Винтокрылые роботы

Винтокрылые роботы

Как мы уже упоминали, в 1869 году отставной поручик российской армии Александр Лодыгин разработал проект «электролета» — летательного аппарата с несущим винтом, приводимым во вращение электродвигателем. Тогда проект не был реализован, ввиду отсутствия средств и «чрезмерной новизны».

И к этой идее удалось вернуться лишь в 30-е годы XX века, когда электрогеликоптерами занялся инженер-электрик, будущий академик Андраник Иосифьян. Ему удалось создать прототип современных вертолетов-роботов, точнее, дистанционно управляемых беспилотных вертолетов. В 1933–1935 годах Иосифьян вместе с инженером Б. Блиновым разработал и построил беспилотный микровертолет весом всего 28 кг. Он был оснащен соосным несущим винтом диаметром 1,8 м, вращавшимся электродвигателем, питание к которому подавалось по кабель-тросу от сети.

В 1941 году Иосифьян оснастил двумя электродвигателями вертолет ЦАРИ 5-ЭА. Длинный бронированный кабель-трос позволил летчику-испытателю В. Карпову не только набирать приличную высоту, но и выполнять полеты по кругу. К сожалению, продолжению столь интересных работ помешала война…

К идее привязного вертолета конструкторы ряда стран вернулись лишь в середине 60-х годов. Например, итальянский инженер К. Марчетти построил привязной геликоптер с соосными несущими винтами, который предназначался для метеонаблюдений и аэрофотосъемки.

Несколько позже подобный аппарат разработали конструкторы западногерманской фирмы «Дорнье». Созданный ими вертолет До-32К «Кибиц» мог поднимать до 85 кг.

Параллельно с привязными вертолетами некоторые зарубежные фирмы занимались и разработкой свободно летающих аппаратов, которые могли бы совершать полеты по запрограммированному маршруту или менять скорость и высоту по командам с земли.

Так в те же 60-е годы американская фирма «Жиродайн» разработала на базе микровертолета «Ротосайкл» винтокрылый робот QH-ЗОД, принятый на вооружение ВМФ США. Этот аппарат оснащался автопилотом, электронной системой управления силовой установкой и двумя акустическими самонаводящимися торпедами Мк-44, предназначенными для борьбы с подводными лодками.

Демонстрационные полеты одной из модификаций робота прошли довольно гладко. Аппарат послушно взлетал с палубы противолодочного корабля, сбрасывал торпеды в заданном районе и возвращался. Пентагон поспешил заказать большую партию роботов, но спешка, как известно, к добру не приводит. Вскоре из 750 аппаратов, принятых флотом, 362 разбились из-за конструктивных дефектов, в частности самопроизвольного отключения аппаратуры управления.

В 70-х годах канадская фирма «Канадир» выпустила дистанционно управляемый аппарат CL-89 и даже поставила несколько экземпляров коллегам по блоку НАТО. Эти 156-килограммовые аппараты запускались с платформы, после набора высоты фотографировали местность (в том числе и ночью, в инфракрасном диапазоне), а затем возвращались и спускались на парашюте в заданной точке. В дальнейшем эта фирма разработала вертолет-робот CL-227, причем одновременно в двух вариантах — с двигателем Ванкеля и турбовинтовой силовой установкой. Масса аппаратов составляла 130 кг, скорость достигала 130 км/ч, а благодаря экономичным двигателям вертолеты обоих вариантов могли держаться в воздухе по 2–3 ч.

Английские инженеры компании «Уэстленд» принялись за разработку вертолетов-роботов в 1968 году. И спустя пять лет фирма продемонстрировала свой вертолет «Уисп» на традиционной международной авиационной выставке в Фарнборо. В одном из полетов он отснял и передал на землю панораму выставки. В 1973 году серийные образцы «Уиспа» поступили на вооружение британской армии.

С той поры во всем мире вертолеты без пилотов все чаще используются на практике. Причем в последнее время конструкторы все чаще стремятся создать вертолеты-невидимки.

Например, созданный в МАИ аппарат с нарочито острыми углами и гранями, выкрашенный в черно-матовый цвет, даже с выключенным двигателем выглядит впечатляюще. Диаметр воздушного винта около двух метров. Примерно столько же от кончика носа до компенсирующего винта на конце хвостовой балки. Приводится аппарат в действие мотором мощностью в 4,5 кВт. Топлива на борту хватает на час полета. За это время вертолет способен улететь за 70 км, имея на борту до 18 кг груза.

«При разработке мы постарались, чтобы аппарат в разобранном состоянии можно было разместить в багажнике легковой машины, — рассказал один из создателей этой машины Александр Владимирович Укладов. — Собирается он одним человеком буквально за несколько минут и тут же может быть отправлен в полет. Малый шум двигателя, черный цвет, небольшие размеры и незаметность в лучах радара делают эту машину практически невидимой в ночной тьме. Сама же она видит все прекрасно благодаря размещенной на борту инфракрасной телекамере ночного видения. Кроме того, по желанию заказчика, вертолет может быть оснащен и другой спецтехникой для проведения разведки, доставки небольших грузов и выполнения других заданий»…

Вообще же о том, что вертолеты без пилотов в наши дни могут во многих случаях оказаться даже предпочтительнее обычных боевых машин, одним из первых в нашей стране заговорил член-корреспондент РАН, Генеральный конструктор ОАО «Камов», Герой России С. В. Михеев. Создатель «Черной акулы», «Аллигатора», «Касатки» и других боевых вертолетов, известных во всем мире, тем не менее полагает, что есть класс задач, с которыми беспилотные летательные аппараты справятся лучше пилотируемых. И или, по крайней мере, их применение обойдется намного дешевле как с финансовой, так и с человеческой точки зрения.

«Такой вертолет не жалко послать и туда, откуда нет возврата», — сказал он на пресс-конференции, проведенной фирмой «Камов» во время работы последнего международного авиасалона в Жуковском.

И свои слова камовцы подтвердили делом. Еще в 1994 году в ОКБ «Камов» было начато проектирование беспилотного вертолета Ка-137. Ныне он входит в состав многоцелевого беспилотного вертолетного комплекса МБВК-137, который может быть исполнен в одном из трех вариантов: грунтово-мобильном, корабельном и аэромобильном.

Проще всего представить работу такого комплекса в аэромобильном варианте. Ка-137 цепляют на тросе к вертолету Ка-32 и доставляют на внешней подвеске непосредственно к месту действия. Здесь трос отцепляют, и Ка-137, управляемый по радио с борта вертолета-матки, отправляется на выполнение боевого задания.

Аналогично Ка-137 можно базировать на палубе боевого корабля или даже в кузове «КамАЗа». Управление в таком случае осуществляется из корабельной рубки или из кабины автомобиля.

По внешнему виду этот вертолет представляет собой шар с двумя соосными винтами наверху и четырьмя стойками шасси снизу. В оболочке шара есть большое окно для телекамер, фотоаппаратов радаров и прочей техники наблюдения.

Шаровая форма позволяет вертолету лететь в любую сторону без разворота и до минимума снизить моменты инерции и воздушного сопротивления. А бортовая система автоматического управления с элементами искусственного интеллекта позволяет в случае необходимости вести полет, копируя рельеф местности.

Ныне Ка-137 выпускается малыми партиями и используется для пожарного патрулирования лесных массивов и торфяников, обследования нефтегазопроводов, проведения инженерной, радиационной, биологической и химической разведки, а также для оперативной доставки экстренных грузов специального назначения.

Существует еще немало моделей и аппаратов совсем небольших размеров. Их особенно уважают коллеги знаменитого агента 007. Ведь такой аппарат, оснащенный телекамерой и чувствительным микрофоном, может незаметно проникнуть за самый высокий забор и поведать немало интересного.

Причем современным Джеймсам Бондам даже вовсе не обязательно заказывать подобную технику в спецмастерских. Сегодня даже в магазине игрушек можно купить радиоуправляемый вертолет, который в умелых руках способен на многое. Например, на спор асы-операторы выполняют такой трюк. Цепляют к вертолету пакетик чая на длинной нитке. Аппарат взмывает в воздух, подлетает к столу и аккуратно опускает пакетик в стакан с кипятком. Ждет пару минут, пока чай заварится и столь же аккуратно извлекает пакетик.

А уж залететь в открытое окно и сфотографировать все, что есть в доме или на письменном столе, опустить в дымоход камина чувствительный радиомикрофон, для такого вертолета и его оператора — сущие пустяки.

Стоит такой вертолетик с диаметром ротора около 50 см до 20 тысяч рублей. Для обычной игрушки, согласитесь, дороговато. Поэтому и используют подобные модели чаще всего на соревнованиях да на спецзаданиях.

И дело идет к тому, что вскоре охранникам на спецобъектах придется обращать внимание даже на насекомых. Во всяком случае, японскому инженеру Осаме Миядзаве уже удалось создать вертолетик с диаметром ротора 13 см, высотой 7 см и весом всего 9 г. Несмотря на это, аппарат не только прилично летает, но и способен нести на борту миниатюрную телекамеру с радиопередатчиком.

И это еще не предел миниатюризации. Ведь, в отличие от пилотируемых вертолетов, беспилотные можно сделать в принципе сколь угодно маленькими…