Перспективные разработки беспилотных летательных аппаратов в США
В апреле 2009 г. заместитель председателя Комитета начальников штабов ВС США генерал Дж. Картрайт заявил о том, что по опыту последних локальных войн и конфликтов, часть спектра заданий, выполняемых в настоящее время самолетами F-15 и F-16, передается беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) «Рипер» и «Предэйтор». Это позволит безболезненно вывести из эксплуатации 250 истребителей – бомбардировщиков с наиболее выработанным ресурсом. Представитель ВВС генерал Нортон Шварц объявил о том, что доля беспилотных ЛА в парке боевой авиации будет «неуклонно увеличиваться». В готовящемся к опубликованию в 2010 г. плане развития вооруженных сил США не предстоящие 4 года будут даны ответы на важнейшие вопросы, такие, как: будет ли перспективная бомбовая платформа пилотируемой или беспилотной, а также будут ли начаты конструкторские работы по БПЛА следующего поколения MQ-X, который придет на замену «Предэйтору» и «Риперу».
В прошедшие годы круг задач БПЛА значительно расширился: функции тактической высотной разведки, в частности, были практически полностью переданы от пилотируемых самолетов Локхид U-2 к БПЛА «Глоубал Хок». В ближайшем будущем парк БПЛА ВВС США будет насчитывать уже сотни машин, способных выполнять удары по наземным целям, осуществлять непосредственную авиационную поддержку, вести РЭБ и решать другие задачи, суть которых засекречена. Для того чтобы отразить системный подход к созданию беспилотного парка, включающего в себя как авиационную, так и наземную составляющую, МО США перешло от термина «беспилотный летательный аппарат» к термину «необитаемая авиационная система» (НАС), который охватывает весь комплекс ЛА и наземных сооружений и коммуникаций. Применение НАС позволит значительно сократить количество персонала и разместить операторов ЛА в центре управления, недоступном для средств поражения противника, а, кроме того, обеспечить круглосуточное патрулирование БПЛА над районом боевых действий. В настоящее время наиболее ценной особенностью БПЛА является возможность вести круглосуточную разведку и наблюдение, но к 2047 г. ВВС США планируют плотно интегрировать беспилотные платформы во все виды воздушной войны. В разрабатываемом долгосрочном плане развития НАС предусмотрена выработка тактико – технических требований к перспективным необитаемым системам и платформам, а также информирование представителей авиационной промышленности и системы подготовки авиационных кадров. Кроме того, в документе должны быть разделены типовые боевые задачи, выполнение которых будет оптимальным для пилотируемых и для беспилотных платформ. Имеющиеся сегодня на вооружении ВВС БПЛА имеют довольно примечательное происхождение: ни один из них не создавался под конкретные тактико-технические требования. «Глоубал Хок» и «Предэйтор» являются, по сути, демонстраторами технологии, спешно поставленными на конвейер для обеспечения срочных потребностей вооруженных сил, а «Рипер» - частная инициатива компании – производителя, модификация БПЛА «Предэйтор», поступившая на вооружение после коротких и весьма поверхностных испытаний. В связи с этим, заместитель директора департамента по беспилотной технике МО США Дайк Уэзерингтон настаивает, чтобы ВВС поскорее выработали подробные требования к БПЛА нового поколения MQ-X, обозначив желательные приоритеты, стоимостные и временные рамки программы. В настоящее время уже составлен ориентировочный список заданий, которые должен будет выполнять перспективный аппарат. В него входят: РЭБ, подавление ПВО и наземной обороны противника, непосредственная поддержка, дозаправка в воздухе, ПВО и ПРО. Вариант MQ-L, по размерам идентичный тактическому ВТС, должен будет осуществлять транспортные перевозки, поддержку боевой виртуальной сети, дозаправку в воздухе, а также стратегические точечные удары. Оба варианта должны быть приспособлены к совместным действиям с пилотируемыми самолетами. В качестве одной из концепций боевого применения перспективного БПЛА является «лояльный», или «роботизированный» ведомый, работающий в паре с пилотируемым боевым самолетом. К примеру, архитектура бортового комплекса такого самолета, как F-22A, позволит контролировать до 4 БПЛА, выполняющих при нем функцию «склада вооружений» и «приманки для ракет». Транспортные БПЛА весьма необходимы на театрах военных действий с пересеченным рельефом, слаборазвитой дорожной и аэродромной сетью. В настоящее время у КМП США имеется острая необходимость в беспилотном вертолете, который бы осуществлял переброску грузов между частями на передовой. Существуют потребности и в создании беспилотного военно-транспортного самолета или гибридного аппарата (вертиплана) для снабжения и доставки запчастей на сухопутные аэродромы и авианосцы. Одной из концептуальных проработок является «Моно тилт-ротор» - гибридный аппарат, представляющий собою самолет с поворотными соосными винтами большого диаметра, способный зависать и производить вертикальный взлет и посадку. В перечень современных ТТТ к БПЛА входят: очень большая продолжительность полета; наличие на борту максимального количества как активных, так и пассивных датчиков, интегрированных в единый комплекс; архитектура бортового комплекса, позволяющая вести передачу данных в реальном масштабе времени, а также наличие на борту малогабаритного и высокоточного оружия. В современной войне требование всесуточного и постоянного наблюдения и разведки является доминирующим, в связи с чем ВВС добиваются проведения войсковых испытаний в боевых условиях, на афганском театре, двух демонстраторов технологии перспективных БПЛА. «Кинетик Зефир» представляет собой сверхлегкий мотопланер – электролет классической схемы на солнечных батареях, с крылом очень большого удлинения и двумя электромоторами с двухлопастными низкооборотными винтами. Запуск аппарата осуществляется с руки. Рабочий потолок – 12200 м, продолжительность полета – 14 дней, основная задача – обеспечение связи. Второй представляет собою гибридного дирижабля с полезной нагрузкой 1135 кг, рабочим потолком 6100 м и продолжительностью полета 21 день. Существует множество проектов и концепций перспективных ДПЛА – от микроминиатюрных, создаваемых с использований нанотехнологий и бионики, свойственной насекомым, до военно-транспортных и гиперзвуковых. Их общий недостаток – чрезмерно узкая специализация. В частности, предлагаемые нано- и микро-БПЛА предназначены для использования индивидуальным бойцом для ближней разведки в сложных условиях (город, помещения), а также и для гражданских служб. Их разработка обойдется относительно недорого, т. к., большинство узлов и агрегатов выпускаются массово для гражданских нужд. Фирма «Боинг» в инициативном порядке ведет работы над новым БПЛА «Фантом Рэй». Концептуальная проработка проекта была закончена в 2007 г., а конструирование началось в июне 2008-го. В настоящее время практически собран прототип – демонстратор технологии, он ожидает оснащения силовой установкой – ТРДД Дженерал Электрик F404GE-102D. Фирма располагает также полусобранным планером, на основе которого соберут второй опытный аппарат. «Фантом Рэй» построен по бесхвостой схеме без вертикального оперения, в его конструкции высока доля композитных материалов. Аппарат имеет низкую радиолокационную и тепловую заметность. Длина его составляет 10,98 м, размах крыла – 15,25 м, взлетная масса – ок. 16,5 тонн, рабочая высота полета – ок. 12 км, крейсерское число М=0,8. Разработка «Фантом Рэя» велась в отделении «Фантом Уоркс», известном также, как «Эдвансд Системз», в обстановке строгой секретности, неукоснительно соблюдавшейся даже внутри фирмы – разработчика. Летные испытания аппарата, являющегося глубокой модификацией БПЛА Х-45С, начнутся во второй половине будущего года на полигоне ВВС США Уайт Сэндс, штат Нью-Мексико. В их ходе аппарат, создаваемый без конкретных технических заданий или требований и не предназначенный для участия в каких-либо конкурсах, продемонстрирует возможности по доставке оружия, автономной дозаправке в воздухе, ведению РЭБ, различных видов разведки, а также по применению пучкового СВЧ-оружия. Возможно, «Фантом Рэй» или аппарат, который создадут на его основе, примет участие в конкурсе на перспективную беспилотную разведывательно – ударную платформу палубного базирования, объявление которого ожидается в 2013 г. БПЛА Х-45 также представлял собой беспилотную разведывательно-ударную платформу. В 2006 г. финансирование программы со стороны ВВС было прекращено, а прототип вернули на фирму – изготовитель. Работа над «Фантом Рэй» призвана вернуть фирму «Боинг» на рынок тактической авиации, который она была вынуждена покинуть после проигрыша в конкурсах Единого ударного истребителя и флотского БПЛА UCAS. В ходе НИОКР будут наработаны новые технологии, связанные с созданием боевых ДПЛА нового поколения, которые могут быть использованы в рамках других программ в будущем. Программа имеет очень высокую степень технического риска. Разработка «Фантом Рэй» имеет много общего с продемонстрированным в 2007 г. фирмой «Локхид Мартин» опытным БПЛА «Поулкэт». Эти аппараты призваны составить конкуренцию разработкам фирм «Нортроп Грумман» и «Дженерал Этомикс», разработчикам успешных линеек ДПЛА «Предэйтор» и «Рипер». На заводе фирмы «Нортроп Грумман» в г. Сан-Диего, штат Калифорния, закончены статические и динамические испытания демонстратора технологии палубного боевого ДПЛА Х-47В (б/н 168063). В их ходе была проверена прочность планера, шасси и тормозного гака, корректность работы поверхностей управления, произведены необходимые калибровки БРЭО. В испытаниях было задействовано более 200 электрогидравлических имитаторов нагрузки. Данные, полученные в ходе этих испытаний, полностью подтвердили расчетные показатели. На осенний период назначена интеграция планера и силовой установки, за которой последуют газовки и рулежки. Идет сборка планера второго аппарата. Программа НИОКР по теме Х-47В рассчитана до 2013 г. Аппарат создается в соответствии с требованиями ВМС США. Он предназначен для демонстрации возможностей по базированию реактивного БПЛА в размерности самолета - истребителя в ангаре авианосца, катапультному взлету и посадке с использованием тормозного гака. В конце текущего года фирма «Пясецки Эйркрафт» приступит к летным испытаниям безмоторного прототипа – демонстратора технологии разведывательного БПЛА воздушного старта, предназначенного для сбережения ресурса планера морских патрульных самолетов. БПЛА, получивший название «Турэис», создается по заказу группы РМА-290, занимающейся техническим обслуживанием и профилактикой парка патрульных морских самолетов Локхид Р-3С «Орион» и, в перспективе, Боинг Р-8А «Посейдон». Аппарат будет сбрасываться с пилона внешней подвески или из грузоотсека на большой высоте, после чего раскрываются крыло и оперение, БПЛА уходит на малые высоты и приступает к разведке. Целевое оборудование может быть различным, в качестве основного варианта рассматривается обзорная видеокамера с системой передачи изображения на борт самолета – носителя. Полетная масса «Турэис» составит ок. 350 кг, продолжительность свободного полета – 6,5 ч., а дальность – ок. 280 км. Применение БПЛА позволит самолету – носителю оставаться во время боевого патрулирования на большой высоте, не расходуя ресурс планера на полет на малых высотах в турбулентной атмосфере под слоем облаков, и не входить в потенциально опасные зоны. Предполагается, что аппарат будет одноразовым, но сейчас обсуждается вопрос о создании устройства приема «Турэис» обратно на борт носителя. Фирма «Пясецки» предлагает также адаптировать «Турэис» к применению с самолетов других типов: Боинг F/A-18E/F «Супер Хорнет», EF-18G «Граулер» и с вертолета Сикорский MH-60R/S «Ромео-Сьерра». В США ведется подготовка к первому полету гиперзвукового БПЛА Х-51А, оснащенного прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД). США являются первой страной в мире, перешедшей от теоретических работ и стендовых экспериментов в области гиперзвукового полета к созданию реально летающих образцов. Основная особенность аппарата состоит в использовании для полета со скоростью, соответствующей М=4,5, неагрессивного и легкодоступного углеводородного топлива – авиационного керосина. Всего программа испытаний аппарата пока предусматривает 4 пуска, в ходе двух из которых будут продемонстрированы «тактические возможности» аппарата. Для этого потребуется значительная модернизация и переделка системы управления ЛА, для каковых целей график пусков может быть пересмотрен. В случае продолжения финансирования гиперзвуковой тематики, в ходе последующих пусков будут проведены полеты на максимальную дальность и эксперименты по запуску ПВРД на более низких скоростях. Технически, Х-51А представляет собою гиперзвуковой ЛА длиной 7,625 м, оснащенный ПВРД. После сброса со стандартного пилона подвески вооружения MAU-12 носителя В-52Н на высоте 15200 м при М=0.8, включается твердотопливная разгонная ступень. Воздух свободно проходит по тракту ПВРД и выбрасывается наружу через промежуточную ступень, расположенную между ЛА и разгонным блоком. Внутри промежуточной ступени происходит циркуляция топлива, которое нагревается набегающим потоком. После разгона до числа М=4,6…4,8 и набора высоты 18300 м, аппарат переворачивается на «спину». Разгонная и промежуточная ступени после выгорания твердого топлива отстреливаются, и через небольшой промежуток времени происходит розжиг этилена в тракте ПВРД. Факел этилена разогревает поток авиационного керосина JP-7, также подаваемый в тракт. На этом этапе происходит одновременное горение этилена и керосина, достигается термическое равновесие, а затем аппарат продолжает полет с использованием чистого керосина. Расчетная дальность полета аппарата – ок. 660 км, динамический потолок – ок. 30000 м. После полной выработки топлива аппарат самоликвидируется и затапливается в Тихом океане, на ракетном полигоне Пойнт-Мугу у берегов Калифорнии. Первый полет Х-51А несколько раз откладывался из-за урезания финансирования. В настоящее время первый пуск назначен на 3 декабря 2009 г. Четыре пуска рассчитывают произвести в период времени до апреля 2010 г. В качестве меры по экономии средств и снижению технического риска, к испытаниям планируют привлечь образец Х-51, используемый для статических испытаний. Он будет подготовлен для четвертого пуска. После проведения статических испытаний и проверки совместимости связки «ЛА – промежуточная ступень – разгонная ступень» с пилоном самолета – носителя В-52Н, ЛА доставлен на завод – изготовитель в г. Палмдэйл, штат Калифорния, для установки теплозащиты. Первый летный экземпляр аппарата был достроен на заводе фирмы «Боинг» в г. Палмдэйл и перевезен на а/б Эдвардс для проведения серии полетов на пилоне носителя без сброса. Полеты без сброса начались в октябре. В США сформирована авторитетная инициативная группа по гиперзвуковой технике (HIT). В нее вошли представители следующих фирм и организаций: «Аэроджет», «Боинг», «Локхид Мартин», Ассоциация МакКинни, «Нортроп Грумман», «Пратт & Уитни Рокетдайн», «Рэйтеон», «АТК», «Роллс Ройс Либерти Уоркс» и Университет штата Мэрилэнд. HIT является некоммерческой ассоциацией, лоббирование чьих-либо интересов не входит в число ее задач. Главной целью новой ассоциации, согласно заявлениям ее авторитетнейших представителей, генерального директора HIT Леона МакКинни, профессора Мэрилэндского университета, бывшего ученого - исследователя ВВС США Марка Льюиса и одного из ведущих специалистов в США по гиперзвуку Мин Тана, является доведение до сведенья администрации, Конгресса и МО США всей степени важности продолжения финансирования разработок в области гиперзвука и ПВРД с целью получения дальнейших практических результатов от таких программ, как Х-51, и создания перспективных образцов вооружения, которые обеспечили бы в средней перспективе решительное стратегическое превосходство американским вооруженным силам. Члены HIT отмечают, что впервые за 50 лет, в течение которых производились НИОКР в области гиперзвука, были получены практические результаты: осуществлено несколько успешных запусков гиперзвуковых ЛА (ХайШот в 2002 г., Х-43 в 2004 г.). В случае если финансирование гиперзвуковых экспериментальных программ, особенно – Х-51, будет приостановлено или аннулировано, США могут потерять приоритет в этой области, т. к. активные работы по гиперзвуковой тематике и ПВРД ведутся в нескольких странах, в частности – в России и Китае. По мнению инициативной группы, необходимо в первую очередь наладить кооперацию между носителями технологий и их потребителями, т. к. у МО США в настоящее время не наблюдается особой заинтересованности в гиперзвуковой тематике, в то время как в самое ближайшее время возможна разработка гиперзвукового ударного оружия, в среднесрочной перспективе – применение гиперзвуковых многоразовых ЛА для наблюдения и разведки, и в дальней перспективе – применение гиперзвуковых технологий для выхода в космос. Для осуществления этих перспектив необходимо провести ряд НИОКР системного характера и продолжать практическую тематику, в первую очередь – экспериментальные пуски, в первую очередь, с целью доказать возможность регулярных выходов ЛА на гиперзвуковые скорости. В этой связи М. Льюис высказался за создание многоразовой модификации ЛА Х-51, или, хотя бы, версии, которая бы в конце полета не самоликвидировалась, а была бы доступна для послеполетного анализа.
