Искусственный мозг и БЛА

Скорострельное автоматическое оружие, танки, самолеты, атомная бомба стали способны в считанные мгновения уничтожить сотни тысяч человек, разрушить громадные материальные ценности. Совершенствование вычислительных систем, способных передавать и перерабатывать колоссальные объемы информации, вкупе с западноевропейской моделью демократии сделали свое дело - каждый гражданин стал ценить свою жизнь.

Для победоносной войны малочисленной армией нужно было резко повысить эффективность ведения боевых действий каждым военнослужащим. Например, воевать преимущественно с использованием боевых машин, а не с помощью крепких мускулов и автоматической винтовки. В итоге: все больше машин, все больше обслуживающего технического персонала, все более подготовленные операторы, сидящие за рычагами и пультами, и все меньше солдатских ботинок, марширующих по пыльным дорогам войны.

Можно не сомневаться, что если наметившиеся тенденции сохранятся, а современный мир не погрузится в средневековое варварство, то через пару десятков лет высокотехнологичные страны запросто выставят на поле боя (на суше, в воздухе, на воде и под водой) тысячи механических бойцов - роботов, разбавленных единичными представителями рода человеческого с повышенным содержанием адреналина в крови. Вероятно, такая картина будет характерна для военных конфликтов на ограниченной территории и без применения ядерного оружия. Уделом же живых бойцов станут специальные операции, эффективность которых должна быть заметно выше, чем действия 'механических коллег'.

Сторонники повальной роботизации осведомлены о наличии проблем, связанных с техническим несовершенством механических бойцов. Например, беспилотные летательные аппараты (БЛА) разбиваются в сто раз чаще, чем пилотируемые машины. По мнению экспертов, сложившееся положение дел обусловлено тем, что при возникновении нештатной ситуации пилот способен принять нестандартное, но спасительное решение, а программное обеспечение с элементами искусственного интеллекта, установленное на БЛА, - нет. Удаленному оператору также сложно оценить нештатную ситуацию и принять правильное решение, особенно при взлете и посадке машины в сложных погодных условиях.

С другой стороны, несмотря на все технические достижения, самым эффективным оружием на войне продолжает оставаться человеческий мозг. Искусственный интеллект БЛА еще долго будет значительно уступать мыслительным способностям человеческого мозга, что делает такие аппараты в обозримой перспективе весьма уязвимыми при нападении со стороны пилотируемых машин. Вероятно, преимущество БЛА будет основываться на значительной концентрации механических бойцов в воздухе при малой стоимости восполнения потерь.

Дроны в воздухе

Можно ли называть любой летательный аппарат, движущийся в воздухе без пилота, термином БЛА? Конечно же, нет. БЛА должен обладать простейшим интеллектом, нести сенсоры, способные получать извне информацию, и устройства для обмена этой информацией с командным пунктом. Причем, в зависимости от содержания полученной извне информации и управляющих команд оператора, может изменяться положения БЛА в пространстве.

Активно БЛА или дроны (от англ. drone - беспилотный самолет) стали разрабатывать в 60-х годах прошлого века. Еще во Вьетнаме ВВС США и их подрядчик, корпорация Ryan Aeronautical, испытывали беспилотный самолет AQM-34 Firebee, который предназначался для ведения разведки и ориентации. Однако технологии 70-х годов не обеспечили трансляцию и обработку значительных массивов информации, циркулирующей в обе стороны - между БЛА и командным пунктом. Применение БЛА израильтянами для ведения разведки и корректировки артиллерийского огня в ходе кратковременных арабо-израильских войн показало их высокую эффективность для решения локальных задач. Война в Афганистане ускорила темпы совершенствования автономных систем вооружений.

Не случайно полный спектр типов БЛА сегодня создан в США. Вероятно, основой для определения потребности в том или ином типе БЛА служит территориальный или временной размах предполагаемых боевых действий. Различают БЛА поля боя, БЛА оперативного и фронтового назначения, а также континентальные и межконтинентальные. С технической точки зрения многочисленные БЛА классифицируют по следующим показателям:

· по массе (микро - менее 5 кг; мини - менее 200 кг; и макси - свыше 1000 кг);

· по продолжительности нахождения в воздухе (менее 1 часа, до 3 часов, до 6 часов, до 12 часов, до 24 часов и более);

· по высоте полета (до 1 км; 3 км; 9-12 км; а также до 20 км и более).

Важную роль играет и способ управления аппаратами. Существуют теле- и радиоуправляемые системы, совершающие полеты по заранее разработанной программе и в связке с космическими системами навигации.

Сегодня в небе над Афганистаном и Ираком задействовано примерно 800 дронов различных конструкций. Самыми распространенными из них являются семь аппаратов: Global Hawk, Predator, Hunter, Pioneer, 'Феррет', Dragon Eye и Raven. Все они управляются по радио операторами, которые находятся в наземных центрах, зачастую за сотни километров от места действия самолета.

Ремейк в воздухе

Становление идеи 'барражирующего разведчика' привело к созданию в США больших БЛА, выполняющих задачи в интересах высших звеньев управления страной. RQ-4 Global Hawk был построен компанией Northrop Grumman в 1999 г. Global Hawk - самый большой беспилотный аппарат в мире. По сути, RQ-4 - это современный ремейк пилотируемого американского самолета-разведчика U-2. Тринадцатиметровые гигант весом 14,6 тонны способен действовать на высоте до 20 километров со скоростью 630 км в час. Продолжительность непрерывного пребывания в воздухе RQ-4 достигает 36 часов. Для этой машины самостоятельный перелет над океаном между континентами, скажем из Америки в Австралию вполне по плечу. Аппарат оснащен новейшей радиоэлектронной аппаратурой, включающей радар с синтезированной апертурой, электронно-оптическую и инфракрасную камеры высокого разрешения, широкополосный спутниковый канал связи и канал связи в пределах зоны прямой видимости. Как и все БЛА, он использует спутниковую систему GPS для ориентации в пространстве. За сутки летательный аппарат в темноте и при плохих погодных условиях способен 'отсмотреть' около 140 кв. км. Стоимость RQ-4 составляет 57 млн. долл. США.

Основное назначение БЛА - ведение 'разведывательных операций на театре военных действий (ТВД)'. В январе 2006 г. первые два серийных БЛА Global Hawk были поставлены на боевое дежурство на базе 12-й экспедиционной разведывательной эскадрильи войск США, расположенной в ОАЭ. Первый боевой вылет был выполнен спустя 36 часов после прибытия на авиабазу. Подобные разведывательные операции способствуют повышению 'ситуационной осведомленности' командования армии США на ТВД. Аппарат с высокой точностью определяет координаты интересующих командование целей и передает их изображение оператору практически в реальном масштабе времени. В ходе полета возможно перепрограммирование задания БЛА.

БЛА-разведчик

Сегодня все активнее разрабатываются ударные БЛА, предназначенные для огневого поражения объектов противника. Например, подобную задачу способен решать БЛА RQ-1 Predator ('Хищник'). Девятиметровый 'Хищник' с размахом крыльев порядка 16 метров первоначально разрабатывался в качестве аппарата-разведчика, с радиусом действия около 500 морских миль (900 км), способного круглосуточно пребывать над заданным районом и вести наблюдение, как за стационарными, так и за подвижными целями, транслируя информацию на командный пункт в реальном масштабе времени. 'Хищник' способен летать со скоростью 120 километров в час на высоте от 3 до 4,5 километров над полем боя в течение 24 часов. При этом он передает на землю четкую картинку любого участка территории, над которой находится. Стоимость RQ-1 составляет 4,5 млн. долл. США.

Испытывая в конце 90-х Predator, Пентагон не терял надежды использовать их в качестве носителей оружия, в частности, ракет 'воздух-земля'. В результате доработок, уже в феврале 2001 г. 'Хищник', оснащенный противотанковым ракетным комплексом (ПТУР) AGM-114C/K Hellfire успешно отстрелялся по учебной цели. Аппарат стал способен уничтожать по команде оператора отдельные объекты - здания, укрепления, автомобили, группы людей и т.д. Боевой дебют вооруженного варианта 'Хищника', получившего индекс MQ-1, состоялся в октябре 2001 г. в Афганистане. Власти США незамедлительно стали использовать БЛА для ликвидации лиц, подозреваемых в причастности к терроризму. Так, 3 ноября 2002 г. в 160-ти км от столицы Йемена, дистанционно управляемый БЛА Predator успешно атаковал противотанковыми ракетами гражданский автомобиль, в котором находилось шесть человек.

Вслед за ПТУРами на Predator установили еще и ракеты 'воздух-воздух'. Однако это вовсе не означало, что США отказывались от дальнейшего развития их разведывательных возможностей. Просто теперь скромный по размерам 'Хищник' стал оснащаться еще более миниатюрными БЛА-разведчиками. В августе 2002 г. были проведены успешные испытания, в ходе которых 'Хищник' запустил в полете мини-разведывательный БЛА 'Finder', который перед стартом был установлен на подфюзеляжном креплении (вместо ПТУР). Весящий чуть больше 20 кг, Finder был способен сам вести воздушное наблюдение на высотах до 3000 метров в особо опасных районах - дабы избежать излишнего риска для 'старшего брата'.

Несколько увеличенным вариантом RQ-1 стал опытный MQ-1 Predator-B. Основным его отличием является 'более традиционное' V-образное хвостовое оперение, имеющее положительную V-образность. Оборудование Predator-B в основном идентично оборудованию RQ-1, и состоит из широкодиапазонной инфракрасной оптико-электронной прицельной системы и РЛС с синтезируемой апертурой. Predator-B так же может использоваться как многоцелевой боевой комплекс, вооруженный ПТУР AGM-114C/K Hellfire и другим управляемым оружием.

ВВС США приняло решение в пять раз увеличить флот 'Хищников'. На эти цели предполагается потратить 5,7 млрд. долл., закупив 144 новых беспилотных летательных аппарата. Они составят 12 эскадрилий, по 12 единиц в каждой. При этом пять эскадрилий будут бомбардировочными, т.е. использующими БЛА в качестве носителей управляемого авиационного оружия. Согласно тактическим сценариям эти аппараты будут применяться в качестве воздушных платформ, осуществляющих поиск мобильных целей с помощью собственной бортовой аппаратуры обнаружения и затем атакующих эти цели с применением оружия типа УАБ Paveway II GBU-12.

БЛА-охотник

БЛА Hunter 'Охотник' разрабатывался в начале 90-х годов для сухопутных войск США совместно израильской и американской компаниями. По завершению интенсивных летных испытаний и с началом серийного производства в конце 1996 года руководство министерства обороны США приняло решение о закрытии этой программы. Причиной такого решения стали ошибки при формулировке тактико-технических характеристик создаваемого БЛА. Однако директор по закупкам сухопутных войск США посчитал, что данную систему не следует утилизировать, т.к. она представляет практическую ценность для отработки новых разведывательных БЛА и возлагаемых на них задач, кроме того, ее необходимо было использовать по прямому назначению для боевого обеспечения войск до поступления на вооружение усовершенствованных систем. Первоначально Hunter имел длину 6,9 м, размах крыла 8,9 м, взлетную массу 727 кг, массу полезной нагрузки 114 кг, крейсерскую скорость 190 км/ч, скорость барражирования 110 км/ч, потолок 4500 м. В качестве силовой установки использовались два двигателя мощностью по 64 л.с.

В 2005 году начались летные испытания БЛА Hunter II. Одновременно армейское руководство объявило тендер на один из ключевых сенсоров БЛА - инфракрасный электрооптический лазерный указатель. Предполагается, что центральной задачей многоцелевых БЛА большой дальности полета станет разведка, наблюдение и целевой сбор информации. В отличие от БЛА Hunter, состоящих на вооружении в настоящее время, новые 'Охотник II' будут нести лазерный целеуказатель, радар с синтетической апертурой и индикатор перемещения цели по земной поверхности, аппаратуру тактического информационного снабжения, ракеты AGM-114C/K Hellfire. Длительность полета по сравнению с первым 'Охотником' возрастет в три раза (до 36 часов) грузоподъемность не ограничится лимитом в 125 фунтов. По требованию военных силовая установка стала соответствовать концепции 'единого топлива для поля боя', т.е. двигатель БЛА будет работать на дизельном топливе.

Тем временем американское правительственное агентство DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) совместно с аэрокосмической компанией 'Боинг' занимается созданием бомбардировочного БЛА. Предполагается в 2007 г. на вооружение принять ударные БЛА типа Х-45 (для ВВС), Х-47 (для ВМС - авианосное базирование). Эти 9-метровые дроны будут нести по двенадцать 110-килограммовых бомб и применяться для пролома ПВО противника, т.е. уничтожения его радаров и центров управления. Такие аппараты будут вдвое дешевле современных истребителей типа F-15 и F-18. Вначале они будут запрашивать разрешения бомбить цели у наземных контролеров, но к 2010 г. они станут способны действовать самостоятельно, используя свой искусственный интеллект, обрабатывающий данные, хранящиеся в их памяти., т.е. сперва они будут бомбить цели, а уже потом сообщать об этом операторам.

Дрон по-европейски

Сегодня вооруженные силы более 40 государств имеют на вооружении свыше 80 типов дронов, а всего в мире реализуется свыше 300 проектов военных и гражданских БЛА. Помимо американцев, подобными проектами занимаются многие европейские страны - Великобритания, Франция, Германия, Испания, Италия, Швеция, Нидерланды, Швейцария, Чехия, а также Израиль, Иран, Бразилия, ЮАР, Австралия. Однако на этом направлении Европа существенно отстает от США.

Еще в 2001 г. европейский авиакосмический и оборонный концерн EADS договорился о сотрудничестве в строительстве БЛА с американской Northrop Grumman, обещая, что европейский аппарат не будет копией американских. Европейский вариант ударного дрона должен быть сопоставим по своим параметрам с пилотируемыми самолетами. Планируется создать дрон длиной 12 м и размахом крыльев 9 м при максимальном взлетном весе 8,2 тонны. В случае успешной реализации проекта первые прототипы европейских ударных БЛА могут быть подняты в воздух до 2010 г., а поступить на вооружение - в 2016 г.

Великобритания провела успешное испытание первого в мире беспилотного самолета-шпиона. Аппарат, имеющий кодовое название 'Зефир', функционирует на солнечных батареях и является прямым конкурентом более дорогим космическим спутникам, которые выполняют аналогичные задачи. Стоимость 'Зефира' достигает 1 миллиона фунта стерлингов; военный спутник стоит около 15 миллионов фунтов. Этот БЛА способен находиться над заданной точкой земной поверхности на высоте 20 километров в течение трех месяцев и вести фотосъемку местности с разрешающей способностью в 25 см.

Французская компания SAGEM разработала разведывательный БЛА Grecerelle. Его длина - 2,7 м, размах крыла - 3,3 м, максимальная взлетная масса - 110 кг, включая полезную нагрузку массой 37 кг. Его разведывательная аппаратура состоит из инфракрасного линейного сканера Cyclope IR 2000. С высоты 300 м разрешающая способность сканера составляет 45 см, а при наблюдении с высоты 2000 м разрешающая способность оптического устройства достигает 20 см. Французская армия закупила две системы Crecerelle, в состав каждой из них входит по 12 дронов.

В 2003 году Францией был инициирован проект Neuron. Предполагается, что к 2009 году будет построен прототип ударного летательного аппарата, способного самостоятельно выполнять боевые задачи, в частности, уничтожать наземные цели противника. Neuron будет построен с использованием антирадарной технологии защиты 'стелс' и оборудован самым высокотехнологичным вооружением. С целью создания демонстратора по программе Neuron были объединены усилия двух компаний - EADS и Dassault (с конца 90-х занимающейся разработкой боевых БЛА). Ранее Dassault стала партнером EADS по программе EuroMALE (European Medium Altitude Long Endurance), предусматривающей создание БЛА, обладающим большой продолжительностью полета. Каждая из программ обойдется налогоплательщикам в 300 млн. евро и обе они открыты для приобщения других европейских партнеров. К программе Neuron присоединились шведская фирма Saab и греческая HAI. Ожидается, что к ним присоединятся французские компании Thales и Sagem, а также итальянская Finmeccanica. Первый полет Neuron намечен на 2008 г., а EuroMALE на начало 2007 г.

На уровне министров обороны США и Германии было заключено соглашение о совместной работе над проектом Euro Hawk, который является дальнейшим развитием американского Global Hawk. Также Бундесвер и Пентагон заключили соглашение о поддержке совместимости германского БЛА Euro Hawk и американского Global Hawk. Финальная версия Euro Hawk, построенная к 2010 г., будет доступна для исследований и американским разработчикам. Однако уже сегодня Германия близка к тому, чтобы купить, по крайней мере, один готовый Global Hawk у США.

В целом на ближайшее десятилетие специалисты оценивают рынок дронов в 30 млрд. долл. США. Вероятно, что ежегодные общемировые расходы на приобретение беспилотных систем увеличатся с 2 млрд. в 2006 г. до 4,5 млрд. долл. США в 2014 году.

А что у нас?

О развитии беспилотной авиации в России

Руководство Вооруженных сил России также проявляет повышенный интерес к БЛА. В СССР работы по созданию БЛА различного назначения велись с начала 1930-х гг.

Во второй половине 1957 г. в КБ А.Н. Туполева была выделена небольшая группа специалистов, которая начала целенаправленно заниматься созданием беспилотного летательного аппарата. Подразделение входило в состав КБ и имело индекс "К". Руководил ею Алексей Андреевич Туполев.

Первым заданием нового коллектива стал беспилотный ударный самолет стратегического назначения (Ту-121, самолет "С"). Его технические характеристики: старт с ускорителями при взлетной массе 35 т, маршевый полет со скоростью до 2700 км/ч на высоте 22000 м при дальности до 4000 км. Проектирование летательного аппарата ставило ряд сложнейших технических вопросов. Это выбор и проверка на моделях необычной аэродинамической компоновки, вопросы тепловых нагрузок, радиоэлектронного оборудования, разработка автопилота, обеспечивающего как стабилизацию летательного аппарата, так и выполнение полета по заданной траектории. Необходимо было создать многорежимный короткоресурсный ТРД (турбореактивный двигатель), работающий весь полет в форсажном режиме, разработать воздухозаборник, обеспечивающий работу двигателя, как на дозвуковом режиме полета, так и на сверхзвуковом. Были вопросы, связанные с работой топливной системы с учетом нагрева топлива в полете, и ряд других проблем. Температура обшивки планера в полете была 100-120 °С. Работы по дальнему стратегическому беспилотному ударному самолету были в 1960 г. прекращены, но на их базе начались работы по созданию дальнего беспилотного самолета-разведчика "Ястреб" - ДБР-1. Они были успешно завершены в 1964 г., и с 1965 г. комплекс ДБР-1 начал изготавливаться серийно. По тому времени комплекс обладал уникальными данными. Он был полностью автономен для боевого применения, получения и обработки развединформации.

Самолет-разведчик "Ястреб" имел скорость полета 2700 км/ч, дальность - около 4000 км и высоту полета 19-22 км. Аппаратура, установленная на 'Ястребе', распознавала даже шпалы железнодорожных путей с такой высоты. По многим направлениям развития авиационной науки это был настоящий прорыв. Для ведения фоторазведки впервые были созданы длиннофокусные аэрофотоаппараты и станция радиотехнической разведки, которая фиксировала в полете все данные радиоизлучающих средств военного назначения. Через три года после начала эксплуатации ДБР-1 "Ястреб", КБ было поручено создание тактического комплекса "Рейс" и оперативно-тактического "Стриж".

Комплекс "Рейс" был разработан, испытан и передан в серийное производство в 1972 г. Всего было серийно изготовлено около 1000 этих летательных аппаратов. Комплекс "Рейс" поставлялся в ряд зарубежных стран, и эксплуатируется до настоящего времени. Комплекс оперативной разведки "Стриж"имеет более широкий диапазон применения разведывательной аппаратуры: фото -, ИК, теле -, лазерная и радиационная. Он обеспечивает ведение разведки на глубине до 450 км. Комплекс был быстро освоен строевыми частями и до настоящего времени находится на эксплуатации нашей армии. Комплекс "Рейс-Д" - следующая разработка КБ - сохранил все лучшее от комплекса "Рейс", но при этом его эффективность возросла в 3-4 раза, прежде всего за счет комплексирования разведоборудования. На самолете-разведчике "Рейс-Д" устанавливается аппаратура, обеспечивающая передачу информации в реальном масштабе времени и детальную разведку. Почти в два раза увеличилась дальность полета самолета, сократилось время подготовки и ввода полетного задания, уменьшилась минимальная высоту полета. Комплекс изготавливается серийно и находится в эксплуатации в строевых частях.

Не только на войне

Большое внимание уделяется созданию БПЛА для применения в гражданских целях. Первый в России многоцелевой беспилотный вертолетный комплекс МБВК-137 создан на фирме 'Камов'. Комплекс выполнен на базе вертолета Ка-137 и предназначен для решения задач экологического мониторинга, инженерной, геологической, химической разведки, патрулирования дорог, борьбы с террористами. Для этого может быть установлено любое оборудование по желанию заказчика - локатор, тепловизор, радиометрический модуль, ретранслятор.

НПКЦ 'Новик 21 век' спроектировало и построило БЛА ГрАНТ - Гражданский Аэродинамический Наблюдатель Телевизионный. БЛА предназначен для наблюдения за местностью и отдельными объектами и передачи на командный пункт информации в реальном масштабе времени, в том числе через Интернет. В сотрудничестве с НПК "Иркут" создаются БЛА массой от 2 до 850 кг для нужд МЧС России.

Многофункциональный высотный длительно барражирующий беспилотный летательный аппарат (БЛА) С-62 создается в 'ОКБ Сухого. Несколько лет назад специалисты "ОКБ Сухого" проанализировали развитие существующих в мире научно-технических программ по созданию "беспилотников" и обнаружили стойкую тенденцию к увеличению их размеров и массы, а также высоты и продолжительности полета. Аппараты с большим весом могут дольше находиться в воздухе, выше подниматься и дальше "видеть", берут на борт более 500 кг полезной нагрузки, которая позволяет решать задачи большого объема и с лучшим качеством. С-62 - аналог "Глобал Хоука", но отечественный аппарат немного меньше: его масса 8,5 тонны, длина - 14,4 м, высота - 3 м, размах крыла - 50 м, полезная нагрузка - 800-1200 кг. Он способен подняться на высоту 18-20 км, развить скорость 400-500 км/ч, и находиться в воздухе более 24 часов без дозаправки. По аэродинамическим характеристикам компоновка С-62 приближает аппарат к планеру. Самолет выполнен по аэродинамической схеме двухбалочная "утка" и имеет крыло большого удлинения. На центроплане крыла расположено вертикальное оперение. Силовая установка находится над центропланом в спаренной мотогондоле. С-62 оснащен двумя двигателями ТРДД, РД-1700, используемыми на самолетах Як-130 и МиГ-АТ (хотя прорабатываются и другие варианты двигателей). Эта машина будет легкой и радиопрозрачной, скорее всего из стеклопластика.
С-62 войдет предназначенх для выполнения широкого спектра задач гражданского назначения.

Благодарим заместителя начальника авиации 6-й армии ВВС и ПВО, полковника А.А. Шарова за помощь при подготовке материала