предыдущий материал

РАЗРАБОТКА
Юрий Янкевич
главный конструктор
ОАО "ОКБ им. А.С Яковлева
Анри Ермаков
заместитель главного конструктора
ОАО "Самарское конструкторское бюро моторостроения"

Так мы начинали


Беспилотные летательные аппараты (БЛА) имеют почти столь же давнюю историю, как и пилотируемые самолеты. Поразительно, но "…менее чем через шесть лет после того как братья Райт в 1903 году выполнили свой первый пилотируемый полет и тем самым окончательно продемонстрировали, что возможен свободный полет человека с помощью двигателей на аппаратах тяжелее воздуха - после многовековых проб и ошибок (главным образом ошибок) - люди уже стали пытаться отделаться от пилота", - говорил по этому поводу Дж. Тейлор - редактор авторитетного во всем авиационном мире журнала Jane's All the World Aircraft на бристольской конференции по БЛА 1979 г.

29 июня 1982 года. Кабинет заместителя начальника Научно-исследовательского института автоматизированных систем (НИИАС) Министерства авиационной промышленности. Десять утра - время начала совещаний.

За столом, рядом с хозяином, - Михаил Петрович Симонов, заместитель министра авиационной промышленности (сейчас - генеральный конструктор прославленного ОКБ им. П.О. Cухого), два авиационных генерала и мы - в то время два ведущих конструктора НИИ "Кулон" Министерства радиопромышленности. Вначале генералы рассказали некоторые подробности "локального" конфликта между Израилем и Ливаном. Речь шла об ошеломляющих успехах израильской армии, достигнутых в результате применения дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА) "Мастиф" и "Скаут". Мы немного знали о них по специальной литературе, но информация военных нас удивила, хотя, видимо, они и сами были ошеломлены.

Относительно простые по конструкции, эти ДПЛА совершали полеты над долиной Бекаа, где были развернуты сирийские зенитные ракетные комплексы советского производства. При этом бортовая аппаратура ДПЛА имитировала радиолокационные излучения израильских самолетов. В ответ на угрозу сирийцы ввели в действие РЛС зенитных комплексов, которые немедленно были идентифицированы. Характеристики радиолокационных излучений и местоположение РЛС сразу же передавались через самолет Е-2 "Хоукай" на наземную станцию управления ракет класса "поверхность-поверхность". В течение часа израильтяне вывели из строя 29 зенитно-ракетных комплексов. После этого израильские тактические истребители проникли в долину Бекаа для завершения операции по уничтожению боевых средств противника. Одновременно ДПЛА проводили доразведку результатов бомбовых ударов, а также слежение за перемещениями сирийских войск. И еще одно, не менее важное: в этот день не был сбит ни один израильский самолет.

…Свое выступление военные закончили заявлением, что подобный комплекс им нужен весной следующего года, т.е. через восемь месяцев! Заместитель министра сказал нам, представителям ОКБ и НИИ, что не выпустит из кабинета, пока мы не подготовим проект приказа по своим министерствам о разработке, испытаниях и поставке в войска беспилотного комплекса с 10-12 летательными аппаратами в феврале 1983 г.

Пока готовятся проекты документов, сделаем еще более глубокий экскурс в историю, чтобы лучше понять, о чем идет речь.


Как обычно, инициаторами развития нового научно-технического направления становились военные. Впервые планомерное изучение концепции беспилотных летательных аппаратов началось в армии США еще в 1917 г. Тогда в армейских войсках связи появились построенные фирмой "Дейтон райт" беспилотные бипланы "Баг", с помощью которых можно было обеспечить доставку боевых зарядов к целям.

Однако после окончания Первой мировой войны разработки БЛА в США завершились, так и не достигнув стадии широкого использования. Первый беспилотный радиоуправляемый самолет-мишень был создан в Великобритании в начале 1930-х гг. на базе поплавкового гидросамолета "Фейри" IIIГ и предназначался для тренировки расчетов корабельной зенитной артиллерии.

В 1924 г. в одном из журналов появилось сообщение о разработке радиоуправляемого самолета, оснащенного оборудованием дистанционного наблюдения. Применение подобного самолета во время Второй мировой войны, однако, принесло довольно скромные результаты: не было эффективной системы наведения, неприемлемы были летно-технические характеристики и надежность аппарата. Разработки БЛА тогда проводились главным образом в Германии - системы "Хеншель 293", "ФАУ", "Мистель". Их применение оказалось малоэффективным.

В 60-х гг. в ходе войны во Вьетнаме вновь возникла потребность в разведывательных беспилотных аппаратах. Значительные успехи в области микроэлектроники, оптики, инфракрасной аппаратуры, авиационных материалов, двигателестроении, и, главным образом, создание систем помехозащищенной радиосвязи позволили разработать БЛА нового направления - дистанционно пилотируемые летательные аппараты. Экономической предпосылкой все возрастающего интереса к созданию ДПЛА во всех странах, и прежде всего в США, ФРГ, Канаде, Италии, Израиле, стал резкий рост стоимости разработки и эксплуатации пилотируемых летательных аппаратов.


Термин "дистанционно пилотируемые" подразумевает не просто радиоуправляемый БЛА. Между человеком-оператором, находящимся на наземном пункте дистанционного управлении (НПДУ), и летящим ДПЛА непрерывно происходит обмен информацией. По каналам телеметрии изображение земной поверхности, полученное бортовой телевизионной камерой и ИК-аппаратурой, поступает на НПДУ, где создается иллюзия непосредственного наблюдения за наземными целями с летательного аппарата. Огромное значение имеет и то, что с оператора снимаются физические и психологические нагрузки, которым подвергается экипаж пилотируемого самолета. Эффект присутствия человека на борту ДПЛА позволил сохранить положительные качества авиации - гибкость и быстроту реакции на непредвиденное изменение обстановки и многоразовость применения этих аппаратов. В этом заключаются важнейшие отличия ДПЛА от беспилотных аппаратов вообще. По сравнению же с пилотируемой авиацией основными преимуществами ДПЛА являются:

  • - значительно меньшая стоимость разработки, постройки и эксплуатации комплексов с ДПЛА;
  • - высокая мобильность и автономность большинства комплексов, поскольку для их функционирования не требуются аэродромы и службы обеспечения полетов;
  • - значительно меньшая уязвимость в воздухе от средств ПВО;
  • - возможность использования более рискованной тактики боевого применения.

В настоящее время в мире насчитывается свыше сотни проектов различных комплексов с ДПЛА, находящихся в той или иной стадии реализации.

Они предназначены для решения самых различных задач: ведения круглосуточной воздушной разведки в реальном масштабе времени с использованием телевизионной и инфракрасной аппаратуры, подавления стационарных и подвижных целей о помощью боевой части, постановки активных и пассивных помех, имитации ложных целей, корректировки огня артиллерии, лазерной подсветки наземных целей и т.д.

Требования, предъявляемые к уже разработанным и создаваемым комплексам, охватывают дальности от 10 до 1000 км, высоты от 100 до 16 000 м, продолжительности полета от нескольких минут до нескольких месяцев, взлетную массу от 10 до 4000 кг.

Дальность полета является общепринятым критерием, в соответствии с которым все разрабатываемые и эксплуатируемые аппараты делятся на четыре класса:

  • - ближнего действия с дальностью по радиосвязи 60…70 км - малоразмерные дистанционно- пилотируемые летательные аппараты (МДПЛА);
  • - малой дальности - до 250…300 км;
  • - средней дальности - до 700…750 км;
  • - продолжительного полета - со временем барражирования свыше 36…40 ч.

Локальные войны и региональные военные конфликты прошедшего десятилетия - "Буря в пустыне", интервенция в Косово - показывают все возрастающую роль этого перспективного вида военной техники, особенно комплексов с МДПЛА, именуемых американскими специалистами "дешевыми умножителями боевой мощи".

…Надо сказать, что к описываемому нами времени (концу июня 1982 г.) различные по численности группы специалистов НИИ "Кулон", нашего и еще трех авиационных ОКБ уже год с небольшим работали над созданием многоцелевых комплексов с ДПЛА всех перечисленных классов. Наше ОКБ, имеющее огромный опыт разработки легких самолетов, работало по предварительному ТЗ заказчика над МДПЛА массой до 100 кг. Поэтому на 14.00 описываемого дня мы твердо знали две вещи:

  • - первое - у нас ничего нет. Полностью отсутствует элементная база для создания подобных аппаратов - нет двигателя, генератора, системы воздушных измерений, системы радиоуправления, целевых нагрузок (ТВ и ИК камер), системы спасения, пусковой установки и многих других, более мелких комплектующих. Специалистам фирмы IAI (Израиль) при создании "Скаута" было несколько проще: двигатель - австрийский, телевизионная камера - японская, система спасения - фирмы "Дорнье" (ФРГ), системы воздушных измерений - чешские. Нам же нужно было все делать самим;
  • - второе - известно, какие КБ и НИИ все это могут разработать, когда они это могут сделать и что им для этого нужно. Подобными знаниями располагали и специалисты радиоэлектронной промышленности.

Уже 12 июля 1982 г. вышло соответствующее решение директивных органов, днями позже - приказы по министерствам. Все, что необходимо, в приказах было отражено, никто не был забыт, но сроки остались прежними: "В соответствии с утвержденным МО, МРП, МАП техническим обликом разработать беспилотный комплекс с МДПЛА со сроком передачи заказчику - февраль 1983 г.".

Создание поршневого двигателя для МДПЛА разработки нашего ОКБ приказом МАП было поручено Куйбышевскому научно-производственному объединению "Труд" (сегодня - ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова").

Задача перед специалистами стояла, прямо сказать, непростая. Единственным отечественным поршневым двигателем, серийно выпускаемым в СССР, в то время был М-14, разработанный коллективом, возглавляемым А.И. Ивченко еще аж… в 1946 году! За последующие 35 лет специалистами Воронежского ОКБ моторостроения этот прославленный (а его можно с полным правом так характеризовать) двигатель неоднократно дорабатывался, модифицировался и улучшался в основном с целью увеличения его мощности и ресурса.

В 1982 г. двигатель М-14П имел мощность 400 л.с. и ресурс 750 летных часов. Но для МДПЛА, которое должно было создать самолетостроительное ОКБ А.С. Яковлева, нужен был поршневой двигатель мощностью 18…20 л.с. с ресурсом до 100 ч. Таких двигателей в мире были целые семейства: в ФРГ - фирмы "Лимбах", в Англии - "Вислейк", в США - "Нельсон", в Австрии - "Ротекс". Через 6 (!) месяцев после начала работ, 24 января 1983 г., такой двигатель появился и в СССР. Это был первый отечественный, прошедший Государственные испытания, малоразмерный авиационный поршневой двигатель П-020, разработанный самарскими моторостроителями.

Первые 5 минут двигатель проработал в воздухе 12 июня 1983 г., обеспечив удачный полет “изделия 60", а 28 мая 1984 г. был выполнен и последний, 25-й, пуск изделия по программе совместных летных испытаний экспериментального комплекса.

П-020 представляет собой двухцилиндровый двухтактный оппозитный двигатель воздушного охлаждения. Двигатель снабжен двумя карбюраторами АК-10П, разработанными Пермским агрегатно-конструкторским бюро (по одному на каждый цилиндр). Управление карбюраторами синхронизировано через систему тяг. Система зажигания - БЗТ-2 ОФ1 (бесконтактная электронная). Конструкция цилиндров - безгильзовая, с использованием износостойкого покрытия зеркала цилиндра.

Двигатель приводил во вращение толкающий винт постоянного шага, расположенный в кольцевом оперении "изделия 60". Параметры этого винто-кольцевого двигателя были рассчитаны по методике ЦАГИ и подтверждены продувками полноразмерной модели с работающим винтом в трубе Т-104.

Для обеспечения заводских и государственных испытаний МДПЛА в НПО "Труд" изготовили 23 "боевых" двигателя П-020, еще 50 было построено для оснащения летательных аппаратов установочной партии из пяти экспериментальных комплексов, которые в апреле 1988 г. были переданы по разнарядке МО в различные войсковые части для "... опытной эксплуатации и отработки способов их применения".

В НИИ "Кулон" состоялась защита эскизного проекта "штатного" комплекса, получившего впоследствии название "Строй-П". В его состав входил ДПЛА "Пчела-1Т". Комплекс был разработан по специальным тактико-техническим требованиям Министерства обороны.

Многое было использовано от экспериментального комплекса, в частности - конструктивное решение планера летательного аппарата, но основные элементы конструкции, определяющие облик ЛА, разрабатывались заново. Летательный аппарат потяжелел на 40 кг, и поэтому в 1985 г. самарские моторостроители приступили к разработке более мощного двигателя П-032. Он также представлял собой двухтактный двухцилиндровый двигатель оппозитной схемы с воздушным охлаждением, оборудованный кривошипно-камерной системой и лепестковым обратным клапаном на входе в картер. В П-032 реализована петлевая схема газообмена. Беспоплавковый карбюратор АК-32 с высотным корректором, общий для обоих цилиндров, установлен на входе в картер. Цилиндры безгильзовые, с износостойким напыляемым покрытием зеркала. Запуск осуществляется от наземного стартера. Высотность двигателя - до 3000 м.

П-032 прошел доводочные и специальные испытания, а в 1989 г. - Государственные испытания и был принят к серийному производству. Общий налет на 13 изделиях "Пчела-1Т", принимавших участие в заводских и государственных испытаниях, составил 50 ч.

На МДПЛА "Пчела-1Т", как и на экспериментальном "изделии 60", был применен винто-кольцевой движитель, который обеспечил повышение тяги трехлопастного деревянного винта постоянного шага в условиях габаритных ограничений диаметра. Движителем выполнялась функция оперения аппарата, т.е. обеспечивалась устойчивость по тангажу и курсу путем установки рулей высоты и направления малой площади непосредственно за винтом. Кроме того, обечайка винта защищала от лопастей винта обслуживающий персонал и сам винт от удара о землю при посадке. Испытания и доводка движителя МДПЛА "Пчела-1Т" проводились в трубах Т-102, Т-104 ЦАГИ, на винтовом и высотном стендах ЦИАМ. Осуществлялся также комплекс продувок натурного образца МДПЛА в трубе Т-101 при работающем двигателе.

К 1991 г. было выпущено пять серийных комплексов "Строй-П" с 50 летательными аппаратами, которые были поставлены в различные рода войск. В конце 1994 г., после начала боевых действий в Чечне, возник интерес и к боевому применению ДПЛА. В мае 1995 г. войска Северокавказского военного округа впервые применили беспилотный комплекс "Строй-П" для поддержки боевых действий ВДВ. 16 июня 1997 г. комплекс был официально принят на вооружение российской армии и с сентября 1999 г. успешно участвовал в боевых действиях Восточной группировки федеральных войск в Чечне.

"Пчела-1Т" - многоразовый ДПЛА, предназначенный для ведения разведки в тактической глубине боевых порядков противника. Старт ДПЛА осуществляется с помощью двух твердотопливных ускорителей с короткой направляющей, размещенной на гусеничном шасси боевой машины десанта. Посадка осуществляется с помощью парашюта. В качестве амортизационной системы используются четыре неубирающиеся посадочные опоры с разрывными стальными пластинами - энергогасящими элементами. Все комплектующие устройства и системы ЛА, да и всего комплекса в целом, были созданы в стране впервые. Комплекс разрабатывался в интересах воздушно-десантных войск, и перед конструкторами ОКБ им. А.С. Яковлева стояла задача не только обеспечить решение тактических задач, но и обеспечить удобство и простоту в эксплуатации, надежность и боевую эффективность ДПЛА.

Успешное решение этих задач поставило ДПЛА "Пчела-1Т" с двигателем П-032 в один ряд с лучшими мировыми образцами этого вида авиационной техники. Теперь ответы на вопросы замминистра авиапромышленности, доведись нам опять собраться в таком же составе, звучали бы утвердительно: техника есть и техника очень хорошая.

Основные параметры двигателей БПЛА
Тип
Nmax, л.с.
n, об/мин
суд, г.л.с.-ч
m, кг
Топливо
П-020
20
7300
0,38
9,76
АИ-93+МС20
(30:1)
П-032
32
6600
0,43
12,5
АИ-93+МС20
(25:1)
Винто-кольцевой движитель
МДПЛА "Пчела-1Т"
Двигатель П-032

предыдущий материал
оглавление
следующий материал