Эксперименты по управлению группой
Работа представляет собой краткий обзор состояния дел в области разработки систем управления беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа. Изложены базовые принципы построения ситемы управления на базе поведенческих реакций и архитектуры системы управления группой летательных аппаратов “Поле датчиков-Суперузел”.
CИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМИ
ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ
Анисимов А.Л., Астапкович А.М.(ASK Lab , ГУАП, Санкт-Петербург)
Елисеенко А.Г., Суханов И.О. (“НПО Симметрон”, Санкт-Петербург)
Введение
Разработка комплексов разведки и целеуказания на основе беспилотных летательных аппаратов проводиться в настоящее время фактически всеми индустриально развитыми странами мира.
В свое время военное ведомство США затратило около 10 млрд. долларов на развитие данного направления. При выработке концепции военных применений беспилотных летательных аппаратов были куплены все коммерчески поставляемые образцы и проведены их испытания c целью выработки требовний и концепции развития направления дистанционно-пилотируемых аппаратов военного применения..Некоторое представление о выработанной концепции и предъявляемых требованиях к дистанционно-пилотируемым аппаратам (ДПЛА) дает таблица В.1. Характеристики ряда существующих ДПЛА приведены в таблице В.2.
Можно констатировать тот факт, что в настоящее время интенсивно развивается новая система вооружений, которая в кругах специалистов получила название разведывательно-ударный комплекса. Современный разведывательно-ударный комплекс – это система, объединяющая в себя средства разведки, наведения, управления, средства огневого поражения и предназначенная для обнаружения и уничтожения наиболее важных одиночных и групповых подвижных объектов противника в глубине расположения его войск независимо от метеорологических условий и времени суток. Место ДПЛА в структуре разведывательно-ударного комплекса отражает рис.В.1.
C другой стороны аналогичные аппараты начинают применение для широкого круга гражданских применений. В качестве примера можно привести беспилотный вертолет CL-227 “Santinel” канадской фирмы “Canadian Air”, который явился первым многоцелевым беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа, используемый в гражданском секторе: контроль и диспетчеризация на дорогах, контроль состояния и охрана лесов и нерестилищ, ледовая разведка и т.п.
Можно также указать на перспективность применения подобного рода систем для экологического мониторинга потенциально опасных объектов с целью предупреждения возможных техногенных катостроф.
Настоящий доклад посвящен обзору базовых тенденций в развитии систем управления современных дистанционно пилотируемых аппаратов у уклоном в сторону аппаратов вертолетного типа.
Таблица В.1.
Классификация министерства обороны США беспилотных летательных аппаратов военного применения
| Характе-ристики | Классы беспилотных летательных аппаратов | |||
| Ближнего Действия | Малой дальности | Средней дальности | Большой продолжительности полета | |
| Назначение | Видовая круглосуточная разведка, целеуказание, корректировка огня, постановка активных помех | Видовая круглосуточная разведка, целеуказание, корректировка огня, постановка активных помех, ретрансляция связи. Метео, радиационная, химическая и биологическая разведка | Видовая и метеорологическая разведка | Радио и радиотехническая разведка, целеуказание, ретрансляция связи. Метео, радиационная, химическая и биологическая разведка |
| Базирование | Наземное, морское | Наземное, морское | Наземное, морское | Наземное, морское |
| Радиус действия | До 80 км | До 200 км | До 700 км | Более 300 |
| Продолжительность полета | 1- 6 ч | 8-12 ч | До 2 ч | Свыше 24 ч |
| Время доведения разведданных | Менее 1 мин | От 1 мин до 3 ч | От 1 мин до нескольких часов | Не более 1 мин |
| Состав аппаратуры | Телевизионная , тепловизионная станции, постановщик радиоплмех | Телевизионная , тепловизионная станции, постановщик радиопомех, метеоаппаратура, приборы радиационного контроля, химической и биологической разведки | Телевизионная , тепловизионная станции, аппаратура метеоразведки | Телевизионная , тепловизионная станции, средства радиоразведки и постановщики радиопомех, метеоаппаратура, приборы радиационного контроля, химической и биологической разведки |
| Система управления | Дистанционная радиокомандная | Дистанционная радиокомандная | Дистанционная радиокомандная, автономная инерциальная | Дистанционная радиокомандная, автономная инерциальная |
| Наземное оборудование | Мобильное (в том числе и носимое) | Мобильное | Мобильное | Мобильное |
| Пользователь | Батальон, бригада | Дивизия, корпус | Управления тактической авиацией на ТВД | Управления вооруженными силами на ТВД |
Таблица В. 2.
Тактико-технические характеристики беспилотных
Летательных аппаратов
| Аппарат | Масса ( кг ) | Нагрузка (кг) | Макс. Скор. (Км/ч) | Пото-лок (м) | Длит. полета (ч) | Крыло/ фюзеляш (м) | Страна | |
| EX-drown | 2.5/1.3 | США | ||||||
| Pointer | 3.4 | До 0.5 | 2.7/1.2 | США | ||||
| D-340 | 3.25/3.68 | США | ||||||
| SKYYEA | 6.0/3.6 | США | ||||||
| IMPACT | 8.9/6.75 | США | ||||||
| MODEL 350 | 2.5 | 3.1/4.9 | США | |||||
| CONDOR | 61/20 | США | ||||||
| AMBER-4 | - | 38.5 | 19/9.5 | США | ||||
| FENICS | 45-56 | * | 5.0/4.0 | Англия | ||||
| REIVER 200 | 3.6/2.6 | Англия | ||||||
| CL-289 | 0.5 | 1.3/ 5 | ФРГ-Канада-Франция | |||||
| BREVEL | - | 3.5 | ФРГ- Франция | |||||
| MIRAGE -26 | 1 500 | 3.8/3.6 | Италия | |||||
| Вертолеты | ||||||||
| DJOMOS | * | 6.1 (винт)/ 2.5 (высота) | ФРГ | |||||
| SPRAIT | 2.5 | 1.6(винт)/ 1 (высота) | Англия | |||||
| CL-227 | 3 000 | 2.8(винт)/ 1.6(высота) | Канада | |||||
 |
.
КОМПЛЕКС PIONEER
Рассмотрим более детально РУКморского базирования, опыт опытной эксплуатации которого имеет ВМС США. При этом будем фокусировать основное внимание на системе управления этого комплекса.
Разведывательный комплекс морского базирования на основе ДПЛА Pioneer, был разработанн фирмой AAI ( Балтимор, США). Параметры используемого ДПЛАприведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
.
| Характеристики ДПЛА Pioneer | |
| Схема аппарата | двубалочная |
| Расположение двигателя | толкающий винт |
| Мощность двигателя | 26 л.с. |
| Размах крыльев/длина фюзеляжа | 5.2/ 4.3 м |
| Максимальная высота полета | 4 500 м |
| Крейсерская скорость | 185 км/ч |
| Максимальная длительность полета | 5 ч |
| Взлетная масса | 190 кг |
| Полезная нагрузка | 45кг |
Корабельный разведывательный комплекс на основе ДПЛА Pioneerбазирующийся на авианосце ‘Айова’ и включает в себя :
q 5-8 летательных аппаратов Pioneer,оборудованных аппаратурой выполнения полетного задания;
q систему счисления пути и глобальной спутниковой навигации
q система запуска и возвращения ДПЛА
q корабельную станцию управления GCS-2000
q переносную станцию управления
q систему управления и слежения
Корабельная станция GSC-2000 представляет собой комплекс командования и управления, связанный с летательным аппаратом основной линией передачи данных, работающих в диапозоне С (3.9-6.2 ГГц) и резервной линией УВЧ.
Полетом управляет летчик-командир ДПЛА, а бортовой нагрузкой, корабельными видеомониторами и потоками видеоинформации управляет оператор оборудования. Команда корабля при помощи замкнутой системы управления может вести наблюдение за стрельбой, что обеспечивает точную корректировку огня корабельной артиллерии.
В зависимости от характера полетного задания PIONEER оснащается телевизионной камерой MOKED-200 или ИК-систеиой переднего обзора MOKED-400, которые устанавливаются в стабилизированном карданном подвесе и могут непрерывно поворачиваться на угол 360 градусов (горизонтальная плоскость) и +5 / - 88 градусов по вертикали. Видеоизображение в реальном масштабе времени и данные целеуказания могут передаваться на корабельную или дистанционную станции управления непрерывно или по командам с пульта оператора управления полетом.
Маршрут полета можно программировать непосредственно перед стартом, перепрограммировать во время полета или управлять аппаратом дистанционно.
Для ДПЛА морского базирования чрезвычайно сложную техническую задачу представляют взлет и посадка аппарата, так как она должна осуществляться на двужущийся объект.
В состав бортового комплекса управления входят:
· cистема управления двигателем вращения несущих винтов, включая датчик скорости вращения, регулятор подачи топлива, датчик количества топлива в баке, температура двигателя ;
· cистема электропитания, включая электрооборудование двигателя, стабилизированные источники питания бортовой электронной аппаратуры, система контроля и обслуживания батарей питания ;
· бесплатформенная система навигации на оптоволоконных гироскопах со спутниковой коррекцией имеющая в своем составе баровысотомер и/или радиовысотомер;
· приемо-передающая связная радиостанция, обеспечивающая управление БПЛАво всех режимах работы
Корабельная система управления включает в себя:
· пульт управления стартом и полетом БПЛА
· выносной пульт управления для обеспечения режима посадки с визуальным контролем
· система предстартовой подготовки БПЛА и ввода полетного задания
· антенно-приемопередающий комплекс радиолиний связи и сопровождения БПЛА
· штатное место оператора управления полетом
Корабельная система обработки информации обеспечивает сбор, обработку, отождествление и отображение информации, поступающей от радиоэлектроных средств разведки, расположенных на нескольких (до 4 БПЛА) .
В конфигурации наземного базирования комплекс PIONEERпредставляет собой высокомобильную систему, в которой наземная станция управления смонтирована на перевозимых грузовых платформах.
К настоящему времени опыт использования комплекса насчитывает тысячи часов налета при выполнении конкретных заданий при наблюдении за движением нефтеналивных танкеров в районе Персидского залива на большом удалении от базового корабля. Комплекс использовался при поддержки испытаний, а также отработке конфигурации РУК в сочетании крылатой ракеты Tomahawk.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ ГРУППОЙ
НЕГОМОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ