На каких же типах БЛА рациональнее всего строить беспилотные комплексы для мониторинга объектов ТЭК — беспилотных самолетах или беспилотных вертолетах?
Беспилотный самолет обладает по сравнению с беспилотным вертолетом одним несомненным преимуществом — дальностью и продолжительностью полета, однако проигрывает по качеству мониторинга. Кроме того (и это очень важно), «генетические» свойства вертолета обеспечивают ему штатный взлет и посадку на неподготовленную площадку ограниченных размеров. Свойства вертолета определяют и многократность применения БЛА, его эксплуатацию при любом направлении ветра.
Еще одной существенной характеристикой качества мониторинга является возможность летательных аппаратов различных схем сохранять пространственное положение при вертикальном порыве. Вертолет, как это видно из табл. 1 и 2, имеет забросы по тангажу меньше, чем самолет, в 1,5–3 раза. В свою очередь, соосный вертолет (и это тоже отражено в таблице) имеет наименьшие перекрестные связи по сравнению с одновинтовым. Поэтому можно предположить, что основу системы воздушного мониторинга должны составить вертолетные беспилотные комплексы, а для воздушного мониторинга объектов ТЭК наиболее подходят именно вертолеты соосной схемы.
Ка-226
Рис 1. Магистральный беспилотный вертолетный комплекс
Пульт управления беспилбтным летательным аппаратом
Важно отметить, что отсутствие перекрестных связей в каналах управления принципиально упрощает систему управления аппаратом и позволяет успешно решать задачи автоматизации управления полетом (поэтому к разработке соосных беспилотных вертолетов проявляется интерес во многих странах мира — США, Англии, Канаде, Франции, Германии, Китае, Японии). Другим известным преимуществом беспилотных комплексов на базе соосных вертолетов является их аэродинамическая компоновка. Отсутствие рулевого винта и связанных с ним проблем, компактность и более высокий коэффициент полезного действия соосных винтов на режимах взлета и вертикального набора высоты дают соосному вертолету существенные преимущества в летно-технических и эксплуатационных характеристиках при мониторинге. В частности, это больший вес полезной нагрузки, большие возможности применения вертолета с ограниченных площадок при различных направлениях ветра и т. д.
Представим результаты синтеза системы воздушного мониторинга объектов ТЭК на базе вертолетов фирмы «Камов». Такая система состоит из вертолетов трех типов для мониторинга объектов различной протяженности: до 100, до 500 и до 2000 км. Вертолеты могут быть оборудованы (в зависимости от задач мониторинга):
— радиолокационными системами всепогодного круглосуточного наблюдения (в том числе в акваториях шельфовых месторождений);
— лазерными сканирующими системами дистанционного обнаружения газовых утечек;
— оптико-электронными системами дневного и ночного контроля при промышленном и экологическом мониторинге;
— комбинированными ультрафиолетовыми системами дистанционного обнаружения повреждений высоковольтных трансформаторов и ЛЭП.
Рассмотрим каждый из типов системы воздушного мониторинга.
Концепция создания магистрального беспилотного комплекса для мониторинга объектов ТЭК отрабатывается на основе летающей лаборатории пилотируемого вертолета. В ходе летных испытаний пилотируемой лаборатории удается отработать наиболее сложные, ответственные системы и свести к минимуму технические риски. Магистральный беспилотный вертолет создается на основе вертолета Ка-226 (рис. 1).
Отработка технологии мониторинга, целевого оборудования в ходе опытной эксплуатации вертолета Ка-22бАГ даст необходимый опыт и позволит определить требования как к элементам системы, так и к целевому оборудованию. Высокая степень унификации с агрегатами и системами Ка-226 обеспечивает высокую степень готовности проекта и низкие затраты на создание беспилотного вертолета.
Вариантов размещения многофункционального комплекса, предназначенного для мониторинга ТЭК средней протяженности, несколько. Он может быть размещен на специализированной машине высокой проходимости, в прицепе или в контейнере.
На фирме «Камов» создан беспилотный летательный аппарат — летающая лаборатория Ка-37 полетной массой до 250 кг. Этот БЛА может нести на борту аэрогеофизическую аппаратуру, аппаратуру для радиационной и химической разведки, аэрофотосъемки и другое целевое оборудование в зависимости от целей мониторинга. В настоящее время выполнены исследования в аэродинамической трубе ЦАГИ, созданы натурные трансмиссия и несущая система, проработаны технические решения основных агрегатов и систем, вопросы кооперации. Можно говорить о большом заделе в программе создания многофункционального комплекса на базе беспилотных вертолетов Ка-37/137.
Беспилотный летательный аппарат Ка-137
Характеристики системы вертолетных комплексов фирмы «Камов» представлены на табл. 3.
Программу создания системы беспилотных авиационных комплексов представляется целесообразным разбить на несколько этапов. На первом — отрабатывать сам летательный аппарат и его системы, на втором — целевое оборудование и технологию мониторинга, на третьем — вопросы функционирования системы, оптимизацию ее работы в интересах субъектов ТЭК. Такой подход позволит сократить сроки создания и ресурсы, а также получить дополнительные возможности настройки системы в ходе ее опытной эксплуатации.
В заключение хочу отметить: необходимо не только формировать систему воздушного мониторинга объектов ТЭК, программу ее развертывания и эксплуатации, но и придать этой программе государственный статус.
| Характеристики | Магистральный | Многофункциональный | Переносной |
| 1. Назначение | всепогодный круглосуточный промышленно-экологический мониторинг | ||
| 2. Состав: | 1-3 | 1-5 | 1-2 |
| — беспилотные вертолеты | |||
| — бортовое оборудование | многоцелевое | комбинированное | оптическое |
| — базирование | стационарное | мобильное/стационарное | мобильное |
| 3. Тактико-технические: | 2000 | 500 | 100 |
| — максимальная дальность, км | |||
| — максимальная продолжительность, ч | 16 | 6 | 2 |
| — максимальная взлетная масса, кг | 3400 | 280 | 50 |
| — масса полезной нагрузки, кг | 400 | 80 | 12 |
| — максимальная скорость, км/ч | 220 | 175 | 110 |
| — диапазон высот, км | 0-6 | 0-5 | 0-5 |
| 4. Эксплуатационные: | 5-8 | 1 3-7 | 2 |
| — обслуживающий персонал, чел. | |||
| — диаметр взлетно-посадочной площадки, м | 10 | 3 | 2 |