Прив'язні аеростати і їх застосування. оскбес маї. aеростатіческая платформа на базі сімейства гібридних аеростатів «колібрі Прив'язні аеростати і їх застосування

HTML clipboard

Прив'язні аеростати і їх застосування

Полковник Н. Мехоношин

Прив'язні аеростати застосовуються у військових цілях з кінця XVIII століття. Спочатку вони використовувалися для спостереження за полем бою і пересуваннями військ в районі бойових дій, а в подальшому і для коригування вогню артилерії. Під час другої світової війни такі аеростати служили головним чином як засоби повітряного загородження для оборони від низколетящих літаків. Особливо широко вони застосовувалися в ППО Великобританії, де піднімалися на сталевому привязном тросі на висоту до 1000 м, навіть легкого зіткнення з тросом було досить, щоб вивести літак з ладу,

В ході агресивної війни у \u200b\u200bВ'єтнамі американці на прив'язних аеростатах піднімали в повітря радіоретрансляціонние станції з метою сприяння контактам між командними пунктами і передовими підрозділами сухопутних військ. Застосовувалися два типи аеростатів: об'ємом оболонки 150 м3 з трехкілевим хвостовим оперенням і обсягом 170 м3 з хрестоподібним хвостовим оперенням. Аеростати з радіоретрансляціоннимі станціями піднімалися на висоту майже 300 метрів, що дозволяло передавати прийняті через пагорбів радіоповідомлення на дальність до 35 км. Аеростати з обсягом 150м3 використовувалися також для попередження своїх військ про проникнення противника. Для цієї мети на що знаходиться на невеликій висоті аеростаті встановлювалися високочутливий мікрофон і радіопередавач, за допомогою яких підслуховувати розмови і команди проникаючого в джунглі противника і передавалися сигнали попередження своїм військам.

Досвід використання прив'язних аеростатів у війні в Південно-Східній Азії пробудив зацікавленість державних органів США і промисловості в подальшому вдосконаленні їх конструкції і устаткування. Так, в 1968 році лабораторією полігонних вимірювань космічного центру імені Кеннеді почала здійснюватися спеціальна програма НДДКР по прив'язним аеростата, в рамках якої була розроблена і випробувана серія аеростатів BJ (за початковими літерами імен конструкторів) з об'ємом оболонок 600-2500 м3. На тандемной зв'язці з двох аеростатів цієї серії був здійснений рекордний для того часу підйом на висоту 4000 м верхнього аеростата і на 3000 м - нижнього. У 1968-1972 роках міністерством оборони США проводилися роботи по прив'язним аеростата. У їх ході було побудовано більше 50 аеростатів типу «Фемілі-2» з об'ємом оболонок 5600 м3 - більш 11000 м3. Вони використовувалися для вирішення різних військових і комерційних завдань, включаючи ретрансляцію радіопередач, радіолокаційне спостереження, радіо- і радіотехнічну розвідку.

Подальший розвиток прив'язних аеростатів в США йшло в напрямку підвищення маси корисного навантаження і підйому її на велику висоту. А це прямо пов'язано зі збільшенням обсягу оболонки аеростата, оскільки 1 м 3 газу-носія гелію може піднімати тільки 1 кг маси, включаючи масу конструкції і корисного навантаження аеростата. Деяке збільшення корисного навантаження здійснювалося шляхом полегшення конструкції завдяки виготовленню її з більш легких і міцних матеріалів. Крім того, удосконалювалася і апаратура, що входить в корисне навантаження, - знижувалася її маса і поліпшувалися характеристики. Прив'язні аеростати продемонстрували можливість їх успішної експлуатації на висотах близько 5500 м. За останні 10 років в розвиток прив'язних аеростатів для військових і комерційних цілей в США було вкладено понад 300 млн. Доларів і, за оцінкою іноземної преси, понад 400 млн. Доларів витрачено на спорудження і обладнання для їх експлуатації в різних районах земної кулі.

В останні роки американські фахівці стали приділяти увагу прив'язним аеростата щодо невеликих розмірів, Створюваним на базі аеростатів типу «Фемілі-2». Після 1981 року розроблено та виготовлено вісім систем аеростатів з об'ємом оболонки близько 700 м3 і п'ять систем з об'ємом оболонки близько 1500 м3. Більшість з них було розгорнуто на надводних кораблях довжиною 40-70 м, а кілька - на мобільних наземних установках. Всі вони, за винятком однієї аеростатної системи, несли в якості корисного навантаження оглядові РЛС і використовувалися для різних військових і комерційних цілей, включаючи боротьбу з контрабандою наркотиків. Одна з систем застосовувалася для розгортання антени довгохвильової радіостанції, в якості якої служив прив'язний трос. Аеростат з місця зберігання транспортувався в пункт підйому, швартувався, наповнювався гелієм, піднімався на висоту 900 м і приводився в готовність для радіопередач на довгих хвилях. Ця операція виконувалася за 5 год.

Основними постачальниками прив'язних аеростатів в США є фірми ILC Dover, RCA і ТСОМ (філія фірми «Вестінгауз»).

Фірма ILC Dover випускає стандартні прив'язні аеростати з обсягом оболонки до 7000 м3 наступних типів.

аеростати серії SSP (Stable Sensor Platform) розроблені на базі аеростата «Фемілі-207» і мають оболонку з обсягом 85 - 1070 м3. У типового аеростата цієї серії SSP-6000 оболонка еліптичної форми з трехкілевим оперенням. Максимальний обсяг заповнюється гелієм оболонки 170 м 3, обсяг баллонетом з повітрям 28 м3. Для регулювання тиску в оболонці в залежності від підйому або зниження, температури зовнішнього повітря та інших факторів на аеростаті встановлений нагнітач, що працює від електричної батареї, і автоматичний клапан регулювання тиску. Максимальна висота підйому аеростата 1500 м, допустима швидкість вітру до 80 км / ч.

Рис. 1. Прив'язний аеростат 25М системи STARS американської фірми ТСОМ

Рис. 2. Прив'язний аеростат 365В, Н (Mk7-S) в варіанті LASS

Рис. 3. Англійська прив'язний аеростат «Снайнет» пасивної системи ППО «Ремпарт»

Аеростат з об'ємом оболонки 7000 м3 створений для ВПС США і призначений для радіолокаційного спостереження. Оболонка аеростата еліптичної форми, з хрестоподібним хвостовим оперенням.

Довжина оболонки 53,3 м, максимальний діаметр 17,3 м. Усередині її розміщений баллонет об'ємом до 3000 м3. Аеростат може піднімати корисне навантаження масою 450 кг на висоту близько 3600 м. Одним з варіантів корисного навантаження є радіолокаційна станція AN / DPS-5, здатна виявляти з висоти 3000 м низколетящие (на висоті 30 м) цілі з ефективною площею розсіювання 5 м2 на дальностях до 280 км.

Фірма RCA випускає прив'язні аеростати з обсягом оболонки 1300- 7000 м3, що використовуються як носії радіолокаційних, електронно-оптичних і акустичних датчиків. Нижче наводяться дані про типові стандартних прив'язних аеростатах фірми RCA.

Аеростат з об'ємом оболонки 1586 м3 призначений для розгортання на суднах довжиною близько 60 м. Оболонка має довжину 33г4 м, максимальний діаметр 5,56 м. Усередині її розміщений баллонет об'ємом 453 м3. Корисне навантаження аеростата включає модифіковану РЛС AN / APS-128J, здатну виявляти з робочою висоти 760 М морські цілі на дальностях до 110 км. Прив'язний трос аеростата розрахований на зусилля на розрив до 6350 кг. За електричному кабелю в тросі може передаватися електроенергія для харчування РЛС та іншого обладнання з потужністю до 8 кВ А.

Аеростат з об'ємом оболонки 7000 м3 являє собою модифікований аеростат фірми ILS Dover і використовується для радіолокаційного спостереження. На ньому встановлюється оглядова РЛС AN / DPS-5 і допоміжна апаратура AN / APX-76 системи розпізнавання з дальністю дії до 460 км. Аеростат може застосовуватися як зі стаціонарних, так і з мобільних наземних установок.

Фірма ТСОМ виготовляє оболонки аеростатів з шарів тканини тедлар, майлар і дакрон, склеєних поліефірної смолою, що забезпечує при невеликій питомій масі високу міцність і стійкість по відношенню до погодних умов, Прив'язні троси виготовляються з синтетичного матеріалу кевлар-29. Усередині тросів міститься електропроводка для харчування апаратури на аеростаті. Випускаються троси мають міцність на розрив від 5000 кг (для невеликих аеростатів) до 30 000 кг (для великих) з сумарною потужністю споживаної електроенергії 3,5 - 31,5 кВт. Найбільшого поширення набули такі аеростати цієї фірми.

аеростат 25М системи STARS (Small Tethered Aerostat Relocatable System)
«Литтон») або AN / APG-66 ( «Вестінгауз»). При висоті підйому аеростата 750 м дальність дії РЛС по морських цілях становить 110 км. Аеростат системи STARS може експлуатуватися при горизонтальному вітрі до 90 км / год і при поривах вітру до 130 км / ч. Заповнений гелієм, він здатний перебувати в повітрі безперервно протягом двох тижнів, після чого потрібно спустити його, поповнити гелієм і провести технічне обслуговування радіоелектронної апаратури. має оболонку обсягом 700 м3, довжину 25 м і максимальний діаметр 8 м. Несучий газ гелій, трехкілевое хвостове оперення і хвостовій конус оболонки наповнюються повітрям. Баллонет максимальним об'ємом 200 м3, що заповнюється повітрям для регулювання тиску газу-носія, утворюється нижньою поверхнею оболонки і гнучкою діафрагмою, яка відділяє повітря баллонетом від гелію, що знаходиться в основному обсязі оболонки. Корисне навантаження аеростата масою 125 кг, що розміщується в обтічнику під нижньою частиною оболонки, може включати французьку радіолокаційну станцію LMT для спостереження за полем бою або американські оглядові РЛС 504 (фірми

Система STARS розгортається на судах малої водотоннажності або на мобільних наземних установках, що розміщуються на одному або двох причепах (рис. 1). Розгорнута на судах система STARS успішно застосовувалася за Північним полярним колом в морі Бофорта, а також на півдні в Карибському морі.

аеростат 365В / Н (Mk7-S) має оболонку обсягом 11 640 м 3, довжиною 59,2 м і максимальним діаметром 17,3 м. Хрестоподібне хвостове оперення і основний обсяг оболонки заповнюються гелієм. Баллонет з повітрям для регулювання тиску в оболонці має обсяг 5300 - 6300 м3. Оболонка аеростата виготовляється з тих же матеріалів, що і аеростата системи STARS. Загальна маса аеростата 365В / Н 5200 кг, в тому числі маса корисного навантаження 1800 кг. Як її використовується апаратура радіо- і радіотехнічної розвідки, радіолокаційна станція і апаратура передачі даних. РЛС AN / TPS-63, яка може встановлюватися на аеростаті, забезпечує з висоти 3000 м виявлення низько цілей на дальностях до 280 км. Робоча висота підйому аеростата 3000 - 4500 м в залежності від варіанту. Він експлуатується на наземної установки з монорейковим шляхом по колу (радіус 30 м), що дозволяє орієнтувати аеростат за вітром. Привязная система розрахована на швидкість вітру у землі до 160 км / ч.

Варіант аеростата під позначенням LASS (Low Altitude Surveillance System, рис. 2) експлуатується в інтересах митної служби США на Багамських о-вах. Цей же варіант аеростата з РЛС AN / TPS-63 в 1986 році демонструвався в Саудівській Аравії в якості доповнення та резервування літаків дальнього радіолокаційного виявлення та управління Е-ЗА АВАКС.

Подальший розвиток прив'язних аеростатів в США намічається вести в напрямку збільшення висоти їх підйому (7500- 9000 м). Для підйому необхідної корисного навантаження на ці висоти потрібно оболонка аеростата обсягом близько 28 000 м3. Планується також створити більш легкі і міцні матеріали для оболонки і прив'язного троса і вдосконалити конструкцію Самою оболонки.

У Великобританії тривають роботи над прив'язними аеростатами, використовуваними в якості засобів повітряного загородження. Зокрема, фірм а «Уоллоп індастріз» розробила систему пасивної ППО «Ремпарт» з прив'язними аеростатами «Скайнет» (рис. 3). У цій системі аеростати спільно з димоутворювальну приладами, протирадіолокацій відбивачами і ІК пастками піднімаються на прив'язному тросі з кевлара на висоту близько 1000 м. Прив'язний трос служить також і для пошкоджень низколетящих літаків.

Англійська фірма «Ерборн індастріз» створила аеростатні систему початкової підготовки парашутистів, що використовує для підйому парашутистів на висоту прив'язний аеростат. До складу системи входять власне аеростат з максимальним об'ємом оболонки 1510 м3, гондола, в якій розміщуються шість парашутистів і інструктор, сталевий прив'язний трос, вантажний автомобіль з гідравлічною лебідкою, що приводиться від дизельного двигуна потужністю 115 Л. с. Гондола з парашутистами може бути піднята аеростатом на будь-яку висоту, допустиму 1500-м прив'язним тросом, проте стандартна висота підйому при тренуваннях становить 300 м. Цикл підйому аеростата на цю висоту, стрибків шести парашутистів і спуску аеростата для підготовки до подальшого підйому займає 10 хв. Експлуатація системи показала, що прив'язний аеростат для початкової підготовки парашутистів застосовувати в кілька разів економічніше, ніж транспортний літак. Крім того, при стрибках парашутистів з гондоли аеростата в незбурених турбулентної спутной струменем літака повітряне середовище значно знижується можливість Відмови в розкритті парашута.

НАУКА І ВІЙСЬКОВА БЕЗПЕКА № 2/2006, стор. 54-57

підполковник С.І.МЕХ,

начальник групи

Науково-дослідного інституту

Збройних Сил Республіки Білорусь

полковник Ю.А.СЕМАШКО,

заступник начальника

з навчальної та наукової роботи

військового факультету

Білоруського державного університету

інформатики і радіоелектроніки

Динамічний характер ведення сучасних військових дій, прагнення противника знищити життєво важливі об'єкти інфраструктури держави, до яких, в першу чергу, відносяться система управління Збройними Силами та її основний елемент - система зв'язку, викликають необхідність пошуку шляхів вдосконалення якості їх функціонування. Підвищення стійкості, мобільності, пропускної спроможності системи зв'язку можна досягти за рахунок створення розгалужених мереж зв'язку, в тому числі з використанням телекомунікаційних систем (ТС), розгорнутих на літаках, безпілотних літальних апаратах, Аеростатах.

В даний час в ряді держав, в тому числі в Російської Федерації, Особлива увага приділяється опрацюванню концепцій використання аеростатів в якості несучих платформ телекомунікаційних систем для цивільних і військових потреб.

Дана ідея не є новою. У колишньому СРСР і за кордоном роботи з передачі радіосигналів з прив'язних аеростатів, піднятих на висоту 2-3 км, велися ще в 1930-х рр. Під час Великої Вітчизняної війни ці системи були значно поліпшені і забезпечували досить надійний зв'язок. Так, саме на прив'язному аеростаті в блокадному Ленінграді був встановлений передавач, що транслював перше виконання 7-ї симфонії Шостаковича.

В кінці 50-х років Київським громадським бюро з повітроплавання була розроблена аеростатні ретрансляції станція, яка представляла собою прив'язний аеростат з жорсткою оболонкою обсягом 220 тис. Куб. м і розрахункової робочої висотою до 9 км.

Під час ведення бойових дій в Афганістані використання аеростатів в умовах гірської місцевості дозволяло Радянської Армії збільшувати дальність радіозв'язку в 4 - 5 разів. Саме таким чином забезпечувався зв'язок з командними пунктами, розташованими поза прямої видимості. Уже кілька десятиліть військово-морські сили використовують повітроплавні технології, піднімаючи на аеростатах трос-антену, що забезпечує зв'язок з зануреними підводними човнами.

Телекомунікаційні системи, розгорнуті на аеростатах, мають ряд переваг, які вигідно відрізняють їх від інших носіїв. Основними з них є:

Аеростати задовольняють вимогам геостаціонарних (можливість тривалого перебування над однією точкою земної поверхні), стратосферні телекомунікаційні платформи на базі аеростатів можна розміщувати в будь-якому місці, забезпечуючи задоволення потреб мобільних мереж зв'язку, мережі Інтернет, телевізійного і радіомовлення як з точки зору якості гарантованих послуг, що надаються, так і з точки зору їх економічної ефективності;

Якість переданого сигналу через ТС, розміщену на аеростаті, наближається за характеристиками до супутникового, що дозволяє за допомогою цих систем вирішувати комплексні завдання телекомунікаційного та інформаційного забезпечення в умовах, де неможливо або недоцільно прокладати кабель;

Аеростати забезпечують висотне положення передавачів і ретрансляторів і здатні замінити десятки і сотні типових щогл. Вартість аеростатної телекомунікаційної платформи на порядок нижче сумарних витрат на антенно-щоглові пристрої (радіус охоплюється одним аеростатним комплексом території в залежності від обладнання і висоти підйому може становити від 50 до 1000 км);

Зони покриття аеростатні ТС дозволяють створювати цілісні інформаційні магістралі (глобальні бездротові мережі) і вирішувати проблему «останньої милі» (відрізок інфраструктури від основної магістралі до кінцевого споживача - довжиною від декількох сот метрів до 20 - 30 кілометрів);

На відміну від ТС, розгорнутих на штучних супутниках землі, забезпечується можливість оперативного дистанційного керування ТЗ, їх ремонту та переоснащення.

Однак поряд з незаперечними перевагами аеростатних ТЗ існують і недоліки в експлуатації, основними з яких є:

Необхідність збереження аеростатної ТЗ в стійкому стані, що важливо для стабільної передачі сигналу, тягне за собою потребу в розробці спеціальних систем, здатних підтримувати рівновагу навіть при ураганному вітрі;

Існуючі аеростати, що мають сигарообразную форму, змушені виконувати маневри з великим радіусом розвороту для установки станції над потрібної територією, що створює труднощі в здійсненні передачі в процесі руху;

Необхідність введення заборони на польоти повітряних суден в районах розташування середньовисотних і маловисотних аеростатів;

Низька живучість аеростатів при використанні їх в умовах бойових дій, що вимагає забезпечення їх протиповітряної оборони, охорони і оборони наземних елементів.

Огляд джерел показує, що сьогодні можна виділити три основні категорії аеростатів, які використовуються для забезпечення телекомунікаційних потреб. До них відносяться: стратосферні аеростати (висота підйому 20 - 25 км), середньовисотні (1 - 10 км) і маловисотні (до 1 км) (малооб'ємні) аеростати.

Серед основних проектів стратосфернихаеростатів, що розробляються в світі, можна виділити: Sky Stationкомпанії Sky Station International (США), HASPA (High-Altitude Superpressure Powered Aerostat) (США), Stratelliteкомпаній Sanswire Technologies і Telesphere Communications (США); систему ISD(Німеччина), StratSatбританської компанії Advanced Technology Group, Stratospheric Wireless Access Network(Японія) і «Беркут» повітроплавного центру «Авгур» (РФ). Характеристики даних аеростатів наведені в таблиці 1.

Стратосферні аеростати є стабільно знаходяться на заданій висоті безпілотні платформи, що забезпечують підйом до 2 тонн корисного навантаження, керовані з наземного диспетчерського центру. Положення аеростата контролюється за допомогою наземних станцій спостереження, для корекції маршруту польоту і маневрування використовуються новітні системи контролю польоту, наприклад GPS (Global Positioning System). Безпосередньо на оболонці аеростата розташовуються панелі з сонячними батареями, що дозволяє накопичувати сонячну енергію і використовувати її для утримання апарату протягом багатьох місяців в заданій точці. Для зв'язку між аеростатами і передачі даних можуть використовуватися супутники зв'язку (для зв'язку з орбітальним супутником широкосмуговий передавач Sky Station буде використовувати частоти 47,2 - 47,5 ГГц і 47,9 - 48,2 ГГц для зв'язку з землею).

Мережа таких аеростатів дозволить забезпечувати високоякісний телекомунікаційний сервіс, виключивши саме поняття «мертвої зони». Прогнозується, що площа обслуговування кожного апарату складе від 20 000 км2 (дирижабль ISD) до 600 000 км2 (Stratellite), що, за попередніми оцінками, можна порівняти з потенціалом величезної кількості антенних щогл наземного базування (наприклад, один аеростат Stratellite або StratSat здатний замінити до 14 000 щогл).

У складі телекомунікаційного обладнання на аеростаті можуть використовуватися станції стільникового, 3G / 4G мобільного зв'язку, мультимедійних послуг MMDS, пейджингового, фіксованого бездротового телефонії, високочастотного телевізійного мовлення та ін. Крім надання доступу в Інтернет, такі глобальні бездротові системи дозволять виводити на ринок телекомунікацій такий специфічний продукт, як «антенний масив», який буде підтримуватися ресурсом аеростатних платформ. Ці ТЗ будуть володіти великою пропускною здатністю інформації. Так, одна ТЗ, розміщена на ISD, дозволить одночасно підтримувати до 100 000 телефонних переговорів, а в майбутньому на ній можна буде розміщувати також і високопродуктивні сервери для обробки даних. За оцінками розробників, аеростатні ТЗ, наприклад Stratellite, буде здатна забезпечувати швидкість передачі даних від 25 до 155 Мбіт / с - в залежності від встановленого обладнання і висоти підйому платформи.

Термін постійної вахти аеростата становить від 6 місяців до 5 років.

Особливу увагу необхідно звернути на російські аеростатні ТС «Беркут». Ця розробка може бути використана як в цивільних, так і у військових цілях. За допомогою серії подібних аеростатних ТС можна забезпечити повне охоплення всієї території Росії і ряду суміжних областей. Стратосферний дирижабль буде підтримувати інформаційний канал з орбітальним супутником, передаючи сигнал на прив'язні аеростати типу «БАРС», які будуть застосовуватися для вирішення проблеми «останньої милі». Для дирижабля «Беркут» розроблений спеціальний мобільний пневмоеллінг, що дозволяє дирижаблям стартувати і швартуватися в регіонах з нерозвиненою інфраструктурою або віддалених від економічних центрів. Як вважають військові експерти, великі простори Росії і важкоконтрольованих протяжні кордони роблять аеростати оптимальної технікою за критерієм «ефективність - вартість».

Основними достоїнствами ТЗ, розміщених на стратосферних аеростатах, є:

Здатність зберігати стійкий стан при несприятливих погодних умовах;

Велика площа обслуговування (для покриття території Республіки Білорусь потрібна (в залежності від моделі) від 2 до 6 аеростатів);

Висока вантажопідйомність (вага корисного навантаження коливається від 1000 до 2000 кг в залежності від моделі);

Здатність перебувати в повітрі тривалий час (від 6 місяців до 5 років);

Можливість установки сонячних батарей для забезпечення енергопостачання знаходиться на борту телекомунікаційної апаратури;

Автономне знаходження в повітрі.

До недоліків можна віднести необхідність розгортання і змісту спеціальних досить складних систем старту і швартування, спостереження та управління, що включають наземні і супутникові станції, що значно збільшує вартість обслуговування ТЗ.

У зв'язку з цим стратосферні аеростати можуть застосовуватися спільно різними міністерствами і відомствами в якості багатоцільовий платформи. Міністерство оборони Республіки Білорусь в даному випадку може брати участь у спільному проекті з експлуатації аеростатів або орендувати в своїх інтересах ресурс телекомунікаційного обладнання аеростата для ретрансляції трафіку, організації мережі радіодоступу мобільних абонентів, обробки даних, розгортання обчислювальних мереж та ін.

Експерти високо оцінюють перспективи ТЗ, розгорнутих на середньовисотних аеростатах. Основними розробниками і виробниками середньовисотних аеростатів є ARC (США), «Пума» і «Ягуар» (РФ). ARC здатний піднімати вантаж до 700 кг на висоту від 3 до 10,5 км з охопленням території діаметром від 55 до 250 км (або 1,5 млн. Споживачів) в залежності від наявного на аеростаті обладнання. Характеристики аеростатів «Пума» і «Ягуар» наведені в таблиці 2.

Ці аеростати можуть нести на борту різну апаратуру зв'язку, будучи, таким чином, порівняно недорогою альтернативою супутниковим носіям. Корисний вантаж розміщується на фермі, підвішеній під оболонкою, в захисному м'якому герметичному обтічнику. Обтічник аеростата вміщує цифрові передавачі різних видів зв'язку (телефонного, пейджингового, телевізійної та ін.), забезпечуючи її на частотах будь-якого типу на території до 100 000 квадратних кілометрів.

Кабель-трос утримує аеростат під час підйому, спуску і стоянки на робочій висоті, забезпечуючи електропостачання бортових систем і корисного вантажу, а також відведення блискавки і статичної електрики (аеростат «Пума»). Наземний комплекс обслуговування гарантує нормальне функціонування аеростата на робочій висоті, його підйом і спуск, наземне обслуговування на всіх етапах роботи, а також обслуговування корисного вантажу.

Комплекс наземного обслуговування включає в себе аеростатні утримує пристрій, оснащений лебідкою, кошти газо- і розподілення повітря і профілактичного обслуговування, систему енергопостачання, наземний пункт управління.

Основними достоїнствами ТЗ, розміщених на середньовисотних аеростатах, є:

Досить велика площа покриття при невеликій висоті підйому;

Висока мобільність (швидкість підйому і спуску); -простота експлуатації (підйому, спуску, управління);

Здатність перебувати в повітрі протягом одного місяця;

Висока вантажопідйомність;

Не вимагає установки спеціальної апаратури для сполучення з наземними терміналами.

Aeros як носій телекомунікаційного обладнання ARC.

Як недоліки можна відзначити:

Наявність кабелю-троса;

Необхідність забезпечення електропостачання за допомогою наземної станції по кабелю-тросу.

Середньовисотні аеростати можуть знайти найширше застосування при організації зв'язку в інтересах управління Збройними Силами в мирний і воєнний час на стратегічному та оперативному рівні.

В першу чергу доцільно розглянути питання про застосування їх в якості повітряних опорних вузлів зв'язку при розгортанні опорної мережі системи зв'язку об'єднання. Завдяки здатності аеростата обслуговувати значну територію без «мертвих зон» при множинний доступ при побудові опорної мережі зв'язку не буде потрібно часта зміна її структури, що скоротить кількість сил і засобів, що залучаються для її розгортання. Повітряні опорні вузли зв'язку будуть застосовуватися тоді, коли наземні станції не зможуть забезпечити необхідний рівень живучості опорної мережі зв'язку або їх застосування виявиться нераціональним. Це може статися в разі дій військ об'єднання на різних напрямках, при глибокому вклинении противника, при забезпеченні зв'язку з оточеними військами, при веденні маневрених дій, при проведенні контрударів. Опорна мережа зв'язку в цьому випадку може будуватися не в усій смузі оборони об'єднання, а очагово, за напрямками дій військ. Наявність повітряних опорних вузлів зв'язку зробить опорну мережу зв'язку «об'ємної», що, безсумнівно, підвищить її стійкість.

Іншим напрямком використання середньовисотних аеростатів є забезпечення радіодоступу рухливих абонентів до ресурсу опорної мережі зв'язку в зоні обслуговування. Установка на аеростаті станції радіодоступу дозволить скоротити кількість аналогічних наземних станцій, забезпечити рухливих абонентів всім спектром телекомунікаційних послуг від телефонного зв'язку до передачі даних і відеозображення.

Велике значення надається розробці маловисотних (малооб'ємних) прив'язних аеростатів, серед яких виділяються комплекси «БАРС» і «Рись», розроблені Повітроплавним центром «Авгур» і ІППІ РАН (РФ), що складаються з наземного причального пристрою, прив'язного аеростата і базової радіомодемного станції, з якої встановлена \u200b\u200bна платформі передавальну станцію пов'язана кабель-тросом. В якості носія ТЗ був узятий малооб'ємний аеростат, який значно простіше у виготовленні і експлуатації, ніж західні повітроплавні системи такого ж класу. Автоматизовану роботу лебідки забезпечує комп'ютер, завдяки чому за кілька хвилин можна плавно піднімати і опускати апарат, контролюючи працездатність кабель-троса (кевларовий трос, комбінований з оптоволоконним і електричним кабелями).

Комплекси дозволяють використовувати в єдиній системі як наявні антени, так і можливості маловисотних платформи. Корисне навантаження включає обладнання для доступу в Інтернет, передачі цифрового телебачення, Забезпечення стільникового, пейджингового, транкінгового зв'язку, забезпечення проведення відеоконференцій, електронної торгівлі (в тому числі і для державних потреб) і ін.

Радіоустаткування підключається «кручений парою» до маршрутизатора (сервера) локальної мережі. Максимальна вантажопідйо
ність аеростатних установок - 100 - 120 кг, що дозволяє реа-лізовивать телекомунікаційні проекти (наприклад, базова станція стандарту CDMA важить 54 кг). За допомогою платформ будуть створюватися телекомунікаційні і ретрансляційні мережі для забезпечення високоякісної бездротового зв'язку, що також дозволить вирішити цілий ряд спеціальних завдань. Для наповнення оболонки і першого підйому аеростата потрібно 4-6 чоловік. Регулярні операції, в тому числі інспекція і повторне наповнення, вимагають участі 1-2 чоловік.

Характеристики аеростатів «БАРС» і «Рись» наведені в таблиці 3.

При створенні мережі зв'язку за допомогою малооб'ємних аеростатів-носіїв забезпечуються:

Гнучкість архітектури мережі і можливість її оперативної модифікації (висока мобільність);

Висока швидкість передачі інформації, а також з'єднання АТС між собою бездротовими каналами зв'язку зі швидкістю до 10 Мбіт / с (а з урахуванням новітніх технологій - значно більше);

Швидкість проектування і реалізації, що важливо при жорстких вимогах до часу побудови мережі;

Покриття території без «мертвих зон»;

Простота управління обладнанням.

Основним недоліком малооб'ємних аеростатів є мала вантажопідйомність.

Малооб'ємні дирижаблі можуть знайти широке застосування в тактичному ланці управління в якості ретрансляторів і станцій радіодоступу для забезпечення зв'язку при діях з'єднань (військових частин) на широкому фронті, очаговом веденні оборони, при маневрених діях, при пересуванні військ. Застосування малооб'ємних дирижаблів повинне поєднуватися з використанням середньовисотних аеростатів для створення єдиного інформаційного простору в смузі дій військ.

Питання про можливість застосування аеростатів в інтересах забезпечення зв'язку при вирішенні завдань управління Збройними Силами в мирний і воєнний час вимагає подальшого детального вивчення і проведення оперативно-тактичного та техніко-економічного обґрунтування із залученням фахівців з різних галузей знань.

ЛІТЕРАТУРА

1. Бендін С.В. Аеростатні телекомунікаційні платформи // Радіоелектроніка та телекомунікації. - 2003. -2 (26) і 4 (28).

2. Бендін С.В. Бездротові мережі на висотних дирижаблях для війни і миру (20.03.03) / [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://cnews.ru/newcom/index.shtml?2003/03/20/142206.

3. низькоорбітальних дирижаблі прийдуть на заміну супутникам зв'язку / [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http: // inventors.ru/index.asp? Mode \u003d 988.

4. Прив'язні аеростати «Пума» і «Ягуар» / [Електронний ресурс]. - Режим доступу: [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://rosaerosystems.pbo.ru/russian/product/puma.html.

5. Малооб'ємні аеростати «БАРС» і «Рись» / [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://rosaerosystems.pbo.ru/ russian / product / au_17.html.

Для коментування необхідно зареєструватися на сайті

© П.А.Пономарев, Л.Ю.Путінцев
© Державний музей історії космонавтики ім. К.Е. Ціолковського, м Калуга
Секція "Авіація і повітроплавання"
2004 р

Комплекс прив'язного аеростата (КПА) призначений для забезпечення роботи корисного навантаження масою до 150 кг на висоті до 750 м. Тривалість перебування аеростата на робочій висоті при підключеному електроживленні становить 15 діб без спуску на землю. Гранично допустима швидкість вітру при стоянці на бівуачне майданчику становить 15 м / с, на робочій висоті - 25 м / с. Аеростат забезпечений автоматичною системою підтримки надлишкового тиску, що використовує електровентилятор для наповнення баллонетом повітрям. Розкрійний обсяг оболонки аеростата - 450 м3, баллонетом - 113 м3.

Оболонка аеростата, що наповнюється гелієм і в виконаному стані утворює тіло обтічної форми, виготовлена \u200b\u200bз композиційного газодержащего синтетичного матеріалу на основі ниток поліестеру. На оболонці встановлено -образне оперення жорсткого типу.

Підйом і спуск аеростата «Рись» проводиться електричною лебідкою на синтетичному канат-кабелі діаметром 9 мм зі швидкістю 0,7 м / с. На аеростатної лебідці встановлена \u200b\u200bсистема електропостачання прив'язного аеростата, що перетворює трифазну напругу 380 В змінного струму в 900 В постійного струму. Далі електричний струм проходить через внутрішні струмопровідні жили канат-кабелю, призначеного як для утримання аеростата на висоті, так і передачі на борт електроенергії потужністю не більше 2,5 кВт. Перетворювач, розташований на борту аеростата, знижує високу напругу постійного струму до 27 В постійного струму. Ця напруга використовується для живлення бортового обладнання.

Підйоми аеростата «Рись» проводилися при різних погодних умовах на висоти до 350 м при швидкості вітру до 7 м / с, при цьому маса корисного навантаження становила 130 кг. Загальний час знаходження оболонки під газом склало 11 діб, максимальна тривалість безперервної роботи обладнання на висоті - 3,5 доби. При всіх підйомах аеростат стійко набирав висоту і залишався стабільним при будь-яких значеннях швидкості вітру. автоматична система підтримки надлишкового тиску працювала в штатному режимі.

На початковій стадії випробувань була перевірена працездатність складових частин КПА і усунені виявлені недоліки. На завершальній стадії випробувань були підтверджені заявлені експлуатаційні характеристики аеростата «Рись» і інших складових частин комплексу.

У сучасних умовах особливої \u200b\u200bактуальності набуває використання безпілотних і аеростатнихкомплексів для вирішення різних завдань народного господарства і оборонного комплексу. В обговоренні питань конструювання безпілотних систем бере участь директор по державних програмах ЗАТ " повітроплавнийцентр "Авгур", к.т.н. Пономарьов Павло Ардаліоновіч.

Одним з найбільш перспективних і економічно доцільних засобів, використовуваних для підйому і утримання апаратури на заданій висоті, є аеростатніносії. Вони вирішують завдання щодо забезпечення зв'язку, розвідки, моніторингу території, ретрансляції, як у військових, так і в цивільних цілях. Існує величезна різноманітність можливих варіантів корисного навантаження розміщується на прив'язному аеростаті (ПА). При цьому з точки зору проектування носія значення мають тільки її масово-інерційні характеристики, габаритні розміри, споживана потужність, а також умови функціонування: робоча висота, температурний діапазон і максимальна швидкість вітру. Виходячи з цих параметрів, визначається обсяг і параметри канат-кабелю.

Наявність типового ряду дозволяє не тільки скоротити номенклатуру канат-кабелів і матеріалів для оболонок, Але і використовувати для нових цілей вже розроблені ПА, проводячи лише незначну модернізацію. Це значно скорочує витрати і терміни як на розробку, так і на виготовлення, дозволяє використовувати типові технологічні операції, а також уніфіковані вузли і агрегати.

Типовий ряд ПА ЗАТ " повітроплавнийцентр "Авгур" складається з трьох груп. До першої групи належать ПА обсягом від 75 до 400 м3: Au-6, Au-25 і Au-17 "Барс", що мають жорстке оперення і стягує систему компенсації обсягу. При цьому енергопостачання корисного навантаження забезпечується за рахунок бортових акумуляторів або легкознімний кабелю.

До другої групи належать ПА, об'ємом від 450 до 1200 м3: Au-27 "Рись" і Au-33 "Гепард". Незважаючи на різне оперення: жорстке і воздухонаполненнимі, дані апарати мають схожу компоновку і створені на основі типових рішень. аеростатизабезпечені автоматичною системою підтримки надлишкового тиску.

До третьої групи належить найбільший в світі ПА Au-21 "Пума" об'ємом 12000 м3, що складається з оболонкиз баллонетом, воздухонаполненнимі обтічника, воздухонаполненнимі оперення, такелажу; повітряних і газових клапанів, системи воздухоподполненія; пілотажно-навігаційного обладнання та блискавкозахисту.

Таким чином, в даний час ВЦ "Авгур" має в своєму розпорядженні типовим поруч ПА які забезпечують роботу різної корисного навантаження на висоті, відповідно по групах: масою 25-80 кг на висотах до 700 м; 80-300 кг на висотах до 1500 м з електропостачанням до 2 кВт; масою 250-2250 кг на висотах до 5000 м з електропостачанням до 25 кВт. Дані апарати функціонують в широкому діапазоні кліматичних і погодних умов.