CC BY
46
Первые отечественны экспериментальные псевдокосм! аппараты проходят
испытания
0%
Текст: Николай КЛИМЕНКО,
заместитель генерального директора АО «НПО Лавочкина», кандидат технических наук
В настоящее время наблюдение больших локальных районов становится приоритетной задачей для средств дистанционного зондирования. Расчет на то, что эта задача будет решена при помощи разработки и развертывания орбитальной группировки малых космических аппаратов (КА), не в полной мере оправдывает ожидания заказчиков. Наиболее эффективными для решения задачи длительного непрерывного наблюдения больших локальных районов могут стать так называемые псевдокосмические аппараты (ПКА) или атмосферные КА. Две российские компании - АО «НПО Лавочкина» и ООО «Тайбер» - заняты разработками в этой области.
Воздушно-космическая сфера №3(92) сентябрь 2017 73
Принцип действия ПКА
Принцип действия псевдокосмических аппаратов (ПКА) основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую и использовании ее для обеспечения работы электродвигателей, автопилота и полезной нагрузки. Разработка ПКА базируется на прорывных технологиях в области тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей, высокоэффективных аккумуляторных батарей и топливных элементов, ультралегких сверхпрочных конструкционных материалов, миниатюрных электронных приборов для компактной и легкой полезной нагрузки.
Синхронное развитие этих технологий и объединение их в рамках концепции ПКА привели к созданию носителей полезной нагрузки нового типа - космических аппаратов (КА) в авиационном конструктиве, сочетающем преимущества традиционных КА и БЛА (беспилотных летательных аппаратов) и в то же время имеющем ряд значимых преимуществ, позволяющих заполнить «функциональную брешь» в возможностях ПКА.
ПКА Helios НР 01
История вопроса: на Западе разработки начались еще в 1980-е
За рубежом - в США, Великобритании, Германии, Италии, Швейцарии, Израиле, Китае, Корее, ОАЭ - это многообещающее направление создания воздушно-космических средств дистанционного зондирования интенсивно развивается.
Первые простейшие проекты летательных аппаратов на солнечной энергии были реализованы еще в 1980-х годах. Успешные полеты этих аппаратов обратили на себя внимание военных специалистов, в первую очередь американского управления ПРО, под эгидой которого была создана специальная компания АегоУ1гопшеШ для реализации закрытого проекта ЫАЬБОЬ. Проект опережал свое время и не был реализован так, как задумывался. Однако планы по созданию и применению ПКА получили дальнейшее развитие в рамках программы БКАБТ.
т
Способность ПКА длительное время барражировать над заданным локальным районом, обеспечивая достаточно большую зону обзора и оставаясь малозаметным и малоуязвимым для средств ПВО, сравнительно небольшие затраты на разработку и применение ПКА по целевому назначению - вот чем обусловлено пристальное внимание к этому стремительно развивающемуся направлению воздушно-космической техники со стороны зарубежных военных и коммерческих заказчиков.
космическая сфера №3(92) сентябрь 2017 75
Псевдокосмические аппараты Pathfinder, Pathfinder Plus, Centurion, Helios, созданные по программе ERAST, подтвердили возможность длительных беспосадочных полетов в стратосфере с использованием солнечной энергии.
Американо-британский проект ПКА Zephyr, китайские проекты ПКА Morning Star, MOZI, Caihong (Rainbow), коммерческие проекты ПКА Solara 50, Solara 60, Aquila продемонстрировали высокую эффективность псевдокосмических аппаратов для длительного непрерывного наблюдения больших локальных районов.
Полученные в начале 2000-х годов впечатляющие результаты в области создания ПКА позволили управлению DARPA сформировать суперпрограмму Vulture, предусматривающую создание псевдокосмического аппарата Solar Eagle, оснащенного интегрированной полезной нагрузкой массой до 400 кг и обеспечивающего наблюдение земной поверхности в зоне обзора размером не менее 900 км в течение пяти лет беспосадочного полета на высотах 18-27 тыс. м.
Аналогичные амбициозные замыслы вынашивают и в Китае.
ПКА Solara 50
Воздушно
ПКА в России: преодолевая недоверие и консерватизм
У нас в стране отношение к подобным проектам традиционно настороженное. К сожалению, «джобсизм» и «стартапность» для тех, кто стремится превратить мифы в реальность, у нас по-прежнему не в почете, несмотря на призывы руководителей государства. Но идея создания ПКА все равно пробивается сквозь асфальт недоверия и консерватизма.
Первый отечественный ПКА разработан в НПО имени С. А. Лавочкина и получил название ЛА-251 «Аист». Он предназначался для осуществления полета на высоте до 12 тыс. м в течение 72 суток с целью валидации возможности многосуточного беспосадочного полета с использованием солнечной энергии. Экспериментальный ПКА выполнил поставленную перед ним задачу, осуществив 32 полета.
В 2016 году НПП «Тайбер» разработало масштабную модель ПКА «Сова», совершившую успешный испытательный 50-часовой полет на высоте до 9000 м.
Перспективный ПКА АО «НПО Лавочкина»
ПКА ЛА - 251 «Аист»
Запуск ПКА «Сова»
Перспективный ПКА НПП «Тайбер»
В настоящее время в НПО имени С. А. Лавочкина построен и проходит испытания опытный образец ПКА лА-252 «Аист». Аналогичные работы ведутся и в НПП «Тайбер».
Демонстрационные экспериментальные ПКА ЛА-251 и ЛА-252 рассматриваются в качестве прототипа для создания ПКА с улучшенными характеристиками по высоте и продолжительности полета при размещении полезной нагрузки, предназначенной для решения практических прикладных задач.
Предельных возможностей в перспективных ПКА планируется достигнуть за счет увеличения размаха крыла до 70-90 м, а также за счет повышения КПД и удельных энергетических характеристик фотоэлектрических преобразователей и аккумуляторных батарей.
Последовательное пошаговое решение технологических и конструкторских задач позволит создать высокоэффективный отечественный ПКА для длительного беспосадочного полета в течение 12-18 месяцев на высотах 20-25 тыс. м с полезной нагрузкой до 200 кг. На этом пути существуют и проблемные вопросы, но они, как показывает зарубежный опыт, имеют реальное решение.
ПКА ЛА - 252 «Аист»
Воздушно-космическая сфера №3(92) сентябрь 2017 77
