Ты куда, "Одиссей"?

Современные беспилотники пока летают не долго и легко сбиваются средствами ПВО.
Фото Reuters

В конце апреля американская компания Aurora Flight Sciences презентовала концепцию беспилотного летательного аппарата (БПЛА) «Одиссей» (Odysseus), сочетающего достоинства самолета и низкоорбитального спутника. По словам главного конструктора компании Боба Паркса, аппарат разрабатывается в рамках пентагоновской программы Vulture («Гриф-стервятник»). «Одиссей» должен будет выполнять беспосадочный полет в течение пяти лет на высоте 19,5–27 километров.

САМОЛЕТ В РЕЖИМЕ СПУТНИКА

Контракт на создание сверхвысотного БПЛА сверхдлительного полета был подписан Aurora Flight Sciences и Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ Министерства обороны США (DARPA) в середине апреля 2008 года. Первый этап – проектирование пройдет в нынешнем году, а в 2009-м начнутся испытания уменьшенной в пять раз модели. Она будет состоять из трех 10-метровых модулей. Они должны самостоятельно взлетать, а затем стыковаться на большой высоте. Конструкция обязана продержаться в стратосфере не менее трех месяцев.

После испытаний модели начнется работа над полноразмерным «Одиссеем», модули которого будут иметь размах крыльев 50 м и массу 1350 кг каждый. Модули абсолютно одинаковы, могут стартовать с обычной взлетно-посадочной полосы и совершать самостоятельный полет. На крейсерской высоте они автоматически стыкуются концами крыльев, образуя конструкцию длиной 150 метров. Эта конфигурация именуется «Z-крыло» (Z-wing), поскольку может складываться гармошкой, образуя в полете зигзагообразную фигуру. Таким образом, половина поверхность крыла всегда может быть подставлена под прямые солнечные лучи. Угол «гармошки» непрерывно корректируется бортовым компьютером. Это необходимо, поскольку крыло полностью покрыто солнечными батареями. Электроэнергия запасается в легких и высокоемких аккумуляторах, что позволяет аппарату лететь ночью.

Экономичные малогабаритные электродвигатели вращают винты большого диаметра. Необходимое количество моторов определят в процессе испытаний. Пока их предполагается 3–4 на модуль, чтобы в случае отказа 1–2 из них полет не прерывался. Общая потребляемая мощность двигателей и аппаратуры, по условиям контракта, 5 киловатт. Как возможная альтернатива, рассматривается установка атомного реактора и системы дозаправки в воздухе. Хвостовое оперение предполагается сделать крестообразным и вращающимся.

Срок непрерывной работы работы БПЛА определен в 5 лет. Прорабатывается концепция ремонтных работ во время полета. Возможна также замена дефектного модуля в воздухе и его приземление для ремонтных работ. Стыковочно-поворотные узлы на концах крыльев проектирует фирма Sierra Nevada, создавшая все системы воздушной дозаправки ВВС США. Общую концепцию боевого применения разрабатывает европейская корпорация BAE Systems, она же создает комплект разведывательного оборудования. Системы управления БПЛА «Одиссей» должна поставить компания C.S. Draper Laboratories.

В рамках программы Vulture заключены также контракты с компаниями Boeing и Lockheed Martin на создание конкурирующего проекта БПЛА.

И ЛЕТЯТ ОНИ, СОЛНЦЕМ ПАЛИМЫЕ

В настоящее время наибольшую продолжительность полета среди серийных БПЛА имеет стратегический разведывательный беспилотник Global Hawk производства компании Northrop. Сейчас он может держаться в воздухе 33 часа, планируется довести время полета до 40 часов. Разрабатываемый под эгидой НАСА перспективный БПЛА Global Observer компании Aerovironment будет иметь продолжительность полета около недели. Программа Vulture с «Одиссеем» идет гораздо дальше – пять лет. Пока это гарантированный срок работы спутника, а не самолета. Как заявил руководитель программы Vulture Дэниел Ньюман (Daniel Newman), этот проект радикально изменит сложившиеся представления о военной авиации.

Это действительно революция. Если самолет находится в воздухе пять лет, исчезают сами понятия наземного обслуживания, текущего ремонта, эксплуатации и т.д. Отпадает необходимость в пилотах и обслуживающем персонале. Исчезает риск гибели людей. Стоимость часа полета становится мизерной. Вопрос погоды на таких высотах тоже не имеет существенного значения. Если учесть, что БПЛА часто терпят аварии при посадке, то здесь возможность потери аппарата также исключается.

Понятно, что подобная техника должна быть сверхнадежной. Но сверхнадежность уже достигнута в космической отрасли, где спутники (американские) без ремонта работают до 20 лет в условиях жесткого космического излучения. У БПЛА на высоте 18–27 км условия более щадящие. Хотя еще предстоит подобрать материалы, способные выдерживать долговременное воздействие ультрафиолетовых лучей и постоянно низкой температуры на уровне минус 40–50 градусов.

При размахе крыльев 150 м «Одиссей» вполне может нести 500 кг оборудования, предусмотренных контрактом Петагона. Пока наиболее сложной конструкторской задачей может считаться автономная электрическая силовая установка.

Максимальное достижение в этой сфере полетов БПЛА на солнечных батареях имеет аппарат «Зефир» (Zephyr) британской компании QinetiQ. В сентябре 2007 года он провел в воздухе без посадки 54 часа, в том числе две ночи подряд. Предполагается, что «Зефир» будет способен в течение 3 месяцев находиться в автономном полете на высоте до 30 км. Фирма разрабатывает целую линейку подобных аппаратов с общим названием, постепенно увеличивая длительность их полета. Нынешний образец имеет размах крыльев 18 метров и вес 31 кг. Он достиг высоты 18 км, подтвержденной средствами слежения. Вся поверхность крыльев «Зефира» покрыта солнечными батареями.

Однако солнечные технологии компании QinetiQ, хоть и будут использованы в программе Vulture, но не для «Одиссея», а в конкурирующем проекте «Боинга», который получил от DARPA грант в 3,8 млн. долл. В течение 12 месяцев «Боинг» обязан проработать общую концепцию БПЛА, провести анализ надежности и построить прототип. После этого начнется второй этап – испытания, в процессе которых к середине 2012 года должен быть построен аппарат, способный непрерывно продержаться в воздухе три месяца. Кроме британской QinetiQ, в проекте участвуют исследовательские дочерние фирмы «Боинга» – группа Phantom Works, отделения Advanced Systems и Space and Intelligence Systems, компания Boeing-Spectrolab, разрабатывающая высокоэффективные солнечные батареи, а также компании Versa Power Systems и Draper Laboratory.

РЕВОЛЮЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Кроме программы Vulture, Управление перспективных разработок Министерства обороны США (DARPA) намерено создать БПЛА воздушной разведки быстрого развертывания, способный приступить к выполнению своей миссии в любой точке планеты в течение считаных минут. Доставка должна осуществляться межконтинентальной баллистической ракетой в течение получаса. Аппарат должен иметь складывающиеся крылья или надувной баллон, как дирижабль, и размещаться в головной части ракеты. После развертывания в нужной точке БПЛА в автоматическом режиме будет выполнять разведывательные задачи в течение не менее 7 часов. Наибольшей сложностью считается запуск двигателя в разреженной атмосфере.

Принять на вооружение высотный стратегический сверхвысотный беспилотник предполагается в 2015 году. За это время должна быть разработана необходимая разведывательная и бортовая аппаратура. Специалистам ВВС США уже удалось установить портативную аппаратуру космической связи на легкий БПЛА RQ-7 Shadow 200, полезная нагрузка которого составляет всего 25 кг. Ранее такой техникой оснащались только аппараты с нагрузкой не менее тонны. Космическая связь позволяет оператору с территории США управлять аппаратом, находящимся в любой точке планеты. И получать поток ответной информации в режиме реального времени.

Помимо давно ставшей стандартом телекамеры (или нескольких), разведывательному БПЛА необходим радар, позволяющий обнаруживать и сопровождать движущиеся наземные и воздушные цели в любое время суток и сквозь плотную облачность. На смену инфракрасным сенсорам приходят многоспектральные, с гораздо большими возможностями идентификации целей. Кроме этого, на разведывательный БПЛА может устанавливаться аппаратура радиоэлектронной разведки (перехвата). Среди дополнительных функций может быть целеуказание, обеспечение связи и навигации, электронная борьба, различные виды мониторинга земной поверхности.

Фактически находящийся на высоте 27–30 км аппарат выполняет функции спутника, который не может находиться ниже 350–400 км. Но БПЛА в сотни раз дешевле при той же или даже большей эффективности. Ведь он в 10–15 раз ближе к земле. Если спутники легкоуязвимы, что продемонстрировали США и Китай, показательно сбившие два своих аварийных космических аппарата, то сверхвысотные БПЛА легко заменяемы. Их можно быстро изготавливать конвейерным способом. В считаные дни, а то и часы, из них можно создать дублирующие системы глобальной навигации и связи. Они легко превращаются в стратегические наступательные системы, поскольку с помощью таких беспилотников можно наводить баллистические ракеты, выпущенные в любой точке Земли или Мирового океана, крылатые ракеты и ударные самолеты.

Понятно, что стратегический высотный беспилотник должен быть радионезаметным. Достать в стратосфере его можно только ракетой ПВО большой давности, которая по стоимости будет едва ли не дороже его самого. Но ведь БПЛА такого размера может и сам нести вооружение, например, ракету «воздух-воздух» для перехвата зенитной ракеты.