Беспилотный
краудсорсинг: американцы создают военную технику всей страной
Источник:
CNews
Чтобы
сэкономить на разработке военной техники и при этом
не отстать в развитии, американские военные
организации решили использовать креативный потенциал
гражданского населения. Лучшие предложенные ими
концепции и идеи превратятся в боемашины и поступят
в войска. Что заинтересовало DARPA?
Проектирование
и разработка современной военной техники с каждым годом
становятся все дороже. Даже Пентагон с самым большим в
мире военным бюджетом сегодня не в состоянии вести
хорошо зарекомендовавший себя «свободный поиск»
уникальных решений. Несколько десятилетий назад, когда
военные системы были проще, достаточно было раздать
гранты частным компаниям и спустя короткое время
оценивать прототип. Например, облик передового для
своего времени истребителя F-14 был сформирован в 1969
году, а в конце 1970 года первый опытный самолет уже
поднялся в воздух. К сожалению, сегодня даже разработка
концепции и прототипирование занимают очень много
времени и требуют уйму денег.
Сравнительно недавно специалистам оборонного научного
агентства DARPA пришло в голову использовать для
разработки военной техники краудсорсинг – привлечение
всех желающих создать что-то новое увлеченных техникой
граждан. Менеджер программ DARPA Джим Маккормик считает,
что «толпа» энтузиастов может даже при отсутствии
сколь-нибудь значимого финансирования дать новые идеи,
которые можно сразу применить на поле боя. Для проверки
концепции военного краудсорсинга агентство DARPA успешно
провело конкурс Crowd-Driven Combat Support Vehicle -
прототип легкой бронемашины был разработан и построен
всего за 98 дней.
Новая краудсорсинговая инициатива DARPA под названием
UAVForge направлена на разработку малых беспилотных
аппаратов вертикального взлета и посадки (Stealthy
Persistent Perch and Stare или SP2S). По условиям
конкурса, представленный аппарат должен уметь
маневрировать вокруг препятствий, вести наблюдение с
максимальной автономностью, иметь режим «следуй за
мной», а также не выдавать свое присутствие громким
звуком. В полезную нагрузку БПЛА включается способность
идентифицировать человека и его деятельность на
расстоянии до 100 метров, причем видео в режиме
реального времени обязано передаваться на пункт
управления удаленный на расстояние до 3,2 км. Время
наблюдения не может быть менее трех часов, а сам аппарат
должен вписываться в размер рюкзака.
C 27 октября по 2 ноября специалисты DARPA выберут 10
лучших проектов и наградят их призом в 15 тыс. долл., а
затем определят команду-победителя, которая получит
главный приз в 100 тыс. долл. Весной 2012 года полностью
готовый к эксплуатации беспилотник должен предстать
перед военными специалистами. О своем участии в конкурсе
заявили 93 команды: это и конструкторы-любители, и
достаточно известные компании. Конкурс UAVForge
представляет определенный интерес за счет оригинальности
проектов и свежести концепций, не привязанных к
коммерческим интересам и производственной базе тех или
иных компаний.
Вертикальный Falcon
Беспилотный самолет Falcon имеет оригинальную
конструкцию и может взлетать вертикально, а затем
переходить в горизонтальный полет. Тягу обеспечивают два
дешевых вентиляторных 76- или 90-мм двигателя, похожих
на те, что используются в радиоуправляемых авиамоделях.
Falcon легко разбирается на три части и управляется с
помощью закрылков и поворотных сопел. Особенностью
конструкции являются крылья-аккумуляторы и поворотная
камера в прозрачном пластиковом обтекателе. По задумке
разработчиков, Falcon сможет приземляться на узких
площадках и вести оттуда наблюдение подобно настоящему
соколу.
Falcon
выглядит жизнеспособной концепцией и, при умеренных
запросах военных и притязаниях разработчиков, вполне
может стать дешевым и надежным массовым разведчиком.
Дешевый Pogo
2100
БПЛА Pogo 2100 выполнен по набирающей популярность
концепции дешевого беспилотника-разведчика, способного
опционально нести заряд взрывчатки для немедленного
уничтожения важных целей. Аппарат оснащен энергосистемой
на основе топливных ячеек и видеокамерой, расположенной
в нижней части корпуса. Pogo 2100 сделан по сосной
вертолетной схеме и может взлетать по-вертолетному,
запускаться с помощью переносного зенитного ракетного
комплекса или небольшой мортиры, что существенно
расширяет радиус действия БПЛА.
Pogo 2100 имеет небольшие габариты и должен скрытно
приземляться на здания и даже движущиеся транспортные
средства, в случае необходимости подрывая их зарядом
взрывчатки. Концепция Pogo 2100 привлекает своей
простотой и возможностью создания дешевого опционально
ударного беспилотника. Запуск с помощью ракетного
ускорителя намного повышает дальность действия БПЛА,
экономя топливо на набор высоты. Единственным
сомнительным решением в конструкции Pogo 2100 является
применение дорогостоящих топливных ячеек, хотя они и
обладают большей эффективностью, чем литий-ионные
аккумуляторы.
Противоракетный XL-161 Trinity
По мнению разработчиков БПЛА XL-161 Trinity, их аппарат
сможет выполнять задачи противоракетной обороны и
уничтожать любые летательные аппараты и баллистические
ракеты с помощью лазерного излучателя. В движение XL-161
приводится тремя вентиляторами, а питание обеспечивают
солнечные батареи.
Последние, по мнению авторов идеи, днем будут
накапливать энергию в аккумуляторах. Концепция
электропитания вызывает наибольшие сомнения, поскольку
эффективность современных солнечных панелей недостаточна
для питания летательного аппарата даже со слабым
твердотельным лазером мощностью в 500 Вт. Видимо,
поэтому разработчики решили применить химический
кислородно-иодиновый лазер, уменьшенную копию главного
мегаваттного лазера самолета Boeing YAL-1. На XL-161
лазерная турель, спаренная с инфракрасной камерой,
сможет наводиться на любую цель и уничтожать ее
высокоэнергетическим лучом.
Конструктивно XL-161 очень прост, разве что боевой лазер
выглядит неким необязательным для легкого разведчика
дорогостоящим излишеством. Но его вполне можно заменить
малогабаритным боеприпасом с обычным взрывчатым
веществом.
Металлический ArduCopter
БПЛА ArduCopter отличается от предыдущих проектов тем,
что уже воплощен в металле и успешно летает. Конструкция
ArduCopter исключительно проста: три металлические
трубы, три электродвигателя, аккумуляторы и электроника
в центре тяжести.
Разработчики аппарата создали собственную оригинальную
конструкцию стабилизированного карданного подвеса
видеокамеры. На нее можно крепить практически любое
устройство, включая дешевые цифровые «мыльницы» и
компактные тепловизоры. Для своих габаритов и простоты
устройства ArduCopter обладает отличной маневренностью и
устойчивостью. Электродвигатель вряд ли обеспечит
продолжительность полета большую, чем 10-20 минут, но
для аппарата такого класса этого достаточно, да и
двигатели можно заменить на бензиновые, от тех же
авиамоделей.
Обычный AT-10
Беспилотник AT-10 выглядит как обычный самолет и с
первого взгляда непонятно, как он взлетает и садится
вертикально, в соответствии с требованиями конкурса
UAVForge. Все становится понятно при рассмотрении
конструкции крыла самолета. Оно состоит из двух частей:
неподвижных концов крыльев и поворотной части, к которой
крепятся гондолы двигателей. Таким образом AT-10
обладает уникальной способностью: взлетать как вертолет
и лететь как самолет, при этом неподвижные законцовки
крыльев создают дополнительную подъемную силу на взлете.
Оба электродвигателя AT-10 приводит в движение гибридная
энергосистема. Летательный аппарат может поднять почти
23 кг груза, часть из которого приходится на топливо.
Проект AT-10 очень интересен своей универсальностью,
сочетанием экономичного взлета и быстрого полета
по-самолетному с возможностью вертикальных взлета и
посадки.
Нестандартный Visiofly
Команда Visiofly решила выполнить требования конкурса с
помощью дирижабля. Небольшой аэростат имеет высоту почти
в два человеческих роста, оснащен электродвигателями,
оболочка объемом 7,3 м3 заполнена гелием.
Преимуществом дирижабля является низкий уровень шума,
возможность взлетать и садиться на любую площадку, а
также большая продолжительность полета. Кроме того, в
полете отсутствуют сильные вибрации, характерные для
летательных аппаратов других типов, что повышает
надежность работы электроники и улучшает качество
изображения с сенсоров. Для доказательства уникальных
качеств дирижабля разработчики установили на него
обычную видеокамеру Sony HDR-CX505 и продемонстрировали
качественное изображение даже на простейшем карданном
подвесе без каких-либо сложных систем стабилизации.
Разворачивается компактный дирижабль довольно быстро –
всего за 20 минут.
Пока непонятно как дирижабль Visiofly ведет себя в
условиях сильного ветра, ходя справедливости ради надо
отметить, что большинство малых БПЛА не в состоянии
справиться со шквальными порывами и тем более ураганами.
Также непонятно, как дирижабль Visiofly поместится в
рюкзак. В любом случае аппарат интересный, а у команды
разработчиков есть даже более компактная версия с
объемом оболочки 5,3 м3.
Птицеподобный Perching
Разработчики из MIT представили оригинальный беспилотный
самолет, который может садиться на провода, выполняя
резкое аэродинамическое торможение подобно птице. Планер
самолета имеет максимально простую конструкцию: две
перекрещенные плоскости формируют фюзеляж, а третья –
крыло. Самолет имеет один электродвигатель и специальный
крюк, позволяющий цепляться за провода.
Для чего понадобился такой экзотический способ посадки?
Прежде всего, для быстрого развертывания компактной
проволочной «посадочной полосы», а также для возможности
зарядки от электросетей. Концепция настолько необычная и
сложная в реализации, что даже вера в специалистов
Массачусетского технологического не помогает развеять
сомнения в скором появлении такого БПЛА на поле боя. В
рамках конкурса UAVForge у Perching-а шансов на победу
немного, но программные алгоритмы управления
«птицеподобным» снижением наверняка пригодятся
перспективным орнитоптерам и беспилотникам,
предназначенным для завоевания превосходства в воздухе.
Конкурсы, подобные UAVForge, исключительно продуктивны.
Вознаграждение в 100 тыс. долл, слишком маленькое для
таких гигантов как Boeing или Lockheed, для небольшой
группы энтузиастов вполне привлекательно. При этом
ограниченность ресурсов, технических знаний и
технологических возможностей часто даже полезны,
поскольку вынуждают применять оригинальные решения и
создавать эффективные и дешевые аппараты. Крупные
компании, в свою очередь, стараются нарастить цену своих
машин «совершенно необходимыми» сложными и трудоемкими в
обслуживании устройствами, которые гарантируют
стабильный доход на протяжении всего периода
эксплуатации. Кроме того, опыт последних лет показывает,
что зачастую заказ на разработку и изготовление
летательного аппарата превращается в настоящую эпопею с
попытками превратить фантастические характеристики в
фантастические прибыли.
Чтобы
сэкономить на разработке военной техники и при этом
не отстать в развитии, американские военные
организации решили использовать креативный потенциал
гражданского населения. Лучшие предложенные ими
концепции и идеи превратятся в боемашины и поступят
в войска. Что заинтересовало DARPA?