Авиамодели превратились из хобби в перспективное техническое направление. Это произошло благодаря развитию беспроводной связи, увеличению жизни батарей и миниатюризации управляющих систем. Теперь летающие микроаппараты могут часами находиться в воздухе.
Ежегодно весной в университете штата Аризона в США проходит Международный конкурс микроавиации (MAV). В апреле этого года за небольшой приз $6000 боролись 13 команд из США, Южной Кореи и Германии. Построенный участниками летательный аппарат должен менее чем за две минуты аккуратно облететь столбики, расставленные на расстоянии 12 м друг от друга. В другом конкурсе «микролету» нужно было снять на камеру изображение заданного объекта, который организаторы прикрепили к забору на расстоянии 600 м от точки старта, и доставить его в указанное место. В состязание входили также испытания на выживаемость аппарата и длительность полета. Победила команда университета Флориды.
Электронная оса
Глобальные корпорации Boeing и Raytheon активно спонсируют увлечение американских студентов авиамоделированием. Они рассчитывают, что безобидные летательные аппараты, кружащиеся в студенческих аудиториях, смогут выполнять вполне «взрослые» задания. Например, вести дистанционную разведку.
Радиоуправляемые самолетики, оснащенные видеокамерами, микрофонами или даже оружием стали привычной деталью фантастических книг и фильмов. В сюжетах, придуманных фантастами, летательные аппараты размером с осу проникают в форточки и вентиляционные трубы, чтобы шпионить за главными героями или, наоборот, добывать для них ценные разведданные. Боевые «осы» переносят взрывчатку, капсулы с зарином или сибирской язвой. Писатели пугают: тысячи таких маленьких аппаратов могут беспрепятственно пересечь государственную границу и собраться в боевой «рой» рядом со штабом или резиденцией правительства. Эту воздушную армию почти невозможно засечь радаром и обезвредить современными средствами ПВО. Уничтожение даже нескольких десятков или сотен «ос» ничего не изменит, ведь маленьких бойцов можно штамповать тысячами.
Аппараты, созданные студентами для конкурса MAV, сделаны в основном из деталей, выпускаемых серийно. Так, видеокамера для микросамолетов размером с пятирублевую монету весит всего восемь граммов. А купить ее можно за $500.
Самолет на ладони
Уменьшение размеров вычислительной техники и развитие беспроводных систем передачи данных привели к массовому производству миниатюрной аппаратуры. В университете Беркли создан электронный блок объемом в один кубический дюйм, который содержит датчики температуры, влажности, давления, освещенности, магнитного поля и вибрации, а также микропроцессор, батарею и радиопередатчик с радиусом действия двадцать метров. Батареи хватает на два года использования в обычном режиме или одну неделю непрерывной работы.
Подобный блок, но только с лазерной связью, может передавать данные на расстояние в два десятка километров. Одна из «птичек», созданная разработчиками в Беркли, помещается на ладони, но способна летать в течение 18 минут со скоростью до 100 километров в час и передавать цветное видеоизображение. Сейчас университетские инженеры создают вертолет на солнечных батареях с размером лопасти 3х10 мм.
Действительность, конечно, далека от фантастики. Но работы по созданию микроавиации и исследование областей ее применения активно ведутся во всех странах.
Французская компания Tecknisolar-Seni не первый год показывает на выставках и продает самолет-разведчик на солнечных батареях. Аппарат длиной чуть менее метра с размахом крыльев два метра и весом два килограмма в разобранном виде помещается в рюкзаке. Крылатого «шпиона» можно собрать за пару минут и запустить с рук. Самолет способен летать весь световой день в радиусе 800 м от оператора, поднимаясь на высоту до 12 километров. При этом данные с двух телекамер (обычной и инфракрасной) в режиме реального времени поступают на компьютер. Стоимость разведчика – $15 000.
Весной нынешнего года израильская армия взяла на вооружение миниатюрные самолеты-разведчики четырех типов. Их полетом можно управлять при помощи обычного ноутбука. Самолет Skylark (в переводе – «жаворонок»), созданный компанией RAFAEL, имеет длину чуть более 1 м и весит 6 кг. Два военнослужащих могут переносить три подобных аппарата, а также специальную консоль для управления полетом и установку для запуска. Задача «жаворонка» – передавать высококачественные снимки, на которых можно рассмотреть лица людей. Время патрулирования в воздухе – около часа, а радиус охвата составляет около 10 км.
Самолет Birdy может без труда запустить один человек. Он весит 1,3 кг и способен удаляться на пять километров от точки запуска. «Микролеты» Mosquito весят около 0,5 кг. Размах их крыльев всего 33 см. Они менее долговечны, но умеют пролетать через узкие проходы между зданиями.
Крылатая мини-техника занимается не только военной разведкой, но также созданием радиопомех и бизнес-шпионажем. Кроме того, она используется в мирных целях: наблюдает за национальными парками, лесными пожарами, состоянием окружающей среды.
В середине августа этого года японские инженеры продемонстрировали образец вертолета весом в 12 г и длиной в 8,5 см. Этот малыш оснащен цифровой камерой и, как предполагают создатели, может заинтересовать родителей маленьких детей. Благодаря камере слежения взрослые всегда будут видеть, чем занимается их ребенок. Коммерческое производство «летающего глаза» японцы предполагают начать через 2 – 3 года.
Одноразовый БРАТ
Российские аппараты (по крайней мере те из них, что известны широкой публике) сверхминиатюрностью похвастаться не могут. Тем не менее наша техника вполне на уровне мировых серийных образцов. Например, в 2003 году в научно-производственном конструкторском центре «Новик-XXI» был разработан самолет БРАТ (Ближний разведчик аэродинамический телевизионный). Он весит чуть меньше 3 кг и запускается с рук. Дальность полета до 10 км. На БРАТе установлен электрический мотор, а пульт управления представляет собой небольшой чемоданчик. БРАТ может применяться не только для телевизионной разведки, но и для «ослепления» вражеских радаров – создания радиоэлектронных помех.
Его модифицированный вариант, названный соответственно БРАТ-2, обладает двигателем внутреннего сгорания. Он способен удаляться от оператора на 90 км. Правда, ради дальности полета конструкторы пожертвовали возможностью возвращения аппарата. Да и антенну для поддержания дальней связи с такими летательными аппаратами можно перевозить только на машине.
Еще интереснее вертолет «Пустельга-4», созданный в НИИ прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова. Крестообразная конструкция размером 0,5 м на 0,5 м, в перекрестье которой расположен блок аппаратуры (аккумулятор, навигационная аппаратура с GPS, радиопередатчик и видеокамера) весит 300 г. На каждой из четырех «лап» этого креста – по винту. Четырехвинтовая «Пустельга» способна нести небольшой груз (блок датчиков или бомбу). Она управляется с мобильного компьютера, стартует с рук или с земли. Аппарат бесшумен, а с расстояния более 50 м практически незаметен. Управлять его полетом можно не только в реальном времени, но и обозначив «мышкой» на экране компьютера точку старта или приземления, а также траекторию и скорость. После этого вертолет начнет путешествие в автоматическом режиме.
«Пустельга» может находиться в воздухе до 1 часа. Максимальная высота полета – 150 м, скорость – до 54 км/ч, а радиус – 5 км. При необходимости «Пустельга» умеет зависать над землей. Площадь поверхности, которую способна охватить телекамера с максимальной высоты, – 2500 кв. м. Точность привязки изображения к карте – от 5 м до 10 м. Весь комплекс, включая вертолет, ноутбук и передающую аппаратуру весит 5 кг и легко помещается в чемодане.
Создатели «Пустельги» считают, что их аппарат может применяться в разведке всех видов, при проведении поисково-спасательных работ, исследовании внутренних помещений зданий, наблюдении за пробками на шоссе или лесными пожарами, корректировки огня во время боя и так далее. Цена вертолета – $10 000. БРАТ и БРАТ-2 стоят немного дешевле.