Безпилотна свобода
Аналитичната компания Teal Group прогнозира значително увеличаване на производството на безпилотни летателни апарати (БЛА), поради широкото им разпространение и рязко увеличаване на търсенето на атакуващи БЛА от следващо поколение през следващите 10 години.
В последното си проучване на пазара, публикувано през ноември 2017 г., компанията изчислява увеличение на годишното производство на безпилотни летателни апарати от 4,2 млрд. Долара (по -долу, ако не е посочено, всички финансови показатели са в долари) през 2017 г. до 10,3 млрд. Долара. с общи разходи за този период от около 80,5 милиарда долара, докато разходите за военни изследвания в този сектор ще увеличат тази цифра с още 26 милиарда долара.
„Увеличеното търсене на системи за дълги разстояния на височина, на въоръжени безпилотни летателни апарати, разработването на бойни безпилотни системи от следващо поколение и нови области като противоракетна отбрана продължават да движат пазара“, казва Филип Финеган, съавтор на Teal Group проучване.
Съавторът на изследването Стив Залога заяви, че очакват САЩ да похарчат 57 процента от всички глобални разходи за научни изследвания, разработки и тестове на тези технологии и приблизително 31 процента от световните покупки на военни дронове. Той добави, че относително големият брой се дължи на фокуса върху големите и скъпи системи на американския пазар, въпреки че растежът в други региони, като Азиатско-Тихоокеанския регион, е по-бърз. В своето априлско проучване на световния пазар оценките на Global Market Insights (GMI) са до голяма степен в съответствие с очакванията на Teal. Тя оценява размера на световния пазар през 2016 г. на 5 милиарда, но очаква годишният обем на пазара да достигне 13 милиарда по -рано, през 2024 г. Въпреки че военните флоти на БЛА нарастват по целия свят, САЩ все още експлоатират 70 процента от общия брой превозни средства. Според GMI военните поръчки донесоха на индустрията над 85 % от общите приходи през 2016 г., а продажбата на безпилотни летателни апарати от хеликоптер през същата година донесе повече от 65 % от общите приходи на индустрията.
Експлозивен растеж
GMI прогнозира сложен годишен темп на растеж (CAGR) от над 12 % от 2017 г. до 2024 г. и размер на автопарка над 18 000 единици до края на този период, въпреки че не е ясно какво означават „парчета“, едно превозно средство или безпилотни системи, които могат да включват няколко устройства. Що се отнася до Азиатско-тихоокеанския регион, пазарът се очаква да покаже CAGR от около 17 % за същия период.
Други очаквани тенденции включват CAGR на пазара на хибридни БЛА (комбинация от вертикално излитане и кацане с хоризонтален полет) от над 15 % и CAGR на автономния пазар на БЛА от над 18 %, според GMI.
Привлекателността на вертикалното излитане и кацане е очевидна, особено ако превозните средства могат да излитат и кацат автоматично, тъй като става по -лесно да се работи с БЛА в затворени пространства и от скрити позиции, процесът на изстрелване и връщане е опростен, по -малка площ е задължително и др. Както и при пилотираните самолети, вертикалното излитане и кацане винаги ограничава скоростта, обхвата на полета и товароносимостта.
На пазара навлизат хибридни решения от различни типове, много от които комбинират витло, задвижвано от двигател с вътрешно горене за круиз, и четири или повече вертикално монтирани витла за вертикални режими на полет. По -усъвършенстваните и сложни проекти използват решения като люлеещи се крила, накланящи се витла или теглещи витла, или дори кацане на опашка, за да се сведе до минимум загубата на полезен товар поради добавянето на допълнителна задвижваща система, която не се използва в повечето приложения.
Концепцията за „автономен БЛА“е малко неясна, но повечето от произвежданите днес устройства имат едно или друго ниво на автономност, могат да летят по предварително програмирани маршрути, следвайки междинни точки и автоматично да използват аварийни режими, например в случай на загуба на комуникация или разреждане на батерията. По този начин се развиват по -усъвършенствани възможности, като откриване и избягване на сблъсъци, групови полети и последователност от задачи. Автономността, се казва в доклада, става все по -важен фактор за развитието на пазара.
Фокусирайте се извън полето на видимост
Проучването също така предвижда, че през разглеждания период безпилотните летателни апарати, способни да работят на обхвати извън обсега на видимост, ще заемат повече от 67 процента от пазара, докато превозни средства с максимално излетно тегло от 25 до 150 кг ще улавят повече повече от половината от пазара. Значението на по -големите безпилотни летателни апарати също ще се увеличи; през разглеждания период се очаква CAGR от около 11 процента за превозни средства с товароносимост 150 кг или повече.
Докато задачите на безпилотни летателни апарати, принадлежащи към държавни военни структури, се свеждат главно до разузнаване, наблюдение и събиране на информация, въоръжени разузнавателни и други бойни мисии, недържавните участници, например Ислямска държава (забранена в Руската федерация), успешно се адаптират търговски дронове за изхвърляне на минохвъргачки, модифицирани гранати и други импровизирани боеприпаси.
Значението на безпилотните летателни апарати в разузнавателните мисии продължава да нараства успоредно с напредъка на сензорните технологии, от оптоелектрониката до събиране и поддръжка на информация чрез радар и електронни средства, и с усъвършенстването на машинното обучение и алгоритмите за изкуствен интелект, което помага на операторите и анализаторите да извличат необходимата информация от огромния поток от данни и в резултат на това улеснява командирите да вземат решения.
Започва да се обръща по -голямо внимание на задачите за защита на границите и гарантиране на сигурността, много държави продължават да милитаризират границите си, за да ограничат евентуални мигранти и бежанци, и терористи и престъпници, които са дебнат сред тях. Поради горните причини значението на морското патрулиране също нараства, в допълнение към по -традиционната необходимост от защита на богатството на техните изключителни икономически зони.
Обширните патрулни зони и многочасови мисии допринасят за нарастващата популярност на безпилотни летателни апарати от категориите HALE (High Altitude Long Endurance) и MALE (Medium Altitude Long Endurance), които се доближават до размера на пилотирани самолети. Наблюдава се обаче увеличаване на популярността в сектора на малките превозни средства, виден представител на който е нано-БЛА Black Hornet от FLIR Systems. Този миниапарат с въртящо се крило с размери на длан има обхват от 2 км и продължителност на полета 25 минути, което е достатъчно, за да може пехотата или специалните сили да слезят зад ъгъла, в стаята или над най-близкия хълм.
Логически групирайте
Между крайните членове - безпилотни летателни апарати от категорията HALE, например Global Hawk и наноустройства от типа Black Hornet - има и други категории (от малки до големи): мини, малки по размер тактически, тактически МАЛКИ плюс собствени категории, корабни системи за вертикално излитане и кацане и експериментални ударни БЛА. Докато тези категории се използват от американската индустрия, успоредно с това военните винаги са имали своя собствена систематика, която по правило се основава на система „ранг“, но е променена на система от пет групи, базирана на комбинация с максимална излетна маса (MVM), работна надморска височина и скорост.
Група 1 включва превозни средства с MVM до 20 lb (9 kg) и експлоатационни височини до 1200 фута (366 метра) над нивото на земята, тоест нано-, микро- и мини-БЛА. Пример за това са дронове Raven и Wasp от AeroVironmerit.
За група 2 съответните цифри са: 21-55 фунта (9,5-25 кг), 3500 фута (1067 метра) и скорост до 250 възела (463 км / ч); например ScanEagle от Boeing Insitu.
Група 3 включва безпилотни летателни апарати, сравними с RQ-7B Shadow на AAI, RQ-21B Blackjack на Boeing Insitu и RQ-23 Tigershark на NASC, тежащи от 55 до 1320 паунда (599 кг), работещи на височина до 18 000 фута (5 500 метра) и повече. същите скорости като БЛА от група 2.
Група 4 включва превозни средства с тегло над 1320 фунта (599 кг), но със същите работни височини като превозни средства от група 3, но без ограничения на скоростта. Група 4 включва например MQ-8B Fire Scout от Northrop Grumman. MQ-1A / B Predator и MQ-1C Grey Eagle от General Atomics.
И накрая, БЛА от група 5 тежат над 1320 паунда и обикновено летят над 18 000 фута с всякаква скорост. Те включват MQ-9 Reaper от General Atomics, RQ-4 Global Hawk и MQ-4C Triton от Northrop Grumman.
Разходи за дрон
САЩ увеличават разходите си за всички видове необитаеми системи и свързаните с тях технологии, но досега въздушните системи доминират във финансовото искане на Министерството на отбраната за бюджета за 2019 г. Министерството иска приблизително 9,39 милиарда долара, което включва финансиране за близо 3500 нови необитаеми въздушни, сухопътни и морски превозни средства, спрямо 7,5 милиарда долара, отпуснати за 2018 г.
В искането за 2019 г. се изискват 6,45 милиарда за БЛА системи, 982 милиона за морски системи, 866 милиона ще бъдат разпределени за технологии, свързани с автономни възможности, включително групови полети, и накрая, 429 милиона ще бъдат разпределени за наземни превозни средства. Признавайки възможностите на потенциални и реални противници, министерството също така иска да похарчи над един милиард долара за технологиите за борба с дронове, включително корабен лазер.
Докладът, публикуван от Изследователския център за безпилотни дронове във Великобритания, подчертава искането за финансиране на 1618 боеприпаса Switchblade от Aero Vironment. Скитащите се боеприпаси Switchblade размиват границите между БЛА и управляеми ракети. Той също така отбелязва, че финансирането за програмата за безпилотни летателни апарати MQ-9 Reaper запазва статута на линията с най-голямата сума в заявката, която се увеличава с повече от 200 милиона до 1,44 милиарда и че разпределението на повече от 500 милиона долара за научноизследователска и развойна дейност на безпилотния самолет-танкер MQ-25 Stingray е най-голямото единично увеличение на разходите на Министерството на отбраната за безпилотни системи. В доклада се отбелязва също, че Пентагонът е поискал допълнително финансиране за работата по изкуствения интелект, известен като Project Maven, както и финансиране за нови изследвания в областта на автономията и изкуствения интелект.
Рязкото увеличаване на броя на безпилотните системи, както вече беше споменато, не е изцяло заслуга на американската армия. Например, Индия обяви търг за закупуване на 600 мини безпилотни летателни апарата за пехотни батальони, които служат на границите с Пакистан и Китай.
В доклада си GMI отбелязва, че Китай е завладял повече от половината от пазара на безпилотни летателни апарати в Азиатско-тихоокеанския регион, воден от големи инвестиции от китайското правителство, което се фокусира върху разширяване на собствените си изследвания, разработки и производство. Производството на системата CH-5 Rainbow е два пъти по-евтино от почти сходната американска MQ-9 Reaper.
Тъпите, мръсни и опасни мисии остават хлябът на безпилотните летателни апарати, но мащабът на тези мисии се разширява, тъй като армията на много страни се стреми да разшири границите на своите възможности.
Обещаващи дестинации - никога не сте виждали нещо подобно
Има стара поговорка, че новите технологии неизбежно ще започнат да се използват по начини, които техните изобретатели и разработчици никога не са си представяли. Това несъмнено се отнася и за дроновете. Много военнослужещи, които са ги опознали по -добре, намират по -добри начини да ги използват, за да повишат нивото на безопасност на себе си и своите колеги, както и нивото на командване на ситуацията. Броят на случаите, когато войниците отиват на мисия „на сляпо“, сега рязко намалява.
Един от очевидните начини за намиране на нови предизвикателства пред технологиите на БЛА е да предоставим тези технологии на военните, след известно време да ги помолим да измислят идеи и експериментално да тестват предложените решения.
Непланирани задачи
Понякога нови роли и задачи за БЛА възникват от осъзнаването на неравенството на възможностите, което трябва да бъде изравнено възможно най -скоро, във връзка с което посоката на основната програма за развитие се променя коренно. Това се случи с танкера MQ-25 Stingray, базиран на превозвача на американския флот, който според програмата UCLASS (Unmanned Carrier Launched Airborne Surveillance and Strike) първоначално е разработен като разузнавателна и / или ударна платформа. Новият изтребител F-35 Lightning II няма достатъчен обхват без зареждане с гориво, така че самолетоносачите да могат да останат извън обхвата на съвременните оръжейни системи, като модерни противокорабни ракети, които все повече се разполагат от такива потенциални противници като Китай и Русия. Новият самолет MQ-25 стелт може да замени съществуващите самолети-цистерни, които не са достатъчно скрити, за да се доближат до противниковите системи за ПВО. Това ще позволи на изтребителя F-35 да разшири обхвата си, за да нанесе удар дълбоко в отбраната на противника.
През февруари 2016 г. ВМС на САЩ обявиха своето решение да замени програмата UCLASS с програмата CBARS (Carrier Based Aerial Refuilling System), която ще създаде танкер за зареждане с гориво с размер на стършели с някои разузнавателни възможности. Всички други задачи, предвидени от проекта UCLASS, включително барабани и комуникационно реле, бяха отложени за възможен бъдещ вариант. През юли 2016 г. дронът получи наименованието MQ-25 Stingray.
В резултат на анализа на неравенството на възможностите беше идентифицирана друга нова задача за БЛА, макар и не нова за пилотираната авиация. Това е радар за ранно предупреждение във въздуха (AWACS) за тактически групи на сухопътните войски и авиацията на морската пехота MAGTF (Marine Air Ground Task Force), които нямат подкрепата на ударна група от самолетоносачи и самолети за ранно откриване E-2D Ястребов поглед. В бъдеще не е изключено групите на MAGTF да действат в трудна бойна ситуация без подкрепата на самолетоносач при такива задачи като разпределени морски операции, брегови операции и експедиционни операции.
Въздушно радарно откриване на радар на далечни разстояния
В тази връзка AWACS беше определена като първостепенна задача за програмата MUX (MAGTF UAS Expeditionary - експедиционен безпилотен летателен апарат за групата на MAGTF). Други приоритетни задачи включват разузнаване и наблюдение, електронна война и препредаване на комуникации, докато офанзивната въздушна подкрепа се разглежда като втора приоритетна задача, която може да бъде невъоръжена, състояща се в издаване на координати на целта за насочване на оръжия, изстреляни от други платформи. Придружаването и транспортирането на товари са премахнати от списъка със задачи за този концептуално нов проект за безпилотни летателни апарати VTOL / VTOL / за кратко излитане / вертикално кацане.
Система със сходни характеристики е просто проектирана да работи с десантни щурмови кораби. Ако изискването за крейсерска скорост от 175-200 възела се вписва във възможностите на хеликоптера, тогава изискването за продължителност на патрулиране от 8 часа на 350 морски мили от кораба може да доведе до решение под формата на наклон, платформа с въртящи се крила и витла в пръстеновиден обтекател или платформа за кацане с круизен полет в самолетен режим.
Въпреки че голяма и мощна радарна станция се свързва предимно със задачи AWACS, различни сензори и комуникационно оборудване могат да бъдат инсталирани на устройството MUX като целево натоварване. Всички те могат да бъдат свързани в мрежа, за да предават информация до оперативния център на кораба, както и да се интегрират с военноморски и наземни ударни активи. Отворената архитектура на перспективната система ще позволи въвеждането на "най-новите перспективни" технологии точно преди устройството да достигне първоначална готовност през 2032 г. Съобщава се, че очакваната цена на едно устройство ще бъде между 25 и 30 милиона долара.
Вертикалното излитане и кацане с висока скорост също е темата на иновативната концепция DARPA, първоначално представена през 2009 г. като Transformer X. В момента се разработва от Lockheed Martin и Piasecki Aircraft в пълномащабна демонстрационна система, способна да доставя малки, изолирани. бойни групи и изпълнение на други задачи, включително задачите на платформата MUX, за която е потенциален кандидат.
Въртящи се калници, капотни двигатели
Проектът ARES (Aerial Reconfigurable Embedded System) е изграден около БЛА с въртящи се крила и витла в пръстеновидни обтекатели, способни да носят различни целеви товари, от оборудване за наблюдение и разузнаване до конвенционален товар и ранени войници, с достатъчно ниво на автономност, което ви позволява безопасно да избирате свои собствени места за кацане без намеса на оператора.
DARPA нарича ARES летящ модул VTOL със своята задвижваща система, гориво, цифрово управление на полета и дистанционни интерфейси за управление и управление. Оперативната концепция предвижда полети на летящ модул между неговите базови и целеви точки за доставка и връщане на функционални специализирани модули от няколко типа.
По време на презентацията за специалисти, Piasecki предостави по -подробна информация за проекта ARES. Показан беше тактически транспортен модул, който приличаше на своеобразен четириместен лек автомобил на специалните части. Представен беше и товарен контейнер с колела и на неговата база разработен контейнер за евакуация на ранените. Третият представен модул е предназначен за въвеждане и евакуация на групи от специални сили и прилича на предната част на фюзелажа на щурмов хеликоптер на пързалка, върху която може да се монтира оптико-електронна станция за оглед на оглед и оръжейна кула. Последният модул под формата на удължен фюзелаж с вертикална опашка с радар в горната част беше оборудван с триколесно колесно колело, две колела отпред и едно на опашката; оптично-електронната станция, инсталирана в носа, изглеждаше външно по-голяма от станцията на модула на специалните сили. Този модул е предназначен за разузнавателни и огневи мисии.
С полезен товар от над 1360 кг, това превозно средство може да превозва военни автомобили 4х4. Самият самолет може да се транспортира с тези автомобили по пътища и дори извън пътя. DARPA отбелязва, че полезният товар е повече от 40 процента от излитащото тегло, което позволява приблизителна горна граница от 3400 кг.
Тъй като перките на витлото са защитени с пръстенови накрайници, устройството може да работи на места, които са наполовина по -големи от тези, необходими за малки хеликоптери, например Boeing AH6 Little Bird. Въпреки че първоначално той ще работи като типично безпилотно превозно средство, разработването на полуавтономни системи за полетна навигация и потребителски интерфейси, които ще позволят полети с опция с пилотиране, не е изключено в бъдеще.
Алтернативни преходи
Адаптивността е основната тема на футуристичните концепции за БЛА и е представена по много различни начини. Миналия септември BAE Systems показа съвместното си развитие със студенти от университета в Кренфийлд - концептуалния проект Adaptable UAV, който използва иновативен метод за превключване между полети в самолетни и хеликоптерни режими и иновативен бум за изстрелване и връщане на дронове.
Компанията представи кратък видеоклип на разполагането на рояк дронове в задачата за потискане на противовъздушната отбрана на противника. Операторът на ударен БЛА открива позицията за изстрелване на ракети земя-въздух и дава команда на устройството да пусне контейнера с парашут, след което той се отваря като снаряд и освобождава шест дронове. които приемат формата на тороид с широки, леко стеснени крила с витла по водещите им ръбове. Те се плъзгат по стрела, фиксирана в центъра на контейнера, и излитат в самолетен режим, за да търсят и унищожават целите си, които дистанционно управляват ракетни установки. Разпределяйки цели помежду си, те временно ги деактивират в най -вероятно струя пяна, покриваща сензорите.
След като изпълнят задачата, те се връщат в друга щанга, монтирана на кулата на резервоара, разположена на безопасно разстояние. Малко преди да се върнат, те преминават към полет с хеликоптер, като обръщат едно от витлата от предния край на крилото към задната част, което принуждава БПЛА да се върти около вертикалната си ос. След това те забавят хода, задържат се над бара и "седнат" върху него един по един. Видеото също показва като алтернатива завръщането им по същия начин към изплувалата подводница.
Преходът между двата режима на работа може да изисква адаптивен софтуер за управление на полета, докато усъвършенстваната автономност би им позволила да се адаптират към бързо променящите се ситуации на бъдещото бойно поле, да работят в режим на рояк, за да подведат напредналата ПВО, и да работят в сложни градски пространства.
Бумът за изстрелване и връщане позволява на адаптираните безпилотни летателни апарати да работят от голямо разнообразие от стартови платформи в предизвикателни среди, които вероятно ще бъдат претъпкани с хора, превозни средства и самолети. BAE Systems казва, че стрелата ограничава страничното движение на БЛА, така че силните ветрове не могат да ги съборят и следователно намаляват риска от нараняване на хората в близост. Стрелата е стабилизирана с жироскоп, за да се осигури вертикалното й положение, дори ако превозното средство стои на наклон или корабът се люлее по вълните.
Създадено при поискване
Друга програма на DARPA и ВВС на САЩ, наречена FMR (Flying Missile Rail - летящ ракетен водач), решава подобен проблем. FMR ще може да се отдели от боен самолет като F-16 или F / A-18 и да лети напред към целева точка, от която може да изстреля ракета въздух-въздух AIM-120 AMRAAM. Базовата скорост на релсата е 0,9 маха, а продължителността на полета е 20 минути; той трябва да може да лети през избраните междинни точки. Освен това той трябва да може да изстреля ракета, докато е прикрепен към самолет -носител.
Тази идея изглежда малко повече от просто схема за увеличаване на обхвата на ракетите AMRAAM, докато изискването за разработване на процес за тяхното производство при поискване в размер до 500 броя на месец показва, че напредналата производствена технология е също толкова важна, колкото самото устройство и неговата концепция за работа.
DARPA препоръчва да се обединят усилия между конструкторите и производителите на самолети, като се подчертава, че терминът „бързо производство“не означава някакъв специфичен процес. Крайната цел е да се гарантира, че всички материали за FMR са налични на производствената площадка, всички компоненти и оборудване са закупени предварително, доставени на едно място и складирани в очакване на сглобяване. Идеята е наречена „растение в една кутия“. Тоест всички суровини, суровини, машини с ЦПУ, преси, кабини за пръскане, електроника, кабели и т.н., трябва да бъдат закупени, транспортирани и съхранявани в няколко модифицирани транспортни контейнера. Освен това трябва да се обучава екип от специалисти, които периодично да тестват целия производствен процес, което ще бъде възможно благодарение на годишната доставка на малки количества самолети FMR на депата.
Програмата FMR е разделена на три етапа. Първият ще оцени дизайна и производствените технологии на устройства от конкурентни групи. Във втората фаза двете избрани групи ще демонстрират своите превозни средства, включително проверка на привързаността им към самолетите F-16 и F / A-18, производствените им процеси, плюс свързаните с тях рискове. Третата фаза ще демонстрира „бързо производство“и полетни тестове на блока FMR.
Но най -важното е, че целият подход трябва да бъде приложим не само за FMR, но и за нови бързо проектирани системи. Ако бъде успешна, тази концепция би могла да направи бъдещето на безпилотните системи много обещаващо, потенциално отприщвайки креативността на военните, позволявайки им да създават свои собствени инструменти, адаптирани към техните мисии.
