Методическая разработка проведения открытого урока по ОБЗР /10 класс/

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

проведения урока по ОБЗР

Тема: БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ – ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ВООРУЖЕННОЙ БОРЬБЫ

(основы технической подготовки и связи)

10 класс

Пруцков Анатолий Анатольевич

преподаватель-организатор ОБЗР

МБОУ СОШ №14 г. Кострома

Учебные вопросы:

1. История возникновения и развития робототехнических комплексов.

2. Виды и предназначение, тактико-технические характеристики и общее устройство беспилотных летательных аппаратов (далее БПЛА).

3. Конструктивные особенности БПЛА квадрокоптерного типа.

4. Способы боевого применения БПЛА.

Проверка домашнего задания

1. Правила безопасного обращения с оружием.

2. Способы удержания оружия и правильность прицеливания.

3. Классифицируйте стрелковое оружие:

- по назначению,

- по калибру,

- по боевым возможностям.

1. Предназначение и тактико-технические характеристики АК-74;

2. Предназначение и тактико-технические характеристики АК-12;

3. Предназначение и тактико-технические характеристики пистолет Ярыгина.

4. Предназначение и тактико-технические характеристики пистолет Лебедева.

Первый учебный вопрос:

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Дроны – беспилотные летательные аппараты, которыми либо удаленно управляет оператор, либо они двигаются по заранее заданному маршруту. Сейчас эти устройства находятся на пике популярности. Удивляться не приходится, ведь их можно использовать для развлечения, фото- и видеосъемки (в том числе и профессиональных), военной разведки и ведения наблюдения за промышленными системами.

Дроны вовсе не новинка 21 века. Первые прототипы появились даже не в 20-м, а в 19-м веке, когда «цифра» еще не существовала. Что собой представляли предки современных беспилотников, что они умеют сейчас?

Начало всего

Если говорить о дроне как об устройстве, которое управляется удаленно, то первым идею представил Никола Тесла. Ученый не просто теоретизировал, а зарегистрировал патент, в котором говорилось о транспортном средстве, управляемом при помощи радиоволн. Тесла разработал концепцию боевых дронов, которые, как он считал, смогут усмирить воинственный дух наций и прекратить войны благодаря угрозе применения «безошибочной и неограниченной разрушительной силы».

Демонстрацию первого в мире радиоуправляемого дрона он провел в 1898 году, в пруду Мэдисон-сквер-гарден. Большинство идей, предложенных Тесла, получили дальнейшее развитие и привели к появлению дронов в их современном обличии.

Эволюция идеи

Одним из первых таких дронов стал «Автоматический аэроплан Хьюитта-Сперри», созданный в 1917 году. Правда, он не имел радиоуправления, для полета по заданному курсу его создатели настраивали гироскопы (на борту их было два). О том, как все это работало, информации практически не сохранилось. Но зато есть фотография автоматического аэроплана.

Первым боевым дроном стала «воздушная торпеда Кеттеринга», разработанная во время Первой мировой войны.

Говоря о дронах, не стоит забывать о квадрокоптерах, которые тоже далеко не новинка. Первые прототипы (правда, пилотируемые) были разработаны еще в 20-х годах прошлого века. Над созданием устройств такого типа работали сразу два человека. Первый – это конструктор Георгий Ботезат, живший в США и французский инженер Этьен Эмишен. Идея создания аппарата с четырьмя противопоставленными пропеллерами витала в воздухе, так что в том, что над ней независимо работало сразу два человека, нет ничего удивительного.

Коптеры того времени смогли поучаствовать лишь в тестовых полетах без дальнейшей практической реализации. Как оказалось, системы имеют три главных недостатка: очень сложная трансмиссия, которая должна передавать крутящий момент с двигателя сразу на все роторы. Она работала, но часто ломалась.

Аппараты никак не были стабилизированы в воздухе, поэтому малейшее дуновение ветерка могло вывести летательный аппарат из строя.

Слишком большое число пропеллеров (Эмишен предложил восемь), плюс недостаточная маневренность. Так, коптер Георгия Ботезата мог более-менее нормально передвигаться только при наличии ветра определенного направления и силы.

В 30-х годах прошлого века серийно производился дрон DH.82B Queen Bee. Он представлял собой биплан, разработанный на основе двух летательных аппаратов – DH.60 Moth и DH.82 Tiger Moth. В качестве управляющей аппаратуры служил передатчик на вакуумных электронных лампах и электромеханических реле. Этот дрон был военным, но использовался не в боях, а в учениях – летчики отрабатывали на них приемы воздушного боя.

Немецкие самолеты-снаряды вроде «Фау-1» тоже являются дронами, их относительная успешность дала толчок развития не только ракетной техники, но и автономных летательных аппаратов.

Далее дроны применялись, в основном, военными. Среди прочих моделей стоит указать самолет-разведчик Ryan Model 147E, разработанный в США и применявшийся во Вьетнаме, советские дроны Ту-123, Ту-141 и Ту-143. Все это – крупногабаритные летательные аппараты, размеры которых примерно такие же, как и у самолетов с сопоставимой функциональностью.

В 1982 году вступили в дело радиоуправляемые дроны, разработанные израильтянами. Они использовались в ходе Ливанской войны. Чаще всего применялись IAI Scout и Tadiran Mastiff. Их разработали «с нуля», это уже не были переделанные под автономный полет самолеты. Размах их крыльев составлял не более пяти метров, а вес – около 100 кг. Снизить размеры беспилотников удалось благодаря появлению и развитию

полупроводниковой электроники, что привело к миниатюризации как бытовой, так и военной техники.

Ну а потом другие страны, включая США, стали производить сверхсовременные военные дроны вроде MQ-1B Predator и MQ-9 Reaper, способные передавать данные наблюдения в режиме реального времени. Некоторые модели таких дронов умеют, и стрелять по цели, причем ракетами.

Примерно со второй половины 20 века активно стало развиваться и такое направление, как бытовые радиоуправляемые дроны. Изначально это были сплошь DIY-модели, которые представляли собой имитацию самолетов. Но затем бизнес, видя востребованность радиоуправляемых летательных аппаратов, взял инициативу в свои руки.

Появление современных невоенных дронов

Специалисты считают, что эпоха современных невоенных дронов началась в 2006 году. Именно в этом году Федеральная авиационная администрация США одобрила полеты небольших пользовательских беспилотников. Распространение получили все же не бытовые дроны для развлечения, а летательные аппараты для научных задач и промышленности. Так, правительственные организации отслеживали при помощи таких систем распространение пожаров, изучали ситуацию в эпицентре катастроф (землетрясения, наводнения и т.п.). Коммерческие компании изучали состояние нефтепроводов, посевов и морских угодий (наблюдение за перемещениями косяков рыбы). Использовались (и используются) дроны на стройке, в геодезии и других сферах.

С течением времени все большую популярность стали получать пользовательские дроны, которые служат развлечением для любителей полетов. С самого начала рынок радиоуправляемых дронов разделился на два направления:

- полноценные летательные аппараты, разрабатываемые «под ключ» компаниями;

- компоненты (электроника, электромоторы и т.п.), которые позволяют создавать DIY-системы.

После того, как в дронах появились камеры, передающие видеопоток прямо в телефон, видео-очки или ноутбук, популярность персональных БПЛА взлетела до небес.

Этика и безопасность как часть истории

Появление камер и персональных дронов, которые способны отдаляться от оператора на многие километры, подняло ряд вопросов об этической стороне работы с «домашними» БПЛА. Ведь любой желающий теперь мог заглянуть в окно соседа, или окно соседней компании, направляя аудио- и видеопоток прямо на свой телефон или компьютер. Стало известно о большом количестве злоупотреблений, когда владельцы дронов снимали происходящее в частных домах, офисах коммерческих и правительственных организаций.

Дроны падали на головы зрителям на спортивных стадионах, создавали угрозу пассажирским самолетам и промышленным объектам. Дрон – практически идеальный инструмент для любителя подглядывать, шпиона (коммерческого или государственного), анархиста и т.п.

В итоге во многих странах законодатели стали спешно принимать новые законы, регулирующие продажи и эксплуатацию дронов. В каждой стране свои законы, но в большинстве случаев владельцам дронов запрещается снимать людей без явного их согласия, БПЛА нельзя использовать рядом с аэропортами, вокзалами, объектами военного и промышленного значения. В большинстве случаев дрон не может взлететь на высоту более 150 метров, производители устанавливают ограничения как на расстояния, преодолеваемые дроном, так и на максимальную скорость.

Запускать дроны в России сегодня можно, но есть несколько нюансов. Во-первых, каждый беспилотник тяжелее 150 грамм должен быть зарегистрирован. Более лёгкие считаются игрушками и регистрации не требуют. В России получение разрешение на съемку с мультикоптера обязательно. При нарушении правила на виновника может быть наложен штраф. Например, в феврале 2023-го в Ямало-Ненецком автономном округе транспортная прокуратура выписала юрлицу 200 тысяч рублей штрафа за несанкционированный запуск квадрокоптера, который к тому же не был поставлен на учёт. Да и для получения разрешения на полеты необходимо получать разрешение. Управлять беспилотником могут только взрослые или подростки старше 14 лет. Регистрировать коптер нужно в течение 10 дней после покупки, а в случае продажи – снимать дрон с регистрации.

Для этого требуется:

- документ, удостоверяющий летную годность,

- доступ к эксплуатации ВП,

- удостоверение правомерности управления БПЛА.

Пилотирование дронов в РФ регулируется такими документами:

- воздушным кодексом Российской Федерации,

- УК, статья 271.1 ФЗ,

- АКРФ, статья 11.4 («Нарушение правил эксплуатации Российского воздушного пространства»),

- правилами эксплуатации воздушного пространства РФ федерального уровня.

В России разрешены такие модели БПЛА:

DJI (Avata Pro-View, Mini 3 Pro, Mavic 3 Classic), похожие по габаритам и функциональности устройства других производителей.

Что дальше?

Будущее дронов не ограничено лишь персональными моделями. После того, как стали популярны мультикоптеры, их возможности активно изучаются бизнесом.

Коптеры применяют и в медицине, например, для быстрой доставки необходимых медикаментов. Компания Дроны будут обеспечивать доставку по определенному маршруту между больницами и медицинскими центрами WakeMed.

Доставку грузов при помощи дронов опробовала компания DHL еще в 2013 году, сейчас эта практика постепенно получает все более широкое распространение. Не отстает от DHL и Amazon – в том же 2013 году компания анонсировала сервис Prime Air (он работает в ограниченном количестве регионов), который позиционируется как самый быстрый способ доставки покупок. С его помощью покупки доставляются в течении получаса, это минимум в четыре раза быстрее самого быстрого наземного сервиса Amazon Prime Now.

России в свое время тестировали сервис доставки грузов коптерами Коптер-Экспресс. 21 июня 2014 года» Додо Пицца» в рекламных целях начала доставлять пиццу дронами, причем доставили всего шесть коробок. После этого чиновники решили оштрафовать создателя компании, поставляющей дроны на 50 тысяч рублей, но хотя штраф потом отменили.

Доставляют (вернее, планируют доставлять) при помощи дронов и людей. Так, некоторые компании, включая Uber и Lyft, разрабатывают аэротакси. Аналогичные работы ведут и другие компании, включая Россию.

Технологии ИИ постепенно развиваются, а емкости батарей растут, поэтому нет сомнений, что дроны станут умнее, маневреннее и функциональнее. Они станут неотъемлемой частью многих сфер нашей жизни: работы и учебы, включая транспорт, исследования, доставку грузов и все прочее.

Второй учебный вопрос:

ВИДЫ И ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ,

ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО БПЛА

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) – воздушное судно, управляемое пилотом на расстоянии (без физического присутствия на борту). В разговорной форме часто используются синонимы – дрон, беспилотник. Определение БВС (беспилотное воздушное судно) регламентировано 32 ст. Воздушного кодекса Российской Федерации.

Беспилотники имеют различия в конструкции,назначении, классификации, полезной нагрузке, типу взлета, техническим характеристикам. Разберем подробнее каждый из пунктов.

Какие бывают БПЛА?

Виды (классификации) БПЛА используются основные параметры:

1. Тип управления.

2. Тип конструкции.

3. Сфера применения.

4. Летные характеристики.

1. Тип управления

1. Тип конструкции

1. Тип применения

Сферы использования БПЛА обширны:

• метеорология;

• геодезия;

• картография;

• экология;

• сельское хозяйство;

• лесное хозяйство;

• строительство;

• телекоммуникация;

• логистика;

• развлечение;

• научная деятельность;

• мониторинг инфраструктуры;

• обеспечение безопасности;

• помощь для предотвращения, ликвидации ЧС;

• военная сфера, др.

Дроны задействуют повсеместно, так как это удобный простой способ выполнения задач: наблюдения, транспортировки, нападения.

1. Летные характеристики

Международная ассоциация по беспилотным системам создала универсальную классификацию БПЛА по летным параметрам. При этом характеристики применимы как к уже существующим дронам, так и к еще не разработанным.

Малые БПЛА

Тактические БПЛА

Стратегические БПЛА

Специального назначения

Помимо представленной Международной ассоциацией по беспилотным системам классификации существует и Российская. В классификации ВС РФ группы беспилотников имеют упрощенный вид, а некоторые классы вовсе отсутствуют. Базовые характеристики относятся к военному назначению БПЛА.

Классификация ВС РФ по радиусу действия БЛА:

Классификация ВС РФ по скорости, высоте, продолжительности полета БЛА:

Скорость БПЛА:

• Малоскоростные (от 50 до 400 км/ч).

• Скоростные (от 400 км/ч до числа М*).

• Сверхзвуковые (более числа М*).

* М – число Маха, скорость звука в воздухе (у поверхности земли – 1224 км/ч, на высоте 11 км – 1062 км/ч)

Высота полета БПЛА:

• Предельно малых высот (от 0 до 200 м).

• Малых высот (от 200 до 1000 м).

• Средних высот (от 1 до 4 км).

• Больших высот (от 4 до 12 км).

• Стратосферные (более 12 км).

Продолжительность полета:

• менее 2 часов;

• от 2 до 8 часов;

• более 8 часов.

Утвержденная Российской авиацией классификация почти точно отражает реальную ситуацию в сфере БПЛА. Однако представленные данные не будут полностью актуальными из-за стремительного развития беспилотников.

Виды БПЛА по максимальной взлетной массе

Все беспилотники различаются по взлетной массе – параметру, который обозначает максимальный вес для безопасного полета дронов. По этой характеристике БПЛА делятся на 4-е основные группы:мини, легкие, средние и тяжелые.

• Микро и мини БПЛА ближнего действия: до 5 кг.

• Легкие БПЛА малого радиуса действия: 5–50 кг.

• Легкие БПЛА среднего радиуса действия: 50–100 кг.

• Средние БПЛА: 100–300 кг.

• Среднетяжелые БПЛА: 300–500 кг.

• Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия: 500–1500 кг.

• Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета: более 1500 кг.

Средние и тяжелые БПЛА являются специализированными и применяются в определенных условиях. В связи с этим разработка и производство таких дронов почти полностью принадлежит авиастроительным корпорациям.

Основной упор при этом делается на категории легких БПЛА. Потенциальная сфера их применения очень широка: аэрофотосъемка и картографирование, перевозка различных грузов на любые расстояния и в любую местность и многое другое.

Третий учебный вопрос:

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БПЛА КВАДРОКОПТЕРНОГО ТИПА

БПЛА мультироторного типа– особый класс БПЛА вертолетного типа.Мультикоптер (многороторный вертолет) летательный аппарат, построенный по вертолетной схеме, с тремя и более несущими винтами. Их достоинством является относительно низкая стоимость, легкость в управлении, возможность вертикального взлета с неподготовленной площадки и способность зависания в воздухе, а также высокая точность позиционирования. Недостатками являются низкая скорость, высокие энергозатраты, ограниченный радиус действия, непродолжительное время полета.

Существует несколько разновидностей мультикоптеров, различающихся количеством и расположением двигателей относительно центра аппарата: трикоптер; квадрокоптер; гексакоптер; октокоптер.

Квадрокоптер самый популярный мультикоптер, так как четыре – это оптимальное число электродвигателей для баланса цены, производительности, стабильности и времени полета.

Основные элементы БПЛА:

• Корпус (фюзеляж);

• Источник энергии (аккумулятор, солнечные батареи, топливные элементы);

• Двигательная установка (на основе различных типов двигателей: электрический, внутреннего сгорания, воздушно-реактивный);

• Навигационная система (датчики: гироскоп, акселерометр, альтиметр, ГЛОНАСС/GPS);

• Система управления (контроллер, бортовой компьютер, автопилот);

• Система связи (радиоприемник, ретранслятор, радиопередатчик);

• Съемочная аппаратура (камера, тепловизор);

• Ряд других приборов, подбираемых под конкретный БПЛА и его задачи.

Рисунок 3.1 Составные элементы комплекса с БПЛА «MavicProPlatinum»:

1 – летательный аппарат (дрон); 2 – многоканальное зарядное устройство для аккумуляторов Mavic; 3 – переходник для внешнего аккумулятораMavic; 4 – сумка для Mavic; 5 – винты; 6 – аккумуляторная батареяIntelligentFlightBattery; 7 – пульт дистанционного управления с планшетом; 8 – автомобильное зарядное устройство Mavic; 9 – кабель ПДУ (стандартный разъем MicroUSB); 10 – кабель ПДУ (разъем USBType-C); 11 – кабель ПДУ (разъем Lightning); 12 – кабель питания; 13 – КабельMicroUSB;14 – зарядное устройство; 15 – документация; 16 – козырек для монитора пульта управления; 17 – усилитель сигнала дляMavic; 18 – набор нейтральных светофильтров для Mavic; 19 – Карта MicroSD (16 GB)

6

5

4

3

2

Рисунок 3.2.1.

9

8

7

11

10

Рисунок 3.2.2.

12

Рисунок 3.2.3.

14

13

Рисунок 3.2.4.

Силовая установка предназначена для обеспечения необходимого тягового усилия и выполнения процесса полета, а также для повышения эффективности аэродинамических и скоростных характеристик.

Силовая установка БПЛА представляет собой:

1. Винты – 4 шт.;

2. Безколлекторные двигатели – 4 шт.;

3. Аккумуляторная батарея.

В БПЛА используются безколлекторные двигатели типа motor 2008 1400 kv (CCW)/(CW) (рис. 3.2.1-4) предназначенные для обеспечения необходимого тягового усилия и выполнения полета.

Рисунок 3.2.5. Внешний вид безколлекторного двигателя БПЛА

Каждый двигатель управляется отдельным электронным контроллером скорости ESC (рис. 3.2.5.).

Электронный контроллер скорости ESC предназначен для управления работой двигателя (регулировка оборотов), передачи актуальной информации о скорости полета на главный контроллер, а также для обратной отправки на двигатель команд на основе вводимых данных.

Рисунок 3.2.6. Внешний вид электронного контроллера скорости

Пропеллер (винт) предназначен для преобразования крутящего момента, передаваемого от двигателя в аэродинамическую силу (рис. 3.2.6.).

Рисунок 3.2.7. Внешний вид воздушных винтов

Воздушный винт (пропеллер) – лопастной движитель, создающий при вращении тягу за счет отбрасывания воздуха назад с некоторой дополнительной скоростью, приводимый во вращение двигателем и преобразующий крутящий момент двигателя в силу тяги Т.

Лопасти воздушного винта, закреплены на вращающейся оси (на валу двигателя или редуктора) таким образом, чтобы передняя кромка лопасти была направлена в сторону вращения (это важно учитывать при сборке квадрокоптера), а сами лопасти установлены под небольшим углом (угол установки) к набегающему потоку. Аэродинамические силы, действующие на горизонтально установленный воздушный винт квадрокоптера, изображены на рисунке 3. Набегающий воздушный поток обтекает лопасти воздушного винта. Расстояние, пройденное воздушным потоком по верхней (выгнутой) кромке лопасти, больше, чем расстояние, пройденное по его нижней поверхности, соответственно скорость воздушного потока на верхней кромке будет выше, чем на нижней. Появившаяся разница скоростей воздушного потока по закону Бернулли приводит к разнице давлений. Разница в давлениях дает подъемную силуC_y.

Рисунок 3.3. – Аэродинамика несущего винта

Подъемная сила, возникающая на лопастях, преобразуется в тягу воздушного винта Т, приложенную к его втулке. Так как у квадрокоптера четыре винта, то для того чтобы квадрокоптер оторвался от земли суммарная сила тяги пропеллеров Т_сум должна быть больше силы тяжести G=mg.

На рисунке 3 изображена упрощенная конструктивная схема квадрокоптера и схема сил, воздействующих на него.

Квадрокоптер имеет шесть степеней свободы. Движение квадрокоптера представляет собой совокупность поступательного движения в декартовой трехмерной системе координат, а также вращательное движения вокруг каждой из трех взаимно перпендикулярных осей. На рисунке 3 оси земной системы координат обозначены X, Y, Z; а оси связанной системы координат  х, у, z.

Рисунок 3.4 – Схема сил, действующих на квадрокоптер в полете

Рисунок 3.5 – Основные маневры квадрокоптера

Трехосный стабилизатор обеспечивает надежное крепление камеры и позволяет производить фото и видеосъемку (рис. 3.6.1.)

Рисунок 3.6.1. Внешний вид стабилизатора

Стабилизатор летательного аппарата роботизирован, установленные амортизаторы (демпферы), устраняют дрожание кадра во время резких виражей.

Камера БПЛА предназначена для ведения оптико-электронного мониторинга (наблюдение за местностью с воздуха) (рис. 3.6.2.).

Рисунок 3.6.2. Внешний вид камеры БПЛА

БПЛА «MavicProPlatinum» оснащен встроенной камерой, которая позволяет снимать видео 4К с частотой до 30 кадров в минуту, а также фотографии с разрешением 12 мегапикселей.

Встроенная камера оснащена CMOS-матрицей размером 1/2,3 дюйма.

Запись видео производится как в формате MOV, так и в формате МР4. Фотографии можно снимать в режиме серийной, непрерывной и замедленной съемки.

2.5. Индикатор состояния полета

БПЛА «MavicProPlatinum» оснащен передними светодиодными огнями и индикатором состояния летательного аппарата. Расположение индикаторов показано на рисунке 3.7.

Передние светодиодные огни

Индикатор состояния летательного аппарата

Передние светодиодные огни

Рисунок 3.7. Расположение светодиодных огней и индикатора состояния летательного аппарата на БПЛА «MavicProPlatinum»

Передние светодиодные огни показывают ориентацию летательного аппарата, постоянно горят красным, когда БПЛА включен, и обозначают переднюю (носовую) часть. Отключение светодиодных огней возможно через приложение DJIGO4.

Индикатор состояния летательного аппарата показывает состояние полетного контроллера летательного аппарата. В таблице 3.1. указана информация о сигналах индикатора состояния летательного аппарата.

Аккумуляторная батарея IntelligentFlightBattery предназначена для хранения и обеспечения потребителей электрической энергией (рис. 3.8.).

АКБ оснащена функцией интеллектуальной зарядки и разрядки.

Рисунок 3.8. ВнешнийвидАКБ Intelligent Flight Battery

Основные ТТХ коммерческих БПЛА квадкоптерного типа

На основе опыта боевого применения коммерческих БПЛА мультироторного типа наибольшую популярность получили квадрокоптеры производителей DJI, Autel, Xiaomi (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Основные типы коммерческих БПЛА коптерного типа

Виды полезных нагрузок БПЛА

 Полезная нагрузка – это оборудование, которое БПЛА несет на себе для выполнения различных боевых задач. Может включать в себя видеокамеры, тепловизоры, дальномеры, системы сброса, средства поражения и т.д. (рисунок 3.9)

Рисунок 3.9 – Виды полезных нагрузок БПЛА

Тип полезной нагрузки, как и тип БПЛА зависит от типа решаемой боевой задачи. Основные типы полезных нагрузок коммерческих БПЛА и решаемые ими боевые задачи приведены в таблице 3.2.

Полезная нагрузка может быть сменяемой и несменяемой.

Таблица 3.2 – Виды полезных нагрузок БПЛА и их назначение

Четвертый учебный вопрос:

СПОСОБЫ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ БПЛА

Специальная военная операция показала, что боевые действия невозможны без применения беспилотников. С их помощью осуществляютразведку,корректируют огонь, доставка боеприпасов, разминирование, сбрасывают снаряды и даже берут в плен на поле боя и др. Дроны незаметны в воздухе из-за малых размеров, на большой высоте их практически невозможно сбить из стрелкового оружия

Масштабные вооруженные конфликты придают динамику развитию военного искусства, вооружений и техники. За последнее время появилось много новых средств поражения, изменились методы ведения боевых действий. В декабре 2023 года глава Минобороны России Сергей Шойгу заявил на коллегии ведомства, чтосерьезные изменения претерпела тактика общевойскового боя.

1. Штурмовая специализация (в общевойсковых армиях будут созданы специализированные разведывательно-штурмовые бригады)

Прошедший 2023 год ознаменовался созданием в воинских частях и соединениях специализированных штурмовых подразделений. Они берут укрепрайоны, ведут боевые действия в городской застройке и находятся на переднем крае. С самого начала специальной военной операции российские войска столкнулись с мощными оборонительными позициями в Донбассе. Во многих районах украинские боевики возводили долговременные укрепления более восьми лет.

Тем не менее, Российские военные научились взламывать укрепленную оборону противника. Для этого пришлось пересмотреть тактику и организационную структуру войск. В частях и соединениях были созданы штурмовые отряды разведки и маневра. Они обнаруживают цели, по которым затем наносятся удары артиллерии и дронов, также они штурмуют укрепленные позиции, в том числе в городских условиях.

Беспилотники наконец-то нашли свою нишу в общевойсковом бое. Они стали надежным вспомогательным средством, которое обеспечивает несколько видов боевой работы. Первое – участие в разведывательно-огневых операциях,когда беспилотник выполняет роль разведчика-целеуказателя. Он находит цель, указывает ее координаты, и дальше привязанное к нему огневое средство наносит поражение. Второе – барражирующий боеприпас,который, ориентируясь на данные беспилотника-разведчика, атакует цели. В том числе речь и о массово применяющихся FPV-дронах, когда оператор сам до последнего наводит его на цель.

Рис. Примерная схема организации управления артиллерийским подразделением в условиях отсутствия КНП

1. Дроны и антидроны

Одной из самых характерных черт конфликта на Украине стало массовое применение обеими сторонами беспилотников различных типов. Поначалу они выполняли преимущественно разведывательные функции, но затем обычным делом стало решение с их помощью огневых задач.

В последние полгода Российские войска активно применяют FPV-дроны-камикадзе. Они сыграли существенную роль в отражение украинского наступления летом и осенью 2023 года. Одновременно Российским военным пришлось учиться обнаруживать и подавлять дроны противника, которые массово поставляются Украине из-за рубежа. Сегодня, в том числе усилиями волонтеров войска массово насыщаются средствами, способными оповещать о присутствии вражеских дронов в воздухе, антидроновыми ружьями и средствами подавления беспилотников.

Рис.Применение ружей-антидронов в зоне СВО

В России производятся два ружья, которые практически без доработок подходят для задач по защите от FPV-БЛА, речь идёт о ружьях МР-155 и «Бекас-12М Авто». Министерство обороны должно принять эти ружья на вооружение с длинными стволами, а также получить разрешение закупать их иностранные аналоги. Также на вооружение должен быть принят дробовой патрон к гладкоствольному ружью калибра 18,5 мм.

1. Разведывательно-огневого контур («непосредственная ценность» огня артиллерии)

Определяя ее, как комплекс решений общевойсковых и артиллерийских командиров в управлении подразделениями, насыщения артиллерийских и общевойсковых подразделений БПЛА с последующей рационализацией их применения, сокращения времени реакции огневых средств поражения на все изменения в обстановке боя. Это позволило за короткий период достичь паритета возможностей российской и противостоящей артиллерии, а к настоящему времени, на большинстве участков линии боевого соприкосновения удалось создать даже серьезный оперативно-тактический перевес.

По мере внедрения в войска новых технологических решений, меняются и приемы задействования артиллерийских подразделений в огневом поражении противника. Сегодня это: «Кочующее орудие», «Огневая карусель», «Блуждающий взвод», «Прикрывающий зонтик».

Рис. «Кочующее орудие» ведет огонь по цели

В связи с использованием БПЛА и автоматических приборов наблюдения и наведения значительно сокращается время на открытие огня артиллерией, применение авиации, высокоточных боеприпасов. Значит, надо думать – как обезопасить колонны на марше, на каком удалении от переднего края производить развертывание наступающих подразделений.

Именно СВО открыла в полной мере этот вид оружия для российской армии. Точнее, не открыла – БПЛА уже несколько лет рассматриваются экспертами и специалистами как вид оружия, но именно спецоперация показала масштабность их применения. Масштабность в количественном плане и в сферах использования. Если до СВО БПЛА планировалось использовать в основном в двух направлениях – разведывательные и ударные, то сейчас на них возложены еще и функции корректировщиков огня, охранные, регулировщиков, курьеров, диверсантов и многие другие.

1. Авиационные бомбы с управляемыми модулями планирования и коррекции (УМПК)

Из-за наличия у противника сильной противовоздушной обороны пилотируемая военная авиация лишилась способности массированно действовать не только над территорией противника, но и над своей территорией вынуждена летать и базироваться с многочисленными ограничениями. Сверхманёвренность пилотируемой авиации, как способ повышения живучести, оказалась практически невостребованной. Основным условием эффективности применения пилотируемых авиационных комплексов стало наличие дальнобойных высокоточных боеприпасов. Стрельба неуправляемыми боеприпасами, особенно с кабрирования – это способ скорее морального воздействия на противника, нежели нанесения ему действенного поражения. Ситуацию улучшило только появление в массовом количестве авиационных бомб с управляемыми модулями планирования и коррекции (УМПК), позволяющими пилотируемой авиации наносить удары, не заходя в зону действия средств ПВО противника.

1. Противовоздушная оборона (ПВО)

Для уничтожения крупных беспилотников используются зенитные ракеты. Но вот что делать с летающей мелочью вроде FPV-дронов, которых становится все больше? Они несут небольшие по массе заряды взрывчатых веществ, зато отличаются высокой маневренностью и точностью наведения на цель.

Успешно отражают все воздушные атаки в зоне СВО сейчас наши ЗРПК «Панцирь-СМ». Эти комплексы способны обнаружить и вести прицельную стрельбу на ходу – что по баллистическим ракетам, что по самолетам.

Однако их основная цель – дроны-разведчики, которые сбивают постоянно и днем, и ночью. Марина Кравцова в этом убедилась.

Будто бронированным куполом, они защищают важные объекты, наши войска от угрозы с неба. Вести поиск, захват и уничтожение воздушных целей «Панцирь-С» может с любой точки, и даже в движении, причем на большой скорости. 

Рис. ЗРПК Панцирь-СМ "убийцей дронов"

Кроме него, усилить ПВО ближнего радиуса сможет зенитный артиллерийский комплекс «Деривация-ПВО», который расположен на платформе БМП-3.

В связи с этим для систем противовоздушной обороны (ПВО) актуальной задачей стала борьба с БПЛА противника. Массовое применение этих средств привело к тому, что затраты на уничтожение дронов имеющимися системами ПВО существенно начали превосходить стоимость уничтожаемой цели. Некоторые наши комплексы радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и ПВО неэффективно противодействуют беспилотникам, которые летят на высоте ниже 50 м. Эти комплексы разрабатывались против более скоростных и массивных средств воздушного нападения, в том числе против самолетов, вертолетов, крылатых ракет.

Исходя из этого, остро стоит вопрос о развитии комплексных систем ПВО-РЭБ для борьбы с БПЛА. Кроме того, необходимы и другие технические решения в области борьбы с беспилотной авиацией, в том числе и с применением технологий, основанных на новых физических принципах.

Как уже было отмечено, особенностью СВО стало массированное применение БПЛА. Насыщенность ими воздушного пространства усугубляется присутствием в воздухе пилотируемых летательных аппаратов – самолётов и вертолётов, а также ракет, планирующих и свободнопадающих авиабомб различного назначения, других воздушных объектов, в том числе даже птиц, чья радиолокационная сигнатура вполне сопоставима с радиолокационной сигнатурой микро-БПЛА. В дальнейшем ситуация будет только усугубляться из-за расширения номенклатуры БПЛА и сфер их применения, использования противостоящими сторонами роевой тактики применения БПЛА. Как следствие – экран РЛС, осуществляющей контроль воздушного пространства, насыщен разнообразными радиолокационными отметками от летательных аппаратов, в результате чего возникает острейшая проблема опознавания их государственной принадлежности на поле боя13. Технически оснащение БПЛА средствами госопознавания не является сложной задачей. Существующие и перспективные разработки в этой области являются малогабаритными и обладают небольшим весом, поэтому могут быть установлены на значительной доле БПЛА.

Однако, системы госопознавания, устанавливаемые в настоящее время на пилотируемых летательных аппаратах, имеют высокую степень секретности и их попадание в руки противника может нанести существенный ущерб для безопасности государства в целом. Поэтому на таких летательных аппаратах предусмотрен ряд мер, исключающих захват подобных систем противником. Учитывая многочисленность БПЛА, попадание их в руки противника практически неизбежно. В случае оснащения БПЛА системой госопознавания, аналогичной устанавливаемой на пилотируемых авиационных комплексах, риск их захвата и взлома становится крайне высоким. Следовательно, потеря БПЛА от «дружественного огня» может оказаться не столь фатальной, нежели захват и дискредитация системы госопознавания. Поэтому на основе существующих принципов разработки и эксплуатации системы госопознавания эту проблему в отношении беспилотной авиации решить невозможно. Нужен поиск новых способов ее решения, тем более что эта проблема актуальна не только в части опознавания воздушных объектов. Опознавание на поле боя необходимо и для наземных объектов, вплоть до отдельного бойца, особенно в случае ведения боевых действий в городской застройке, где риск ведения «дружественного огня» многократно возрастает.

В Вооруженных силах РФ формируется новый род войск – Войска беспилотных систем(формирование планируется завершить в третьем квартале 2025 года), заявил Министр обороны Андрей Белоусов 21 декабря 2024 г. на заседании техсовета Минобороны.

Список источников:

1. Половинкин В.Н. Специальная операция на Украине. СПб.: Крыловский гос. науч. центр, 2023. 140 с.

2. Небренчин С.М. Специальная военная операция на Украине – 2022: война с коллективным Западом // Большая Евразия: развитие, безопасность, сотрудничество: материалы Пятой междунар. науч.-практ. конф. Т.6. Ч.1. М.: ИНИОН РАН, 2023. С. 287-290.

3. Дульнев П.А., Колесниченко А.П., Котов А.В. К вопросу об интеллектуализации управления общевойсковыми формированиями тактического звена // Военная мысль. 2024. №7. С. 87-97.

4. Мажуга С.Н., Вдовин А.В., Гончаров О.В. Превосходство в управлении – перспективная область вооруженного противоборства // Военная мысль. 2024. №6. С. 67-75.

5. Баканеев С.А., Сильников М.В., Карпович А.В., Орлов С.А., Чернышев Ю.М. Применение беспилотных летательных аппаратов при управлении огнем артиллерии. СПб.: Первый ИПХ, 2023. 112 с.

Вопросы проверки знаний:

1. БПЛА – это …

2. Перечислить виды (классификация) БПЛА:

3. Перечислить критерии ТТХ по типу управления:

4. Перечислить критерии ТТХ по типу управления:

5. Перечислить критерии ТТХ по летным характеристикам:

6. Почему квадрокоптер самый популярный?

7. Перечислить основные элементы БПЛА.

Ответы:

1. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) – это воздушное судно, управляемое пилотом на расстоянии (без физического присутствия на борту).

2. Перечислить виды (классификация) БПЛА по основным параметрам:

• Тип управления.

• Тип конструкции.

• Сфера применения.

Летные характеристики.

1. Перечислить критерии по типу управления:

• Дистанционный

• Автономный

• Гибридный

1. Перечислить критерии по типу конструкции:

• Самолетного типа (с неподвижным крылом)

• Вертолетного типа (коптерного)

• Смешанного типа (гибриды)

• Аэростатического типа (аэростаты)

1. Перечислить критерии по летным характеристикам:

• Малые

• Тактические

• Стратегические

• Специального назначения

1. Почему квадрокоптер самый популярный?

Т.к. четыре – это оптимальное число электродвигателей для баланса цены, производительности, стабильности и времени полета.

1. Перечислить основные элементы БПЛА.

• летательный аппарат (дрон);

• источник энергии;

• двигательная установка;

• навигационная система;

• система управления;

• система связи;

• съемочная аппаратура.

Домашнее задание:

1. Перечислить сферу применения БПЛА:

2. Перечислить критерии ТТХ по типу управления:

3. Перечислить критерии ТТХ по типу управления:

4. Перечислить критерии ТТХ по летным характеристикам: