2020-10-10
124
В сентябре 1977 года в космос отправился «Вояджер-1», беспилотный космический аппарат. Миссия Вояджера поначалу заключалась в изучении Юпитера и Сатурна. Когда все возможное было изучено, исследователи с Земли решили рискнуть: отправить Вояджер дальше, изучать Уран и Нептун. В итоге оказались изучены все планеты-гиганты Солнечной системы, их 48 спутников (в том числе открыты новые), исследованы кольца и магнитные поля планет. Именно благодаря данным, полученным этим космическим аппаратом, все книги по астрономии были переписаны.
Полёт этого корабля продолжается. Сейчас он должен будет изучить отдаленные участки Солнечной системы: так называемый пояс Койпера, состоящий из огромных астероидов, окружающих нашу систему, и гелиосферу – место, где плазма солнечного ветра встречается с межзвёздным магнитным полем.
Крылатая ракета
Беспилотный летательный аппарат однократного запуска, траектория полёта которого определяется аэродинамической подъёмной силой крыла, тягой двигателя и силой тяжести.
|
|
|
Устаревшее название сконструированной по самолётной (классической) схеме крылатой ракеты – самолёт-снаряд. По сравнению с самолётами основным достоинством крылатой ракеты является беспилотность, позволяющая не только сохранить жизнь людей в боевых условиях, но и уменьшить габариты, тем самым затруднив возможность обнаружения неприятелем. Поскольку крылатые ракеты рассчитаны на одноразовое применение, им не требуется дозаправка, дальность действия определяется «в один конец», к ним предъявляются гораздо менее жёсткие требования по ресурсу двигателя и других агрегатов.
Идея создания беспилотной, автоматически управляемой «летающей бомбы» появилась практически сразу же после зарождения авиации: ещё в 1910 году её предложил французский инженер Рене Лоран, более известный, как обладатель патента 1913 года на прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
Необходимые условия для реализации этой идеи технологии были вскоре созданы:
– в 1913 году школьный учитель физики немец Вирт разработал комплекс радиоуправления беспилотным летательным аппаратом и представил его на арене цирка, управляя небольшой моделью аэроплана;
– во Франции летом 1914 года на самолёте американской компании Curtiss был впервые опробован гироскопический автопилот американца Элмера Сперри, позволявший удерживать самолёт на заданном курсе, без вмешательства пилота.
Практические разработки велись сразу в нескольких странах. Первые практические шаги были сделаны американским изобретателем Питером Хьюиттом, привлёкшим в апреле 1915 года к проекту создания «летающей бомбы» Элмера Сперри и его компанию Sperry Gyroscope Company.
|
|
|
Первые успешные лётные испытания автоматической системы управления на специально оборудованном самолёте были проведены 12 сентября 1916 года. В автоматическом режиме самолёт набрал заданную высоту и пролетел некоторое расстояние, удовлетворительно выдержав курс по компасу, начал снижение к цели, после чего находившийся на борту сын Сперри – Лоуренс взял управление на себя.
Параллельно в Британии по заказу военных Арчибальд Лоу вёл работы над радиоуправляемой «летающей бомбой» для поражения дирижаблей и наземных целей. Первая попытка полёта была осуществлёна 21 марта 1917 года и закончилась аварией. Подобный же проект разрабатывался Генри Фолландом. Летательный аппарат длиной 6–7 метров, массой около 230 кг и двигателем мощностью 35 л. с. изготавливался Aircraft Establishment Royal Aircraft Factory. В результате трёх неудачных попыток полёта в июле 1917 года проект был закрыт.
В 1920 году в Англии стандартный самолёт-истребитель «Бристоль» F.2B был оснащён радиоуправлением и успешно летал. Для страховки в кабине самолёта находился лётчик. Однако уже через год был испытан управляемый по радио самолёт без пилота.
В 1924 году в журнале «Техника и жизнь» была опубликована работа Ф. А. Цандера «Перелёты на другие планеты», в которой было предложено применять крылья на ракетных летательных аппаратах.
В 1927 году создана авиационная торпеда (по терминологии того времени) Laryng – небольшой летательный аппарат с поршневым звёздообразным мотором и системой гироскопического управления, оснащённый боеголовкой массой 113 кг. После длительных испытаний конструкции с кораблей и в пустынях Ирака производство признано нецелесообразным.
В 1931 году англичане создали радиоуправляемую воздушную мишень Queen. Всего было построено три опытных образца, на основании успешных испытаний которых в 1935 году была запушена серия радиоуправляемых мишеней под обозначением DH.82B «Queen Bee» в количестве 420 экземпляров. Беспилотники «Queen Bee» применялись на начальном этапе Второй мировой войны в качестве разведчиков. Характеристики: максимальная скорость – 175 км/час, практический потолок – 4267 м, продолжительность полёта – до трёх часов.
В СССР работы над телемеханическими самолётами проводились начиная с 1920-х и до 1942 года. В качестве самолёта-снаряда был выбран бомбардировщик ТБ-1, для которого была разработана телемеханическая система «Дедал». В дальнейшем эти работы подстегнули разработку различных отечественных автопилотов. По программе рассматривались различные варианты самолётов-снарядов: СБ, И-16, УТ-2. В 1940 году велась разработка радиоуправляемого самолёта ТБ-3РН в двух вариантах: в первом бомбардировщик начинялся взрывчаткой и управлялся оператором с самолёта сопровождения, во втором варианте велись разработки дистанционно управляемого бомбардировщика, который после выполнения задания по бомбометанию должен был вернуться на базу и произвести посадку. Единственное боевое применение самолёта-снаряда ТБ-3 было в 1942 году, когда начинённый четырьмя тоннами тротила самолёт должен был поразить железнодорожный узел в Вязьме. Однако при подлёте к цели из-за возникших неполадок передатчика на самолёте сопровождения ДБ-3Ф самолёт-снаряд упал, промахнувшись мимо цели.
Также в СССР в конце 1930-х годов разрабатывался составной самолёт-снаряд. В качестве носителя заряда использовался радиоуправляемый ТБ-3 с 3,5 тоннами взрывчатки, на спине которого крепился самолёт управления КР-6. Радиус действия сцепки доходил до 1200 км.
В СССР в 1932 году в Группе изучения реактивного движения была организована бригада крылатых ракет с жидкостным ракетным двигателем. 29 января 1939 года состоялся первый испытательный полёт советской крылатой ракеты «212», разработанной под руководством Сергея Павловича Королёва.
|
|
|
В 1941 году в США на фирме «Дженерал Моторс» разрабатывался самолёт-снаряд под шифром А-1, представляющий собой радиоуправляемый моноплан, стартующий с тележки. Его боевой нагрузкой были бомбы весом до 225 кг. Было построено большое количество опытных экземпляров, но программу отменили в 1943 году. В 1942 году начались исследования по проекту «Option», результатом которого стала постройка серии аппаратов TDN-1, которые использовались для обучения и оценочных испытаний. Затем была построена партия самолётов-снарядов TDR-1 в количестве 189 штук. Боевое применение американским флотом против японцев атакующих дронов TDR-1 состоялось в районе Соломоновых островов в 1944 году. Из суммарно запущенных 46-ти 29 достигли цели, что командующий флотом адмирал Честер Нимитц расценил отрицательно.
В Германии программа разработки самолётов-снарядов различного назначения началась в 1941 году и достигла пика развития к концу войны. В 1942 году начато практическое изучение аэродинамики связки планёра DFS-230 и самолётов управления типа Kl-35, Fw-56 и Bf-109. В результате было решено использовать связку из самолёта-снаряда J-88A и Bf-109F (программа «Бетховен»). В 1943 году было выдано задание на постройку опытной партии из 15 экземпляров системы, условно названной «Мистель-1». Весной 1944 года в составе 4-й группы бомбардировочной эскадры KG101 сформирована учебная группа. Ночью 24 июня 1944 года эскадрилья впервые атаковала группу кораблей союзников в устье реки Сена. По результатам удара началась разработка систем «Мистель-2» и «Мистель-3». В октябре этого года группа, на вооружении которой состояло 60 «Мистелей», была передана в состав экспериментальной KG200. Весной 1945 года на «Мистели» частично перевооружили KG30, о результативности их работы достоверных данных нет. Также строились серийно «Мистель-4», представляющие собой связку из J-88G-7 и истребителя Ta-152H. До конца войны было изготовлено 250 экземпляров, до 50 было захвачено союзниками. Проект «Мистель-5» представлял собой связку из нижнего самолёта-снаряда Ta-154А и верхнего самолёта управления Fw190A-8. В ходе работ дошли до переоборудования первой партии в четыре связки, затем переоборудование было отменено. Также немцы разрабатывали другие проекты составных самолётов, в том числе и с реактивными двигателями. В частности, 5 эскадрилья эскадры KG200 занималась вопросами применения буксируемого самолёта-снаряда на базе реактивного Ме-328В.
|
|
|
В ночь с 4 на 5 июня 1944 года беспилотный радиоуправляемый самолёт-снаряд S.M.79 ВВС Итальянской Социальной Республики произвёл первый и единственный боевой вылет в направлении Гибралтара с целью атаковать стоявшие там английские корабли. После того как пилот выбросился с парашютом, управление велось с самолёта сопровождения Cant Z.1007-II. Из-за дефекта управления самолёт-снаряд не долетел до цели и упал.
В июле 1944 года Воздушные силы США приняли программу «Афродита». Смыслом программы было переоборудование отработавших ресурс бомбардировщиков В-17 в самолёты-снаряды, управляемые по радио с самолёта сопровождения. Точно так же, как и на советских ТБ-3РН, самолёт поднимал в воздух экипаж из пилота и бортинженера, вёл его к цели вручную, затем активировал телеуправление, боевую часть (9070 кг ВВ «Торпекс») и выбрасывался с парашютами (верх кабины самолёта был срезан). Самолёт-снаряд продолжал полёт к цели, управляемый по радио, а экипаж подбирала команда эвакуации. Переделанные В-17, получившие индекс BQ-7, и самолёты сопровождения В-17 под индексом CQ-4 поступили в 562-ю бомбардировочную эскадрилью. Самолёты-снаряды несколько раз были задействованы в боевых операциях (в августе и октябре 1944 года), против немецких позиций ракет «Фау-1». Операции с применением самолётов-снарядов против сильно защищённых целей были признаны малорезультативными, поэтому было решено их использовать по крупным промышленным целям. BQ-7 ещё несколько раз использовались при налётах без особого успеха. Программа была признана неудачной, а самолёты-снаряды BQ-7 более опасными для своих экипажей, чем для противника. Тем не менее дальнейшим развитием программы стала переделка бомбардировщиков В-24 в самолёты снаряды BQ-8. Принцип применения остался прежним.
ВМС США начали собственную программу по переделке RB4Y-1 (патрульной версии В-24). Однако из-за низкой точности, надёжности и высокой сложности применения программа была закрыта.
Первой в мире классической крылатой ракетой, производившейся серийно и применявшейся в реальных боевых действиях, стала «Фау-1», разработанная в Германии. Она впервые была испытана 21 декабря 1942 года. Впервые в боевых условиях она была применена в конце Второй мировой войны против Великобритании. Однако из-за низкой точности системы наведения ракеты в составе экспериментальной эскадры KG200 была сформирована 5 эскадрилья, в которой вполне серьёзно, в том числе, отрабатывалась возможность управления ракетой Fi-103 пилотом, который на конечном участке траектории должен был, теоретически, выброситься с парашютом.
В сентябре 1944 года в московское КБ были доставлены обломки V-1, а позже образцы ракет и чертежи, захваченные в Пенемюнде. Советскими властями было принято решение создать свои «самолёты-снаряды». Разработка проекта была доверена Владимиру Челомею. Через 9 лет параллельно с Челомеем разработку начал А. И. Микоян.
Первая советская авиационная противокорабельная крылатая ракета КС-1 под крылом Ту-16КС
В 1947 году в СССР начались работы над крылатой ракетой «Комета». Ракета проектировалась в специальном КБ-1, планёр ракеты создавался в ОКБ-155 на базе истребителя МиГ-15. Ракета поставлялась в войска на протяжении многих лет и производилась в вариантах воздушного старта (КС-1) и наземного старта (С-2 «Сопка», «Стрела», ФКР-1). Для отработки систем ракеты и обучения личного состава на базе самолёта МиГ-17 был сконструирован пилотируемый самолёт-дублёр «Кометы», выпускаемый серийно.
В 1950-х годах предполагалось развитие крылатых ракет в качестве стратегических межконтинентальных средств доставки ядерных зарядов. В КБ Лавочкина шла разработка двухступенчатой крылатой ракеты «Буря», работы были остановлены по экономическим соображениям и в связи с успехами в разработке баллистических ракет. Единственным стоявшим на вооружении комплексом крылатых ракет межконтинентального класса был разработанный в США SM-62 Snark, очень недолгое время (в 1961) находившийся на боевом дежурстве.
В конце 50-х годов прошлого века начали разрабатываться крылатые ракеты с мощными жидкостными ракетными двигателями, позволяющими добиться значительного прироста характеристик ракеты.
Крылатые ракеты делятся по типу заряда:
– с ядерным снаряжением,
– с обычным снаряжением;
по решаемым задачам (назначению):
– стратегические,
– тактические,
– оперативно-тактические (чаще всего противокорабельные);
по типу базирования:
– наземного,
– воздушного,
– морского,
– подводного.
В настоящее время крылатыми ракетами морского базирования оснащаются корабли, ракетные катера и подводные лодки.
Дрон
Официально известен как беспилотный летательный аппарат или беспилотная авиационная система. По существу, это беспилотный летающий робот. Дрон часто используется для миссий, которые являются слишком опасными или попросту невозможными для людей. Изначально они использовались в основном в военных целях, а сегодня их можно встретить буквально повсюду.
Беспилотники могут обладать разной степенью автономности – от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров. Управление им может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно – в последнем случае беспилотник называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом.
Основным преимуществом является существенно меньшая стоимость их создания и эксплуатации. Недостатком же является уязвимость систем дистанционного управления, что особенно важно для военных дронов. Беспилотники могут решать разведывательные задачи (на сегодня это основное их предназначение), применяться для нанесения ударов по наземным и морским целям, перехвата воздушных целей, осуществлять постановку радиопомех, управления огнём и целеуказания, ретрансляции сообщений и данных, доставки грузов.
Согласно Правилам использования воздушного пространства Российской федерации беспилотный летательный аппарат определяется как «летательный аппарат, выполняющий полёт без пилота (экипажа) на борту и управляемый в полёте автоматически, оператором с пункта управления или сочетанием указанных способов». Министерство обороны США использует схожее определение, где единственным признаком является отсутствие пилота.
Международная организация гражданской авиации (ИКАО) разделяет радиоуправляемые модели и беспилотные, указывая, что первые предназначены прежде всего для развлечения и должны регулироваться местными – а не международными – правилами использования воздушного пространства.
Система включает в себя:
– собственно беспилотный летательный аппарат;
– пункт управления (пульт оператора, приёмопередающая аппаратура);
– систему связи (это может быть прямая радиосвязь или спутниковая связь);
– дополнительное оборудование, необходимое для перевозки или обслуживания летательного аппарата.
По типу управления:
– управляемые автоматически;
– управляемые оператором с пункта управления;
– гибридные.
По максимальной взлётной массе:
– Воздушный кодекс РФ требует регистрации беспилотных аппаратов массой от 250 г до 30 кг;
– Федеральное управление гражданской авиации США требует регистрации аппаратов массой более 0,55 фунта (250 г), а также устанавливает специальный порядок получения разрешений на использование аппаратов массой более 55 фунтов (25 кг).
Толчком к появлению дистанционно управляемых машин стало открытие электричества и изобретение радио. В 1892 году компания «Электрические торпеды Симса – Эдисона» представила управляемую по проводам противокорабельную торпеду. В 1897 году британец Эрнест Уилсон запатентовал систему для беспроводного управления дирижаблем, но сведений о постройке такого механизма нет.
В 1899 году на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден инженер и изобретатель Никола Тесла продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно. Несмотря на то что общественность в первую очередь заинтересовало военное применение его изобретения, сам Тесла указывал на потенциально гораздо более широкое применение дистанционного управления (названного изобретателем «телеавтоматикой»), например в человекоподобных автоматонах (механические устройства, имитирующие деятельность живых организмов).
Во время Первой мировой войны страны-участницы активно экспериментировали с беспилотной авиацией. В 1916 году по заказу ВМФ США изобретатель гирокомпаса Элмер Сперри занялся разработкой «Автоматического аэроплана Хьюитта-Сперри» – «летающей бомбы», несущей до 450 кг взрывчатки. Одновременно по заказу армии США компания «Дэйтон-Райт» разработала «Авиаторпеду Кеттеринга» – управляемый часовым механизмом самолёт, который в заданный момент должен был сбрасывать крылья и падать на вражеские позиции.
Над несколькими аналогичными проектами по заказу правительства Великобритании работал и профессор Арчибальд Лоу, «отец радиоуправляемого полёта», изобретатель дистанционно управляемой ракеты и позднее руководитель проекта «Larynx».
В итоге ни США, ни Германия, ни другие страны в боевых действиях Первой мировой беспилотные аппараты не применяли, но идеи, заложенные в те годы, позже нашли применение в крылатых ракетах.
В сентябре 1924 года гидросамолёт Curtiss F-5L совершил первый целиком радиоуправляемый полёт, включавший взлёт, маневрирование и посадку на воду. К середине 1920-х годов стало ясно, что боевая авиация может представлять серьёзную угрозу для военно-морского флота. Для отработки навыков отражения нападения с воздуха флоту понадобились дистанционно управляемые мишени, что дало дополнительный импульс программам разработки беспилотников. В 1933 году в Великобритании разработан первый беспилотный аппарат – мишень многократного использования «Queen Bee». Первые образцы были созданы на базе трёх отреставрированных бипланов Fairy Queen, дистанционно управляемых с судна по радио. Два из них потерпели аварию, а третий совершил успешный полёт…
В СССР в 1930–1940 годах в ленинградском НИМТИ разрабатывался «планёр специального назначения» ПСН-1 и ПСН-2 (конструкторы Валк и Никитин). Он мог нести одну торпеду, запускался с «воздушного старта» (в качестве самолёта-носителя выступал тяжёлый бомбардировщик ТБ-3) и садился на воду. Наведение планёра производилось по инфракрасному лучу. Кроме того, проводились опыты по переделке ТБ-3 в радиоуправляемый бомбардировщик одноразового использования.
В течение Второй мировой войны немецкие учёные вели разработки нескольких радиоуправляемых типов оружия, в том числе планирующие бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, зенитный беспилотник Enzian, созданный на основе реактивного истребителя Me-163, а также крылатую ракету «Фау-1» и баллистическую ракету «Фау-2».
В это же время армия США занималась операцией «Афродита», в рамках которой 17 отслуживших своё бомбардировщиков B-17 должны были быть переоборудованы в радиоуправляемые аппараты, начинены взрывчаткой и использованы для уничтожения заводов, производивших ракеты «Фау-1» и «Фау-2». С самолётов было снято всё лишнее оборудование (пулемёты, бомбовые подвесы, сидения), что позволило загрузить в каждый 18 000 фунтов взрывчатки – вдвое больше нормальной бомбовой загрузки. Поскольку радиоуправление не позволяло самолёту безопасно взлететь, взлёт осуществляла команда добровольцев – пилот и бортинженер. После взлёта и набора высоты экипаж приводил в готовность взрыватели, включал систему радиоуправления и выбрасывался с парашютами. Дальнейшее управление полётом осуществлялось с борта сопровождающего самолёта через радио- и телесвязь. Из семнадцати БПЛА долететь до цели, взорваться и нанести значительный ущерб удалось только одному, программа была свёрнута.
После войны усилия в разработке беспилотных летательных аппаратов в США временно сместились в сторону создания управляемых ракет и авиабомб, лишь в 1960-х вернувшись к идее неударных аппаратов.
В 1960 году над территорией СССР был сбит американский самолёт-разведчик U-2, а его пилот попал в плен. Политические последствия этого инцидента, а также перехват дальнего разведчика RB-47 у границ Советского союза и потери U-2 во время Карибского кризиса заставили руководство США обратить дополнительное внимание на разработку беспилотников-разведчиков, и программа по конверсии мишеней Firebee была возобновлена. Её результатом стало появление беспилотных разведчиков Ryan Model 147A Fire Fly и Ryan Model 147B LIghtning Bug, производившихся в разных модификациях вплоть до начала XXI века.
Беспилотник RQ-2 «Pioneer» у пусковой установки перед запуском
Аналогичным образом в СССР на базе летающей мишени Ла-17 КБ Лавочкина был создан беспилотный разведчик Ла-17Р, совершивший свой первый полёт в 1963 году, но популярности не снискавший. 23 сентября 1957 года КБ Туполева получило госзаказ на разработку мобильной ядерной сверхзвуковой крылатой ракеты среднего радиуса действия. Первый запуск модели Ту-121 был осуществлён 25 августа 1960 года, но программа была закрыта в пользу баллистических ракет КБ Королёва. Созданная же конструкция нашла применение в качестве мишени, а также при создании реактивных беспилотных самолётов-разведчиков Ту-123 «Ястреб», Ту-141 «Стриж» и Ту-143 «Рейс». В отличие от Ryan Model 147, запускавшейся с воздушного старта, БПЛА Туполева могли взлетать с мобильных наземных комплексов. В 1970–1980-е годы только Ту-143 было выпущено около 950 единиц.
Российский разведывательно-ударный беспилотный летательный аппарат Дозор-600 (Дозор-3)
Дальнейшим развитием «Рейса» стали Ту243 в 1980-х и Ту-300 (по кодификации «Коршун-У») в 2000-х годах.
В России до 2008 года внимания разработке и внедрению беспилотных аппаратов уделялось мало. В 1999 году ОКБ Камова был создан беспилотный вертолёт Ка-137. В 2007 году ОКБ МиГ и Климов представили ударный стелс-беспилотник «Скат», но позже проект был закрыт. В ОКБ Туполева велись также работы по Ту-300, модернизации комплекса Ту-243, но на вооружение этот беспилотник поставлен не был.
