МАЛОРАЗМЕРНЫЕ БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ И СРЕДСТВА БОРЬБЫ С НИМИ

Р.Н.Набиев*, А.Т.Газарханов*, A.A.Абдуллаев**

*Национальная Академия Авиации

**Государственная Пограничная Служба АР

В статье проанализированы этапы развития малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), факторы способствующие их развитию, требования предъявляемые к проектированию и конструированию, особенности обнаружения целей радиолокационными системами (РЛС) противовоздушной обороны (ПВО), предполагаемая оценка расстояния захвата цели, учитывая физические и технические свойства (оптические, акустические и тепловые) обнаруживаемого объекта, а также информация о системах наземного управления (СНУ), наземного терминала данных (НТД) и воздушного терминала данных (ВТД).

Было определено, что в зависимости от поставленной задачи планируемой операции при выборе комплектации полезной нагрузки БПЛА, в первую очередь следует изучить и оценить его тактические и технические свойства и полезной нагрузки, погодные условия в зоне полета, степень эффективности направлений применения, а также уровень готовности пилотов – операторов.

Ключевые слова: Беспилотный летательный аппарат, радиолокационная система, противовоздушная оборона, полезная нагрузка, тактические и технические свойства.

В настоящее время производство малогабаритных БПЛА и их применение в военных целях во многих странах вызвало необходимость совершенствования оборонных систем войск ПВО. Управляемые малогабаритные ракеты и авиабомбы, крылатые ракеты, используемые на различные носителях (корабли, самолеты, шахты, движущиеся пусковые установки), а также ракеты против радиолокационных систем своими летно-тактическими свойствами затруднили работу систем противовоздушной обороны.

В тактико – технические характеристики (ТТХ) БПЛА входит способность вести секретную разведку на большой площади, на низких высотах. Для ведения эффективной борьбы с такими воздушными целями ведущие государства за короткое время создали Зенитно-Ракетные Комплексы (ЗРК) и Зенитно – Артиллерийские Комплексы (ЗАК), обладающие широким спектром боевых возможностей, способностью вести скоростной огонь с высокой реакционной чувствительностью и взяли под особый контроль программы по радиолокации, радиоэлектронной борьбе (РЭБ) и разработке перспективных ЗРК. Отсутствие потери человеческих жизней, простота эксплуатации, низкая стоимость полета и высокая оперативность дают преимущество при использовании БПЛА для военных и гражданских целей [1].

В 1903-м году одновременно с созданием братьями Райт первого самолета, американские, германские инженера (радиоуправляемый бомбардировщик) приступили к созданию систем БПЛА, ориентирующихся на цель. Так, из созданных в 1933 году в Великобритании три БПЛА, два потерпели аварию во время испытаний, а оставшийся БПЛА эксплуатировался с 1934 до 1943 гг. военно-морскими силами [2].

Странами-участницами Второй мировой войны - Германией, США были разработаны (хотя мало, но все же примененные в боях) беспилотные летательные аппараты, вооруженные радиоуправляемыми бомбами, ракетами и взрывчатыми веществами (запускаемый с воздуха и суши, оснащенный реактивными двигателями ФАУ-1, крылатые и управляемые ракеты ФАУ-2 с боеголовками) [3]. Начиная с 1960 года, армии ведущих стран начали использовать в боевых действиях беспилотные летательные аппараты фоторазведочного назначения и для РЭБ. Американские ВВС в войне во Вьетнаме совершили 3-4 тыс полетов БПЛА и потеряли 140 БПЛА. В 1970 и 1980 годах во время конфликтов на Ближнем Востоке была выполнена разведка с использованием БПЛА, они также были использованы в качестве ложных мишеней. Также были сгенерированы сильные активные и пассивные шумы против РЛС, принадлежащих ЗРК противника и проведена разведка движения войск [4].

Получение положительных результатов, с применением БПЛА, в тот период ускорило создание систем защиты против БПЛА (ПЗРК и ЗАК в сухопутных войсках). В результате, значительно ускорилось проведение эффективной борьбы против малогабаритных летательных аппаратов, управляемых ракет, авиационных бомб и БПЛА. Так, во время войны в Персидском заливе в начале 1990-х годов коалиционные силы использовали технические возможности систем БПЛА и понесли очень мало потерь [5]. Демонстрация в этой войне положительных и отрицательных сторон БПЛА боевого и разведывательного типа ускорило эффективность использования БПЛА и развитие боевой тактики нового поколения [5,15,17]. В дальнейшем БПЛА были интенсивно использованы коалицией НАТО на Балканах в 1999 году (47 потерь) и в Грузии в 2008 году во время "пятидневной войны" (3 потери) [5,18,23]. Во время "пятидневной войны" из-за отсутствия защиты БПЛА от ЗРК (отсутствие безопасной связи борт-земля, заменяемых INS-GPS и бортовых систем) они были обезврежены [1,14].

Положительной стороной системы является возможность осуществлять полет БПЛА по заранее запланированной программе, "полет в координату" и с непосредственным управлением со стороны оператора. Поэтому, в настоящее время, Соединенные Штаты, Израиль, Турция, Россия, Китай, Франция, Германия, Япония, Иран, Канада, Южная Африка, Дания и другие страны производят БПЛА различного назначения (боевые, разведочные, ударные, имитационные). В настоящее время армия США имеет в своем распоряжении 9000 БПЛА и 11500 пилотируемых летательных аппаратов, российская армия - 1360 БПЛА и 3555 пилотируемых летательных аппаратов, турецкая армия - 160 БПЛА и 1100 пилотируемых летательных аппаратов. Наряду с разведочными БПЛА, начали использовать БПЛА с ударными и РЭБ назначениями [6, 19].

Роль БПЛА в боях ведущихся последние годы возросла и параллельно с этим затруднилась организация и проведение работ систем ПВО, ведущих борьбу с малогабаритными воздушными целями. Но более вероятно своевременное выявление и обстрел БПЛА средних и крупных размеров со стороны ЗРК, ЗАК и ПЗРК. В литературе [1-9,14-16] более широко проанализирована классификация БПЛА по области применения, функциональных возможностей и назначению. Малогабаритные БПЛА делятся на следующие виды: нано (m = 1 кг, t = 1час, h = 300 м), микро (m = 10 кг, t = 1 час, h = 1 км) и мини (m = 50 кг, t = 1-2 часа, h = 3,5 км).

Ударные БПЛА обладают дальностью полета 100-300 км, временем полета 6-10 часов и в качестве полезного груза оборудованы устройствами оптико-электронной разведки. В зависимости от требований пользователей, различаются вес боеголовки ударной БПЛА и их количество применений в бою.

БПЛА комплектуется в следующем составе и используется по следующим направлениям [1,13,15]:

• многофункциональные оптико-электронные и тепловизионные камеры (FLIR) с лазерным направляющим и прицелом;

• морские патрульные радары (MПР) и радары с синтетической апертурой (РСА);

• средства радио- и электронной разведки, радиопомех и радиоглушения;

• химико-бактериологический мониторинг;

• функция создания связи с НУС, аудиореле и ретранслятора;

• система опознавания "свой-чужой" (IFF), система автоматического взлета и посадки (ATOL), система автоматической идентификации (AIS), изделие воздушно удаленный видео терминал (ARVT).

На БПЛА могут устанавливаться многофункциональные оптико-электронные и тепловизионные оптические устройства на гиростабильной платформе (с лазерным направляющим и прицелом) с высокой разрешающей способностью, изменяющимся фокусным расстоянием и изображением в зависимости от цифровой и аналоговой съемки: Wescam 11SST Step-Stare, Controp DSP-1, Boeing SPIRIT, Zeiss Attica P256, MOSP, UOMZSON 112, DECOMPASS и др. [13, 20].

Преимуществом БПЛА является их изготовление из композитных материалов, отсутствие бортового летного состава, снабжение высоко­технологичным оборудованием, способность универсально решать военные и гражданские задачи. Среднегабаритные и тяжелые БПЛА были спроектированы с расчетом на большие перегрузки [6].

Из летно-технических характеристик БПЛА можно отметить такие факторы, как: обеспечение простого и устойчивого управления с применением классической аэродинамической системы; применение толкательных двигателей с большим коэффициентом полезного действия, в отличие от тяговых двигателей; более простая эксплуатация микро- и нано- БПЛА, оснащенных электродвигателями; для достаточно компактных соединений БПЛА, малые затраты на дислокацию в операционные районы, временное базирование, на ремонт и техническое обслуживание; низкая вероятность быть обнаруженным РЛС на малых высотах, визуальное наблюдение на расстояниях менее 100 м, слышать звук двигателя на расстоянии 15-50 м, ведение разведки на высоте 100-1000 м, низкая вероятность сбивания ЗАК-ом; затруднительность захвата со стороны УЗРК, работающего на основе лазерного прицела и радиопеленгаторных систем при подходе на целевые районы малого размера [6].

Кроме того, малогабаритные беспилотные летательные аппараты сочетают в себе такие качества, как возможность долгосрочного пребывания в зоне боевых действий, предоставление пользователю видео потоков практически в режиме реального времени, производство и эксплуатация по сравнению с пилотируемыми аппаратами которые обходятся в 10 или даже 100 раз дешевле, низкая возможность обнаружения при направленном облучении со стороны РЛС, из-за пассивных погрешностей и отражения лучей локальными предметами. Как и у других самолетов, слабой стороной комплексов БПЛА является оснащенность двигателем и электрической системой и возможность частичного обнаружения при проведении боевых действий (испускание электромагнитного и теплового излучения, громкость звука двигателя и акустика вращающихся лопастей и т.д.).

Процент поглощения (коэффициент отражения поверхности - КОП) направленных на БПЛА со стороны РЛС электромагнитных волн является самой слабой технической характеристикой БПЛА. К факторам влияющим на обнаружение БПЛА, относятся: излучения, направленные со стороны ТВ ретрансляторов, станций мобильной связи и РЛС; связь между БПЛА и СНУ, ретранслятором и БПЛА; излучаемые с борта БПЛА сигналы и средства РЭБ; сигналы системы автоматической посадки (ATOL) или посадки с помощью радиорефлектора (OPARS) и т.д.

Метеорологические факторы, влияющие на полет БПЛА: ветер (встречный, боковой, тыловой: при скорости встречного ветра 10 м/с и меньше полет может проводиться) при проливном дожде, высокой влажности и сильных заморозках провести полеты невозможно.

Системы БПЛА оснащены высокоточными гироскопическими навигационными системами Geo-INAV SAASM, INS-MEMS, SN-29, IKV-1 и др. Они служат для передачи, в компьютерный центр управления, независимых друг от друга одинарных или парных сигналов изменений углового ускорения и угловой скорости по 3-х мерной (x,y,z) координатной системе. Эта инерциально – навигационная (ИН) информация позволяет управлять БПЛА. Гироскопно – навигационные системы такого типа, изготовленные по технологии MEMS (микроэлектромеханических систем) устанавливаются на более тяжелых БПЛА. При увеличении размеров БПЛА растет КОП, при этом и повышается вероятность обнаружения с помощью РЛС, и оптических устройств. Это является относительным преимуществом малогабаритных БПЛА перед крупногабаритными БПЛА. Несмотря на это, при потере связи между БПЛА и СНУ для обеспечения возвращения самолета в точку исходного подъема необходимо встроить независимые бортовые гироскопно – навигационные системы [1,11,12]. Очень низкое сопротивление против любого физического воздействия (осколок, пуля, сильный поток ветра, потеря направления) увеличивает вероятность аварии БПЛА. Кроме того, к воздействию сторонних факторов могут быть отнесены также возможности радиоинтервенции в радиоканалы.

Для управления БПЛА требуются высококвалифицированные специалисты. Так, при выборе пилота – оператора и технического персонала основное предпочтение дается персоналу, служившему ВВС или пилотам-любителям.

К факторам, влияющим на снижение боевой эффективности можно отнести: наличие взлетно-посадочной полосы под открытым небом; движение и связи базовых и тыловых снабженческих соединений во время технического обслуживания; отражение световых лучей с поверхности во время полета и на земле, выделение тепла и звука [3].

Дальность обнаружения малогабаритных БПЛА со стороны СПВО, вооруженного ЗРК, ЗАК и ПЗРК прямо пропорционально КОП. Отчет эффективности огня рассчитывается по КОП на 1м². Этот коэффициент для уничтожения малогабаритных летательных устройств находится в интервале 0,1 м²-1 м² [6].

В результате радиоинтервенции со стороны встроенных в БПЛА различных РТР средств на направленные силами ПВО излучения (изменяется от низкого уровня сверхвысокочастотного диапазона до частотного диапазона уровня "с", даже при частотной и амплитудной модуляции в GSM-частотном диапазоне) вероятность обнаружения еще более уменьшается. В результате становится возможным с помощью БПЛА проводить разведку территории противника, отслеживать перемещение войск и техники, прицеливать автоматическое оружие на цель в условиях ограниченной видимости и корректировать свои артиллерийские огни.

Сведения о вероятности и дальности уничтожения БПЛА со стороны ПЗРК и о его защите и пр. представлены в широкой форме в литературе [6,10,20-22].

Для того, чтобы сбить орудийным огнём малогабаритный БПЛА с расстояния 0,5 км требуется 500-1500 зенитных ракет, а с расстояния 1 км - требуется 4000-13000 зенитных ракет. По той же причине стрельба по малогабаритным БПЛА из орудия ZSU_23-4 не считается эффективным. Своевременное обнаружение и открытие огня по малогабаритным БПЛА малозвучным ПЗРК “ИГЛА” очень затруднительно [6]. Это объясняется отсутствием системы дистанционного управления взрывным блоком, и тем, что у БПЛА с поршневым двигателем тепловой контраст два раза ниже приемной чувствительности “ИГЛЫ”. В следующих модификациях ПЗРК установлен бесконтактный взрыватель. В результате повышается огневая эффективность против малогабаритных целей и при отклонении снаряда от цели, взрыв обеспечивается автоматически.

В качестве причины слабого обнаружения БПЛА со стороны РЛС необходимо отметить отражение излучения от окружающих предметов, малые габаритные размеры и слабое отражение излучения материалов изготовления БПЛА. Факторы, перечисленные выше, влияют на безопасность полетов при применении малогабаритных БПЛА и мультикоптеров, используемых для гражданского и военного назначения, что создаёт трудности для современных систем ПВО. Данные проблемы предстоят перед военно-промышленными комплексами, научно-исследовательскими институтами и конструкторскими бюро, как приоритетные направления исследований.

Заключение

1. Возрастающий спрос на БПЛА в нашей стране стимулирует развитие не только БПЛА военного назначения, но также проектирование и производство многофункциональных БПЛА малых, средних и больших размеров используемых в нефтяной промышленности, экологическом мониторинге окружающей среды и сельском хозяйстве.

2. С учётом того, что боевые действия в Азербайджанской Республике проводятся, в основном в горных местностях, малогабаритные БПЛА для военных целей должны обладать следующими особенностями: способностью летать на низких и средних высотах; лёгкой конструкцией за счёт изготовления их из композитных материалов; устойчивой и надёжной связью; низким уровнем шума за счёт применения малошумящих карбюраторных двигателей или бесколлекторных двигателей постоянного тока, питающихся с аккумуляторов; широким скоростным диапазоном и простотой управления.

Литература:

1. https://army-news.ru/2015/02/malorazmernye-bespilotniki-novaya-problema-dlya-pvo/

2. https://vk.com/wall1126788_7983.

3. https://otvaga2004.ru/armiya-i-vpk/armiya-i-vpk-vzglyad/malorazmernye-bespilotniki/.

4. https://wpristav.ru/news/malorazmernye_bespilotniki_novaja_problema_dlja_pvo/2015-02-01-8834.

5. https://vk.com/military_aircraft?w=wall-5111774_189984

6. https://vk.com/wall-69830270_33694

7. Павлушенко М, Евстафьев Г, Макаренко И. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития. - М.: научные записки пир_центра национальная и глобальная безопасность: ПИР_Центр, 2005, 612c.

8. Моисеев Г.В., Моисеев В.С. Основы теории создания и применения имитационных беспилотных авиационных комплексов. –Казань.: Монография, 2013,207c.

9. Трофимов А.В. Анализ представленных на выставке «Беспилотные многоцелевых комплексы»-«UVS-TECH-2010» беспилотных авиацонных комплексов и беспилотных летательных аппаратов российского производства. –Кубинка.: Реферат. 2010, 57 c.

10. ПЗРК: самое опасное оружие террористов-Проблемы защиты и контроля. Гражданский центр прикладных исследований. Часть 1. - М.: 2005, 15с.

11. Селиванова Л.М., Шевцова Е.В. Инерциальные навигационные системы, Часть1. Одноканальные инерциальные навигационные системы.- М.:2012, 49с.

12. Соловьев В.И., Шабалов П.Г. Инерциальные навигационные системы.–Самара.: 2011, 74с.

13. www.uav.ru применение цифровых оптических систем для беспилотных летательных аппаратов.

14. https://https://www.ng.ru/cis/2008-05-13/11_abhazia.html.

15. https://www.janes.com/extracts/extract/jeos/jeos1152.html.

16. Лукашёва Э.П. Главная тенденция ДПЛА-строения. Краткая статья к МАКС 2003. - https://www.aex.ru/docs/ 8/2007/4/16/43/.

17. Ростопчин В.В. «Элементарные основы оценки эффективности применения беспилотных авиационных систем для воздушной разведки».-https://www.uav.ru/ articles/basic uav_ efficiency.pdf.

18. Александр Витковский. «Беспилотник будущего – машина, которая сможет все». – Сайт UAV.RU.

19. https://sputnikipogrom.com/russia/47557/ru-vs-tr/#.VqPErfl97IU.

20. Jane’s Unmanned Aerial Vehicles and Targets / Ed. by K. Munson. UK, 2005. Vol. 24. 974 p.

21. ru.wikipedia.org/wiki/Переносной_зенитный_ракетный_комплекс.

22. ru.wikipedia.org/wiki/Верба_(переносной_зенитный_ракетный_комплекс).

23. https://www.warandpeace.ru/ru/analysis/view/33856

KİÇİK ÖLÇÜLÜ PİLOTSUZ UÇUŞ APARATLARI VƏ ONLARA QARŞI MÜBARİZƏ VASİTƏLƏRİ

R.N. Nəbiyev*, Ə.T. Həzərxanov*, A.A. Abdullayev**

*Milli Aviasiya Akademiyası

**AR Dövlət Sərhəd Xidməti

Məqalədə kiçik ölçülü pilotsuz uçuş aparatlarının (PUA-ların) ümumiləşdirilmiş şəkildə inkişaf mərhələləri, inkişafına təkan verən amillər, layihələndirilməsinə və konstruksiyasına qoyulan tələblər, hava hücumundan müdafiə qüvvələrinin (HHMQ) radiolokasiya sistemləri (RLS) tərəfindən aşkarlanma xüsusiyyətləri, aşkarolma effektlərinin (optik, akustik və istilik) fiziki və texniki xassələrini nəzərə alaraq “nişanaalınma” məsafələrinin ehtimal olunan qiymətləndirilməsi, yerüstü idarəetmə sistemləri (YİS), yerüstü məlumat terminalları (YMT) və hava məlumat terminalları (HMT) haqqında məlumatlar tədqiqat obyekti olaraq araşdırılmışdır.

Məlum olmuşdur ki, icrası planlaşdırılan əməliyyata qoyulan tapşırıqdan asılı olaraq PUA-ların faydalı yüklərlə komplektləşdirilməsi zamanı birinci növbədə uçuş aparatlarının və faydalı yüklərin taktiki-texniki xüsusiyyətləri, meteoroloji şərait, tətbiq istiqamətlərinin effektivlik dərəcəsi və operator-pilot heyətinin hazırlıq səviyyəsi dəqiqliklə araşdırılaraq qiymətləndirilməlidir.

Açar sözlər: Pilotsuz uçuş aparatları, radiolokasiya sistemləri, hava hücumundan müdafiə qüvvələri, faydalı yüklər, taktiki texniki-xüsusiyyətləri.