Беспилотный краудсорсинг: американцы создают военную технику всей страной

Проектирование и разработка современной военной техники с каждым годом становятся все дороже. Даже Пентагон с самым большим в мире военным бюджетом сегодня не в состоянии вести хорошо зарекомендовавший себя «свободный поиск» уникальных решений. Несколько десятилетий назад, когда военные системы были проще, достаточно было раздать гранты частным компаниям и спустя короткое время оценивать прототип. Например, облик передового для своего времени истребителя F-14 был сформирован в 1969 году, а в конце 1970 года первый опытный самолет уже поднялся в воздух. К сожалению, сегодня даже разработка концепции и прототипирование занимают очень много времени и требуют уйму денег.

Сравнительно недавно специалистам оборонного научного агентства DARPA пришло в голову использовать для разработки военной техники краудсорсинг – привлечение всех желающих создать что-то новое увлеченных техникой граждан. Менеджер программ DARPA Джим Маккормик считает, что «толпа» энтузиастов может даже при отсутствии сколь-нибудь значимого финансирования дать новые идеи, которые можно сразу применить на поле боя. Для проверки концепции военного краудсорсинга агентство DARPA успешно провело конкурс Crowd-Driven Combat Support Vehicle - прототип легкой бронемашины был разработан и построен всего за 98 дней.

Новая краудсорсинговая инициатива DARPA под названием UAVForge направлена на разработку малых беспилотных аппаратов вертикального взлета и посадки (Stealthy Persistent Perch and Stare или SP2S). По условиям конкурса, представленный аппарат должен уметь маневрировать вокруг препятствий, вести наблюдение с максимальной автономностью, иметь режим «следуй за мной», а также не выдавать свое присутствие громким звуком. В полезную нагрузку БПЛА включается способность идентифицировать человека и его деятельность на расстоянии до 100 метров, причем видео в режиме реального времени обязано передаваться на пункт управления удаленный на расстояние до 3,2 км. Время наблюдения не может быть менее трех часов, а сам аппарат должен вписываться в размер рюкзака.

C 27 октября по 2 ноября специалисты DARPA выберут 10 лучших проектов и наградят их призом в 15 тыс. долл., а затем определят команду-победителя, которая получит главный приз в 100 тыс. долл. Весной 2012 года полностью готовый к эксплуатации беспилотник должен предстать перед военными специалистами. О своем участии в конкурсе заявили 93 команды: это и конструкторы-любители, и достаточно известные компании. Конкурс UAVForge представляет определенный интерес за счет оригинальности проектов и свежести концепций, не привязанных к коммерческим интересам и производственной базе тех или иных компаний.

Вертикальный Falcon

Беспилотный самолет Falcon имеет оригинальную конструкцию и может взлетать вертикально, а затем переходить в горизонтальный полет. Тягу обеспечивают два дешевых вентиляторных 76- или 90-мм двигателя, похожих на те, что используются в радиоуправляемых авиамоделях. Falcon легко разбирается на три части и управляется с помощью закрылков и поворотных сопел. Особенностью конструкции являются крылья-аккумуляторы и поворотная камера в прозрачном пластиковом обтекателе. По задумке разработчиков, Falcon сможет приземляться на узких площадках и вести оттуда наблюдение подобно настоящему соколу.

Falcon выглядит жизнеспособной концепцией и, при умеренных запросах военных и притязаниях разработчиков, вполне может стать дешевым и надежным массовым разведчиком.

Дешевый Pogo 2100

БПЛА Pogo 2100 выполнен по набирающей популярность концепции дешевого беспилотника-разведчика, способного опционально нести заряд взрывчатки для немедленного уничтожения важных целей. Аппарат оснащен энергосистемой на основе топливных ячеек и видеокамерой, расположенной в нижней части корпуса. Pogo 2100 сделан по сосной вертолетной схеме и может взлетать по-вертолетному, запускаться с помощью переносного зенитного ракетного комплекса или небольшой мортиры, что существенно расширяет радиус действия БПЛА.

Pogo 2100 имеет небольшие габариты и должен скрытно приземляться на здания и даже движущиеся транспортные средства, в случае необходимости подрывая их зарядом взрывчатки. Концепция Pogo 2100 привлекает своей простотой и возможностью создания дешевого опционально ударного беспилотника. Запуск с помощью ракетного ускорителя намного повышает дальность действия БПЛА, экономя топливо на набор высоты. Единственным сомнительным решением в конструкции Pogo 2100 является применение дорогостоящих топливных ячеек, хотя они и обладают большей эффективностью, чем литий-ионные аккумуляторы.

Противоракетный XL-161 Trinity

По мнению разработчиков БПЛА XL-161 Trinity, их аппарат сможет выполнять задачи противоракетной обороны и уничтожать любые летательные аппараты и баллистические ракеты с помощью лазерного излучателя. В движение XL-161 приводится тремя вентиляторами, а питание обеспечивают солнечные батареи.

Последние, по мнению авторов идеи, днем будут накапливать энергию в аккумуляторах. Концепция электропитания вызывает наибольшие сомнения, поскольку эффективность современных солнечных панелей недостаточна для питания летательного аппарата даже со слабым твердотельным лазером мощностью в 500 Вт. Видимо, поэтому разработчики решили применить химический кислородно-иодиновый лазер, уменьшенную копию главного мегаваттного лазера самолета Boeing YAL-1. На XL-161 лазерная турель, спаренная с инфракрасной камерой, сможет наводиться на любую цель и уничтожать ее высокоэнергетическим лучом.

Конструктивно XL-161 очень прост, разве что боевой лазер выглядит неким необязательным для легкого разведчика дорогостоящим излишеством. Но его вполне можно заменить малогабаритным боеприпасом с обычным взрывчатым веществом.

Металлический ArduCopter

БПЛА ArduCopter отличается от предыдущих проектов тем, что уже воплощен в металле и успешно летает. Конструкция ArduCopter исключительно проста: три металлические трубы, три электродвигателя, аккумуляторы и электроника в центре тяжести.

Разработчики аппарата создали собственную оригинальную конструкцию стабилизированного карданного подвеса видеокамеры. На нее можно крепить практически любое устройство, включая дешевые цифровые «мыльницы» и компактные тепловизоры. Для своих габаритов и простоты устройства ArduCopter обладает отличной маневренностью и устойчивостью. Электродвигатель вряд ли обеспечит продолжительность полета большую, чем 10-20 минут, но для аппарата такого класса этого достаточно, да и двигатели можно заменить на бензиновые, от тех же авиамоделей.

Обычный AT-10

Беспилотник AT-10 выглядит как обычный самолет и с первого взгляда непонятно, как он взлетает и садится вертикально, в соответствии с требованиями конкурса UAVForge. Все становится понятно при рассмотрении конструкции крыла самолета. Оно состоит из двух частей: неподвижных концов крыльев и поворотной части, к которой крепятся гондолы двигателей. Таким образом AT-10 обладает уникальной способностью: взлетать как вертолет и лететь как самолет, при этом неподвижные законцовки крыльев создают дополнительную подъемную силу на взлете. Оба электродвигателя AT-10 приводит в движение гибридная энергосистема. Летательный аппарат может поднять почти 23 кг груза, часть из которого приходится на топливо.

Проект AT-10 очень интересен своей универсальностью, сочетанием экономичного взлета и быстрого полета по-самолетному с возможностью вертикальных взлета и посадки.

Нестандартный Visiofly

Команда Visiofly решила выполнить требования конкурса с помощью дирижабля. Небольшой аэростат имеет высоту почти в два человеческих роста, оснащен электродвигателями, оболочка объемом 7,3 м³ заполнена гелием.

Преимуществом дирижабля является низкий уровень шума, возможность взлетать и садиться на любую площадку, а также большая продолжительность полета. Кроме того, в полете отсутствуют сильные вибрации, характерные для летательных аппаратов других типов, что повышает надежность работы электроники и улучшает качество изображения с сенсоров. Для доказательства уникальных качеств дирижабля разработчики установили на него обычную видеокамеру Sony HDR-CX505 и продемонстрировали качественное изображение даже на простейшем карданном подвесе без каких-либо сложных систем стабилизации. Разворачивается компактный дирижабль довольно быстро – всего за 20 минут.

Пока непонятно как дирижабль Visiofly ведет себя в условиях сильного ветра, ходя справедливости ради надо отметить, что большинство малых БПЛА не в состоянии справиться со шквальными порывами и тем более ураганами. Также непонятно, как дирижабль Visiofly поместится в рюкзак. В любом случае аппарат интересный, а у команды разработчиков есть даже более компактная версия с объемом оболочки 5,3 м³.

Птицеподобный Perching

Разработчики из MIT представили оригинальный беспилотный самолет, который может садиться на провода, выполняя резкое аэродинамическое торможение подобно птице. Планер самолета имеет максимально простую конструкцию: две перекрещенные плоскости формируют фюзеляж, а третья – крыло. Самолет имеет один электродвигатель и специальный крюк, позволяющий цепляться за провода.

Для чего понадобился такой экзотический способ посадки? Прежде всего, для быстрого развертывания компактной проволочной «посадочной полосы», а также для возможности зарядки от электросетей. Концепция настолько необычная и сложная в реализации, что даже вера в специалистов Массачусетского технологического не помогает развеять сомнения в скором появлении такого БПЛА на поле боя. В рамках конкурса UAVForge у Perching-а шансов на победу немного, но программные алгоритмы управления «птицеподобным» снижением наверняка пригодятся перспективным орнитоптерам и беспилотникам, предназначенным для завоевания превосходства в воздухе.

Конкурсы, подобные UAVForge, исключительно продуктивны. Вознаграждение в 100 тыс. долл, слишком маленькое для таких гигантов как Boeing или Lockheed, для небольшой группы энтузиастов вполне привлекательно. При этом ограниченность ресурсов, технических знаний и технологических возможностей часто даже полезны, поскольку вынуждают применять оригинальные решения и создавать эффективные и дешевые аппараты. Крупные компании, в свою очередь, стараются нарастить цену своих машин «совершенно необходимыми» сложными и трудоемкими в обслуживании устройствами, которые гарантируют стабильный доход на протяжении всего периода эксплуатации. Кроме того, опыт последних лет показывает, что зачастую заказ на разработку и изготовление летательного аппарата превращается в настоящую эпопею с попытками превратить фантастические характеристики в фантастические прибыли.

Михаил Левкевич