Авиация и космонавтика 2006 09

Всевидящее око «Глоубал хоука»

После затянувшегося перерыва продолжим рассказ о зарубежных беспилотных летательных аппаратах (БПЛА). В предыдущей статье (см. журнал «АиК» No 1/2005 г.) мы представили семейство наиболее популярного оперативно-тактического многоцелевого БПЛА RQ/ MQ-1 «Предейтор», выпускаемого достаточно крупными партиями авиационным отделением GA-ASI американской корпорации «Дженерал Атомикс».

На этот раз речь пойдет о другом, не менее известном американском беспилотном аппарате Нортроп Грумман RQ-4 «Глоубол Хоук», являющимся самым крупным в мире. По сути дела, это самый настоящий беспилотный самолет с размахом крыла свыше 35 м и взлетной массой более 11 т.

«Глоубол Хоук» относится к классу БПЛА, способных совершать длительные полеты (более 30 ч) на высотах 18000-19000 м и без посадки преодолевать расстояния до 21000 км. Не случайно аппарат носит название «Глоубол Хоук», что в переводе означает «Глобальный Ястреб». Этим подчеркивается его способность долгое время «парить» над удаленной местностью, высматривая с помощью зорких опто- электронных «глаз» различные объекты, зачастую достаточно мелкие.

БПЛА представляет собой сложнейший и высокоэффективный авиационный беспилотный информационный комплекс, состоящий на вооружении ВВС США и способный в масштабе реального времени передавать необходимые сведения, помогающие решению стратегических задач.

«Глоубол Хоук» вобрал в себя результаты почти 40-летних усилий американских специалистов, занятых в области создания разведывательных БПЛА. И прежде чем начать о нем наше повествование, окунемся немного в историю. Хорошо известно, что для выполнения длительных высотных разведывательных полетов в США в 1950- х годах фирмой «Локхид» был разработан самолет U-2. В течение ряда лет эти машины успешно выполняли разведывательные полеты над СССР, Китаем и Кубой, безнаказанно пересекая их в различных направлениях. После того как в начале 1960-х годов несколько U-2 были уничтожены с помощью зенитных управляемых ракет, в США возникла идея использовать для разведки беспилотные аппараты, которые на большой высоте и с большой скоростью могли бы пересекать территорию противника и доставлять собранные сведения на свою базу.

Именно тогда впервые заговорили о необходимости создания высотного БПЛА, способного совершать полеты в течение очень длительного времени. По замыслу военных, такие аппараты, относящиеся в настоящее время к классу НАЕ (High Altitude Endurance) или HALE (High-Altitude Long Endurance), должны летать на высоте 20000 м и вести стратегическую разведку и целеуказание, т. е. стать своеобразным дополнением высотным разведчикам

В 1962 г. американская фирма «Теледайн Район» создала семейство беспилотных аппаратов 147 «Файрби», с 1969 г. известных под обозначением AQM-34. Эти аппараты, весящие 1500 кг, были оснащены одним ТРД. Сначала это были двигатели Теледайн Кон- тинентал J69 и J100, а затем – Дженерал Электрик J85. Двигатели размещались в гондоле под носовой частью фюзеляжа. Запуск БПЛА осуществлялся с самолета-носителя Локхид DC-130, имевшим под крылом два пилона для их подвески. Следует отметить, что на «беспилотниках» AQM-34 фирма «Теледайн Район» впервые попыталась применить некоторые элементы технологии «стелс», в частности, специальную окраску, радиопоглощающие секции обшивки, частичное экранирование воздухозаборника и систему подавления инверсионного следа.

Разработка БПЛА AQM-34 «Файрби» финансировалась американскими ВВС в рамках секретной программы «Биг Сафари». На вооружение их приняли в 1964 г., развернув первое подразделение но авиабазе Кадена на Окинаве. В течение 1964 – 1975 гг. свыше 1000 аппаратов AQM-34 различных модификаций выполнили 3435 вылетов в соответствии с программой «Лайтнинг Баг». Их маршруты пролегали над Китаем, Северной Кореей и Северным Вьетнамом. Полеты проходили по заранее спланированным трассам. Вся получаемая информация фиксировалась на фотопленке. Для возвращения БПЛА использовались парашюты, причем по время спуска осуществлялся подхват аппарата с помощью специального устройства, размещенного на вертолете.

Всего «Теледайн Район» разработала 28 модификаций БПЛА «Файрби», которые совершали полеты на высотах порядка 18000 м. При этом модификация 147-Т, имеющая крыло с увеличенным размахом, могла подниматься почти на 23000 м. Этот вариант американцы использовали для наблюдения за испытаниями атомных бомб в Западном Китае. Следует отметить, что за 10 лет эксплуатации было потеряно более 160 аппаратов, из которых 50% было сбито средствами ПВО. Американцев это особенно не волновало, так как каждый «Файрби» рассчитывался на 2,5 полета; рекордсменом был один из БПЛА модификации 147-SC, совершивший 68 полетов.

Розведчик БПЛА AQM-34L "Файрби" в полете

Американский беспилотный разведчик "Файрби" сбитый над Вьетнамом

БПЛА YQM-94A

БПЛА AQM-91 «Компас Эрроу»

Опыт эксплуатации БПЛА типа 147 «Файрби» (AQM-34) позволил фирме «Теледайн Район» создать более крупный (взлетная масса 2450 кг) и менее заметный беспилотный летательный аппарат 154 «Файрфлай» (AQM-91A). Разрабатывался он в рамках секретной программы «Компас Эрроу», название которой затем прочно привязалось к «беспилотнику». Этот БПЛА имел низкорасположенное крыло с большим удлинением и размахом 14,5 м, двухкилевое оперение и один ТРД Дженерал Электрик J97 тягой 1835 кгс, размещавшийся в гондоле на верхней части фюзеляжа. «Компас Эрроу» после сброса с самолета-носителя DO 130 мог подниматься на высоту почти 23800 м и выполнять полеты на расстояние около 7000 км. На борту БПЛА была установлена панорамная фотокамера ITEK, обладающая высокой разрешающей способностью. Всего было изготовлено восемь опытных и 20 серийных БПЛА AQM-91A «Компас Эрроу».

Толком не развернувшись, программа в 1971 г. была закрыта. Причин было три. Одна носила чисто финансовый характер – разработка БПЛА AQM-91А оказалась чрезвычайно дорогой. Вторая была связана с большой политикой. Дело в том, что «беспилотник» фирма «Теледайн Райан« создавала специально для ведения стратегической разведки, в том числе и над территорией КНР. Поскольку в 1970 г. началось налаживание отношений между США и КНР, то вновь портить их американцы не захотели и пожертвовали высотным БПЛА. А третья причина заключалась в появлении разведывательных спутников нового поколения «Биг Бэрд», способных вести наблюдение за всеми потенциальными противниками.

Совсем недавно стало известно, что на основе «Компас Эрроу» был разработан БПЛА «Комбат Даун», предназначенный для радиоэлектронной разведки (SIGINT). Было построено 19 аппаратов, которые в начале 1970-х годов, базируясь на авиабазе Усан в Южной Корее, занимались мониторингом Китая, Северной Кореи и Северного Вьетнама.

В 1971 г. американские ВВС развернули работы по конкурсной программе «Компас Коуп», предусматривавшей создание высотных БПЛА для ведения видовой и радиоэлектронной разведки. Фирмы «Боинг» и «Теледайн Район» представили на рассмотрение проекты высотных аппаратов HALE с продолжительностью полета более 20 ч. Оба аппарата имели крыло очень большого удлинения, силовую установку, состоящую из одного ТРДД, и трехопорное шасси. Получив контракты, обе фирмы изготовили по две опытных машины.

Беспилотный аппарат Теледайн Район YQM-98A «Компас Koyn-R» (модель 235) впервые поднялся в воздух в августе 1974 г. Он имел крыло размахом 24,75 м, двухкилевое вертикальное оперение и одни ТРДД Гаррет YF104 взлетной тягой 1835 кгс, установленный в гондоле над фюзеляжем. Взлетная масса равнялось 6480 кг. Во время испытаний он нередко забирался на высоту около 17000 м (расчетный потолок составлял 21300 м) и несколько раз летал в течение 18 ч. В одном из полетов аппарат пробыл в воздухе 28 ч 11 мин, установив неофициальный рекорд продолжительности полета для БПЛА. Однако во время 22-го испытательного полета при ночной посадке произошло серьезная авария, приведшая к разрушению аппарата. Серийный БПЛА «Компас Коуп» должен был отличаться уменьшенным до 16800 м эксплуатационным потолком и продолжительностью полета не более 24 ч. Он должен был нести целевую нагрузку массой 545 кг. «Теледайн Район» предлагала еще более крупный БПЛА «модель 275» с одним ТРДД Дженерал Электрик TF34 тягой 4080 кгс.

Изделия фирмы «Теледайн Район» не особенно привлекали заказчика. Руководство ВВС США полагало, что победителем программы «Компас Коуп» будет фирма «Боинг», и поэтому внимательно следило за созданием высотного БПЛА YQM-94A. Внешне он несколько напоминал «теледайновский»: высокорасположенное крыло размахом 27,4 м, два вертикальных киля и один ТРДЦ Дженерал Элекрик J97 тягой 2385 кгс. Максимальная взлетная масса равнялась 6530 кг.

Впервые этот «беспилотник» поднялся в воздух в июле 1973 г., но дело с ним как-то не заладилось. Уже во втором полете он разбился при посадке и не восстанавливался. Второму БПЛА, взлетевшему в ноябре 1974 г., повезло больше: он успешно выполнил намеченную программу летных испытаний, поднимался на высоту более 16700 м и часто летал в течение 16 – 17 ч (рекордная продолжительность была 24 ч 24 мин).

В начале 1977 г. ВВС выдали «Боингу» контракт на постройку трех усовершенствованных опытных БПЛА YQM-94B, имевших взлетную массу 7700 кг и оснащенных одним ТРДД TF34 тягой 4080 кгс. Особенностью этих БПЛА было использование ВСУ, позволяющей выполнить запуск двигателя в полете. Кроме того, если YQM- 94А могли управляться с наземного пункта, то YQM-94B был полностью автономным с момента разбега до посадки. Расчетные характеристики БПЛА вполне удовлетворяли заказчика, но в июле 1977 г. программу «Компас Коуп» аннулировали.

С окончанием в 1975 г. войны в Юго-Восточной Азии работы по беспилотным аппаратам типа HAE/HALE в США не прекращались. В частности, фирма «Е-Системз» спроектировала высотный аппарат XQM-93A, оснащенный одним ТВД Пратт-Уитни Канада РТ6А-34 мощностью 475 л.с., приводящим трехлопастный тянущий воздушный винт. Двигатель имел специальное сопло с системой уменьшения тепловой сигнатуры. Было построено два опытных «беспилотника», которые проходили летные испытания на авиабазе Эдварде в Калифорнии. Там они неоднократно совершали полеты продолжительностью более 22 ч и поднимались на высоту 13500 м.

В октябре 1988 г., после 10-летнего молчания, фирма «Боинг» вновь вышла на сцену: начались летные испытания гигантского БПЛА «Кондор» взлетной массой 9000 кг. Созданный в инициативном порядке этот аппарат имел высокорасположенное крыло размахом 61 м (при удлинении 40) и два высотных ПД мощностью по 175 л.с. с жидкостным охлаждением. БПЛА совершил всего восемь полетов, в одном из которых он продержался в воздухе почти 60 ч. Всего аппарат налетал 141ч. На нем также был установлен мировой рекорд высоты для летательных аппаратов с ПД – 20443 м (предыдущий рекорд 17094 м был зафиксирован в 1938 г.). БПЛА «Кондор» не рассматривался как малозаметный, но его планировали взять за основу беспилотной «невидимки», исследовавшейся ВВС по программе «Кроун Игл» в 1993 г. Эта программа не получила развития, и в 1994 г. «Кондор» отправили на консервацию.

Беспилотный самолет "Кондор" фирмы "Боинг"

Опытный беспилотный самолет XQM-93

В дальнейшем в США было разработано еще несколько проектов опытных высотных БПЛА с большой продолжительностью полета, так и оставшихся на бумаге. Среди них можно отметить ряд проектов, которые предусматривали использование «солнечной» силовой установки, особенно активно в этом направлении работала фирма «Локхид». Неудачи с первыми высотными «беспилотникоми» НАЕ были связаны, в основном, с отсутствием соответствующих надежных технологий, которые появились только к середине 1990-х годов. Именно после этого американцы вновь широко развернули работы в этой области, давшие положительные результаты.

Вторжение Ирака в Кувейт в 1990 г. и последовавшая за этим война в Персидском заливе способствовали формированию в США концепции глобальной разведывательно-информационной системы С3 1 (командование, связь, управление и разведка), образуемую пилотируемыми и беспилотными летательными аппаратами и ИСЗ. Приоритетными направлениями этой системы являются:

обеспечение экипажей боевых самолетов оперативной информацией о тактической обстановке;

уменьшение вероятности нанесения авиационных ударов «по своим» за счет лучшего информирования о линии соприкосновения войск;

использование разведывательных данных для применения высокоточного оружия;

резкое уменьшение времени запаздывания информации, передача ее в реальном масштабе времени;

усовершенствование средств загоризонтной связи;

обеспечение координации действия ударных и разведывательных средств.

В ответ на это в июне 1994 г. Управление перспективных исследований при министерстве обороны США (DARPA) подготовило комплексную программу исследований по перспективным высотным БПЛА с большой продолжительностью полета НАЕ UAV (High Altitude Endurance Unmanned Aerial Vehicle). Эти исследования предусматривали не только создание летательных аппаратов, но и разработку ключевых технологий, которые должны быть использованы на будущих БПЛА. Дело в том, что США практически не имели опыта создания эффективных «беспилотников». То, что создавалось, было слишком дорогим и не отвечало требованиям. Некоторые проекты, на которые были ухлопаны огромные средство (например, БПЛА Локхид «Аквила»), были аннулированы. Парадоксально, но создание «беспилотников» не вызывало интереса со стороны военных, которые никак не могли вписать их в свои оперативные планы. Были и такие, которые рассматривали разработчиков БПЛА как любителей авиамоделизма и относились к ним соответственно.

Программа НАЕ UAV сформировалась на основе объединенных требований, выработанных комитетом JROC (Joint Requirements Oversight Council). Этими требованиями предусматривалось создание трех типов беспилотных аппаратов, получивших название «Тиер» (tier в переводе означает «класс»). Беспилотные аппараты с малой дальностью полета были сведены в класс «Тиер-I». Например, БПЛА GNAT 750, о котором говорилось в предыдущей статье, относится именно к этому классу. Класс «Тиер-II» объединял беспилотные аппараты, совершающие длительные полеты на средних высотах. Примером здесь может служить уже известный нам «Предейтор». Наконец, к классу «Тиер-III» относились более высотные БПЛА с увеличенной продолжительностью полета, способные осуществлять разведку и целеуказание. Долгое время требования к этому классу БПЛА не удавалось реализовать, так как все упиралось в большие финансовые затраты. Поэтому в конце 1980-х годов появился промежуточный класс «Тиер-III-», который рассматривался как более эффективный с точки зрения стоимости.

Когда DARPA летом 1994 г. приступило к развертыванию программы НАЕ UAV, то тогда существовал только один проект беспилотного аппарата, относящегося к классу «Тиер-III-». Это был малозаметный БПЛА Локхид Мартин «Дарк Стар». Других предложений не было, и поэтому многие полагали, что этот «беспилотник» и окажется победителем. Чуть позднее были сформулированы требования к беспилотным аппаратам класса «Тиер-Н+». Если БПЛА типа «Тиер-III-» должны были летать на высотах 10000-12000 в течение 12-15 ч, то аппараты типа «Тиер-II+» рассчитывались на продолжительность полета не менее 24 ч и крейсерский потолок 18000 м. В июне 1995 г. DARPA сообщило, что условиям нового класса отвечает проект БПЛА Теледайн Район «Глоубал Хоук». Было решено, что «Локхид Мартин» и «Теледайн Район» построят по два беспилотных аппарата и предъявят их на летные испытания. По их результатам победителем стол «Глоубал Хоук». О том, как это произошло, мы расскажем чуть позднее, а пока уделим немного внимание проигравшему «Дарк Стару».

Проектирование аппарата осуществляла, как уже отмечалось, фирма «Локхид Мартин» по контракту с DARPA стоимостью 124 млн. долл. Фирма отвечала за проект в целом, изготовление фюзеляжа и бортовых систем, а также за окончательную сборку. Постройка крыла и разработка комплекса авионики и наземной станции управления были поручены фирме «Боинг», обьявленной основным субподрядчиком.

БПЛА «Дарк Стар»

«Дарк Стар» на взлете

С самого начало «Локхид Мартин» задумала создать «невидимый» беспилотный аппарат, используя весь свой опыт в области создания малозаметных летательных аппаратов. Еще в середине 1980-х годов в DARPA велись секретные поисковые исследования тяжелого (размах крыла более 45 м) высотного стратегического разведывательного «БПЛА-невидимки» AARS (Advanced Airborne Reconnaissance System) с большой продолжительностью полета. Исполнителями этих работ были фирмы «Локхид» и «Боинг». Этот аппарат должен был незаметно проникать в воздушное пространство противника и вести наблюдение с помощью различных датчиков. Однако чрезмерно высокая цена одного аппарата (более 300 млн. долл.) заставила существенно пересмотреть проект, от которого в мае 1993 г. окончательно отказались. Было показано, что на основе имевшегося научно-технического задела можно создать менее тяжелый и недорогой малозаметный БПЛА, имеющий небольшую продолжительность полета и оснащенный более простым оборудованием. Кроме того, закончилась «холодная война», поэтому потребность в аппарате типа AARS отпала.

Среди фирм, предложивших проекты на конкурс, оказалась и «Локхид Мартин» с проектом малозаметного высотного БПЛА LOHAE, получившего позднее название RQ-3A «Дарк Стар». Аппарат выполнен по схеме «летающее крыло»» с несущим фюзеляжем и крылом большого удлинения; вертикальное оперение отсутствовало. Длина аппарата 4,6 м, высота 1,5 м. Задняя кромка крыла имела небольшую обратную стреловидность. Первоначально размах крыла был 19,8 м, но испытания модели БПЛА в аэродинамической трубе выявили недостатки в аэродинамических характеристиках крыла, в результате чего было решено увеличить его размах до 21 м. Планер «беспилотника» полностью изготовлен из углеродных композитов. Верхняя поверхность планера имела светлую теплоотражающую окраску, а нижняя – черную, покрытую радиопоглощающими материалами. В конструкции БПЛА фирма «Локхид Мартин» в максимальной степени использовала опыт работ по технологии «стелс». Аппарат оснащен одним ТРДД Уильяме Интернешнл F129 (FJ44-1 А) тягой 865 кгс. Щелевидное сопло, оборудованное системой смешивания горячих газов с наружным воздухом, розмещено в верхней хвостовой части фюзеляжа. На серийных аппаратах предполагалось устанавливать двигатель FJ44-2A тягой 1045 кгс.

«Дарк Стар» имеет максимальную взлетную массу 3910 кг, а масса целевой нагрузки (различные датчики и средства связи) составляет 900 кг. На нем установлена РЛС бокового обзора с синтезированной апертурой. Станция, разработанная фирмой «Вестингауз», способно работать в режиме картографирования полосы местности или сопровождения отдельных малоразмерных целей. Бортовые датчики способны просматривать в течение 1 ч площадь 4000 км2 или сопровождать большое число малоразмерных целей (более 100) с разрешением 0,3 м на площади 4 км2 . Крейсерская скорость на высоте 13700 м составляет 555 км/ч. Продолжительность полета 8 – 10 ч. За один вылет БПЛА «Дарк Стар» способен обследовать территорию размером 57600 км2 . Расчетная цена аппарата 10 млн. долл., а стоимость наземного пункта управления – около 20 млн. долл.

Летные испытания первого опытного БПЛА «Дарк Стар» начались весной 1996 г., но в апреле того же года во время второго испытательного полета аппарат разбился. Причина аварии заключалась в недоработанном программном обеспечении системы управления и неправильной технике взлета, выбранной для аппарата схемы «летающее крыло». Программное обеспечение усовершенствовали, а при взлете применили оригинальную методику. Перед началом разбега высота передней опоры шасси уменьшалась, и аппарат разбегался при отрицательном угле атоки. Когда достигалась скорость отрыва, передняя опора «вздыбливалась» на 250 мм, обеспечивая положительный угол атаки, и аппарат взлетал.

Испытания второго «беспилотника» («Дорк Стар» 2) должны были начаться в июне-июле 1997 г., но затем их перенесли на 1998 г. К моменту возобновления испытаний интерес командования ВВС США к «Дарк Стару» стал пропадать, а ведь в свое время было объявлено о намерении приобрести почти 20 БПЛА. Взгляды руководителей американских ВВС к этому времени изменились: теперь им не требовался «невидимый» БПЛА, летающий на сравнительно небольшой высоте (10000 – 12000 м) всего несколько часов. Нужен был высотный аппарат, способный находится в воздухе более 20 ч. Именно таким и являлся «Глоубал Хоук», созданный фирмой «Теледайн Район», которая позднее была куплена корпорацией «Нортроп Грумман» с передачей последней всех прав на проект БПЛА. Программу разработки БПЛА RQ-3A «Дарк Стар» прекратили в январе 1999 г. В это время на заводе фирмы «Локхид Мартин» в Палмдейле в разной стадии сборки находились четыре «беспилотника». К чести фирмы «Локхид Мартин», она не стала протестовать против решения Пентагона.

До закрытия программы фирма «Локхид Мартин» исследовала усовершенствованный вариант БПЛА «Дарк Стар», отличавшийся увеличенными целевой нагрузкой и продолжительностью полета. Рассматривался также аппарат более крупных размеров, но в Пентагоне и конгрессе выступили резко против его создания. «Локхид Мартин» полагала, что он сможет в будущем заменить «Глоубал Хоук», так как будет обладать малой радиолокационной заметностью.

Разработчики планировали найти применение «Дарк Стару» в системе ПРО. Рассматривалась возможность размещения на борту летательного аппарата легкой ракеты-перехватчика, способной поражать баллистические ракеты на стартовом участке полета. Изучалась возможность разработки боевого варианта БПЛА. В рамках концепции «Страйкстар 2025», рассматривавшейся американскими ВВС, планировалось создать нечто, которое объединяло бы в себе характеристики малозаметного ударного истребителя Локхид Мартин F-117 и БПЛА RQ-3A «Дарк Стар».

(Продолжение следует}