Как работает БПЛА Predator

Apr 01 2004
Беспилотный летательный аппарат Predator является примером военной тенденции к использованию высокотехнологичного оборудования с низким уровнем риска. Этот дистанционно управляемый самолет-шпион предлагает максимальную отдачу от затраченных средств на безопасность человека.
БПЛА Predator управляется за много миль от опасного боя. Смотрите больше фотографий военных самолетов.

Военные командиры используют тактику и стратегию в бою, чтобы нанести противнику как можно больший урон, пытаясь при этом рисковать как можно меньшим количеством личного состава и ресурсов. Этот принцип лежал в основе разработки беспилотных летательных аппаратов RQ-1 и MQ-1 Predator .

Эти высокотехнологичные самолеты, управляемые экипажем вдали от опасностей боя, способны выполнять разведывательные, боевые и вспомогательные функции в самых сложных сражениях. В худшем случае, если Хищник потерян в бою, военнослужащие могут просто «взломать еще один из коробки» и вскоре поднять его в воздух — и это без травм раненых или заключенных, обычно связанных с самолет падает.

В этой статье мы рассмотрим систему полета, датчики, вооружение и экипаж БПЛА Predator, а также то, как военные используют Predator для обеспечения большей безопасности персонала как в воздухе, так и на земле.

 

Содержание
  1. Под капотом
  2. Взгляд внутрь хищника
  3. Шпион в небе
  4. В бою
  5. Хищник Утилита
  6. За рулем
  7. В дороге
  8. Будущее

Под капотом

БПЛА Predator — это средневысотный летательный аппарат большой дальности, который работает так же, как и любой другой небольшой самолет.

Rotax 914 , четырехцилиндровый четырехтактный двигатель мощностью 101 л.с. , тот же тип двигателя, который обычно используется на снегоходах, вращает главный приводной вал. Приводной вал вращает двухлопастной толкающий винт Predator с переменным шагом. Задний винт обеспечивает как привод, так и подъемную силу. Дистанционный пилот может изменить шаг лопастей, чтобы увеличить или уменьшить высоту самолета и развить скорость до 135 миль в час (120 узлов). Размах крыла самолета составляет 48,7 футов (14,8 метра) , что позволяет Predator достигать высоты до 25 000 футов (7620 метров). Тонкий фюзеляж и перевернутое V-образное хвостовое оперение помогают самолету сохранять устойчивость, а единственныйруль направления, расположенный под гребным винтом, управляет судном.

Фюзеляж Predator представляет собой смесь углеродных и кварцевых волокон, смешанных в композит с кевларом. Под фюзеляжем планер поддерживается номексом, пеной и древесным ламинатом, спрессованным в несколько слоев. Между каждым слоем ламината проложена прочная ткань, обеспечивающая изоляцию внутренних компонентов. Ребра конструкции построены из ленты из углеродного/стекловолокна и алюминия. Корпус датчика и колеса также выполнены из алюминия.

Края крыльев сделаны из титана и усеяны микроскопическими мокнущими отверстиями , которые позволяют раствору этиленгликоля просачиваться из внутренних резервуаров и разрушать лед, образующийся на крыльях во время полета.

БПЛА Predator использует стандартные механические системы. Стартер / генератор переменного тока мощностью 3 киловатта снабжает электронику корабля энергией; это дополняется питанием от вспомогательной батареи. В носовых и кормовых топливных баках находятся прорезиненные топливные баки, которые легко заправлять через газовые пробки, расположенные в верхней части фюзеляжа. Оператор запускает двигатель, присоединяя пуповину стартера / наземной тележки к разъему управления стартером самолета, расположенному на наземной панели снаружи самолета. Оператор останавливает двигатель, нажимая выключатель сразу за одним из крыльев сбоку самолета.

Для двигателя

  • Два топливных бака Predator вместе вмещают до 600 фунтов топлива для поршневых авиационных двигателей с октановым числом от 95 до 100.
  • Predator использует для смазки 7,6 литров стандартного моторного масла.
  • Помимо вентиляции, для охлаждения двигателя используется обычный автомобильный антифриз.
  • Два 8-фунтовых никель-кадмиевых аккумуляторных блока емкостью 14 ампер-часов размещены в фюзеляже для обеспечения резервного питания на случай отказа двигателя или генератора переменного тока.

Взгляд внутрь хищника

В качестве летательного аппарата БПЛА Predator представляет собой не более чем супермодный самолет с дистанционным управлением. Но этот простой дизайн хорошо подходит для предполагаемых функций Predator. Ниже вы можете увидеть размещение компонентов:

  1. Антенна радара с синтезированной апертурой (SAR)
  2. Инерциальная навигационная система/GPS
  3. Антенна спутниковой связи Ku-диапазона
  4. Видеомагнитофон
  5. Антенны GPS (слева и справа)
  6. APX-100 Идентификационный транспондер "свой-чужой"
  7. Процессор датчика спутниковой связи Ku-диапазона Модем в сборе
  8. Кронштейн верхней всенаправленной антенны C-диапазона
  9. Передняя сборка топливных элементов
  10. Задний топливный элемент в сборе
  11. Accessory Bay
  12. Engine Cooling Fan
  13. Oil Cooler/Radiator
  14. 914F Engine
  15. Tail Servo (Left and Right)
  16. Battery Assembly #2
  17. Power Supply
  18. Battery Assembly #1
  19. Aft Equipment Bay Tray
  20. Secondary Control Module
  21. Synthetic Aperture Radar Processor/AGM-114 Electronics Assembly
  22. Primary Control Module
  23. Front Bay Avionics Tray
  24. ARC-210 Receiver/Transmitter
  25. Flight Sensor Unit
  26. Video Encoder
  27. De-ice Controller
  28. Electro-Optical/Infrared Sensor/AN/AAS-52(V)1 Electronics Assembly
  29. Front Bay Payload Tray
  30. Ice Detector
  31. Synthetic Aperture Radar (SAR) Receiver/Transmitter
  32. Nose Camera Assembly

In the next sections, we'll see how this unassuming aircraft can use its special features to tilt the balance of combat.

Spy in the Sky

The RQ-1 uses a set of nose cameras to "see" on missions.

The RQ-1 is the reconnaissance version of the Predator UAV. The letter 'R' is the U.S. Defense Department signature for an aircraft designated for reconnaissance. 'Q' is a designation for unmanned or automated weapons or vehicles.

The simple and lightweight design of the Predator's fuselage allows it to carry a payload of up to 450 pounds (204 kg) in addition to the weight of its 100-gallon (378.5-liter) fuel tank. This large fuel tank and the nice gas mileage afforded by the Predator's light weight are great assets for a reconnaissance aircraft. The Predator can stay in the air monitoring enemy positions for up to 24 hours fully loaded.

The RQ-1 uses some of the most sophisticated monitoring equipment available today:

An airman cleans the lens pilots use to fly the MQ-1 Predator.
  • Full-color nose camera that the pilot uses primarily to navigate the craft
  • Variable aperture camera (similar to a traditional TV camera) that functions as the Predator's main set of "eyes"
  • Variable aperture infrared camera for low-light and night viewing
  • Synthetic aperture radar (SAR) for seeing through haze, clouds or smoke

Every camera in the plane's forward bank can produce full-motion video and still-frame radar images.

The RQ-1 can give real-time imagery of the enemy position to a command post well before the first troops or vehicles arrive. This kind of information allows field commanders to make quick and informed decisions about troop deployment, movements and enemy capabilities. Of course, the greatest advantage of using the Predator is that it has all the advantages of a traditional reconnaissance sortie without ever exposing the pilot to a hostile environment.

In Battle

A Predator MQ-1 comes in for a landing after firing one of its Hellfire Missiles.

The only thing better than having a robotic airplane assist forces in making decisions about how to fight a battle is to have a robotic airplane actually fight the battle for you. That is where the Predator UAV MQ-1 Hunter/Killer comes into play. Replacing the camera array with the Multispectral Targeting System (MTS) and loading the Predator with two Hellfire missiles transforms this battlefield spotter into a deadly automated combatant. The 'M' in MQ-1 is the Defense Department designation for multipurpose aircraft; by adding the MTS and Hellfire missiles to the Predator, it truly becomes a multifunctional battle aircraft.

The MTS includes the AGM-114 Hellfire missile targeting system, electro-optical infrared system, laser designator, and laser illuminator. All of these components give the Predator and its operators multiple ways to acquire a target in any combat environment. The Predator fires a laser or infrared beam from the MTS ball located near the nose of the plane. This laser can be used in two ways:

  • The beam lands on the target and pulses to attract the laser seekers at the end of each Hellfire missile.
  • The on-board computer uses the beam to makes calculations about trajectory and distance.

Sensors bundled in the MTS also calculate wind speed, direction, and other battlefield variables to gather all of this data into a firing solution. This process is known as "painting the target." Once a target is painted, the MQ-1 can unleash its own missiles to destroy the target or send the firing solution to other aircraft or ground forces so they can destroy it.

Predator Utility

The battlefield effectiveness of the MQ-1 has been tested in several recent conflicts, including those in Afghanistan, Bosnia, Kosovo, Iraq, and Yemen.

The Predators have flown into combat alongside manned warplanes, have provided air support to ground forces, and have attacked areas where enemy air defenses have not been fully suppressed. They could also be used in areas that are traditionally too dangerous to send in manned aircraft, such as open ocean environments or biologically or chemically contaminated environments. And even loaded with the MTS, the Predator MQ-1 is capable of effective battlefield reconnaissance.

Perhaps the most infamous use for the combat version of the Predator is in stealthy aerial assassinations. On February 7, 2002, the CIA used an armed Predator to attack and destroy a convoy of SUVs transporting suspected al Qaeda terrorists. On November 3, 2002, the CIA used a Predator to launch a Hellfire missile into a car in Yemen, killing Qaed Senyan al-Harthi, the al-Qaeda leader thought to be responsible for the bombing of the USS Cole. Though this application of the Predator is rare, none of these missions would have been possible using conventional methods without risking the lives of U.S. troops.

Behind The Wheel

Predator UAV remote pilot station

According to the U.S. Defense Department, "The Predator is a system, not just an aircraft." This is because of the unique way the Predators are deployed and controlled.

A fully operational system consists of four Predators (with sensors), a ground control station (GCS) that houses the pilots and sensor operators, and a Predator primary satellite-link communication suite.

On the ground, there are the techs and support personnel normally associated with aircraft. The whole show takes about 82 personnel to run successfully. This fully integrated team is capable of using the four aircraft for 24-hour surveillance within a 400-nautical-mile radius of the ground control station.

The Predator can run autonomously, executing simple missions such as reconnaissance on a program, or it can run under the control of a crew. The crew of a single Predator UAV consists of one pilot and two sensor operators. The pilot drives the aircraft using a standard flight stick and associated controls that transmit commands over a C-Band line-of-sight data link. When operations are beyond the range of the C-Band, a Ku-Band satellite link is used to relay commands and responses between a satellite and the aircraft. Onboard, the aircraft receives orders via an L-3 Com satellite data link system. The pilots and crews use the images and radar received from the aircraft to make decisions about controlling the plane.

Авиаторы Predator описали пилотирование самолета как управление самолетом, глядя сквозь соломинку. Это сильно отличается от управления обычным самолетом из кабины. Пилоты Predator должны полагаться на бортовые камеры, чтобы видеть, что происходит вокруг самолета. Для экипажа это компромисс между недостатком ограниченной видимости и несомненным плюсом личной безопасности.

Авиаторы Predator описали пилотирование самолета как управление самолетом, глядя сквозь соломинку.

В дороге

Разобранный Хищник, загруженный в «гроб» для транспортировки.

Одна из замечательных особенностей системы Predator заключается в том, что ее можно полностью транспортировать. Самолет разбирается на шесть частей, которые перевозятся в огромном ящике, называемом гробом . В гробу находятся:

  • Фюзеляж
  • Крылья
  • Хвостовые поверхности
  • Шасси
  • Двигательная установка
  • Два отсека полезной нагрузки/авионики

Самым крупным компонентом в системе является GCS. GCS имеет колеса, которые позволяют катить его на транспорт . Основная спутниковая линия Predator состоит из 20-футовой (6,1-метровой) спутниковой антенны и вспомогательного оборудования. Это тоже можно разбить. Гроб, GCS и спутниковая связь помещаются в грузовом отсеке C-130 Hercules или C-141 Starlifter . Вот как их перемещают из миссии в миссию. Оказавшись на месте, одиночный Predator может быть собран командой из четырех человек менее чем за восемь часов.

Гибкость и простота транспортировки, заложенные в системе, позволяют персоналу быстро развернуть всю систему Predator из четырех самолетов в любой точке мира. В настоящее время 11-я и 15-я разведывательные эскадрильи вспомогательного полка ВВС Индиан-Спрингс наблюдают за всеми операциями Predator.

Будущее

Создаются новые вариации Predator для расширения его возможностей. Изменив планер и увеличив размах крыла до 86 футов (26 метров), они смогут летать на новых модификациях Predator на высоте до 50 000 футов (15 240 метров). Новая модель получила название MQ-9 Altair . Он будет использоваться в мирное время для научных и атмосферных исследований. У ВМС США и береговой охраны будут свои версии нового Predator, которые будут использоваться для наблюдения и разведки.

Predator — не единственный БПЛА, развернутый вооруженными силами США. RQ - 2 Pioneer , RQ-3 Dark Star , RQ-4 Global Hawk , RQ-5 Hunter , RQ-6 Outrider и RQ-7 Shadow использовались в разведывательных целях с начала 1990-х годов. Однако «Хищник» и его варианты — единственные БПЛА, выполняющие боевые функции, и БПЛА, наиболее способные летать в бою вместе с пилотируемыми боевыми кораблями.

С распространением дистанционно управляемых и автоматизированных боевых единиц тенденция в военных технологиях, похоже, движется к миссиям, выполняемым автоматизированными воинами, а контроллеры из плоти и крови безопасно сражаются из-за компьютерных терминалов. Для получения дополнительной информации о Predator и других дистанционно управляемых летательных аппаратах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Много дополнительной информации

Статьи по Теме

  • Как работает самолет-разведчик США
  • Как работают F-15
  • Как работают вертолеты Apache
  • Как работает ночное видение
  • Как работает радар
  • Как работают спутники
  • Что такое дистанционно управляемый самолет-шпион?

Больше отличных ссылок

  • Агентство поддержки гражданских инженеров ВВС
  • DefenseLINK: БПЛА Predator доказывают свою ценность в войне с терроризмом
  • Музей ВВС США: General Atomics RQ-1 Predator
  • Википедия: RQ-1 Хищник
  • Террористический проект CDI: вопросы и ответы об использовании Predator в операции «Несокрушимая свобода»
  • Space Daily: Атака Йеменской Аль-Каиды, похоже, была работой беспилотного самолета ЦРУ - 4 ноября 2002 г.