Многофункциональный радиолокационный комплекс БЛА для освещения ледовой обстановки “Арктика”

ледовой обстановки морского и пресноводного льда БЛА вертолета “Арктика”

Направление к Мурманскому и Архангельскому портам

Ханты-Мансийский авт. Округ. р. Обь. порт “Салехард”

Красноярский край. р. Енисей. порт “Дудинка”

Республика Саха (Якутия).
р. Лена. порт Осетрова.
р. Оленек. порт “Оленек”
р. Яна. порт “Усть-Куйга”

р. Индигирка.
порт “Чокурдах”

Республика Саха (Якутия).
Р. Колыма. Порт “Зеленый Мыс”

р. Анадырь. порт “Анадырь”

р. Печера. порт “Нарьян-Мар”

р. Хатанга. порт “Хатанга”
р. Анабар. порт “Юрюнг-Хая”

- Транспортные маршруты морских судов к устьям Сибирских рек

и эксплуатации СМП и районов крайнего Севера необходимы недорогие, мобильные средства освещения ледовой обстановки, обеспечивающие автономное плаванье ледовых судов в устьях Сибирских рек.

Обеспечения безопасного функционирования нефти-газа добывающей платформы.

в устья Сибирских рек. Обеспечивает измерение толщины и характеристик морского и пресноводного льда, отображает изменение рельефа ледовой поверхности.
Адаптация МРК “Арктика” для БЛА корабельного и наземного базирования:
минимальные массогабаритные характеристики;
минимальное электропотребление;
плоская, съёмная конструкция, не требующая доработки фюзеляжа;
встроенный комплексированный радиовысотомер низковысотного полета и полуавтоматической посадки.

Автономное плавание ледовых судов оснащенных многофункциональным радиолокационным комплексом “Арктика”

панель процессор с экраном, бортовой процессор

Комплексированный радиовысотомер низковысотного полета и полуавтоматической посадки

Состав МРК “Арктика”

Рама для крепления МРК “Арктика”

МРК в носовой части судна

Размещение блоков X и L д.в. МРК на БЛА

Размещение МРК на судне на воздушной подушке

Возимый МКМ X д.в.

Кронштейн и рама с блоками X и L д.в. МРК

использоваться для работы с изделием на открытом воздухе при температуре до минус 30 ºС)

Обработка и регистрация измерений

блок программ гармонического анализа сигналов

БПОХ - блок программ оценки характеристик поверхности льда

БПКЛ - блок программ классификации структуры льда

движения объекта) контроля трассы движения и прилегающих территорий на базе БПЛА

С учетом целесообразности использования предлагаемой к разработке БПЛА не только в обслуживании южных и среднеширотных зон, но и арктической зоны, а так же необходимость вертикального старта и посадки на его носитель был рассмотрен ряд вариантов БПЛА. Рассмотрение привязывалось к наиболее суровым условиям эксплуатации которым соответствует арктическая зона.
Для регулярных полетов в условиях Арктики требуется, чтобы летательный аппарат работал в условиях низких температур, значительных ветровых нагрузок (до 20‐25 м/с) и условиях возможного обледенения.
Совокупность требований, на данный момент, для БПЛА среднего класса не реализованы.
Для полетов в условиях северных широт потребуется разработать пилотажно‐навигационный комплекс, который сможет работать с приемлемой точностью без сигналов спутниковых навигационных систем ориентируясь на реперные точки зоны работы и зоны посадки
БПЛА должен быть оборудован средствами взлета с носителей, а так же стационарных площадок малого размера и посадки на них.
Исходя из решаемых задач БПЛА должен иметь в своем полетном цикле значительную долю режима висения (вертолетного режима).
Для вертикально взлетающего и садящегося БПЛА возможны несколько схемных решений.
Сравнение БПЛА одной взлетной массы.
Конвертоплан (построенный по принципу мультироторного аппарата) ‐ может поднимать большую полезную нагрузку вертикально (немного меньше вертолета) и имеет ЛТХ по дальности и скорости полета лучше, чем у вертолета.
Минус – наличие очень сложного переходного режима, что потребует значительного времени на доводку. Вероятность аварий при испытаниях и эксплуатации очень высока.
Вертикально взлетающий самолет (тейлситер, по типу мультироторной схемы) ‐ относительно прост по механике, имеет хорошие скоростные качества.
Минусы:
‐ крайне неустойчив при взлете и посадке, а также в режиме «висения» в ветреную погоду (серьезное ограничение по ветровой нагрузке);
- очень малая грузоподъёмность при вертикальном старте.

ходе движения объекта) контроля трассы движения и прилегающих территорий на базе БПЛА

Винтокрыл (не по типу мультироторной схемы) – может поднимать вертикально большую полезную нагрузку (больше чем вертолет), имеет лучшие по сравнению с вертолетом скоростные и экономические качества, поэтому имеет большие дальности полета с большим грузом.
Минус ‐ большой габарит при измерении с винтами.
Бензиновый самолет с дополнительными 4‐мя воздушными винтами мультироторного типа, приводимыми в движение электромоторами ‐ худший из вариантов.
Минусы:
- для вертикального взлета требуется большой диаметр винтов;
- в режиме горизонтального полета неуправляемые по циклическому шагу несущие винты будут создавать значительное аэродинамическое сопротивление, что, в свою очередь, потребует дополнительных затрат энергии;
- кроме всего прочего, чем больше в диаметре несущие винты у мультиротора, тем сложнее обеспечивать стабилизацию БЛА в пространстве, а при диаметрах винтов больше одного метра обеспечить её крайне сложно.
Конвертоплан мультироторной схемы с тремя (или более) воздушными винтами постоянного шага – имеет все перечисленные выше
недостатки и плюс к ним:
- невозможность оптимизации свойств воздушных/несущих винтов в режиме работы в осевом потоке и при косой обдувке без наличия управления по шагу;
- наличие переходного режима от режима висения до режима горизонтального полета;
- усложнение механики и, как следствие, снижение надежности.
Вывод
Из выше перечисленного для выполнения задач с режимами висения, длительного горизонтального полета, высокого коэффициента полезная нагрузка/собственный вес наиболее подходят два типа БПЛА ‐ это конвертоплан классической схемы (типа Osprey V‐22) и винтокрыл с толкающим винтом/винтом в кольце. При этом принципиальными преимуществами винтокрыла являются высокая надежность и высокий коэффициент полезная нагрузка/собственный вес.

со следующими особенностями
Основным источником электроэнергии на борту будет являться гибридная силовая установка на жидком топливе обеспечивающей взлет, вертикальный полет с периодическим зависанием, при полезной нагрузке не менее 12 кг, и питание полезной нагрузки (не менее 0,5 кВт) в течении всего полета. КПД преобразования механической в электрическую энергию гибридной силовой установки, не менее 90%.
Изделие имеет возможность вертикального взлета и приземления/приводнения с любой твердой поверхности (суша, палуба носителя) а так же с водной поверхности.
Технические характеристики
Максимальная взлетная масса 35‐40 кг (необходимо ориентироваться на вес 30 кг, что позволит избежать сертификации).
Максимальная масса полезной нагрузки 10‐12 кг.
Максимальная скорость полета 150 км/час.
Время горизонтального полета не менее 5 часов.
Максимальное время висения вне зоны воздушной подушки на высоте 500 м - 30 мин.
Максимальная скорость ветра при взлете и посадке 15 - 20 м/сек.
Максимальная дальность радиоканала ручного управления и телеметрии 100 км.
Габаритные размеры по концам лопастей:
‐ длина 4 м;
‐ ширина 4,2 м;
‐ высота 1,0 м.
План выполнения работ (2 года)
Разработка опытных образцов ‐ 9 месяцев;
Изготовление трех прототипов ‐ 6 месяцев (параллельно с разработкой опытных образцов);
Стендовые испытания 3 месяца;
Летные испытания с доводкой – 9‐12 месяцев.
Доработка и разработка всех полезных нагрузок производится в те же сроки.

на базе БПЛА при движении в ледовом пространстве

Состав средств сбора информации размещаемых на БПЛА:
Тепловизионно-телевизионная система с блоком гиростабилизации;
Воздушный сканер с возможностями контроля спектральных характеристик объектов и подстилающей поверхности;
Чрезсредный сканер для обнаружения опасных объектов в толще водного слоя и на дне, (спецкомплектация);
Ледомер с функцией анализа структуры льда в том числе и морского толщиной до 3 – 4 м;
РЛС бокового обзора.

используются для наблюдения через разделы сред (воздух/вода, воздух/частично прозрачные среды/воздух).
Рабочий диапазон – видимое оптическое излучение (для наблюдения через раздел воздух-вода 532 нм), а так же УФ и ИК диапазоны , в зависимости от типов раздела сред и решаемых задач.
Системы чрезсредного сканирования могут применяться, для:
- Площадной съемки дна с воздушных носителей с получением трехмерного изображения, дна;
- Обнаружения лежащих на дне объектов с получением их трехмерных изображений с высоким разрешением;
- Обнаружение объектов в приповерхностном слое и толще воды (пловцы, подводные мины с нулевой плавучестью, притопленые контейнеры, гроулеры, краснокнижные животные в приповерхностном слое и т. п.);
Контроль ледовой поверхности (трехмерное изображение), что позволяет корректировать маршрут движения при понимании средней толщины льда.

ALMDS (вес, только внешней подвески более 160 кг).

Принцип работы

Лазерная система чрезсредного сканирования SHOALS-1000T (оборудование внутри корпуса носителя)