CC BY
21
А'. |
Г.В. ЗИБРОВ, О.В. У1АВРИЧЕВ
G.V. ZIBROV, O.V. LAVRICHEV
ИНИЦИАТИВА+ИНТЕГРАЦИЯ = СОВРЕМЕННОЕ ВООРУЖЕНИЕ
INITIATIVE+INTEGRATION = MODERN WEAPONS
ЭФФЕКТИВНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЕННО-ВОЗДУШНОЙ АКАДЕМИИ С ПРЕДПРИЯТИЯМИ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА -ФАКТОР ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
EFFECTIVE INTERACTION OF THE AIR FORCE ACADEMY WITH ENTERPRISES OF THE MILITARY-INDUSTRIAL COMPLEX IS A FACTOR IN THE INNOVATIVE DEVELOPMENT OF MILITARY EQUIPMENT
Сведения об авторах: Зибров Геннадий Васильевич - начальник ВУНЦ ВВС «ВВА», генерал-полковник, доктор педагогических наук, профессор (г. Воронеж );
Лавричев Олег Вениаминович - председатель Совета директоров Акционерного общества «Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина» (г.Арзамас).
Аннотация. Статья посвящена результатам научно-технического взаимодействия ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е.Жуковского и Ю. А. Гагарина» с ведущими вузами и предприятиями оборонно-промышленного комплекса в интересах создания перспективной техники радиоразведки. Приведены отличительные особенности и функциональные преимущества инновационной разработки «Станциярадиоразведки на беспилотном вертолете».
Ключевые слова: инновационная разработка, научно-технический задел, современная производственная база, вооружение, военная и специальная техника, станция радиоразведки, беспилотный вертолет.
Information about the authors: Gennady Zibrov - Chief of the MESC AF «N.E.Zhukovsky and Yu.A. Gagarin Air Force Academy», Colonel-General, D.Sc. (Ped.), Professor (Voronezh);
Oleg Lavrichev - Chairman of the Board of Directors of Joint Stock Company «Arzamassky Priborostroitelny Zavod Imeni Plandina» (Arzamas).
Summary. The article is devoted to results of scientific-technical coopera tion MESC AF «N.E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin Air Force Academy» with leading universities and enterprises of the military-industrial complex in the interests of a prospective technology of signals intelligence. The distinctive features and functional advantages of the innovative development «Radio reconnaissance station on an unmanned helicopter» are given.
Keywords: innovative development, scientific and technical reserve, modern production base, weapons, military and special equipment, radio intelligence station, unmanned helicopter.
От уровня интеграции вузовской науки и предприятий оборонно-промышленного ком-
плекса (ОПК) с современной производственно-технологической базой во многом зависит возможность
появления новейших отечественных образцов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ),
обеспечивающих превосходство нашей страны на мировой арене.
В связи с планируемым постепенным сокращением объемов госо-боронзаказа (ГОЗ) и госпрограммы вооружения (ГПВ), в том числе на проведение опытно-конструкторских работ (ОКР), перед многими предприятиями уже сегодня остро встала проблема поиска своего места в сфере ГОЗ и ГПВ. В этих условиях безусловный приоритет будут иметь организации, сумевшие в инициативном порядке разработать и освоить серийное производство современных и перспективных образцов ВВСТ.
На Международном военно-техническом форуме «Армия-2019» заместитель Министра обороны Российской Федерации А. Ю. Кри-воручко сказал, что в последнее время расширяется практика реализации инициативных разработок вооружения, осуществляемых предприятиями и организациями оборонной промышленности за счет собственных финансовых средств вне рамок ГОЗ и ГПВ. Инициативные разработки повышают возможности Минобороны России по развитию ВВСТ, а Форум является одним из источников информации о таких разработках, и они, безусловно, имеют перспективу.
В рамках работы Международного военно-технического форума «Армия-2019» Верховный Главнокомандующий Вооруженными Силами Российской Федерации В. В. Путин посетил выставочную экспозицию Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (г. Воронеж). Ему была продемонстрирована инициативная разработка «Станция радиоразведки на беспилотном вертолете», которая выполнена под научным руководством Военно-воздушной академии на Арзамасском приборостроительном заводе им. П.И. Пландина. По результатам работы Форума этот экспонат занял первое место в но-
минации «Лучшая инновационная разработка Форума».
Широкомасштабное использование помехозащищенных наземных радиосредств, для управления силами и средствами при ведении боевых действий, функционирующих в различных частотных диапазонах с использованием направленных антенн, приводит к существенному уменьшению вероятности их своевременного обнаружения и определения координат источников радиоизлучения. Кроме того, стремительное развитие рынка современных мобильных средств связи гражданского назначения (сотовые и спутниковые телефоны, средства управления беспилотными летательными аппаратами и т.п.) привело к существенному снижению мощности радиоизлучений этих радиосредств.
Одним из приоритетных способов повышения информационных возможностей средств радиоразведки является подъем антенн пеленга-торных устройств на мачты, высота которых в штатном исполнении составляет не более 20 метров. Для гарантированного вскрытия радиолиний современных и перспективных систем радиосвязи и передачи данных антенны должны быть размещены на высотах более 300 метров. Поэтому использование мачтовых устройств для решения этой задачи является нецелесообразным.
Размещение антенных устройств средств радиоразведки наземного базирования на высоте в несколько километров над земной поверхностью может быть реализовано при помощи привязных аэростатов или беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) самолетного или вертолетного типов.
Многократные попытки совершенствования наземных средств радиомониторинга в направлении увеличения дальности действия на основе ее оснащения привязными аэростатами не дали желаемого результата. Причиной этому является существенное ухудшение
важнейших эксплуатационных характеристик наземных комплексов, таких, как мобильность, сложность эксплуатации и обслуживания, а также количество транспортных средств и требуемая численность экипажа. Очевидным решением повышения дальности и скрытности ведения радиоразведки является размещение антенных устройств на беспилотных летательных аппаратах.
Наиболее предпочтительным для реализации способа определения координат целей радиоразведки является использование БПЛА вертолетного типа, обладающих рядом преимуществ по сравнению с БПЛА самолетного типа:
- более высокой степенью маневренности в части выполнения режима зависания и вращения в заданной точке на различных высотах;
- слабой зависимостью аэродинамических характеристик от формы и размеров целевой нагрузки;
- наличием возможности вертикального взлета и посадки на различных площадках без использования специального оборудования.
Отправной точкой для начала активной работы по созданию принципиально нового средства радиоразведки на беспилотном вертолете стал доклад руководителя военно-научной школы профессора А. Д. Виноградова на Всероссийской конференции в Военно-воздушной академии. К этому времени в академии был создан фундаментальный научно-технический задел в области радиопеленгации, запатентован новый способ определения координат источников радиоизлучений, обоснованы принципы построения, структура и алгоритмы функционирования широкодиапазонной станции радиоразведки на беспилотном вертолете.
В 2017 году между Военно-воздушной академией и Арзамасским приборостроительным заводом им. П. И. Пландина был заключен договор о научно-техническом сотруд-
;г«7
ч* !
ВОЕННО-ВОЗДУШНАЯ АКАДЕМИЯ
ИМЕНИ ПРОФЕССОРА Н.Е. ЖУКОВСКОГО И Ю.А. ГАГАРИНА
1920-2020
ничестве в интересах разработки и создания «Станции радиоразведки на беспилотном вертолете». В ходе создания экспериментального образца предстояло решить ряд научных, научно-технологических и системно-технических проблем, с которыми ранее не сталкивались разработчики. В короткие сроки было налажено научно-техническое взаимодействие между тремя вузами и семью предприятиями ОПК Российской Федерации. В научно-производственную кооперацию дополнительно вошли:
- Московский авиационный институт (г. Москва);
- Сибирский федеральный университет (г. Красноярск);
-АО «ИРКОС» (г. Москва);
-АО «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь» (г. Красноярск);
- ООО «Научно-производственное предприятие «Автономные аэрокосмические системы - ГеоСервис» (г. Красноярск);
- АО «Конструкторское бюро промышленной автоматики» (г. Саратов);
- ООО «Каскад» (г. Зеленоград);
- Нижегородская производственная компания «СОЛДИС» (г. Нижний Новгород).
Суть инициативной разработки заключается в повышении точности однопозиционного и многопозиционного определения координат наземных радиосредств, работающих в эфире в широком диапазоне частот с использованием только одной станции радиоразведки при радиопеленговании с борта беспилотного вертолета.
Отечественным лидером в области проектирования и создания систем радиоконтроля, включающих цифровую обработку сигналов, методы обнаружения, пеленгования и определения местоположения источников радиоизлучения, является компания «ИРКОС». В рамках инициативной разработки эта московская компания разработала целевую нагрузку, которая реализована в виде бортового широкодиапазонного азимутально-угломестного радиопеленгатора с пеленгаторной объемной антенной решеткой уникальной конструкции. Соизмеримые физические размеры антенной решетки и проводящих элементов
конструкции малоразмерного беспилотного вертолета обеспечили возможность функционирования бортовой антенны в условиях приема плоской электромагнитной волны, практически не искаженной из-за влияния проводящей подстилающей поверхности больших (относительно антенной решетки) размеров. Такая конструкция позволила повысить точность радиопеленгования в азимутальной и угломестной плоскостях, что при совместном применении с высокоточной системой определения координат и угловой ориентации БП Л А дало возможность повысить точность однопозиционного определения координат наземных радиосредств. При этом радиус рабочей зоны, в которой обеспечивается заданная точность однопозиционного определения координат наземных источников радиоизлучения, увеличивается пропорционально высоте размещения БПЛА над земной поверхностью.
Выполнение структуры бортовой пеленгаторной антенной решетки в виде симметричной структуры с нечетным порядком симметрии
дает возможность расширения рабочего диапазона антенной решетки в условиях ограничений на ее габариты и массу.
Целесообразность размещения азимутально-угломестного радиопеленгатора на беспилотном вертолете легкого класса обусловлена тем, что его аэродинамические характеристики в меньшей степени зависят от формы и предельно допустимых размеров бортовой пеленгаторной антенной решетки, увеличение которых необходимо для повышения точности определения координат радиосредств.
Кроме того, за счет реализации однопозиционного режима работы с вращением вертолета вокруг оси несущего винта с высокой угловой скоростью удалось практически исключить влияние корпуса носителя на точность определения координат наземных радиосредств.
Для реализации нового способа определения координат источников радиоизлучения с борта БПЛА необходимо было не только разработать и создать соответствующую целевую нагрузку, но и решить вопрос с летательным аппаратом, к которому предъявляются специфические требования по летно-тех-ническим и эксплуатационным характеристикам. При этом необходимо отметить, что для решения задачи однопозиционного местоо-пределения источников радиоизлучения не подходят полноразмерные самолеты или вертолеты из-за электродинамического взаимодействия между антенной системой и корпусом носителя. Проведенный анализ представленных на рынке перспективных БПЛА показал, что в России отсутствуют подходящие аппараты завершающей степени готовности, а относительно близкие западные аналоги также полностью не удовлетворяют предъявляемым требованиям.
За прототип для создания макетного образца носителя был взят БПЛА «Ворон», разработанный в Московском авиационном институте и хорошо зарекомендо-
вавший себя по летно-техническим и эксплуатационным характеристикам. В результате существенной доработки отдельных элементов, оптимизации компоновки узлов и агрегатов макетного образца на производственно-технологической базе Арзамасского приборостроительного завода им. П.И. Планди-на была создана модель станции радиоразведки на БПЛА вертолетного типа. После проведения первоначальных летных испытаний модель станции радиоразведки была продемонстрирована Министру обороны Российской Федерации генералу армии С. К. Шойгу на Международном военно-техническом форуме «Армия-2018». По итогам Форума инновационный проект был включен в список перспективных инновационных разработок и дано поручение по ее реализации в кратчайшие сроки.
В 2019 году в рамках научно-исследовательской работы по заказу Военно-научного комитета Вооруженных Сил Российской Федерации были обоснованы способы применения и заданы тактико-технические требования к средствам радиоразведки, размещаемым на борту БПЛА. На Арзамасском приборостроительном заводе им. П.И. Пландина была сконструирована новая аэродинамическая схема одновинтового
вертолета с рулевым винтом, как наиболее выгодная с точки зрения снижения стоимости и адаптируемости беспилотного вертолета к уже существующей эксплуатационной инфраструктуре в части программного обеспечения, пилотажных тренажеров, исследований динамики полета и наличия подготовленных пилотов. На предприятии разработана универсальная модульная конструкция беспилотного вертолета, которая легко трансформируется под заданную целевую нагрузку и позволяет без существенных временных и финансовых затрат модифицировать носитель в зависимости от назначения комплекса. Это значительно расширяет сферу применения беспилотного вертолета и снижает затраты на его эксплуатацию.
На основе современных достижений в области аэродинамики в нижегородской производственной компании «СОЛДИС» из композитных материалов был разработан фюзеляж для беспилотного вертолета с целевой нагрузкой, а также изготовлен легкий и прочный транспортировочный контейнер для перевозки изделия внутриназемной мобильной техники.
В интересах решения задачи по импортозамещению и повышению летно-технических характеристик летательного аппарата в Красно-
ярском научно-производственном предприятии «Автономные аэрокосмические системы - ГеоСервис» разработан двухцилиндровый оп-позитный четырехтактный двигатель повышенной мощности, обеспечивающий время полета более пяти часов на высоте до 4000 метров.
В саратовском Конструкторском бюро промышленной автоматики проведена разработка системы управления БПЛА, обеспечивающая полный набор пилотажных функций управления траекторным движением беспилотного вертолета: автоматическое, полуавтоматическое и ручное управление вертолетом. Ключевым конкурентным преимуществом новой системы управления является возможность функционирования станции радиоразведки на беспилотном вертолете в условиях потери сигналов глобальной спутниковой навигации на основе использования локальной или автономной угломерных радионавигационных систем.
Разработку и создание многофункциональной высокоточной системы спутниковой навигации обеспечили Сибирский федеральный университет и научно-производственное предприятие «Радиосвязь». Система предназначена для высокоточного определения координат и скорости движения, углов пространственной ориентации (высокоточного изме-
рения курса, тангажа и крена) по радиосигналам ГЛОНАСС и GPS. Для приема данных сигналов в изделии используется антенная система, состоящая из четырех антенн. По сравнению с серийно выпускаемыми аналогами зарубежного и отечественного производства разрабатываемая многофункциональная высокоточная система спутникового навигационного обеспечения обладает вдвое меньшей погрешностью определения пространственной ориентации летательного аппарата. За счет реализации пространственной обработки принятого сигнала аппаратура обеспечивает повышенную помехоустойчивость.
Зеленоградское предприятие «Каскад» разработало многофункциональную систему радиосвязи и передачи данных, которая выполнена на основе отечественной системы-на-кристалле «Каскад 1». Система обеспечивает дуплексную передачу цифровой информации, управляющих и измерительных сигналов специальной формы между наземной и бортовой компонентами по соответствующим радионаправлениям с их частотным разделением. Многофункциональная система радиосвязи и передачи данных обеспечивает требуемый канал передачи данных и обладает высокой помехоустойчивостью за счет алгоритма перезапроса потерянных пакетов,
помехоустойчивого кодирования, режима адаптивной модуляции и мощности.
В июне 2019 года был проведен военно-технический эксперимент с участием заинтересованных в инициативной разработке органов военного управления и научно-исследовательских организаций Министерства обороны Российской Федерации. В результате проведенных экспериментальных исследований подтверждены основные заявленные характеристики образца и показана принципиальная возможность реализации однопозиционного способа местоопределения источников радиоизлучения.
Принятие на снабжение Вооруженных Сил Российской Федерации нового средства радиоразведки обеспечит увеличение дальности радиоразведки в 3...4 раза по сравнению с существующей наземной техникой, оперативность выполнения задач в 2 раза и обеспечит снижение наряда сил и средств для определения координат радиосредств в широком диапазоне частот.
На основе фундаментального научно-технологического задела с использованием современной производственно-технологической базы создан экспериментальный образец с уникальными возможностями и большим потенциалом развития. Продемонстрирована реальная возможность решения глобальной научно-технической задачи - определение координат источников радиоизлучений из одной точки пространства в реальном масштабе времени. В результате проведенного военно-технического эксперимента оценены правильность принятых новых технических и технологических решений и соответствие достигнутых характеристик заданным требованиям. Сложилась устойчивая научно-производственная кооперация для эффективной работы по созданию перспективных образцов ВВСТ.
