Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов

Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов

CONTROP SPEED подвешен к аэростату для постоянного наблюдения

Беспилотный авиационный комплекс (БАК) – это нечто гораздо большее, чем просто воздушное средство. Все больше средств вкладывается в БАК, так как они используются для выполнения всё большего числа задач, как гражданских, так и военных. Разнообразные бортовые аппаратные средства делают эти задачи выполнимыми: сенсоры, камеры, радары, электроника средств связи, средства радиоэлектронной борьбы (РЭБ), вооружение и т.д. Впрочем, выполнение требований по массогабаритным и энергопотребительским характеристикам вызывает значительные затруднения. Кроме того, создание и поддержание каналов передачи данных в реальном времени и способность доставить нужную информацию нужным людям в нужное время до сих пор остается трудной задачей.

БПЛА (беспилотный летательный аппарат) является только частью БАК, состоящего из системы каналов данных, сенсоров и компонентов обеспечения. Воздушный аппарат сам по себе, возможно, является самым простым из элементов всего комплекса. Действительно, эта видимая простота уже ввела в заблуждение многих, кто думал, что «БПЛА – это радиоуправляемая модель самолета зеленого цвета с камерами», которая даст им легкий доступ на прибыльный оборонный рынок.


БАК в настоящее время представляет собой широкий спектр аппаратуры, который включает оптико-электронные (ОЭ) сенсоры, например дневные камеры, инфракрасные камеры, тепловизионные камеры или радары. Сюда можно отнести даже радиостанции, действующие в качестве воздушных ретрансляторов. Это может быть оборудование сбора информации или РЭБ, например БПЛА EURO HAWK, несущий аппаратуру ELINT немецкой разработки. Это также могут быть научные инструменты, атмосферные датчики или лидар (лазерный локатор). Это даже может быть самый обычный груз. Действительно американские морская пехота и специальные войска испытывали беспилотные (или опционально пилотируемые) БПЛА с несущим винтом, например Kaman K-MAX, демонстратор Boeing LITTLE BIRD и A-160T HUMMINGBIRD.

Впрочем, существует одна четкая тенденция, связывающая все эти типы аппаратуры ISTAR (сбор информации, наблюдение, целеуказание и разведка); благодаря идущей цифровой революции эти сенсоры в настоящее время становятся меньше, легче и дешевле. Например, размеры радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) начали стремительно уменьшаться, начиная от большой системы AN/APY-7, установленной на E-3 JSTARS и далее вниз к меньшим мини-РСА, микро-РСА и в настоящее даже пико-РСА устройствам. Например, антенна с активным электронным сканированием от компании Selex Sensors and Airborne Systems весит менее 10 кг.

Системы камер также стали легче, компактнее и более доступными благодаря потребительской технологии, они позволяют получать все более качественное изображение с все меньших и меньших БПЛА. Для более крупных БПЛА с большей вместимостью и грузоподъемностью возможности также растут. К примеру, ARGUS-IS (Autonomous Real-Time Ground Ubiquitous Surveillance Imaging System – автономная разведывательная система получения изображений в реальном времени) от BAE Systems – это сенсор постоянного наблюдения разрешением 1,8 Гигапикселей, состоящий из 92 пятимегапиксельных камер; он способен охватить целый город или около 40 км2. Он будет размещаться на борту БПЛА Boeing A-160T.

Для более крупных БПЛА, наряду с сенсорами полезная нагрузка в настоящее время может включать вооружение. Это уже не новая идея, во время Второй мировой войны штурмовые дроны TDR-1 американского ВМФ можно считать первыми беспилотными ударными летательными аппаратами. Постоянный и быстрый рост военных БПЛА в прошедшем десятилетии привел к повышенной заинтересованности в вооружении таких средств. В настоящее время предпочтительным вооружением для MQ-9 REAPERS американских и британских ВВС являются ракеты HELLFIRE и 500-фунтовые авиационные бомбы с лазерным наведением PAVEWAY, но до интеграции дополнительного вооружения, например, обычных бомб, осталось совсем немного времени. Подобно тенденции миниатюризации сенсоров следующее поколение вооружения для БПЛА может стать даже меньше и точнее. VIPER STRIKE от Northrop Grumman, например имеет боевую часть массой 1,05 кг, что снижает косвенные потери в городских районах.

БПЛА также могут применяться для контроля толпы, в контртеррористических операциях и задачах обеспечения безопасности, где может понадобиться нелетальное вооружение, например слезоточивый газ, красящие или пейнтбольные пушки.

Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов
Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов

COMPASS установленный на БПЛА HERMES 450

Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов

БПЛА с вертикальным взлетом MQ-8B Fire Scout с системой Brite STAR II от FLIR System

Изображения, камеры, сенсоры

Исключительное видение – это способность видеть то, что не могут видеть другие. Это способность увидеть первым, действовать первым, и такие возможности предоставляют современные ОЭ/ИК (оптико-электронные и инфракрасные) устройства формирования изображения. Они дают решающее преимущество.

Компания CONTROP Precision Technologies Ltd специализируется на разработке и производстве электрооптических системах и системах управления точным движением. Изделия для БПЛА включают стабилизированное высокопроизводительное оборудование визуального контроля для круглосуточного наблюдения. CONTROP разрабатывает и производит ОЭ/ИК оборудование с 1993 года. Бортовая аппаратура компании гиростабилизирована по двум или трем осям с использованием 3, 4 или 5 универсальных шарниров. Аппаратура обеспечивает изображение высокого качества с высоким разрешением (в узком поле зрения), которое не зависит от маневров платформы и вибрации. Качество картинки одинаково при горизонтальном и вертикальном движении камеры. Широкий ассортимент аппаратуры CONTROP включает различные изделия, различающиеся размерами, массой и типом ОЭ/ИК сенсоров, а также их применением. Аппаратура CONTROP имеет различную массу, начиная от 0,75 кг для миниатюрного стабилизированного комплекта STAMP и до 46 кг для большого мультисенсорного комплекта.
Комплекты аппаратуры отличаются типом устанавливаемых в них сенсоров, включая:
- Дневные цветные 1ПЗС или 3ПЗС камеры,
- Черно-белое устройство наблюдения с очень большим фокусным расстоянием,
- Охлаждаемые и неохлаждаемые тепловизионные камеры (FLIR) с объективами с непрерывным увеличением,
- Безопасный для глаз лазерный дальномер (LRF), и
- Лазерный указатель

Аппаратура CONTROP походит для установки, крепления и использования на самых разных платформах, включая:
- Воздушные средства, например мини-БПЛА, аэростаты, БПЛА, аппараты вертикального взлета/вертолеты, аппараты с фиксированным крылом, и т.д.,
- наземные транспортные средства, АНА (автоматические наземные аппараты), шесты, мачты и т.д., и
- морские транспортные средства, АМА (автоматические надводные аппараты), корабли, лодки, судна на воздушной подушке и т.д.

Аппаратура от CONTROP создана для приложений, которым необходимо воздушное картографирование, включая наблюдение, разведку, поисково-спасательные операции и другие задачи. Кроме того, аппаратура с очень высокими характеристиками при весьма небольшой массе значительно расширяет возможности по их установке на различные транспортные средства.

Аппаратура CONTROP включает следующие группы:
- Аппаратура ближнего действия для эффективных дальностей до 1000 метров,
- Аппаратура средней дальности для эффективных дальностей до 3-5 км, и
- Аппаратура дальнего действия для эффективных дальностей до 7-10 км.

По недавним сообщениям новая оптико-электронная станция с лазерным целеуказателем от компании CONTROP была поставлена очень важному покупателю исходя из его самых строгих требований. Этот LDP представляет собой высокопроизводительную, гиростабилизированную ЭО/ИК аппаратуру с лазерным целеуказателем, весящая всего 32 кг. Находясь на передовом крае в сфере дневных/ночных стабилизированных камер, ОЭ/ИК аппаратура от CONTROP имеет несколько уникальных особенностей. Тепловизионная камера с объективом с переменным фокусным расстоянием делает аппаратуру CONTROP очень «удобной для пользователя». Вдобавок, улучшенные алгоритмы обработки изображения позволяют иметь картинку высокого качества, даже когда на снимке есть «горячее пятно» (взрыв, огонь и т.д.). Характеристика локальной автоматической регулировки усиления уникальна для тепловизионных камер от CONTROP, она обеспечивает возможность видеть мелкие детали изображения вместо больших перепадов температур и темных областей в наблюдаемой зоне.

Компания Elbit Systems Electro-Optics - Elop Ltd, подразделение Elbit Systems, является признанным лидером в стабилизированных ОЭ системах. Ее системы в настоящее время работают на самых разных воздушных, морских и наземных платформах в самых неблагоприятных внешних условиях; при этом они соответствуют требованиям стабилизации/наблюдения во время выполнения предписанной задачи. Стабилизированная ОЭ аппаратура от Elop обеспечивает оптимальный обзор, наблюдение, слежение и нацеливание даже при самых «жестких» условиях. Основными изделиями для наблюдения и обзора компании Elop являются: AMPS (Advanced Multi-Sensor Payload System – продвинутый многосенсорный комплекс), оптимизированный для всего спектра задач по сбору информации с воздушных судов; CoMPASS (Compact Multi Purpose Advanced Stabilized System – компактная универсальная продвинутая стабилизированная система), стабилизированная многосенсорная ОЭ аппаратура; DCoMPASS, новейший член семейства CoMPASST, совмещающий современную цифровую электронику и сетевые технологии с высокопроизводительными возможностями существующего семейства CoMPASST; и Micro CoMPASS - дневная/ночная система наблюдения.

Одним из самых захватывающих достижений в ОЭ технологии в последние годы стало появление недорогих матриц неохлаждаемых ИК-видеопреобразователей, имеющих в своем составе очень небольшие термоэлементы или болометры. Комплекс камер KTL-30, разработанный польской компанией Etronika, и впервые представленный на выставке IDET 2011 в чешском городе Брно, предоставляет круглосуточно видеоизображение высокого разрешения и тем самым улучшает ситуационную осведомленность. В сердце крошечной камеры находится неохлаждаемый болометрический массив, детектор 680x480, созданный для соответствия самым жестким требованиям современных военных и правоохранительных операций. Очень хорошее разрешение позволяет надежно распознавать объекты даже при небольшой разнице температур между объектом и его окружением. Комплектное устройство весит менее 100 грамм.

Из-за своего небольшого веса и малого энергопотребления камера идеально подходит для установки на мини-БПЛА для выполнения расширенных задач навигации, целеуказания и для получения большого количества изображений. При развертывании для этих специфических задач она также позволяет наземным войскам или спешенным боевым подразделениям определять, идентифицировать и следить за объектами на земле и реагировать эффективно на быстро меняющееся боевое окружение даже во время «хаоса боя». Что касается живучести, маневренности и летальности, то такие улучшенные возможности прямо и значительно повышают вероятность успешного выполнения задачи.

Компания Etronika разработала систему камер KTL-30 за полгода. Она представляет собой на сегодня самую маленькую камеру, изготавливаемую в Польше.

Компания FLIR Systems является мировым лидером в ОЭ/ИК-системах визуализации. Более чем 40 лет компания FLIR производит ИК-системы всех типов, включая воздушные и морские системы наблюдения и целеуказания, наземные и транспортные боевые сенсоры, прицелы и ручные системы. От RQ-11A/B RAVEN до MQ-8B FIRE SCOUT, компания FLIR поставила тысячи сенсоров и систем для автоматических приложений. Системы класса Star SAFIRE и BRITE Star имеют такие же характеристики, как и более крупные системы класса 20 дюймов, но при этом в более компактной, легкой и многосенсорной конфигурации. Проверенные в боях и квалифицированные для самых жестких требований военных стандартов MIL-SPEC, эти системы имеют проверенную в эксплуатации надежность и гарантированное материально-техническое обеспечение по всему миру. Они отличаются новейшими техническими инновациями, включая высокую точность, целевую геолокацию на базе интегрированной системы GPS/IMU (глобальная система навигации и определения положения и инерциальные измерения); технологию лазера с диодной накачкой; и цифровые формирователи изображений Full HD второго поколения. Эти системы предоставляют полный набор стандартных интерфейсов, они проверены на автоматических (безлюдных) приложениях. Компания FLIR также предоставляет полный спектр возможностей в семействах систем TALON и COBALT. Создавая различные конфигурации по размерам и массе для установки на все классы необитаемых платформ, компания FLIR для каждой системы комплектует набор сенсоров и других устройств. Все системы квалифицированы по MIL-SPEC, доступны в единой быстросменной конфигурации и имеют весь набор интерфейсов. Системы TALON проверены на обитаемых и необитаемых военных приложениях, тогда как семейство систем COBALT специально создано для автоматических, необитаемых приложений.

Рабочая группа Sensors Unlimited компании Goodrich разработала и производит детекторы, многокомпонентные системы, камеры, работающие в ближневолновой области ИК-спектра, в которых используются продвинутая технология индий-галлий-мышьяковистых видеопреобразователей и которые применяются в промышленности, военной сфере, сельском хозяйстве и научных разработках.

Семейства гиростабилизированных комплектов ОЭ-аппаратуры от компании IAI Tamam были специально разработаны для удовлетворения потребностей широкого спектра приложений. В то время как все ОЭ устройства обеспечивают на базе FLIR камер стабилизированное высокого качества круглосуточное наблюдение, некоторые из них также могут обеспечивать высокоточное целеуказание, наведение и слежение. Tamam является мировым лидером в поставке ОЭ-аппаратуры для БПЛА и ее линейка изделий включает:

- MOSP (multi-mission optronic stabilised payload – многозадачная оптико-электронная стабилизированная аппаратура) – это ОЭ-станция средней дальности от компании Tamam. Имея очень хорошую стабилизацию, MOSP может поставляться с самыми разными комплектами сенсоров, включая ПЗС, FLIR (тепловизионная система переднего обзора), лазерный дальномер, лазерный целеуказатель, лазерный указатель и устройство сопровождения.

- Небольшая ОЭ-станция POP от Tamam создана для удовлетворения потребностей в наблюдении на коротких дистанциях. Комплект POP был выбран для различных воздушных судов, БПЛА, вертолетов, систем безопасности и орудийных прицелов. Базовая конфигурация POP включает ПЗС и FLIR камеры с опциональными лазерным указателем и видеослежением.

- Комплект стабилизированной ЭО-аппаратуры под обозначением MINIPOP – это компактная система круглосуточного наблюдения для военных, полувоенных и гражданских задач.

- Комплект MicroPOP представляет собой новейшую легкую стабилизированную систему круглосуточного наблюдения для задач слежения на ближних дистанциях. Система обеспечивает современные, улучшенные возможности получения изображения для мини-БПЛА.

- CoMPASS от компании Kollsman, Inc. – это стабилизированная высокопроизводительная ОЭ система наблюдения, слежения, и целеуказания для боевых условий.

Стабилизированные камеры, стабилизированные системы наблюдения Pan Tilt Zoom от компании MicroPilot, имеющие взаимозаменяемые тепловизионные и дневные камеры, полностью интегрированы с системами автопилотирования MP2028g или MP2128g и программным обеспечением наземного контроля HORIZONmp от той же MicroPilot. Эти системы обеспечивают высокое разрешение и чувствительность, имеют небольшую массу, встроенную систему диагностики и упрощенный интерфейс с БПЛА.

Компания Micro UAV поставляет линейку камер на универсальном шарнире BTC (Ball Turret Camera), которые созданы для сверхлегких миниатюрных БПЛА новейшего поколения. Наведение может выполняться вручную или за счет направляемого по GPS сигналам автопилота, дающего положение в пространстве и высоту аппарата, что позволяет наводить камеру по любым определяющим координатам GPS и сохранять это положение при желании. Стандартно камеры работают кодово-импульсном серворежиме, их можно легко установить по принципу «plug and play».

Бортовая аппаратура для беспилотных авиационных комплексов

Вопреки прежним оптимистичным ожиданиям, крупные БПЛА и их сверхсложная бортовая аппаратура в действительности требуют, по меньшей мере, такого же объема обслуживания, как и пилотируемые аппараты. На фото специалисты по авионике из 163-го обслуживающего отряда, проверяющие оптико-электронную станцию, установленную на БПЛА MQ-1 PREDATOR

RECCELITE от Rafael Advanced Defense Systems Ltd – это автономная, самоохлаждающаяся многосенсорная разведывательная система, состоящая из бортового контейнера, широкополосного цифрового канала данных и наземной станции управления. Оперативная гибкость обеспечивается за счет следующих возможностей: одновременный сбор изображений высокого разрешения в ИК-спектре, в видимом и ближнем ИК-спектре днем и ночью; аппаратура в карданном подвесе обеспечивает стабилизированное фотографирование независимо от маневров БПЛА и отклонения от полетного маршрута; неограниченная площадь обзора и различные режимы сканирования для оптимального фотографирования всех типов местности; точная зона покрытия и изображения высокого качества; и планирование задачи, либо в автоматическом режиме, либо вручную для слежения за случайными целями.

RECCE-U от Rafael представляет собой разведывательную систему и систему сбора информации реального времени для БПЛА, базирующуюся на системе RECCELITE. Система RECCE-U имеет идентичную инфраструктуру с RECCELITE, например это геолокация, канал передачи данных, быстросъемные блоки и обслуживающие мощности. Автоматическая обработка изображений позволяет проводить ее до интерпретации человеком и обеспечивает бесшовный монтаж, привязку к местности, определение изменений, стереоизображение, сверхразрешение и т.д.

Компания Saab предлагает электронную аппаратуру наблюдения (ESP), созданную в качестве самостоятельной системы радиотехнической разведки, которая интегрируется с БПЛА, базируется на системе пеленгации источников излучения (ELS) производства Saab Avitronics и имеет повышенную вероятность перехвата для поисковых РЛС.

Сенсорные системы производства компании Optical Alchemy предназначены для разведки, наблюдения, обнаружения целей, обеспечения ситуативной информированности и защиты войск. Сверхлегкие, инерциальные стабилизированные системы этой компании позволяют БПЛА резко увеличить дальности, сэкономить топливо, дольше оставаться в воздухе при патрулировании обширных районов, заполнить разрывы в тактической аэрофотосъемке и возить дополнительные сенсоры и вооружение.

Компания UAV Collaborative предлагает четыре комплекта аппаратуры видеоизображения для установки на БПЛА. Эти функционально законченные комплекты включают сенсоры, телеметрическую систему, компьютер и защитный корпус для плохих погодных условий.

Использованы материалы:
www.en.wikipedia.org
www.controp.com
www.flir.com
www.rafael.co.il
www.uav-applications.org
Автор: Alex Alexeev


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 3
  1. saag 19 ноября 2014 07:21
    Да, столько всего делают и где...
  2. Штык 19 ноября 2014 13:17
    Цитата: saag
    Да, столько всего делают и где...

    В основном у тех кто делает...
    1. aleks17 19 ноября 2014 18:26
      Делают там где мозги, а не скрепы!
      aleks17
  3. ТОР2 19 ноября 2014 19:51
    https://vk.com/video5511146_170236099?hd=2&t=2m45s
    Дорогу осилит идущий.
  4. nvn_co 20 ноября 2014 15:35
    Не знаю, не хочу обидеть автора. Он молодец. Молодец, что взял и написал, молодец. Целевую нагрузку, некоторую описал, в кратце. Только вот "бортовое оборудование", как то уж совсем не сильно описано, наверное вообще не описано, а тема то дествительно интересная... Последнее время появилось большущее количество статей о беспилотной авиации. Это, наверное, хорошо и наверное модно, ново! Хотя в другом мире это совсем не ново, а даже можно сказать старо. Но как то все об одном и том же. Это самолет, а вот такая камера, а еще мы может вот так вот. Это понятно, что планер – это носитель, а пичкивают под задачи комплекса. А дальше? Вот, к примеру: нигде не могу найти рассказ о каналах передачи информации для комплексов. А если и нахожу так: что-то, где-то и как-то… Жаль… . Интересно есть ли у нас канали передачи информации для сверхтяжелых комплексов? Можем ли мы у себя Global Hawk сделать? Еще хотелось бы добавить. У нас делают, и могут делать и может быть и лучше будет! Только не дают нормально делать! У нас хорошо умеют пилить бюджеты и деребанить деньги. Наши БПК есть, только они видоизмененные в виде Porsche Cayenne-ов, у министерства обороны и сопутствующих субподрядных организациях, на стоянках стоят…

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня