Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №746

Малоразмерные БПЛА внешне походят на радиоуправляемые модели, однако внутри они неизмеримо сложнее, а функционально - богаче.

Главная их особенность состоит в способности осуществлять самостоятельный автономный полет вне зоны видимости человекаоператора.

Микро-БПЛА видеонаблюдения, как правило, проектируют, взяв за основу одну из хорошо исследованных аэродинамических схем, обладающих свойствами статической устойчивости.

Это означает, что, будучи предоставлен сам себе, миниатюрный самолет не пойдет "вразнос" и не станет выписывать лихие кренделя в небе, однако и выполнить полезную работу в отсутствие управления не сможет. Иными словами, БПЛА и бортовой комплекс управления представляют собой единое и неделимое целое, причем именно в информационной начинке скрыты все потенциальные возможности аппарата.

В полете на бортовой комплекс управления ложатся следующие задачи:

измерение параметров движения БПЛА - углов ориентации, угловых скоростей и ускорений;

вычисление навигационных параметров - текущего положения относительно местности, а также текущего курса;

решение задачи стабилизации углового положения БПЛА в полете;

решение задачи навигации и курсового управления БПЛА с учетом полетного задания; решение задачи возврата к точке старта по программе или в случае отказа систем связи;

формирование потока телеметрической информации о параметрах полета;

формирование потока данных через радиоканал от систем видеонаблюдения или запись этих данных на бортовой накопитель;

реализация программ управления приборами наблюдения или другой полезной нагрузкой, установленной на борту;

переход к режиму прямого командного радиоуправления в зоне видимости оператора.

Сегодня разработчикам "типовых" по функциональности БПЛА не нужно самим конструировать все приборы комплекса управления. На рынке имеются готовые комплекты цифровой аппаратуры и сопутствующего программного обеспечения[Например, комплект российской компании "ТеКнол" (www.teknol. ru) включает в себя приемник-определитель навигационных данных GPS Trimble Lasse IQ, модернизированную миниатюрную инерциальную навигационную систему "КомпаНав-2" и блок автопилота с согласующими устройствами.Очень интересные разработки комплектных систем управления миниБПЛА и поставляемых инструментальных средств у отечественной компании ЗАО НТЦ "Рисса" (торговая марка RUAV, www.ruav.ru). - Прим. ред. ].

Типичные массогабаритные характеристики "мозгов" для микро-БПЛА: вес от 150 г до 1,5 кг, размеры от пачки сигарет до толстой книжки или небольшой шкатулки.

Функционирование бортовой системы управления строится по принципу вложенных циклов обработки приходящей информации:обычно данные о текущих координатах, формируемых приемником навигационных сигналов, считываются с частотой 0,5–1 Гц и направляются в локальный вычислитель инерциальной системы.

В блоке инерциальной навигационной системы с внутренней частотой 50–70 Гц происходит опрос контроллеров пьезоэлектрических датчиков углов и ускорений (аналоги "классических" гироскопов и акселерометров) и вычисление текущих параметров движения БПЛА: углы курса, крена и тангажа, угловые скорости по осям, скорость движения, скорость бокового движения, текущие географические координаты.

Вычисленные параметры движения с той же частотой 50–70 Гц выдаются в блок автопилота, где другой локальный вычислитель на основе этой информации и заложенных в его программу законов управления определяет величины текущих управляющих сигналов, которые в блоках усиления и преобразования превращаются в аналоговые или ШИМ-сигналы[ШИМ - широтно-импульсная модуляция, один из видов кодирования информации при передаче.], подаваемые непосредственно на рулевые механизмы.

При необходимости перенастройка параметров (коэффициентов) закона управления автопилота осуществляется на земле с помощью вспомогательного программного обеспечения, запускаемого на вспомогательном же компьютере. Этот компьютер используется также для предполетной проверки работы инерциальной системы и блока приемника навигационных сигналов.

И, наконец, при помощи вспомогательного компьютера в память бортовой навигационной системы, автопилота и контроллера полезной нагрузки записывается информация о программе работы БПЛА и его полетном задании.

Автор: Юрий Романов

Cамым, вероятно, необычным, уникальным и, скажем прямо, жутковатым отечественным боевым беспилотником был УББ, что означает Управляемый Боевой Блок…

Описываемые события происходили более чем четверть века назад, тем не менее есть все основания полагать, что эта техника и сегодня стоит на боевом дежурстве в России.[Вполне возможно. Читаем: "Министр обороны Сергей Иванов доложил президенту Владимиру Путину об успешных испытаниях принципиально новой боеголовки для отечественных баллистических ракет. Речь идет о боевом блоке, который способен самостоятельно маневрировать, уходя от любых систем противоракетной обороны. Важно, что новый боевой блок унифицирован, то есть приспособлен для установки и на морских ракетах "Булава", и на сухопутных ракетах "Тополь-М". Причем одна ракета способна будет нести до шести таких боеголовок" (www.politmonitor.ru/index3.php?&mess=1146041671). - Ю.Р.] Такими вещами не разбрасываются.

В советские времена все разработки управляемых боевых блоков для межконтинентальных ракет были сосредоточены на двух украинских предприятиях - в КБ "Южное", Днепропетровск, и в НПО "Электроприбор"[Сегодня это АО "Хартрон".], Харьков. После развала СССР всю документацию и весь задел украинские ракетчики передали России - Оренбургскому машиностроительному заводу. Это теперь стало известно. А в те годы мало кто знал, кому и что передается. В этой области всегда все было очень секретно…

Давайте я сначала объясню, что такое "просто боевой блок". Это устройство, в котором физически находится термоядерный заряд на борту межконтинентальной баллистической ракеты. В ракете есть так называемая головная часть, в которой могут находиться один, два и более боевых блоков. Если их несколько, головная часть называется разделяющейся головной частью (РГЧ).

Внутри РГЧ находится очень сложный агрегат (его еще называют платформой разведения), который после вывода ракетой-носителем за пределы атмосферы начинает выполнять целый ряд запрограммированных действий по индивидуальному наведению и отделению находящихся на нем боевых блоков; в пространстве выстраиваются боевые порядки из блоков и ложных целей, которые изначально тоже находятся на платформе. Таким образом, каждый блок выводится на траекторию, обеспечивающую попадание в заданную цель на поверхности Земли.

Боевые блоки бывают разные. Те, что движутся по баллистическим траекториям после отделения от платформы, называются неуправляемыми. Управляе мые же боевые блоки после отделения начинают "жить своей жизнью". Они снабжены двигателями ориентации для осуществления маневров в космическом пространстве, аэродинамическими рулевыми поверхностями для управления полетом в атмосфере, у них на борту установлена инерциальная система управления, несколько вычислительных устройств, радиолокатор со своим собственным вычислителем… Ну и, разумеется, боевой заряд.

Первая модель этого оружия была большая - длиной почти пять метров.

Это была опытная конструкция самонаводящейся головной части, а не боевого блока. Она проходила по теме "Маяк" и имела индекс 8Ф678. Шел тогда 1972 год.

А готовое изделие вышло из цехов через четыре года. Система управления была построена на базе БЦВМ. Имелось также несколько радиолокационных станций: системы самонаведения со своей большой антенной, система коррекции движения с радиолокатором бокового обзора с синтезированной апертурой и трехлучевой радиовысотомер. Для управления движением за атмосферой, в космосе, использовалась реактивная двигательная установка на сжатом газе, а в атмосфере момент сил для управления создавался за счет смещения центра тяжести головной части относительно своей оси. Кстати, уже на этом изделии отрабатывались два способа определения его положения относительно цели - по радиоконтрастным цифровым эталонам и цифровым картам рельефа местности.

Конечно, такую громоздкую тяжелую конструкцию на РГЧ не поместить. Но результаты ее отработки легли в основу проекта следующего поколения. Это уже был УББ, индекс в документах 15Ф178. Блок разрабатывался для ракеты 15А18М той самой, которая входила в состав комплекса "Воевода" и известна также как ракета Р-36М2, она же РС-20В, она же, по американской индексации, SS-18 "Satan", "Сатана". Эскизный проект УББ был готов к 1984 году.

Блок имел форму острого конуса высотой около двух метров, нижняя часть которого - "юбочка" - могла отклоняться в двух плоскостях. Она представляла собой аэродинамический руль, использовавшийся на атмосферном участке движения. За пределами атмосферы блок управлялся двигателями системы ориентирования и стабилизации, а рабочим телом служила жидкая углекислота.