Рынок беспилотных летательных аппаратов до сих пор растет, многочисленные компании появляются (и исчезают) каждый год. Исходя из максимального взлётного веса и рабочей высоты, министерство обороны США разделило все подобные системы на пять групп. Системы группы 1 весят до 9 кг, группы 2 — до 25 кг, группы 3 — до 600 кг, группы 4 и 5 — свыше 600 кг. Системы из группы 4 летают на высотах до 5500 метров, рабочие же высоты систем из группы 5 составляют свыше 5500 метров.
Все БЛА, рассматриваемые в этой статье, входят в группу 1. В эту группу с максимальным взлетным весом от 0 до 9 кг входит большое число систем разных типов, в том числе самолетного и вертолетного типа, и все они, как правило, запускаются рукой. Очень немногие из таких беспилотников можно было бы отнести к категории «нано». Они представляют собой очень легкие системы, в основном с несущим винтом, впрочем, как и все, упомянутые в этой статье.
Любой солдат мечтает иметь под рукой летающую систему, способную заглянуть «за угол» и возвращаться для выполнения следующих задач, ведь ее вес и объём материально-технического обслуживания минимальны, то есть исключается существенное увеличение его общей нагрузки.
Специальные силы, как правило, первыми получают новые высокотехнологичные системы, которые позднее поступают на вооружение обычных подразделений. Однако, для военных на оборонном рынке доступно немного систем (безусловно, здесь не рассматриваются все эти «досуговые» дроны, сотнями продающиеся в магазинах игрушек), из них только часть сначала используются спецподразделениями и еще меньше тех, что мгновенно становятся бестселлерами.
Некоторые другие, чуть более крупные дроны, уже не вписывающиеся в категорию «нано», имеют довольно своеобразные характеристики, что делает их прекрасным выбором для сил специальных операций (ССО) и не только.
Прежде чем начать описывать существующие системы, давайте взглянем на то, что может быть будущим, хотя сегодня многие вещи можно скорее отнести к сфере научной фантастики, чем к реальности. В 2011 году компания AeroVironment разработала летающий птицеподобный объект с вертикальным взлетом и посадкой Nano Hummingbird с максимальным взлетным весом 19 граммов, машущие крылья которого размахом 160 мм позволяют ему оставаться в воздухе. Конечно же, это во всех отношениях сложнейшая разработка, начиная от механики и авионики и заканчивая каналом передачи данных.
В Лаборатории Чарльза Старка Дрейпера пошли по другому пути, считая, что нет более эффективного и маневренного насекомоподобного нанодрона, чем дрон, имитирующий стрекозу. В январе 2017 года там объявили, что в ее программе DragonflEye, выполняемой совместно с Медицинским институтом Говарда Хьюза, достигнуты определенные успехи в управлении стрекозами благодаря крошечному ранцу, в котором объединены технологии навигации, синтетической биологии и нейросенсорики и который посылает стрекозе управляющие нейросигналы.
Сегодня технологии птице- или насекомообразных систем не готовы к большому коммерческому успеху, но обязательно настанет тот час, когда и они найдут своего благодарного пользователя. А пока в нынешних нанодронах используются в основном вертолетные технологии, обеспечивающие возможность вертикального взлета и посадки.
В январе 2017 года Минобороны США выпустило запрос информации под названием Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (носимый солдатом сенсор, беспилотные авиационные комплексы), целью которого являлся сбор информации для будущей запланированной программы. На этот раз цель заключалась в развертывании этих систем в регулярной армии для обеспечения наблюдения на уровне отдельных отделений и взводов.
На рынке было доступно не так уж много систем, соответствующих американским требованиям, которые были озвучены в январе 2018 года на совещании на так называемом «Дне промышленности». Среди них: зависание на небольшой высоте минимум 15 минут, три полета при полностью заряженном аккумуляторе в условиях слабого ветра, максимальный вес аппарата 250 граммов, максимальный вес всего комплекса 1,36 кг.
Также требованиями предусматривается вероятность обнаружения 90% объекта размером с человека с 50 метров в ночных условиях плюс максимальное время обучения 16 часов. Система должна хранить фото и видеоматериалы и передавать изображения солдату в реальном времени для немедленного использования. Кроме того, критерии выбора включают визуальные и акустические сигнатуры, дальность полета в прямой видимости и другие пока неназванные параметры. Семь компаний и организаций заявились на брифинг, однако основные конкуренты быстро уменьшились до трех участников — компаний AeroVironment, InstantEye Robotics и FLIR Systems.
В конце ноября 2016 года FLIR Systems приобрела норвежскую компанию Ргох Dynamics AS за 134 миллиона долларов наличными. Эта компания является одним из пионеров в области нано-БЛА, она была основана в конце 2007 года с целью разработки самых малоразмерных БЛА в мире, предназначенных для профессиональных пользователей.
Первая версия под названием Black Hornet (черный шершень) появилась в 2012 году, а после того как появилась новая версия, получила обозначение Black Hornet 1. «Летательный аппарат базировался на совершенно новой технологии, но его дальность полета была ограничена 600 метрами, впрочем как и продолжительность полета 15 минутами», — сообщил представитель компании FLIR Systems.
Первым заказчиком стала британская армия, которая в соответствии со срочными потребностями развернула свои первые дроны PD-100 Black Hornet в 2012 году в Афганистане. Это стало важным пунктиком в послужном списке норвежского нано-БЛА; позднее в 2015 году был разработан и представлен второй вариант Black Hornet 2. «Он базировался на той же платформе, но было реализовано множество усовершенствований касательно сенсоров, дальности и ветровой устойчивости». На аппарат был установлен двигатель с меньшим энергопотреблением, что в комбинации с аккумулятором увеличенной емкости позволило увеличить дальность полета и одновременно увеличить дальность канала передачи данных.
Кроме того, был разработан вариант Black Hornet 2T, на который был установлен тепловизор от компании FLIR, это стало первой совместной работой двух компаний. Система Black Hornet 2 благодаря своим очевидным достоинствам была приобретена рядом заказчиков.
Учитывая запуск в США потенциально приоритетной программы, а также то, что американские военные закупают по меньшей мере на порядок больше беспилотников, чем другие страны, в компании FLIR решили, что стоит больше инвестировать в сфере наносистем и в связи с этим приобрести Ргох Dynamics. После этого слияния финансирование перспективных проектов резко увеличилось, в результате чего появился новый дрон Black Hornet 3.
Спроектированный отцом оригинального Black Hornet Петером Мюреном, аппарат сохранил вертолетную схему, но конструкция несущего винта была радикально пересмотрена. Платформа теперь стала полностью модульной, съемный аккумулятор и различные целевые нагрузки позволяют быстро реконфигурировать дрон. Базовая станция нового поколения получила ряд усовершенствований, как аппаратных, так и программных. Вес аппарата Black Hornet 3 с винтом диаметром 123 мм удвоился по сравнению с предшественниками и составил 33 грамма, он может оставаться в воздухе 25 минут и улетать на максимальную дистанцию 2 км.
Дрон развивает скорость до 6 м/с и может летать при скорости ветра до 15 узлов (порывы до 20 узлов), а также в небольшой дождь. Что касается сенсоров, то дрон оборудован тепловизором FLIR Lepton и видеокамерой высокого разрешения, способной делать фотоснимки. Тепловизор с матрицей размером 160×120 и шагом 12 мкм работает в диапазоне 8-14 мкм и имеет поле зрения 57°x42°, размеры его составляют 10,5×12,7×7,14 мм, а вес всего 0,9 грамма. Доступны две дневные камеры в зависимости от конфигурации, обеспечивающие соответственно разрешение видео 680×480 и фотоснимков 1600×1200, имеется возможность наложения изображений с дневных и ночных камер.
Основное новшество в Black Hornet 3 состоит в том, что он может летать даже при отсутствии сигнала GPS. «Впрочем, мы продолжаем развивать эту возможность, поскольку у нее еще имеется потенциал для множества усовершенствований», — рассказал представитель компании. Доступны четыре режима полета: автоматическое и ручное зависание и наблюдение, полет по заранее заданному маршруту и выбранным оператором точкам, автоматическое возвращение и потеря связи.
«Мы постоянно обновляем наше программное обеспечение с целью снижения когнитивной нагрузки на оператора. Этот система, известная как Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System — персональная система наблюдения), интегрирована с программным обеспечением АТАК (Android Tactical Assault Kit) армии США. В комплектную систему Black Hornet 3 весом менее 1,4 кг входят два летательных аппарата, ручной контроллер и видеоэкран. Дрон Black Hornet 3 был куплен 35 странами, среди которых самыми крупными покупателями являются США, Австралия и Франция.
В ноябре 2018 года Франция объявила о закупке на общую сумму до 89 миллионов долларов, а несколькими днями позже США подписали первый контракт на 39 миллионов. Великобритания в апреле 2019 года подписала контракт стоимостью 1,8 миллиона долларов в рамках инициативы ускоренной закупки. Летом 2019 года армия США получила свои первые системы Black Hornet 3 PRS для 82-й воздушно-десантной дивизии, которая была развернута в Афганистане. Эти нанодроны используются для сбора информации и разведки уровня отделения и взвода.
В процессе разработки дрона PRS компания FLIR поняла, что многим транспортным средствам необходима разведывательная система ближнего действия, которая могла бы использоваться из-под брони. Это привело к появлению системы VRS (Vehicle Reconnaissance System), которая базируется на этой же платформе и отличается модулем запуска с четырьмя съемными кассетами с обогревом и зарядкой.
Комплект VRS весит примерно 23 кг, имеет размеры 470x420x260 мм и опционально может быть оснащен баллистической защитой. Он легко может быть интегрирован в систему управления боем посредством стандартного интерфейса; компания Kongsberg уже интегрировала его в свою систему Integrated Combat Solution (ICS). FLIR продемонстрировала эту систему не только как разведывательный, но и как прицельный инструмент с интегрированной GPS. В настоящее время VRS имеется только в опытном исполнении, однако компания FLIR готова начать производство в связи с тем, что после первого показа этого продукта в октябре 2018 года на него возник большой спрос.
Демонстрация возможностей птицеподобного дрона Nano Hummingbird
Кроме FLIR за контракт Soldier Borne Sensor боролись еще два претендента, компании AeroVironment и InstantEye Robotics (подразделение Physical Sciences Inc). Компания AeroVironment разработала квадрокоптер Snipe весом 140 граммов с продолжительностью полета 15 минут и дальностью полета более километра, оборудованный оптико-электронными и инфракрасными камерами.
Имея максимальную скорость 9,8 м/с, аппарат довольно бесшумный и не слышен уже на высоте 30 метров над землей, он управляется посредством интуитивно понятного приложения, загруженного на сенсорный контроллер с ОС Windows 7. Подготовка дрона к полету, собираемого из пяти движущихся частей, занимает менее минуты. После выбора одного из своих конкурентов американской армией компания AeroVironment по всей видимости забросила программу Snipe.
Квадрокоптер Mk-3 GEN5-D1/D2 разработки компании InstantEye Robotics весит менее 250 граммов (максимально разрешенный вес). В состав комплекса массой 6,35 кг входят два аппарата, одна станция контроля Ground Control Station-D, один защищенный дисплей, шесть аккумуляторов, зарядное устройство, комплект винтов, одна запасная антенна, ящик для транспортировки и контейнер для работы в поле.
Аппарат может достичь максимальной скорости 8,94 м/с и выдержать такую же скорость ветра, дальность действия канала передачи данных составляет 1,5 метра. Основной аккумулятор обеспечивает продолжительность полета 12-15 минут, впрочем дополнительный аккумулятор гарантирует 20-27 минут работы. В конце 2018 года компания InstantEye в рамках программы по малоразмерным тактическим беспилотникам поставила 32 этих комплекса Корпусу морской пехоты США для эксплуатационной оценки.
Дрон NanoHawk, впервые показанный в виде прототипа на выставке Eurosatory 2018, был разработан французской компанией Aeraccess исходя из специфических потребностей французского спецназа, которому был необходим БЛА для использования внутри зданий и других закрытых строений. В конкурсе, которым руководила Лаборатория управления вооружением, NanoHawk в первом же раунде выиграл у пяти других кандидатов.
В этом проекте компания Aeraccess использовала опыт своей работы над более крупным дроном SparrowHawk, разработанным совместно с французским полицейским спецназом и также способным работать в условиях отсутствия сигнала GPS. Впрочем, французские специальные силы хотели иметь существенно меньшую систему и, как следствие, появился дрон NanoHawk, в котором сохранена схема квадрокоптера и появилась легкая защита винтов, без чего нельзя обойтись при полетах внутри помещений.
По сравнению с прототипом корпус серийного варианта оснащен датчиками избежания препятствий с зоной покрытия 360°. Кроме того, впереди и сзади установлены две оптико-электронные/инфракрасные целевые нагрузки, что позволяет оператору видеть картинку с обоих направлений и, тем самым, лучше владеть обстановкой; опциональные сенсоры также позволяют выполнять объемное цифровое картографирование зданий. Корпус наряду с защитной конструкцией винтов был полностью переработан, теперь пользователь может быстро отремонтировать аппарат в полевых условиях.
Нынешний вариант весит 350 граммов без аккумулятора, при этом максимальный взлетный вес увеличивается до 600 граммов с более мощным аккумулятором, который обеспечивает 10 минут полета. Размеры остались прежними, 180×180 мм в винтами, однако, если заказчик потребует новую защитную клетку, то размеры увеличатся до 240x240x90 мм.
Живая стрекоза — участница проекта ragonflEye. Двойственное чувство…
Одним из основных элементов комплекса является ручной контроллер, который позволяет оператору в другой руке держать оружие, при этом монитор устанавливается на бронежилете, хотя имеется возможность установить его на заднюю часть щитка или надеть на запястье. Интеллектуальные режимы полета значительно снижают нагрузку на оператора, а шифрованный канал передачи данных с мультиплексированием на основе ортогонального разделения частот обеспечивает одновременное управление полетом и передачу видеоизображения за счет использования одной криптографической системы с двумя разными частотами.
Со времени своего первого показа дрон NanoHawk прошел расширенные испытания. Выполняя типичную задачу, он взлетает снаружи здания, влетает в него через открытое окно и затем перемещается на 3-4 этажа вниз или вверх в зависимости от толщины стен. Аппарат получил также разрешение для работы на кораблях, продемонстрировав свою способность летать над и под оператором без потери радио- и видеосигнала, что открывает совершенно новый рынок. Ночью он может быть подсоединен к системе ночного видения с тем, чтобы его мог видеть только оператор.
NanoHawk также прошел испытания совместно с кинологическими расчетами, во время которых собаки обучались носить дрон, держа его в пасти с помощью короткого поводка. Собака начинает проверять здание и, когда чувствует присутствие человека в помещении, бросает дрон снаружи, после чего он взлетает по команде. Собака может также снаряжаться ретранслятором для того, чтобы увеличить дальность действия дрона, которая, по заявлению разработчика, составляет несколько сотен метров вне помещения.
Каждая система NanoHawk состоит их канала данных, контроллера, монитора и двух аппаратов. Первыми подразделениями, заказавшими NanoHawk, стали местные силы специальных операций. Французский спецназ подписал контракты с компанией Aeraccess, в соответствии с которыми он получил специализированные варианты системы. Что касается экспорта, то Aeraccess получила заказы на неизвестное количество аппаратов от военных и правоохранительных органов Сингапура, Объединенных Арабских Эмиратов, Великобритании и Канады.
Французская армия закупила по срочному требованию микродроны NX70 разработки Novadem. Этот квадрокоптер с максимальным взлетным весом 1 кг в развернутом состоянии имеет размеры 130x510x510 мм (в сложенном — 130x270x190 мм). Он оборудован дневной камерой с разрешением Ultra-HD с двумя фокусными расстояниями, обеспечивающими поля зрения 50° и 5°, и тепловизором с полем зрения 34°; в зависимости от желания заказчика матрица видеопреобразователя может иметь размеры 320×240 или 640×480.
Время подготовки к полету занимает меньше минуты, время нахождения в воздухе составляет 45 минут, а дальность полета один километр; вариант с увеличенной дальностью имеет радиус действия до 5 км. Аппарат может летать при скорости ветра до 65 км/ч и на высоте 3000 метров над уровнем моря. Дрон NX70 может также летать в привязной конфигурации, что позволяет оставаться в воздухе продолжительное время.
Французская армия получила первые 27 систем (в каждой по два аппарата) в июне 2019 года. Первые дроны NX70 были развернуты в африканском государстве Мали, где французский контингент ведет борьбу с повстанцами.
В 2017 году компания Diodon Drone Technology представила свой квадрокоптер SP20. Определенно не относясь к категории нано-БЛА из-за своей необычной конструкции, он хорошо подходит для использования специальными силами. Этот квадрокоптер предназначен для работы в десантных подразделениях, поскольку имеет упрочненный и водонепроницаемый в соответствии со стандартом IP46 корпус со всей электроникой и четыре надувные «лапы», на концах которых установлены винты с двигателями, что позволяет аппарату оставаться на плаву, используя поверхность воды для взлета и посадки. Он может работать и на суше, при этом надувные элементы хорошо поглощают энергию удара.
Дрон Sp20 весом 1,6 кг имеет номинальную грузоподъемность 200 граммов, развивает максимальную скорость 60 км/ч и вертикальную скорость 3 м/с. Для него предлагаются два сенсора: ПЗС-камера с матрицей 976×582 и с объективами 3 мм, 8 мм или 12 мм, способная работать при освещении 0,0002 люкса, и неохлаждаемый тепловизор с объективом 14,2 мм и матрицей 640×480.
Дрон SP20 может летать при скорости ветра до 25 узлов, максимальная рабочая высота составляет 2500 метров, а рабочие температуры от -5°С до +45°С. Со сдутыми «лапами» и сложенными лопастями размеры аппарата составляют 220x280x100 мм, в рабочем состоянии — 550x450x190. Время подготовки к работе составляет менее минуты, чему в немалой степени способствует входящий в комплект небольшой компрессор, используемый для надувания «лап». Заряда аккумуляторов хватает на 23 минуты полета.
Модель SP20 оборудована аналоговым каналом связи с дальностью действия до 2 км. Дрон SP20 компании Diodon идет вместе с защищенной наземной станцией управления стандарта IP56 весом 1,2 кг. Этот уникальный амфибийный БЛА в настоящее время проходит испытания в различных подразделениях, а компания Diodon Drone Technologies ожидает на него первый заказ и прежде всего от французских военных.
/Alex Alexeev, topwar.ru/
