Идея применения привязных аэростатов для парашютного спорта не нова. В книге Г. Пожарова и В. Шевченко «Прыжки с парашютом с аэростата» (издательство ДОСААФ, 1956г.) подробно описана методика выполнения таких прыжков. Авторы утверждают, что пропускная способность аэростата выше, чем у самолёта, методика обучения проста, а стоимость существенно ниже.
Так, по данным Московского городского комитета ДОСААФ, зимой 1955 года с привязного аэростата за два с половиной месяца было выполнено более пяти тысяч прыжков, и при этом израсходовано не более полутора тонн автомобильного бензина.
Аэростат К-1500 «Колибри» относится к классу гибридных привязных аэростатов. Классические аэростаты стоят в воздушном потоке под углом примерно 5° и при усилении ветра или его порывах совершают волнообразные и подныривающие движения, а у гибридного аэростата (угол в потоке примерно 20°) аэродинамическая подъёмная сила его стабилизирует. При этом аэростатическая подъёмная сила не даёт аппарату упасть при стихании порыва ветра. В случае применения гибридного аэростата для тренировки парашютистов наличие аэродинамической подъёмной силы даёт ещё одно преимущество перед классическим аэростатом: значительное натяжение удерживающего троса. Так, для шестиместного аэростата (1500 м 3) усилие будет составлять от 600 до 2000 кгc, в зависимости от веса полезной нагрузки и силы ветра, что позволит производить подъём парашютистов на рабочую высоту двумя способами:
- Обычный: гондола поднимается на рабочую высоту вместе с аэростатом.
- Аэростат находится на рабочей высоте, а вверх поднимается гондола с парашютистами, закрепленная на закольцованном тросе: в то время пока заполненная гондола идёт вверх, пустая спускается (аналог канатной дороги). Учитывая скороподъёмность 4 м/с, на высоту 2000 метров (при вместимости 6 человек), получаем цикл выброски 5-6 парашютистов за 10 минут. Кроме того, этот способ позволяет избежать неприятного для всех аэростатов момента прохода приземных турбулентных потоков и нахождения у земли в незашвартованном состоянии. Подъёмная гондола может быть оборудована парашютной баллистической системой спасения.
Применение прыжкового аэростатного комплекса К-1500 «Колибри» значительно снижает стоимость прыжка, позволяет сохранить ресурс самолетам, работающим на выброску парашютистов, и привлечь большее число желающих совершить первый и последующие прыжки. При соответствующей высоте подъёма становятся доступными ознакомительные прыжки с инструктором (тандем) и спортивные прыжки в рамках дисциплин классической точности приземления и скоростного пилотирования купола.
В качестве стартовой платформы аэростатного комплекса используется мобильное удерживающее устройство — специально оборудованный автомобиль либо автомобильный прицеп, оснащённый лебёдкой, причальными опорами, комплектом снаряжения, системами энергообеспечения, газонаполнения, вакуумирования.
Область применения аэростатов К-1500 — преимущественно первоначальная подготовка с парашютными системами, уложенными на принудительное раскрытие основного купола, что позволяет охватить не только гражданский сектор, но и прыжки в рамках военной подготовки военнослужащих при значительном снижении стоимости прыжка по сравнению с использованием для выброски самолётов и вертолётов.
Технические характеристики гибридного аэростата для обучения парашютистов К-1500 «Колибри»:
| Количество парашютистов | 6 |
| Рабочая высота | 2000 м |
| Объём газа | 1500 м 3 |
| Компенсационный объём | 450 м 3 |
| Полный объём оболочки | 1950 м 3 |
| Количество баллонов гелия на одну заправку | 250 |
| Потери гелия | 3,36 м 3 /сут. |
| Диаметр оболочки (ширина) | 16,3 м |
| Длина аэростата | 26,7 м |
| Высота аэростата | 11,8 м |
| Площадь оболочки | 840 м 2 |
| Площадь оперения | 150 м 2 |
| Масса аэростата | 300 кг |
| Масса полезной нагрузки | 600 кг |
| Количество гондол | 2 |
НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 2/2006, стр. 54-57
Подполковник С.И.МЕХ ,
начальник группы
Научно-исследовательского института
Вооруженных Сил Республики Беларусь
Полковник Ю.А.СЕМАШКО ,
заместитель начальника
по учебной и научной работе
военного факультета
Белорусского государственного университета
информатики и радиоэлектроники
Динамичный характер ведения современных военных действий, стремление противника уничтожить жизненно важные объекты инфрастуктуры государства, к которым, в первую очередь, относятся система управления Вооруженными Силами и ее основной элемент - система связи, вызывают необходимость поиска путей совершенствования качества их функционирования. Повышения устойчивости, мобильности, пропускной способности системы связи можно достичь за счет создания разветвленных сетей связи, в том числе с использованием телекоммуникационных систем (ТС), развернутых на самолетах, беспилотных летательных аппаратах, аэростатах.
В настоящее время в ряде государств, в том числе в Российской Федерации, особое внимание уделяется проработке концепций использования аэростатов в качестве несущих платформ телекоммуникационных систем для гражданских и военных нужд .
Данная идея не является новой. В бывшем СССР и за рубежом работы по передаче радиосигналов с привязных аэростатов, поднятых на высоту 2-3 км, велись еще в 1930-х гг. Во время Великой Отечественной войны эти системы были значительно улучшены и обеспечивали достаточно надежную связь. Так, именно на привязном аэростате в блокадном Ленинграде был установлен передатчик, транслировавший первое исполнение 7-й симфонии Шостаковича.
В конце 50-х годов Киевским общественным бюро по воздухоплаванию была разработана аэростатная ретрансляционная станция, представлявшая собой привязной аэростат с жесткой оболочкой объемом 220 тыс. куб. м и расчетной рабочей высотой до 9 км .
Во время ведения боевых действий в Афганистане использование аэростатов в условиях горной местности позволяло Советской Армии увеличивать дальность радиосвязи в 4 - 5 раз. Именно таким образом обеспечивалась связь с командными пунктами, находившимися вне прямой видимости. Уже несколько десятилетий военно-морские силы используют воздухоплавательные технологии, поднимая на аэростатах трос-антенну, что обеспечивает связь с погруженными подводными лодками .
Телекоммуникационные системы, развернутые на аэростатах, имеют ряд достоинств, которые выгодно отличают их от других носителей. Основными из них являются:
Аэростаты удовлетворяют требованиям геостационарности (возможность продолжительного нахождения над одной точкой земной поверхности), стратосферные телекоммуникационные платформы на базе аэростатов можно размещать в любом месте, обеспечивая удовлетворение нужд мобильных сетей связи, сети Интернет, телевизионного и радиовещания как с точки зрения качества гарантируемых предоставляемых услуг, так и с точки зрения их экономической эффективности;
Качество передаваемого сигнала через ТС, размещенную на аэростате, приближается по характеристикам к спутниковому, что позволяет с помощью этих систем решать комплексные задачи телекоммуникационного и информационного обеспечения в условиях, где невозможно или нецелесообразно прокладывать кабель;
Аэростаты обеспечивают высотное положение передатчиков и ретрансляторов и способны заменить десятки и сотни типовых мачт. Стоимость аэростатной телекоммуникационной платформы на порядок ниже суммарных затрат на антенно-мачтовые устройства (радиус охватываемой одним аэростатным комплексом территории в зависимости от оборудования и высоты подъема может составлять от 50 до 1000 км);
Зоны покрытия аэростатными ТС позволяют создавать целостные информационные магистрали (глобальные беспроводные сети) и решать проблему «последней мили» (отрезок инфраструктуры от основной магистрали до конечного потребителя - длиной от нескольких сот метров до 20 - 30 километров);
В отличие от ТС, развернутых на искусственных спутниках земли, обеспечивается возможность оперативного дистанционного управления ТС, их ремонта и переоснащения.
Однако наряду с несомненными достоинствами аэростатных ТС существуют и недостатки в эксплуатации, основными из которых являются:
Необходимость сохранения аэростатной ТС в устойчивом состоянии, что важно для стабильной передачи сигнала, влечет за собой потребность в разработке специальных систем, способных поддерживать равновесие даже при ураганном ветре;
Существующие аэростаты, имеющие сигарообразную форму, вынуждены выполнять маневры с большим радиусом разворота для установки станции над нужной территорией, что создает трудности в осуществлении передачи в процессе движения;
Необходимость введения запрета на полеты воздушных судов в районах расположения средневысотных и маловысотных аэростатов;
Низкая живучесть аэростатов при использовании их в условиях боевых действий, что требует обеспечения их противовоздушной защиты, охраны и обороны наземных элементов.
Обзор источников показывает, что сегодня можно выделить три основных категории аэростатов, которые используются для обеспечения телекоммуникационных потребностей. К ним относятся: стратосферные аэростаты (высота подъема 20 - 25 км), средневысотные (1 - 10 км) и маловысотные (до 1 км) (малообъемные) аэростаты.
Среди основных проектов стратосферных аэростатов, разрабатываемых в мире, можно выделить: Sky Station компании Sky Station International (США), HASPA (High-Altitude Superpressure Powered Aerostat) (США), Stratellite компаний Sanswire Technologies и Telesphere Communications (США); систему ISD (Германия), StratSat британской компании Advanced Technology Group, Stratospheric Wireless Access Network (Япония) и «Беркут» воздухоплавательного центра «Авгуръ» (РФ). Характеристики данных аэростатов приведены в таблице 1 .
Стратосферные аэростаты представляют собой стабильно находящиеся на заданной высоте беспилотные платформы, обеспечивающие подъем до 2 тонн полезной нагрузки, управляемые с наземного диспетчерского центра. Положение аэростата контролируется при помощи наземных станций слежения, для коррекции маршрута полета и маневрирования используются новейшие системы контроля полета, например GPS (Global Positioning System). Непосредственно на оболочке аэростата располагаются панели с солнечными батареями, что позволяет накапливать солнечную энергию и использовать ее для удержания аппарата в течение многих месяцев в заданной точке. Для связи между аэростатами и передачи данных могут использоваться спутники связи (для связи с орбитальным спутником широкополосный передатчик Sky Station будет использовать частоты 47,2 - 47,5 ГГц и 47,9 - 48,2 ГГц для связи с землей).
Сеть таких аэростатов позволит обеспечивать высококачественный телекоммуникационный сервис, исключив само понятие «мертвой зоны». Прогнозируется, что площадь обслуживания каждого аппарата составит от 20 000 км2 (дирижабль ISD) до 600 000 км2 (Stratellite) , что, по предварительным оценкам, сопоставимо с потенциалом огромного количества антенных мачт наземного базирования (например, один аэростат Stratellite или StratSat способен заменить до 14 000 мачт ).
В составе телекоммуникационного оборудования на аэростате могут использоваться станции сотовой, 3G/4G мобильной связи, мультимедийных услуг MMDS, пейджинговой, фиксированной беспроводной телефонии, высокочастотного телевизионного вещания и др. Помимо предоставления доступа в Интернет, такие глобальные беспроводные системы позволят выводить на рынок телекоммуникаций такой специфический продукт, как «антенный массив», который будет поддерживаться ресурсом аэростатных платформ. Эти ТС будут обладать большой пропускной способностью информации. Так, одна ТС, размещенная на ISD, позволит одновременно поддерживать до 100 000 телефонных переговоров, а в будущем на ней можно будет размещать также и высокопроизводительные серверы для обработки данных . По оценкам разработчиков , аэростатная ТС, например Stratellite, будет способна обеспечивать скорость передачи данных от 25 до 155 Мбит/с - в зависимости от установленного оборудования и высоты подъема платформы.
Срок постоянной вахты аэростата составляет от 6 месяцев до 5 лет.
Особое внимание необходимо обратить на российские аэростатные ТС «Беркут». Эта разработка может быть использована как в гражданских, так и в военных целях . С помощью серии подобных аэростатных ТС можно обеспечить полный охват всей территории России и ряда сопредельных областей. Стратосферный дирижабль будет поддерживать информационный канал с орбитальным спутником, передавая сигнал на привязные аэростаты типа «БАРС», которые будут применяться для решения проблемы «последней мили». Для дирижабля «Беркут» разработан специальный мобильный пневмоэллинг, позволяющий дирижаблям стартовать и швартоваться в регионах с неразвитой инфраструктурой или удаленных от экономических центров. Как считают военные эксперты, обширные пространства России и трудноконтролируемые протяженные границы делают аэростаты оптимальной техникой по критерию «эффективность - стоимость» .
Основными достоинствами ТС, размещенных на стратосферных аэростатах, являются:
Способность сохранять устойчивое состояние при неблагоприятных погодных условиях;
Большая площадь обслуживания (для покрытия территории Республики Беларусь требуется (в зависимости от модели) от 2 до 6 аэростатов);
Высокая грузоподъемность (вес полезной нагрузки колеблется от 1000 до 2000 кг в зависимости от модели);
Способность находиться в воздухе длительное время (от 6 месяцев до 5 лет);
Возможность установки солнечных батарей для обеспечения энергоснабжения находящейся на борту телекоммуникационной аппаратуры;
Автономное нахождение в воздухе.
К недостаткам можно отнести необходимость развертывания и содержания специальных довольно сложных систем старта и швартовки, слежения и управления, включающих наземные и спутниковые станции, что значительно увеличивает стоимость обслуживания ТС.
В связи с этим стратосферные аэростаты могут применяться совместно различными министерствами и ведомствами в качестве многоцелевой платформы. Министерство обороны Республики Беларусь в данном случае может участвовать в совместном проекте по эксплуатации аэростатов или арендовать в своих интересах ресурс телекоммуникационного оборудования аэростата для ретрансляции трафика, организации сети радиодоступа мобильных абонентов, обработки данных, развертывания вычислительных сетей и др.
Эксперты высоко оценивают перспективы ТС, развернутых на средневысотных аэростатах. Основными разработчиками и производителями средневысотных аэростатов являются ARC (США), «Пума» и «Ягуар» (РФ). ARC способен поднимать груз до 700 кг на высоту от 3 до 10,5 км с охватом территории диаметром от 55 до 250 км (или 1,5 млн. потребителей) в зависимости от имеющегося на аэростате оборудования. Характеристики аэростатов «Пума» и «Ягуар» приведены в таблице 2 .
Эти аэростаты могут нести на борту различную аппаратуру связи, будучи, таким образом, сравнительно недорогой альтернативой спутниковым носителям. Полезный груз размещается на ферме, подвешенной под оболочкой, в защитном мягком герметичном обтекателе. Обтекатель аэростата вмещает цифровые передатчики различных видов связи (телефонной, пейджинговой, телевизионной и др.), обеспечивая ее на частотах любого типа на территории до 100 000 квадратных километров.
Кабель-трос удерживает аэростат во время подъема, спуска и стоянки на рабочей высоте, обеспечивая электроснабжение бортовых систем и полезного груза, а также отвод молнии и статического электричества (аэростат «Пума»). Наземный комплекс обслуживания гарантирует нормальное функционирование аэростата на рабочей высоте, его подъем и спуск, наземное обслуживание на всех этапах работы, а также обслуживание полезного груза.
Комплекс наземного обслуживания включает в себя аэростатное удерживающее устройство, оснащенное лебедкой, средства газо- и воздухораспределения и профилактического обслуживания, систему энергоснабжения, наземный пункт управления.
Основными достоинствами ТС, размещенных на средневысотных аэростатах, являются:
Достаточно большая площадь покрытия при небольшой высоте подъема;
Высокая мобильность (скорость подъема и спуска); -простота эксплуатации (подъема, спуска, управления);
Способность находиться в воздухе в течение одного месяца;
Высокая грузоподъемность;
Не требует установки специальной аппаратуры для сопряжения с наземными терминалами.
Aeros в качестве носителя телекоммуникационного оборудования ARC.
В качестве недостатков можно отметить:
Наличие кабеля-троса;
Необходимость обеспечения электроснабжения при помощи наземной станции по кабелю-тросу.
Средневысотные аэростаты могут найти самое широкое применение при организации связи в интересах управления Вооруженными Силами в мирное и военное время на стратегическом и оперативном уровне.
В первую очередь целесообразно рассмотреть вопрос о применении их в качестве воздушных опорных узлов связи при развертывании опорной сети системы связи объединения. Благодаря способности аэростата обслуживать значительную территорию без «мертвых зон» при многостанционном доступе при построении опорной сети связи не потребуется частое изменение ее структуры, что сократит количество сил и средств, привлекаемых для ее развертывания. Воздушные опорные узлы связи будут применяться тогда, когда наземные станции не смогут обеспечить требуемый уровень живучести опорной сети связи или их применение окажется нерациональным. Это может произойти в случае действий войск объединения на разных направлениях, при глубоком вклинении противника, при обеспечении связи с окруженными войсками, при ведении маневренных действий, при проведении контрударов. Опорная сеть связи в этом случае может строиться не во всей полосе обороны объединения, а очагово, по направлениям действий войск. Наличие воздушных опорных узлов связи сделает опорную сеть связи «объемной», что, несомненно, повысит ее устойчивость.
Другим направлением использования средневысотных аэростатов является обеспечение радиодоступа подвижных абонентов к ресурсу опорной сети связи в зоне обслуживания. Установка на аэростате станции радиодоступа позволит сократить количество аналогичных наземных станций, обеспечить подвижных абонентов всем спектром телекоммуникационных услуг от телефонной связи до передачи данных и видеоизображения.
Большое значение придается разработке маловысотных (малообъемных) привязных аэростатов , среди которых выделяются комплексы «БАРС» и «Рысь», разработанные Воздухоплавательным центром «Авгуръ» и ИППИ РАН (РФ), состоящих из наземного причального устройства, привязного аэростата и базовой радиомодемной станции, с которой установленная на платформе передающая станция связана кабель-тросом . В качестве носителя ТС был взят малообъемный аэростат, который значительно проще в изготовлении и эксплуатации, чем западные воздухоплавательные системы такого же класса. Автоматизированную работу лебедки обеспечивает компьютер, благодаря чему за несколько минут можно плавно поднимать и опускать аппарат, контролируя работоспособность кабель-троса (кевларовый трос, комбинированный с оптоволоконным и электрическим кабелями).
Комплексы позволяют использовать в единой системе как имеющиеся антенны, так и возможности маловысотной платформы. Полезная нагрузка включает оборудование для доступа в Интернет, передачи цифрового телевидения, обеспечения сотовой, пейджинговой, транкинговой связи, обеспечения проведения видеоконференций, электронной торговли (в том числе и для государственных нужд) и др.
Радиооборудование подключается «витой парой» к маршрутизатору (серверу) локальной сети. Максимальная грузоподъем
ность аэростатных установок - 100 - 120 кг, что позволяет реа-лизовывать телекоммуникационные проекты (например, базовая станция стандарта CDMA весит 54 кг). С помощью платформ будут создаваться телекоммуникационные и ретрансляционные сети для обеспечения высококачественной беспроводной связи, что также позволит решить целый ряд специальных задач. Для наполнения оболочки и первого подъема аэростата требуется 4-6 человек. Регулярные операции, в том числе инспекция и повторное наполнение, требуют участия 1-2 человек.
Характеристики аэростатов «БАРС» и «Рысь»приведены в таблице 3 .
При создании сети связи с помощью малообъемных аэростатов-носителей обеспечиваются:
Гибкость архитектуры сети и возможность ее оперативной модификации (высокая мобильность);
Высокая скорость передачи информации, а также соединение АТС между собой беспроводными каналами связи со скоростью до 10 Мбит/с (а с учетом новейших технологий - значительно больше);
Быстрота проектирования и реализации, что важно при жестких требованиях ко времени построения сети;
Покрытие территории без «мертвых зон»;
Простота управления оборудованием.
Основным недостатком малообъемных аэростатов является малая грузоподъемность.
Малообъемные дирижабли могут найти широкое применение в тактическом звене управления в качестве ретрансляторов и станций радиодоступа для обеспечения связи при действиях соединений (воинских частей) на широком фронте, очаговом ведении обороны, при маневренных действиях, при передвижении войск. Применение малообъемных дирижаблей должно увязываться с использованием средневысотных аэростатов для создания единого информационного пространства в полосе действий войск.
Вопрос о возможности применения аэростатов в интересах обеспечения связи при решении задач управления Вооруженными Силами в мирное и военное время требует дальнейшего детального изучения и проведения оперативно-тактического и технико-экономического обоснования с привлечением специалистов из различных областей знаний.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бендин С.В. Аэростатные телекоммуникационные платформы// Радиоэлектроника и телекоммуникации. - 2003. -2(26) и 4(28).
2. Бендин С.В. Беспроводные сети на высотных дирижаблях для войны и мира (20.03.03) /[Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://cnews.ru/newcom/index.shtml?2003/03/20/142206.
3. Низкоорбитальные дирижабли придут на замену спутникам связи /[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// inventors.ru/index.asp ?mode= 988.
4. Привязные аэростаты «Пума» и «Ягуар» / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rosaerosystems.pbo.ru/russian/product/puma.html.
5. Малообъемные аэростаты «БАРС» и «Рысь» /[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rosaerosystems.pbo.ru/ russian/product/au_17.html.
Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте
HTML clipboard
Привязные аэростаты и их применение
Полковник Н. Мехоношин
Привязные аэростаты применяются в военных целях с конца XVIII века. Сначала они использовались для наблюдения за полем боя и передвижениями войск в районе боевых действий, а в дальнейшем и для корректировки огня артиллерии. Во время второй мировой войны такие аэростаты служили главным образом в качестве средств воздушного заграждения для обороны от низколетящих самолетов. Особенно широко они применялись в ПВО Великобритании, где поднимались на стальном привязном тросе на высоту до 1000 м, даже легкого столкновения с тросом было достаточно, чтобы вывести самолет из строя,
В ходе агрессивной войны во Вьетнаме американцы на привязных аэростатах поднимали в воздух радиоретрансляционные станции с целью облегчения связи между командными пунктами и передовыми подразделениями сухопутных войск. Применялись два типа аэростатов: объемом оболочки 150 м3 с трехкилевым хвостовым оперением и объемом 170 м3 с крестообразным хвостовым оперением. Аэростаты с радиоретрансляционными станциями поднимались на высоту почти 300 м, что позволяло передавать принимаемые из-за холмов радиосообщения на дальность до 35 км. Аэростаты с объемом 150м3 использовались также для предупреждения своих войск о проникновении противника. Для этой цели на находящемся на небольшой высоте аэростате устанавливались высокочувствительный микрофон и радиопередатчик, с помощью которых подслушивались разговоры и команды проникающего в джунгли противника и передавались сигналы предупреждения своим войскам.
Опыт использования привязных аэростатов в войне в Юго-Восточной Азии пробудил заинтересованность государственных органов США и промышленности в дальнейшем совершенствовании их конструкции и оборудования. Так, в 1968 году лабораторией полигонных измерений космического центра имени Кеннеди начала осуществляться специальная программа НИОКР по привязным аэростатам, в рамках которой была разработана и испытана серия аэростатов BJ (по начальным буквам имен конструкторов) с объемом оболочек 600-2500 м3. На тандемной связке из двух аэростатов этой серии был осуществлен рекордный для того времени подъем на высоту 4000 м верхнего аэростата и на 3000 м - нижнего. В 1968-1972 годах министерством обороны США проводились работы по привязным аэростатам. В их ходе было построено более 50 аэростатов типа «Фэмили-2» с объемом оболочек 5600 м3 - более 11000 м3. Они использовались для решения различных военных и коммерческих задач, включая ретрансляцию радиопередач, радиолокационное наблюдение, радио- и радиотехническую разведку.
Дальнейшее развитие привязных аэростатов в США шло в направлении повышения массы полезной нагрузки и подъема ее на большую высоту. А это прямо связано с увеличением объема оболочки аэростата, поскольку 1 м 3 несущего газа гелия может поднимать только 1 кг массы, включая массу конструкции и полезной нагрузки аэростата. Некоторое увеличение полезной нагрузки осуществлялось путем облегчения конструкции благодаря изготовлению ее из более легких и прочных материалов. Кроме того, совершенствовалась и аппаратура, входящая в полезную нагрузку, - снижалась ее масса и улучшались характеристики. Привязные аэростаты продемонстрировали возможность их успешной эксплуатации на высотах порядка 5500 м. За последние 10 лет в развитие привязных аэростатов для военных и коммерческих целей в США было вложено более 300 млн. долларов и, по оценке иностранной прессы, свыше 400 млн. долларов израсходовано на сооружение и оборудование для их эксплуатации в различных районах земного шара.
В последние годы американские специалисты стали уделять внимание привязным аэростатам относительно небольших размеров, создаваемым на базе аэростатов типа «Фэмили-2». После 1981 года было разработано и изготовлено восемь систем аэростатов с объемом оболочки около 700 м3 и пять систем с объемом оболочки порядка 1500 м3. Большинство из них было развернуто на надводных кораблях длиной 40-70 м, а несколько - на мобильных наземных установках. Все они, за исключением одной аэростатной системы, несли в качестве полезной нагрузки обзорные РЛС и использовались для различных военных и коммерческих целей, включая борьбу с контрабандой наркотиков. Одна из систем применялась для развертывания антенны длинноволновой радиостанции, в качестве которой служил привязной трос. Аэростат с места хранения транспортировался в пункт подъема, швартовался, наполнялся гелием, поднимался на высоту 900 м и приводился в готовность для радиопередач на длинных волнах. Эта операция выполнялась за 5 ч.
Основными поставщиками привязных аэростатов в США являются фирмы ILC Dover, RCA и ТСОМ (филиал фирмы «Вестингауз»).
Фирма ILC Dover выпускает стандартные привязные аэростаты с объемом оболочки до 7000 м3 следующих типов.
Аэростаты серии SSP (Stable Sensor Platform) разработаны на базе аэростата «Фэмили-207» и имеют оболочку с объемом 85 - 1070 м3. У типичного аэростата этой серии SSP-6000 оболочка эллиптической формы с трехкилевым оперением. Максимальный объем заполняемой гелием оболочки 170 м 3, объем баллонета с воздухом 28 м3. Для регулировки давления в оболочке в зависимости от подъема или снижения, температуры наружного воздуха и других факторов на аэростате установлен нагнетатель, работающий от электрической батареи, и автоматический клапан регулировки давления. Максимальная высота подъема аэростата 1500 м, допустимая скорость ветра до 80 км/ч.
| Рис. 1. Привязной аэростат 25М системы STARS американской фирмы ТСОМ |
|
| Рис. 2. Привязной аэростат 365В,Н (Mk7-S) в варианте LASS |
|
| Рис. 3. Английский привязной аэростат «Снайнет» пассивной системы ПВО «Рэмпарт» |
Аэростат с объемом оболочки 7000 м3 создан для ВВС США и предназначен для радиолокационного наблюдения. Оболочка аэростата эллиптической формы, с крестообразным хвостовым оперением.
Длина оболочки 53,3 м, максимальный диаметр 17,3 м. Внутри ее размещен баллонет объемом до 3000 м3. Аэростат может поднимать полезную нагрузку массой 450 кг на высоту около 3600 м. Одним из вариантов полезной нагрузки является радиолокационная станция AN/DPS-5, способная обнаруживать с высоты 3000 м низколетящие (на высоте 30 м) цели с эффективной площадью рассеяния 5 м2 на дальностях до 280 км.
Фирма RCA выпускает привязные аэростаты с объемом оболочки 1300- 7000 м3, используемые как носители радиолокационных, электронно-оптических и акустических датчиков. Ниже приводятся данные о типичных стандартных привязных аэростатах фирмы RCA.
Аэростат с объемом оболочки 1586 м3 предназначен для развертывания на судах длиной порядка 60 м. Оболочка имеет длину 33г4 м, максимальный диаметр 5,56 м. Внутри ее размещен баллонет объемом 453 м3. Полезная нагрузка аэростата включает модифицированную РЛС AN/APS-128J, способную обнаруживать с рабочей высоты 760 М морские цели на дальностях до 110 км. Привязной трос аэростата рассчитан на усилие на разрыв до 6350 кг. По электрическому кабелю в тросе может передаваться электроэнергия для питания РЛС и другого оборудования с мощностью до 8 кВ А.
Аэростат с объемом оболочки 7000 м3 представляет собой модифицированный аэростат фирмы ILS Dover и используется для радиолокационного наблюдения. На нем устанавливается обзорная РЛС AN/DPS-5 и вспомогательная аппаратура AN/APX-76 системы опознавания с дальностью действия до 460 км. Аэростат может применяться как со стационарных, так и с мобильных наземных установок.
Фирма ТСОМ изготавливает оболочки аэростатов из слоев ткани тедлар, майлар и дакрон, склеенных полиэфирной смолой, что обеспечивает при небольшой удельной массе высокую прочность и стойкость по отношению к погодным условиям, Привязные тросы изготавливаются из синтетического материала кевлар-29. Внутри тросов содержится электропроводка для питания аппаратуры на аэростате. Выпускаемые тросы имеют прочность на разрыв от 5000 кг (для небольших аэростатов) до 30 000 кг (для крупных) с суммарной мощностью потребляемой электроэнергии 3,5 - 31,5 кВт. Наибольшее распространение получили следующие аэростаты этой фирмы.
Аэростат 25М системы STARS (Small Tethered Aerostat Relocatable System)
«Литтон») либо AN/APG-66 («Вестингауз»). При высоте подъема аэростата 750 м
дальность действия РЛС по морским целям составляет 110 км. Аэростат системы
STARS может эксплуатироваться при горизонтальном ветре до 90 км/ч и при порывах
ветра до 130 км/ч. Заполненный гелием, он способен находиться в воздухе
непрерывно в течение двух недель, после чего требуется спустить его, пополнить
гелием и провести техническое обслуживание радиоэлектронной аппаратуры.
имеет оболочку объемом 700 м3, длину 25 м и максимальный диаметр 8 м. Несущий
газ гелий, трехкилевое хвостовое оперение и хвостовой конус оболочки наполняются
воздухом. Баллонет максимальным объемом 200 м3, заполняемый воздухом для
регулировки давления несущего газа, образуется нижней поверхностью оболочки и
гибкой диафрагмой, отделяющей воздух баллонета от гелия, находящегося в основном
объеме оболочки. Полезная нагрузка аэростата массой 125 кг, размещаемая в
обтекателе под нижней частью оболочки, может включать французскую
радиолокационную станцию LMT для наблюдения за полем боя или американские
обзорные РЛС 504 (фирмы
Система STARS развертывается на судах малого водоизмещения или на мобильных наземных установках, размещаемых на одном либо двух прицепах (рис. 1). Развернутая на судах система STARS успешно применялась за Северным полярным кругом в море Бофорта, а также на юге в Карибском море.
Аэростат 365В/Н (Mk7-S) имеет оболочку объемом 11 640 м 3, длиной 59,2 м и максимальным диаметром 17,3 м. Крестообразное хвостовое оперение и основной объем оболочки заполняются гелием. Баллонет с воздухом для регулировки давления в оболочке имеет объем 5300 - 6300 м3. Оболочка аэростата изготавливается из тех же материалов, что и аэростата системы STARS. Общая масса аэростата 365В/Н 5200 кг, в том числе масса полезной нагрузки 1800 кг. В качестве ее используется аппаратура радио- и радиотехнической разведки, радиолокационная станция и аппаратура передачи данных. РЛС AN/TPS-63, которая может устанавливаться на аэростате, обеспечивает с высоты 3000 м обнаружение низколетящих целей на дальностях до 280 км. Рабочая высота подъема аэростата 3000 - 4500 м в зависимости от варианта. Он эксплуатируется на наземной установке с монорельсовым путем по окружности (радиус 30 м), позволяющей ориентировать аэростат по ветру. Привязная система рассчитана на скорость ветра у земли до 160 км/ч.
Вариант аэростата под обозначением LASS (Low Altitude Surveillance System, рис. 2) эксплуатируется в интересах таможенной службы США на Багамских о-вах. Этот же вариант аэростата с РЛС AN/TPS-63 в 1986 году демонстрировался в Саудовской Аравии в качестве дополнения и резервирования самолетов дальнего радиолокационного обнаружения и управления Е-ЗА системы АВАКС.
Дальнейшее развитие привязных аэростатов в США намечается вести в направлении увеличения высоты их подъема (7500- 9000 м). Для подъема необходимой полезной нагрузки на эти высоты потребуется оболочка аэростата объемом около 28 000 м3. Планируется также создать более легкие и прочные материалы для оболочки и привязного троса и усовершенствовать конструкцию Самой оболочки.
В Великобритании продолжаются работы над привязными аэростатами, используемыми в качестве средств воздушного заграждения. В частности, фирм а «Уоллоп индастриз» разработала систему пассивной ПВО «Рэмпарт» с привязными аэростатами «Скайнет» (рис. 3). В этой системе аэростаты совместно с дымообразующими приборами, противорадиолокационными отражателями и ИК ловушками поднимаются на привязном тросе из кевлара на высоту порядка 1000 м. Привязной трос служит также и для повреждений низколетящих самолетов.
Английская фирма «Эрборн индастриз» создала аэростатную систему первоначальной подготовки парашютистов, использующую для подъема парашютистов на высоту привязной аэростат. В состав системы входят собственно аэростат с максимальным объемом оболочки 1510 м3, гондола, в которой размещаются шесть парашютистов и инструктор, стальной привязной трос, грузовой автомобиль с гидравлической лебедкой, приводимой от дизельного двигателя мощностью 115 Л. с. Гондола с парашютистами может быть поднята аэростатом на любую высоту, допускаемую 1500-м привязным тросом, однако стандартная высота подъема при тренировках составляет 300 м. Цикл подъема аэростата на эту высоту, прыжков шести парашютистов и спуска аэростата для подготовки к последующему подъему занимает 10 мин. Эксплуатация системы показала, что привязной аэростат для первоначальной подготовки парашютистов применять в несколько раз экономичнее, чем транспортный самолет. Кроме того, при прыжках парашютистов из гондолы аэростата в невозмущенную турбулентной спутной струей самолета воздушную среду значительно снижается возможность Отказа в раскрытии парашюта.
12.09.2003, Пт, 14:09, Мск
В небе салона МАКС-2003 были представлены многочисленные привязные аэростаты, в том числе военного и специального назначения. Один из них, «Рысь» (Au-27, НПО «РосАэроСистемы»), был снабжен видеокамерой, небольшой РЛС и радиостанцией для передачи информации на командный пункт. Но самые интересные «сторожевые баллоны» - «Пума» (Au-21, НПО «РосАэроСистемы») и «Ягуар» - попросту запретили к показу на аэрокосмическом салоне. В то же время, как стало известно на неофициальном уровне, привязные аэростаты «Пума» вскоре должны поступить на вооружение армии Китайской Народной Республики.Правда, два макета «Пумы» с измененным соотношением размерных характеристик были представлены на стендах предприятия-госпосредника ФГУП «Рособоронэкспорт» (официальный продавец этих изделий на внешнем рынке) и аффилированных компаний «Авгуръ» и «РосАэроСистемы» (первая специализируется на разработке и изготовлении летательных аппаратов легче воздуха, вторая - на маркетинге).
Привязные аэростаты «Пума» будут использоваться для охраны китайских границ в качестве станций слежения и раннего обнаружения, а также как ретрансляторы.
После террористических актов, в первую очередь, 11 сентября в США, интерес спецслужб и военных к аппаратам подобного назначения значительно возрос. Используемые в наши дни привязные аэростаты, как правило, способны работать на высотах до 5-6 километров около месяца в автономном режиме. При этом стоимость самого аэростата-носителя без полезной нагрузки не превышает $100 тыс.
Передовой опыт
Ретрансляционные комплексы компании TCOM, по своим возможностям превосходящие наземные телевизионные башни, уже функционируют в Иране, Южной Корее и Нигерии.После «выдвижения» США в Афганистан и Ирак аэростаты той же компании TCOM с аналогичными целями стали использоваться в Афганистане и Кувейте.
Израиль так же активно использует оснащенные РЛС аэростаты-пограничники. Первый из них был развернут на юге страны еще в 1993 г. В начале февраля 2003 г. на выставке «Аэро Индия-2003» был представлен привязной аэростат нового поколения Border Proteсtion («Защита границы») .
Российские специалисты считают, что производители аэростатов и дирижаблей могут занять до 10% мирового рынка средств разведки и наблюдения воздушного базирования.
Российские системы
«Пума» обеспечивает круглосуточное радиолокационное наблюдение в течение 25 дней без посадки на высотах от 2 до 5 км, рабочая высота зависит от веса полезного груза. Это позволяет контролировать территорию диаметром 700 км, а также использовать аппарат в качестве относительно недорогой альтернативы спутниковым носителям . Связь любого типа может передаваться на территории до 100000 кв. км. Для удержания на заданной высоте, подъема, спуска и стоянки, а также электроснабжения используется кабель-трос. Обшивка «Пумы» - это уникальный отечественный материал UR-2310 на базе высокомолекулярных нитей RUSAR, полиуретановой пленки и адгезивов.
Компоновочная схема привязного аэростата «Пума»
В этом году первую «Пуму» собирается ввести в строй Китай на побережье провинции Фуцзянь вблизи Тайваньского пролива. Спектр использования самый широкий - от борьбы с контрабандистами до использования в системе ПВО. Предполагается, что это не единственная «Пума», которая поступит в распоряжение Китая.
Сейчас за рубеж поставляются лишь «Пумы», но уже имеется усовершенствованная версия «Ягуара», разработки которого продолжаются в рамках совместных работ российских силовиков и аффилированных компаний «Авгуръ» и «РосАэроСистемы».
Технические данные привязного аэростата ЯГУАР и ПУМА
|
Примечание: скорость ветра более 33 м/сек. соответствует тропическому урагану, это высший (двенадцатый) балл по шкале Бофорта.
Привязной аэростат «Пума», по зарубежным данным и неофициальным сведениям от отечественных специалистов, оснащается из комплекта радиоэлектронной аппаратуры «Морской змей» (разработка холдинговой компании «Ленинец», НИИ «Вектор» и НИИ «Системотехника» из Санкт-Петербурга). «Морской змей» предназначен для решения задач на море и включает различные устройства и модули:
- три модификации высокопотенциальной РЛС SD1 для различных классов летательных аппаратов, такие РЛС способны сопровождать одновременно до 32 целей;
- радиогидроакустическая система SD2 предназначена для обнаружения подводных лодок по шумоизлучению, определения пеленга, измерения вертикального разреза скорости звука по глубине и т.п;
- магнитометрическая система предназначена для обнаружения магнитных аномалий и определения их параметров;
- гидроакустический модуль для эхо- и шумопеленгования, акустической связи и т.д.;
- система радиотехнической разведки SD6, теплотелевизионная система SD5 для обнаружения, сопровождения и распознавания наземных целей. В комплект также входят командно-тактическая система и управляющая вычислительная система.
Сейчас «Пумы» закупает не только Китай, но и одна из арабских стран, название которой не разглашается.
Следующий материал CNews будет посвящен отечественным аэростатным мишенным комплексам и первому в мире тепловому аппарату аэродинамической формы (привязному тепловому аэростату) «Зеленый змей» (Au-26, НПО «РосАэроСистемы»), впервые продемонстрированному на авиасалоне МАКС-2003.