Устройства военного назначения

Самые передовые технологии всегда использовались в первую очередь в военном деле, поэтому вполне естественно будет рассмотреть в настоящем пособии мехатронные системы военного назначения.

Военные исследовательские роботы обычно имеют небольшие размеры (рис.5.38) и могут использоваться для скрытной разведки территории противника, незаметного проникновения на охраняемые объекты, получения секретной аудиовизуальной информации. Они снабжаются экономичными тихоходными электродвигателями, аппаратурой автономного или дистанционного управления, микрофонами, видеокамерами (иногда на выдвижных штативах), средствами преодоления препятствий, манипуляторами, анализаторами химического состава воздуха и других веществ [21].

Высокоточное оружие.При создании этого оружия военные специалисты ставили перед собой задачу достичь гарантированного поражения хорошо защищенных целей (прочных и малоразмерных) минимальными средствами. Подобные системы предполагают полностью исключить человека из процесса наведения оружия на цель (реализации концепции "выстрелил - забыл"). Новейшим видом высокоточного оружия являются разведывательно-ударные комплексы. Они объединяют в себе два элемента: поражающие средства (самолеты с кассетными бомбами, ракеты, оснащенные головками самонаведения, способные проводить селекцию целей на фоне других объектов) и технические средства, обеспечивающие их применение.

К высокоточному оружию относят также управляемые авиационные бомбы. По внешнему виду они напоминают обычные бомбы и отличаются от последних наличием системы управления и небольших крыльев. Бомбы сбрасываются с самолетов, которые не доходят до цели многие километры (не входят в зону ПВО противника), и при помощи систем телеуправления наводятся на цель [32,33]. В 2008 году компания Boeing объявила о выпуске двухсоттысячного комплекта JDAM, позволяющего превратить обычную авиабомбу в высокоточное оружие с прецизионным GPS-наведением (рис.5.39). Комплект поставляется войскам США, а также их союзникам. JDAM (Joint Direct Attack Munition) является весьма недорогим, удобным и, как показал опыт его боевого применения, эффективным средством для превращения уже накопленного арсенала мощных, но не отличающихся высокой точностью авиабомб в оружие, способное точно поражать даже малоразмерные цели. Конструктивно JDAM представляет собой комплект управляемого хвостового оперения, который крепится на обычную бомбу вместо ее хвостового модуля. В комплект JDAM вводятся GPS-координаты цели, и после ее сброса с самолета она автоматически наводится на цель [31-34]. Огромным преимуществом JDAM является возможность применения высокоточного оружия с большой высоты без потери точности. Кроме того, отсутствует необходимость в непрерывном лазерном визировании цели, демаскирующей применение высокоточного оружия и затрудняющей его использование в сложных метеоусловиях. JDAM-авиабомбы являются истинно всепогодным высокоточным оружием. Оператору достаточно с помощью мыши указать координаты цели на плане полета. Цель также может быть выбрана летчиком на экране дисплея в кабине. Бомба не имеет двигателя и, сброшенная с большой высоты самолетом, может планировать к заданной цели на расстояние до 20 км. Используя информацию от GPS-навигатора, бортовая ЭВМ управляет хвостовым оперением таким образом, чтобы доставить бомбу точно в цель. Точность наведения такой системы составляет 3 м.

Достоинством описанной системы является низкая стоимость, возможность использования огромного арсенала уже имеющихся авиабомб, затрудненность обнаружения средствами ПВО противника (из-за отсутствия реактивного двигателя). Недостатки JDAM являются оборотной стороной его достоинств. Целеуказание задается в виде GPS-координат цели, что не позволяет использовать его против маневренных целей.

По сообщениям средств массовой информации Россия и Белоруссия также имеют на вооружении аналогичные разработки. Образец Белорусской авиабомбы был представлен на выставке вооружения и военной техники MILEX-2009, проходившей в Минске. Благодаря приданию авиабомбе аэродинамического качества дальность сброса ее до цели с высоты 12 тыс. м доходит до 60 км [35].

Очень эффектным, хотя и несколько экзотическим примером мехатронной системы может служить разработанный компанией Boston Dynamics робот для армии США - рабочее название Big Dog(рис.5.40)[36]. Компания Boston Dynamics на сегодняшний день - один из лидеров в разработке систем искусственного интеллекта и навигационных систем. Использование последних научных и технологических достижений позволяет роботу-собаке самостоятельно ориентироваться на мест-ности, преодолевать такие препятствия как рыхлый снег, грязь, груды камней, обледенелая дорога и т.п.

,

Робот обладает достаточнобыстрой реакцией на внешние неблагоприятные воздействия (на испытаниях, например, робот быстро переставлял свои конечности и сохранял устойчивость, даже когда испытатели сильно толкали его ногой в бок [46]). Такие качества роботу обеспечили многочисленные датчики равновесия, ориентации на местности, положения отдельных звеньев конечностей, тактильные датчики и др., а также мощная компьютерная система управления с элементами искусственного интеллекта. Такие роботы могут бегать за солдатами, красться, использоваться для транспортировки грузов (вооружать такой робот не предполагается). С целью повышения автономности робота в качестве привода используется бензиновый двигатель.

На рис.5.41 представлен новейший двухместный Российский вертолёт, командирская машина армейской авиации[37], осуществляющая разведку местности, целеуказание и координацию действий группы боевых вертолётов. Тип машины – многоцелевой ударный вертолет. Машина способна поражать бронированную и небронированную технику, живую силу и воздушные цели на поле боя. Представляет собой дальнейшее развитие модели Ка-50.

Рис.5.41. Российский военный вертолет К-52 «Аллигатор»

Вертолет имеет на борту пушку калибра 30 мм, управляемые ракеты «Вихрь» с лазерной системой наведения, авиабомбы и другое оружие общей массой до 2 000 кг. К-52 может дополнительно принимать на борт управляемые ракеты класса «воздух-воздух» ближнего боя, а также неуправляемые ракеты «воздух-земля». Ракеты «Вихрь» имеют стартовую массу 42 кг и тандемную кумулятивную боевую часть, могут поражать бронированные цели (танки, БМП и т.п.) на дальности до 8 км. Ракеты Р-73 с всеракурсной пассивной тепловой головкой самонаведения обеспечивают поражение воздушных целей, маневрирующих на высотах от 20 м с перегрузкой до 12g и скоростью до 2500 км/ч, на дальности от 700 м до 11 км. В перспективе планируется оснащение К-52 ещё более эффективными системами вооружения.

Помимо выполнения разведывательно-боевых функций, К-52 вменено в обязанность решение ещё одной задачи: он должен стать своего рода «летающей партой» для пилотов одноместных Ка-50. Полностью дублированная система управления в сочетании со схемой расположения членов экипажа рядом как нельзя лучше подходит для этого.

Вертолет имеет бронированную капсулу для экипажа, которая по уровню бронирования не имеет аналогов в мире Катапультирование капсулы возможно на высотах от 0 до 4100 м. Ведение огня и управление вертолетом (в том числе одновременное) может осуществлять любой из пилотов. Так как лопасти машины вращаются в разные стороны, вертолет способен совершать уникальный маневр — просто вращаться на одном месте. Вертолет К-52 имеет мощные компьютерные системы обработки информации, поступающей от многочисленных датчиков состояния внутренних систем вертолета, ориентации вертолета в пространстве, обнаружения целей и слежения за ними, управления полетом и многочисленным современным вооружением. Без компьютерного управления не только выполнять боевые задачи, но просто управлять полетом такой сложной машины малочисленный экипаж (1-2 человека) просто не в состоянии. Поэтому все основные системы обработки информации и управления вертолетом многократно продублированы.

Основные тактико-технические характеристики К-52: экипаж – 2 чел., диаметр несущего винта – 14,50 м, длина вертолета с вращающимися винтами – 15,90 м, масса с полной боевой нагрузкой – 10400 кг, практический потолок – 5500 м, мощность двигателей – 2 х 1660 кВт, практическая дальность полета – 1160 км, максимальная эксплуатационная перегрузка – 3,5 g., вертикальная скороподъемность – 10 м/с, максимальная скорость: на пологом пикировании – 350 км/ч, в горизонтальном полете – 310 км/ч, полета вбок – 80 км/ч, полета назад – 90 км/ч.

По своим тактико-техническим характеристикам вертолет К-52 - машина настолько новая, что сейчас ее даже трудно сравнивать с вертолетами западных конкурентов: "Апач" (США), "Тайгер" (Германия-Франция), "Ройвалк" (ЮАР). По критерию "эффективность-стоимость" К-52 оставляет далеко позади своих соперников.

устройства В России в 2008 году создан комплекс мобильных боевых роботов МРК-70 «Печенег». Разработан он в конструкторско-технологическом бюро прикладной робототехники МГТУ им. Баумана. МРК-70 состоит из 2-х роботов

На рисунке 5.44 представлен военный робот "МРК-27 — БТ". Система управляется дистанционно при помощи двух джойстиков. Это позволяет оператору находиться на расстоянии в 200-500 метров от места, где ведутся боевые действия. Помимо этого российский робот оснащен камерами, которые передают изображение на два монитора, что помогает вести прицельный огонь. Боевой робот на гусеничном шасси МРК-27БТ имеет на телескопической штанге целый арсенал в составе 7,62-мм пулемета "Печенег", пары реактивных огнеметов "Шмель" и пары реактивных штурмовых гранат РШГ-2. Наведение комплекса вооружения осуществляется с помощью телекамер. Вооружение робота позволяет поражать различные цели: живую силу противника - как на открытой местности, так и в полевых укрытиях, долговременных огневых точках, зданиях, а также бронетехнику. Масса МРК-27БТ составляет 180 кг, на местности робот может передвигаться со скоростью около 0,7 м/с. Емкость двух аккумуляторных батарей позволяет МРК-27БТ непрерывно работать в течение четырех часов.
МРК-27БТ может использоваться также для эвакуации и уничтожения взрывных устройств. Помимо обычного для этих целей оборудования МРК-27 оснащается специальным гидроразрушителем «Василек». Это безоткатное устройство, в цилиндр которого заливается вода. Небольшой пороховой заряд, взрывающийся внутри, создает мощное давление на эту воду, она вырывается из сопла под давлением в сотни атмосфер и уничтожает ВУ, находящееся от него на значительном расстоянии.

Рис.5.44. Боевой робот «Печенег»

Интересного боевого робота создали специалисты петрозаводского Инженерного центра пожарной робототехники. Они разработали пожарного робота, предназначенного для отражения атак пиратов на суда. Робот петрозаводских инженеров оснащен мощным водометом, который способен смыть с пиратского катера весь его экипаж с вооружением (рис.5.45)

Рис. 5.45. Робот-пожарный.

Небольшой и легкий (около 3,2 кг) подводный робот для поиска мин (рис.5.46) способен передвигаться под водой со скоростью 3-5 узлов на глубине до 90 м. Звпас хода составляет до 90 км.Программирование олсуществляется с помощью портативного компьютера. Для навигации используются радио- и акустиченские маячки. Встроенный компьютер может сам выбрать оптимальный маршрут.

Рис.5.46.Робот для поиска мин.

Робот для разминирования(рис.5.47) выполнен на базе шагающего робота. Аналогичную конструкцию имеют также роботы для переноски тяжестей.

Рис. 5.47. Робот для разминирования.

Роботы –разведчики. Могут быть выполнены на базе дистанционно управляемого миниатюрного вертолета, оснащенного видеокамерой, либо миниатюрного змеевидного робота (рис.5.48), позволяющего проникать ва замкнутые пространства и передавать визуальную информацю.

Рис. 5.48.Роботы –разведчики.

Рис. 5.49ДПЛА «Пчела-1».

ДПЛА «Пчела-1» (рис. 5.49). В данном комплексе реализовано сопряжение в реальном масштабе времени с командными пунктами огневого поражения, таких, как РЗСО «Смерч», «Град», 155 мм самоходные гаубицы «Мста –С-155», проработаны вопросы выдачи целеуказания ударным вертолетам. При выполнении боевой задачи полет ДПЛА «Пчела-1»может осуществляться как по заданной программе, так и по командам оператора. Предусмотрен режим кругового облета цели для контроля ее поражения.

Помимо вышеприведенных примеров в настоящее время активно развиваются такие направления как безэкипажные боевые машины, подводные и космические роботы и мехатронные системы.