Беспилотные летательные аппараты самолётного типа – это современные и технологичные платформы, предназначенные для размещения различных типов вооружений, высотного разведывательного и съёмочного оборудования, средств РЭБ. По форме они напоминают традиционные летательные аппараты, так как имеют фюзеляж и плоскости, оснащаются одним или двумя килями и горизонтальными стабилизаторами.
Что такое БПЛА самолётного типа
Беспилотный аппарат для создания подъёмной силы оснащается двумя несущими крыльями прямой, стреловидной или дельтовидной конструкции. Жёсткий сборно-сварной каркас монтируется из лёгких цветных сплавов или углепластика. Для изготовления обшивки используются современные композитные материалы с высоким уровнем прочности и небольшим удельным весом.
.png)
Режимы запуска БПЛА:
- ручной;
- с катапульты;
- с взлётно-посадочной полосы.
Беспилотные аппараты предназначены для осуществления продолжительных полётов по замкнутым маршрутам. Они могут выполнять высотную разведку, кино- и аэрофотосъёмку, сброс взрывчатки, постановку радиопомех и прочие задачи. Основные особенности беспилотников, напоминающих по форме самолёты:
1. Уменьшенные размеры. Отсутствие людей позволяет в разы уменьшить и облегчить конструкцию летательного аппарата. Общий вес систем жизнеобеспечения и полезной нагрузки составляет 15-20 % общей массы БПЛА. 2. Повышенная целевая нагрузка.Вместо пилотов и технических специалистов на борт загружается специализированная техника, дополнительный запас топлива или аккумуляторных батарей. Привязка к габаритам и объёму нагрузки даёт возможность проектировать летательные аппараты минимального веса.
Для пилотируемых самолётов максимум эксплуатационной перегрузки составляет 9-10 единиц. Больше тренированные и специально подготовленные члены экипажей попросту не смогут выдержать из-за особенностей человеческого организма. Беспилотные аппараты можно использовать при 35-40g. Такую перегрузку способны выдерживать современные композитные материалы, из которых изготавливаются элементы конструкции и обшивки.
Силовая установка беспилотного самолёта
Для создания тяги летательные аппараты, движущиеся в воздухе без помощи человека, оснащаются двигателями различной конструкции. Количество моторов – один или два. Виды двигателей для БПЛА:
- двс (бензиновые или дизельные);
- электрические (бесколлекторные).
В сверхлёгких и лёгких БПЛА электродвигатели представляют собой безальтернативный вариант движителей.
Они имеют небольшой собственный вес и высокий уровень массовой мощности, просты в управлении тягой и надёжны. В бесщёточных моторах минимальное количество движущихся составных частей, что позволяет повысить малошумность и тепловую заметность, до минимальных пределов снизить вибрацию.
В гибридных установках двигатели внутреннего сгорания создают тягу, а генераторы вырабатывают энергию для электромоторов взлёта/посадки. БПЛА, которые используются для скоростных полётов на больших высотах, оснащаются реактивными или турбореактивными силовыми установками. Сложные и дорогостоящие моторы предъявляют повышенные требования к качеству топлива.
Виды БПЛА самолётного типа
Беспилотники с фюзеляжем, крыльями, килями и горизонтальным оперением подразделяются на классы по нескольким показателям – скорости перемещения, дальности полёта и радиусу действия. Но наиболее значимым показателем их эффективности является взлётная масса. Ниже приведены категории устройств в зависимости от их суммарного веса перед началом полёта:
- Лёгкие – менее 20 кг.
- Средние – 20-200 кг.
- Тяжёлые – более 200 кг.
- Сверхтяжёлые – более 1500 кг.
Появлению дронов самолётного типа с минимальным собственным весом способствовал прогресс научных исследований и применение сверхпрочных композитных материалов. Беспилотники лёгкого класса используются в качестве устройств слежения и для проведения съёмки местности в высоком разрешении.
БПЛА среднего класса – это аппараты, спроектированные по классической аэродинамической схеме. Они используются ведения картографической съёмки, наблюдения за состоянием опор ЛЭП и трубопроводных сетей. Кроме того, БПЛА такого типа – идеальные тактические разведчики, доставщики полезной нагрузки и целевых боеприпасов.
БПЛА тяжёлого класса проектируются для базирования на специализированных аэродромах. Взлёт производится со специальных катапульт или с разбега по взлётной полосе. Основные источники энергии – двух- или четырёхцилиндровые бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Полезная нагрузка монтируется на гиростабилизированные поворотные платформы.
Сверхтяжёлые беспилотники – штучный товар, выпуском которого занимаются исключительно компании-производители военной техники. Это практически полностью аналоги пилотируемых самолётов стратегической дальней авиации, прототипы многоцелевых истребителей и самолётов-разведчиков.
Характеристики БВС самолётного типа
Взлётную массу беспилотных самолётов мы уже классифицировали выше. Размах крыльев составляет от 0.6 до 35.0 метров. При проектировании и строительстве БПЛА с фюзеляжем и крыльями необходимо учитывать и многие другие показатели.
Время и дальность полёта беспилотников самолётного типа
Расстояние, которое способны преодолеть самолётные БПЛА, зависит от нескольких факторов. К их числу относятся: собственная масса (вес конструкции плюс полезная нагрузка), аэродинамическая эффективность. Диапазоны дальности полёта беспилотников:
| Тип устройств | Дальность, км |
|---|---|
| Лёгкие | 1–5 |
| Средние | 5–100 |
| Тяжёлые | до 1500 |
| Сверхтяжёлые | более 1500 |
Рекорд времени нахождения в воздухе для БПЛА самолётного типа установлен в 2022 году аппаратом Zephyr, спроектированным и построенным специалистами французского авиапромышленного концерна Airbus. Он непрерывно находился в воздухе 36 дней, что создатели назвали пределом возможностей для устройств данного класса.
Продолжительность беспосадочного полёта БПЛА самолётного типа:
| Беспилотные аппараты | Время, ч |
|---|---|
| Лёгкие | до 0.4 |
| Средние | до 4.0 |
| Тяжёлые | 8–20 |
| Сверхтяжёлые | более 20 |
Беспилотники с двигателями внутреннего сгорания редко используются для дальних перелётов. Наилучший вариант силовой установки для беспрерывного полёта – электродвигатель. В этом случае время между взлётом и посадкой ограничено ёмкостью аккумуляторных батарей.
Скорость полётаКраеугольный камень философии применения беспилотной авиации – то, как быстро могут передвигаться в воздухе аппараты без непосредственного нахождения пилотов внутри них. Крейсерская скорость полёта беспилотных самолётов составляет 100-160 км/ч, максимальная – до 200 км/ч. Данный параметр ограничен типом силовой установки.
Ультрасовременные БПЛА военного и специального назначения оснащаются сверхлёгкими реактивными двигателями. Они способны передвигаться со скоростью, близкой к скорости звука. В задачу такой авиационной группировки входит быстрая доставка полезной нагрузки в установленные точки и разведка с быстрой доставкой данных по каналам GPS или спутниковой связи для их обработки и анализа.
Следует отметить, что FPV-дроны рамной конструкции с минимальными геометрическими размерами и весом значительно превзошли по скорости фюзеляжные аналоги со сравнимым весом. Они способны летать, развивая до 400 км/ч, тогда как самолётные БПЛА ограничены 200 км/ч.
Высота полёта
Ещё один параметр, напрямую связанный с двигателем – высота полёта БПЛА. Рабочий показатель большинства беспилотных самолётов – от 300 до 2000 м. Сверхлёгкие аппараты можно вести на высоте не более 50-60 метров. Беспилотники тяжёлого класса (стратегические разведчики) способны подниматься до 5-6 тысяч метров.
Предельные показатели подъёма самолётных БПЛА напрямую зависят от того, по какой аэродинамической схеме они спроектированы. Как правило, используются два конструктивных варианта:
- Классический – фюзеляж с двумя плоскостями (высокоплан, среднеплан или низкоплан), одним или двумя килями и горизонтальными рулями.
- «Летающее крыло».
БПЛА второго типа представляют собой мини-варианты революционных разработок американских авиаинженеров, которые в 80-е годы прошлого века были реализованы в военные самолёты-бесхвостки (FB-117, В2 Стелс). Аппараты подобной конструкции можно поднимать на высоту до 14 километров.
Размеры
В отношении БПЛА самолётного типа при их сравнении принято учитывать два геометрических параметра – размах крыльев и длину фюзеляжа в горизонтальной плоскости. Самые маленькие аппараты имеют при мерно одинаковые показатели – по 1 метру. Размеры моделей БПЛА самолётного типа-доставщиков полезной нагрузки:
- размах крыльев – 2.0-4.0 м;
- длина – 1.5-3.0 м.
Высотные разведчики различного назначения и ударные самолёты могут достигать гигантских размеров. В качестве примера приведём параметры самого известного из них – детища компании General Atomic Aeronautical Systems MQ-9 Reaper: длина – 11 м, размах крыльев – 25 м. Самолёт с турбовинтовым двигателем Honewell TP331-10 способен развивать скорость до 400 км/ч забираться на высоту 14 км.
Рекордсменом же по размаху крыльев является ещё один американский аппарат – RQ-4 Global Hawk. При длине 14.5 м его плоскости в поперечнике составляют почти в три раза больше – 39 м.
Каковы преимущества БПЛА самолётного типа и сферы их применения
Основные преимущества летательных аппаратов самолётного типа – автономность, большая дальность и высота полёта, манёвренность. Так как плоскости самолёта неподвижны, он обладает отличными аэродинамическими характеристиками.
Важно! Электроника БПЛА программируется на осуществление самостоятельного полёта. Самолётные аппараты более просты в обслуживании, нежели FPV-дроны. Это в меньшей степени касается тяжёлых БПЛА. Для их старта в большинстве случаев необходимы специализированные взлётные полосы. И ещё один недостаток в сравнении с роторными аппаратами – невозможность зависания над необходимыми точками в пространстве.
Самолётные БПЛА необходимы как в гражданских, так и в военных отраслях. Основные задачи фюзеляжных БПЛА: аэрофотосъёмка и видеосъёмка местности, доставка специальных грузов, мониторинг окружающей среды. Обязанности военных беспилотников: высотная тактическая и стратегическая разведка, получение данных о перемещениях живой силы и техники противника, доставка боеприпасов к месту сброса. Сапёры используют БПЛА для решения двух противоположных задач – сброса дистанционно подрываемых боеприпасов и расчистки проходов в минных заграждениях.
