CC BY
102Создание многофункциональных беспилотных летательных аппаратов: пути решения проблемных вопросов
Майор ДА. СИНЯТКИН
Майор А.Ю. БОЖКОВ, кандидат технических наук
Майор МЛ. ГОРЧАКОВ
АННОТАЦИЯ. Дан анализ состояния и развития беспилотных авиационных комплексов в Вооруженных Силах Российской Федерации и зарубежных армиях. Обозначены основные проблемные вопросы, возникшие при создании отечественных многофункциональных беспилотных летательных аппаратов (БЛА) большой дальности полета, и предложены возможные пути их решения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: беспилотные летательные аппараты, снятые с вооружения самолеты, ударные БЛА, пути создания многофункциональных БЛА, жизненный цикл авиационных комплексов.
SUMMARY. The analysis of the state and development of unmanned aerial systems in the Armed Forces of the Russian Federation and foreign armies is given. The main problematic issues that have arisen in the development of domestic multifunctional unmanned aerial vehicles (UAVs) of long flight range are indicated, and possible ways of their solution are suggested.
KEYWORDS: unmanned aerial vehicles, aircraft removed from armament, drone UAVs, ways to create multi-functional UAVs, life cycle of aviation complexes.
АНАЛИЗ опыта военных конфликтов, имевших место на рубеже XX—XXI веков, показывает, что современные военных действия характеризуются следующими основными особенностями: возрастанием роли противоборства в информационной сфере; использованием нетрадиционных форм ведения боевых действий; повышением точности и избирательности действия оружия; внедрением новых систем управления войсками, разведки и поражения противника. Исходя из этих особенностей общими техническими тенденциями развития вооружения являются: интеллектуализация (роботизация), миниатюризация, снижение энергопотребления, многофункциональность и автономность1.
В соответствии со взглядами отечественных и зарубежных военных специалистов в современных и будущих военных конфликтах одними из наиболее перспективных видов вооружения и военной техники, интегрирующими перечисленные тенденции, будут беспилотные летательные аппараты. Несмотря на достижения советского периода, в настоящее время развитие БЛА в России значительно отстает от аналогичных программ других развитых стран. Хроническое недофинансирование многих проектов по разработке БЛА в 90-е годы прошлого столетия привело к тому, что из отрасли ушли многие квалифицированные специалисты, был утерян наработанный годами опыт. Практически не развивались специфичные технологии, применяемые при создании БЛА (особенно в области систем управления). В то же время потребности в развитии беспилотной авиации стали ощущаться все острее. Так,
1 Макаренко С.И. Робототехнические комплексы военного назначения — современное состояние и перспективы развития // Системы управления, связи и безопасности. 2016. № 2.
по результатам южноосетинского вооруженного конфликта в августе 2008 года стало очевидно, что российской армии не хватает беспилотных летательных аппаратов, в том числе и современных разведывательных БЛА. Предпринятые срочные меры по улучшению ситуации не дали желаемого результата, сказались отсутствие какой-либо стратегии развития беспилотных авиационных систем, слабое финансирование, да и просто долгое невнимание к данной отрасли2. Поэтому рассмотрение проблемных вопросов и путей создания в кратчайшие сроки отечественных БЛА различного назначения — актуальная и важная задача.
В настоящее время общемировая практика по созданию БЛА заключается в проведении исследований по следующим основным направлениям.
Первое. Создание БЛА на основе модернизации серийных тактических боевых самолетов. В зарубежных странах работы по переоборудованию серийных самолетов в беспилотные варианты ведутся начиная со второй половины XX века. Так, например, на основе самолета Ju-88 (Германия) создан беспилотный самолет «Мститель» («Мститель II»). Самолет B-Y1G (США) был переоборудован в беспилотный CQ-17, а планер 2?-17 (США) — в БЛА TDR-1. В XXI веке работы по переоборудованию самолетов были продолжены. Модернизация F-4 Phantom (США) привела к созданию беспилотного самолета QF-4, a F-16А/В Fighting Falcon (США) - в QF-16.
Второе. Создание БЛА на основе проведения полного цикла работ. Неоспоримые лидеры в области разработки и создания БЛА — США и Израиль. Анализ зарубежных программ в области БЛА, в первую очередь США как достигших наибольших успехов в разработке и применения БЛА, обнаруживает тенденцию не только расширения перечня возлагаемых на них задач в современных военных конфликтах, но и объема финансирования.
Согласно сообщению американского еженедельника Aviation Week and space technology со ссылкой на аналитиков компании Forecast International на производство БЛА в период с 2014 по 2023 год будет израсходовано около $35,6 млрд (производство БЛА — $14,2 млрд, производство наземных станций управления — $6,6 млрд, выпуск бортовых полезных нагрузок — $14,8 млрд); на проведение НИОКР в области беспилотной техники — $28,7 млрд и два-три миллиарда долларов на сервисное обслуживание БЛА3.
При этом ожидается, что финансирование производства БЛА ($35,6 млрд) по типам сгруппируется следующим образом: средне-высотных БЛА большой продолжительности полета (MALE — Medi-um-AltitudeLong-Endurance) — $13,7млрд (38,5 %); тактических БЛА — $8,6 млрд (24,1 %); высотных БЛА большой продолжительности полета (HALE — High-Altitude Long-Endurance) — $7,3 млрд (20,5 %); БЛА вертикального взлета и посадки — $3,0 млрд (8,4 %); ударных {UCAV— Unmanned Combat Air Vehicle) — $1,7 млрд (4,8 %); портативных БЛА, запускаемых с руки — $1,3 млрд (3,6 %).
Расширение перечня задач, возлагаемых на БЛА, наиболее ясно видно из анализа программы UCAV, разрабатываемой в рамках концепции применения вооруженных сил США «Молниеносный глобальный удар». Перечень задач, возлагаемых на БЛА, и сроки их реализации показаны в таблице 1.
2 Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние. Портал «Современная армия» http://www.modernarmy.ru/article/152 © (дата обращения: 15.10.2017).
3 Николаев А.Б., Лопота A.B. Беспилотные летательные аппараты. Современные тенденции развития роботизированных комплексов. Государственный научный центр Российской Федерации ЦНИИ робототехники и технической кибернетики, 2016.
Таблица 1
Перечень задач и планируемые сроки ввода в строй беспилотных систем США
Перечень задач, возлагаемых на БЛА Существующие (перспективные) системы Сроки ввода в строп беспилотных систем
2010 2015 2020 2025 2030
Радиоретрансляция АВССС, ТАСАМО, Commando Solo
Радиоэлектронное подавление средств ПВО противника EF-ISG
Воздушная разведка Rivet Joint, ARIE Sil, Senior Scaout, Guardail
Морское патрулирование P- 3
Дозаправка топливом в воздухе KC-135,KC-10, КС-130
Поражение средств ПВО и наземных целей противника EF-\SG, F-16
Управление боевыми действиями авиации A WA CS, JSTARS
Поражение воздушных целей противника F-\5, F-16
Воздушные перевозки C-5, C-ll, C-130
Поражение средств ПВО, воздушных и наземных целей противника F/A-IS, F/A-22
В настоящее время российские компании выпускают образцы БЛА малого радиуса действия, способные совершать полеты на небольших высотах, например ZALA 421-08AT, «Элерон-ЗСВ», «Орлан-Ю». Но по заказу Минобороны России в стране ведутся работы по созданию перспективных БЛА трех типов. Первый из них — средневысотный оперативно-тактический БЛА «Иноходец» со взлетным весом до одной тонны, по своим характеристикам близкий к американскому MQ-1 Predator. Второй — «Альтиус», весом до пяти тонн, должен обладать большой высотой и продолжительностью полета. По своим характеристикам он является аналогом американского MQ-9 Reaper. Третий перспективный российский БЛА — тяжелый ударный БЛА, разрабатываемый в рамках проекта «Охотник»4.
Анализ задач, возлагаемых на БЛА, направлений разработки БЛА в РФ и возможных сроков их поставки в войска позволил выявить один из основных проблемных вопросов, связанный с отсутствием в настоящее время должного внимания к созданию БЛА на основе модернизации серийных тактических боевых самолетов путем переоборудования их в беспилотные. Это вызвано в первую очередь недостаточной проработкой существующей методологической основы.
4 Тяжелый ударный БПЛА «Охотник» ОКБ Сухого и экспериментальный разведывательный БПЛА большой продолжительности полета «Альтиус-М» URL: http://militaryrussia.ru/ blog/topic-719.html. 31.05.2014. (дата обращения: 30.11.2014).
При анализе закономерностей развития авиационной техники установлено, что в данной области характерен постоянный рост от поколения к поколению размеров летательных аппаратов (J1A) и их боевых возможностей5. В свою очередь, это влечет увеличение стоимости JIA и продолжительности их разработки, что может привести к снижению эффективности JIA на момент их поступления в войска. Поэтому в условиях ограниченного финансирования выбор того или иного направления создания БЛА должен основываться в том числе и на оценке эффективности жизненного цикла авиационного комплекса. Поэтому эффективность жизненного цикла авиационного комплекса предлагается определять с учетом следующих факторов: возможностей обеспечения эффективности комплекса не ниже требуемой в течение всего жизненного цикла (ЖЦ); стоимости ЖЦ; длительности ЖЦ и доли времени, когда комплекс может применяться по прямому назначению6.
Структура ЖЦ образца военной техники, в том числе и авиационного комплекса, состоит из следующих взаимосвязанных стадий: поисковая НИР, прикладная НИР, разработка, производство, эксплуатация, капитальный ремонт, утилизация. Поэтому решение о создании БЛА на основе модернизации существующих серийных тактических боевых самолетов целесообразно принимать, если значение эффективности полного ЖЦ модернизируемого авиационного комплекса больше значения эффективности полного ЖЦ вновь создаваемого беспилотного авиационного комплекса7. В настоящее время существуют все предпосылки для реализации данного утверждения, что подтверждается следующими основными обстоятельствами:
носители авиационного комплекса уже разработаны, поэтому работы в рамках стадий ЖЦ «прикладная НИР», «разработка» и «производство» направлены в первую очередь на переоборудование существующих носителей в беспилотные, а также на закупку и размещение на них необходимой аппаратуры и подвесного оборудования;
отсутствует необходимость подготовки летного состава для восполнения боевых потерь и поддержания их профессиональных навыков, что приводит к снижению затрат на стадии ЖЦ «эксплуатация»;
рост боевых возможностей ЛА от поколения к поколению приводит к увеличению их стоимости, что естественным образом сказывается на увеличении стоимости их эксплуатации и капитального ремонта;
использование серийных летательных аппаратов предыдущего поколения в варианте беспилотных позволяет говорить об экономии денежных средств, которые будут затрачены на обслуживание снятой с вооружения авиационной техники на базах хранения.
Однако использование в качестве технической базы одного ЛА для создания другого ЛА, характеристики которого были оптимизированы для выполнения иных задач, может привести к снижению эффективности унифицированного ЛА. Следовательно, в настоящее время существует противоречие между объективно необходимым требованием повышения боевой эффективности перспективных ЛА (диктуется развитием и совершенствованием систем ПВО противника) и возможным ее снижением в результате столь же объективно необходимой их унификации (диктуется экономическими возможностями реализации программы вооружения). Анализ причинно-следственных связей между унификацией и боевой эффективностью показал, что данная связь
5 Барковский В.И., Скопец Г.М., Степанов В.Д. Методология формирования технического облика экспортно-ориентированных авиационных комплексов. М.: Физматлит, 2008.
6 Аносов P.C., Бывших Д.М., Дмитриев A.B. Эффективность жизненного цикла техники радиоэлектронной борьбы // Вооружение и экономика. 2017. № 2 (39). С. 11—18.
7 Карпухин В.И., Аносов P.C., Бывших Д.М. Оптимизация жизненного цикла образца техники радиоэлектронной борьбы // Вооружение и экономика. 2017. № 1 (38). С. 12—24.
осуществляется через тактико-технические характеристики (ТТХ) унифицированных J1A. Чем ближе значения ТТХ унифицированного JIA к оптимальным значениям, полученным при условии его оригинальной разработки, тем выше его боевая эффективность. В данных условиях правомерен вывод о том, что существо уже следующего проблемного вопроса, связанного с унификацией J1A, состоит в необходимости максимального приближения значений ТТХ унифицированных JIA к значениям ТТХ оригинальных J1A различного назначения8.
Рассмотрим направление создания БЛА на основе серийных J1A более подробно. После вывода из состава ВВС в конце 90-х годов прошлого столетия одномоторных самолетов на базах хранения сосредоточено большое количество самолетов типов МиГ-23, МиГ-27, Су-17 всех модификаций, обладающих большим остаточным летным ресурсом. Применение самолетов данных типов в различных военных конфликтах показало их надежность и живучесть9.
В результате анализа назначения и основных ТТХ рассматриваемых одномоторных самолетов (дальность полета, масса полезной нагрузки, перечень применяемого управляемого и неуправляемого вооружения, в том числе ракет класса «воздух—PJIC» типа Х-58 и Х-31, возможность размещения контейнерных станций активных помех (САП) и др.) и сравнения их с требованиями к перспективным БЛА, целесообразно рассматривать для переоборудования в многофункциональные БЛА истребители-бомбардировщики МиГ-27 и Су-17 различных модификаций.
Возможность совершения полета данными ЛА на различных скоростях и высотах, используя изменяемую геометрию крыла, позволит применять созданные на их основе БЛА как для нанесения ударов по объектам, наиболее защищенным силами (средствами) ПВО, так и прикрывать боевые порядки оперативно-тактической, дальней и военно-транспортной авиации от действий истребительной авиации противника. Использование алгоритма для расчета противоракетного маневра, разработанного в военном учебно-научном центре (ВУНЦ) ВВС «Военно-воздушная академия», реализуемого на штатной бортовой ЭВМ, не только повысит живучесть беспилотного комплекса, но и снизит вероятность столкновения его в воздухе с самолетами прикрываемых и обеспечиваемых боевых порядков пилотируемых самолетов10.
Исходя из перечня задач РЭБ, выполнение которых необходимо, например, в интересах прорыва (подавления, преодоления) системы ПВО противника, в состав средств РЭБ, размещаемых на переоборудованных в БЛА истребителях-бомбардировщиках, могут входить состоящие на снабжении разрабатываемые станции активных помех (САП): РЛС обнаружения, наведения и целеуказания (РЛС ОНЦ); РЛС ЗРК средней дальности и ближнего действия (ЗРК СД и БД); системе передачи данных (СПД) системы связи и распределения данных Jtids {Joint Tactical Information Distribution System); объектам европейской системы ПВО Meads (Medium Extended Air Defence System); наземной УКВ радиосвязи; ракеты пассивных помех; ракеты класса «воздух—РЛС».
Вариант возможного размещения средств РЭБ на переоборудованном в БЛА самолете Су-17М4 приведен на рисунке 1.
8 Скопец Г.М., Степанов В.Д. Основные положения методологии группового проектирования унифицированных летательных аппаратов // Вооружение и экономика. 2012. №1 (17). С. 30-38.
9 Марковский В. Жаркое небо Афганистана. М.: Техника-Молодежи, 2000.
10 Горчаков М.А., Горчаков А.М., Лущик A.B. Методика оптимизации управления противоракетным маневром самолета истребителя в горизонтальной плоскости. Сборник статей по итогам Всероссийской научно-технической конференбции «Академические Жуковские чтения-2013». Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2013. С. 44-46.
Рис. 1. Вариант размещения средств РЭБ на борту переоборудованного в БЛА истребителя бомбардировщика Су-17М4
Необходимо отметить еще одно обстоятельство целесообразности переоборудования существующих серийных боевых самолетов в БЛА. Многие страны, закупавшие авиационную технику в СССР, сохранили, модернизировали (не всегда с участием России) и успешно используют довольно обширный парк самолетов указанных типов. При этом проявляют заинтересованность в приобретении ударных БЛА в дополнение к имеющимся на вооружении боевым самолетам. Например, Индия, располагающая значительной группировкой самолетов МиГ-27 и Су-17 различных модификаций, ведет переговоры о закупке ударного варианта БЛА М()-1 Ргес1Шог производства США. Следовательно, отказываясь от переоборудования существующих серийных тактических боевых самолетов в беспилотные Россия теряет не только прибыль от возможных поставок БЛА и подготовки необходимого обслуживающего персонала, но и рынок сбыта запасных частей.
Таким образом, переоборудование существующих тактических самолетов в БЛА позволит: обеспечить до завершения опытно-конструкторской работы (ОКР) по разработке специализированного скоростного разведывательно-ударного беспилотного летательного аппарата большой дальности полета принятие на вооружение частей (подразделений) ВКС РФ многофункционального (разведывательно-ударного) БЛА; создать научно-технический задел в части разработки системы управления БЛА и средств РЭБ для него, а также разработать способы боевого применения многофункциональных беспилотных авиационных комплексов; увеличить «экспортную привлекательность» отечественного вооружения; сократить затраты на хранение и утилизацию самолетов, выведенных из боевого состава ВВС; сократить отставание от США и других ведущих стран мира в области разработки и применения БЛА.
