Разработчик БПЛА

И называется эта модернизация Arash 2, да? )) https://t.me/legitimniy/13838

Милоты в чЯтик

ПС. Что касается российских доработок Герани, скорее всего, их не было вовсе. Просто невозможно за столь короткий срок внести изменения в конструкцию довольно сложной машины. На уровне слухов известно только о двух оптимизациях. Первая, это установка модуля Глонасс вместо GPS. Логично. Но протокол NMEA, на котором работают СНС модули, стандартизован. И такая доработка либо не потребовала изменений кода автопилота вовсе, либо они были минимальными. Вторая «доработка» заключается в том, что БПЛА поставляются без взрывчатки. Её закладывают на месте, что тоже вполне логично со всех сторон.

Фюзеляж БПЛА изготовлен из сотопласта и композитов, подробно рассмотренных в прошлом посте. Хорошо видна сотовая структура с длинной ячейкой на обломке крепления двигателя 11, и совсем другая структура на обломке 12 (похоже на переднюю кромку крыла). В инетах пишут, что это протектированный бак, но нет. Баки в Герани, наверняка, представляют собой обычную бутылку с бензом. У дрона нет задачи противостоять ПВО, и, тем более, стрелковому оружию. Подобные БПЛА делают максимально дешёвыми, чтобы даже в случае сбития стоимость ракеты ЗРК превосходила стоимость дрона. Налёты планируются массовыми, чтобы перегрузить ПВО и хотя бы 1-2 дрона прорвались к цели. А попадание ракеты ЗРК уничтожит дрон что с протектированным баком, что с бутылкой. Но так ли легко попасть в Герань? Посмотрим на рис. 13. Из него хорошо видно, что низколетящую цель ЗРК не может поймать, потому что она скрывается за кронами деревьев и складками местности. Выходом могла бы стать установка ЗРК на возвышение, но такой ЗРК немедленно сам становится целью для более хищных птиц. Кроме того, в лобовой и боковой проекции Герань представляет собой плоский блин, да ещё и с сотопластами на кромке. Сотопласты дают двойное отражение под разными углами, то есть, рассеянье волны от радара ЗРК (рис. 14). Примерно так устроено покрытие стелс (рис. 15-16). Конечно, утверждать, что Герань построена по стелс технологии было бы слишком смело, но не исключено что Иранцы облучали фюзеляжи и проверяли радиозаметность, применяя меры для её снижения. Простейшее стелс покрытие сделать не так уж и сложно. Летит Герань на малой высоте, что усложняет её обнаружение ЗРК большой дальности, а ПЗРК просто не успевают среагировать. Также известно, что Герань летит предварительно заложенным сложным маршрутом, что позволяет проскальзывать мимо ПВО или выявлять его расположение ценой своего сбития, что тоже неплохо. Все эти мелочи указывают на то, что, несмотря на простоту и техническую примитивность, БПЛА Shahed тщательно проработан, над ним крепко думали. Примитивность здесь вполне оправдана, т.к. изделие одноразовое. Нет никаких сложностей сделать дорогой БПЛА. Сделать его дешёвым с той же эффективностью – задача намного сложнее, и иранцы с ней справились! Что касается способов наведения на цель, инетики переполнены информацией, что он инерциальный, по гироскопам (об этом будет большая лекция позже). Но мне не удалось найти фото обломков хоть как-то похожих на механический или волоконно-оптический гироскоп (ВОГ). Это довольно объёмная хреновина, размером с кулак, и врядли бы испарилась при взрыве. А ещё, она дорогая (примерно 45 килобаксов стоит отечественный трёхосевой ВОГ, и это только датчик, без обвязки). Применение ВОГ на Герани сразу же поставит её в один ценовой ряд с Калибром, где ВОГ как раз применяется. Таким образом, стабилизация БПЛА осуществляется, скорее всего, копеечными MEMS гироскопами (долларов 10 за три оси), которые не могут обеспечить решение задачи навигации на длительном участке полёта, слишком велик их уход по оси курса, а корректировать курс нечем (по крену и тангажу корректировка идёт акселерометром по вектору гравитации g). Выходит, навигация происходит по спутниковой навигационной системе (СНС), и никак иначе. Но не спешите хватать дронобойку – грамотно спроектированную патчевую СНС антенну снизу не заглушить, а на финальном пикирующем участке дрон уже ухватил цель и идёт по гироскопам (этот участок полёта короткий и их характеристик достаточно). В пользу этой версии и размеры блоков электроники, которые находят на местах падений. Вот бы кто вскрыл такой и сфоткал потрошка :)

Вторая часть

Шахид/Герань, это примитивный (и в этом гениальный) дроникадзе разработанный и изготавливаемый в Иране. Геранью он назван не потому что был хитрый план скрыть Иранское происхождение, а потому что раз он применяется армией РФ, то он принят на вооружение и ему присвоен шифр и название. Размер БПЛА 2.5х3.5м и хорошо виден на фото 1 и 2. Это не очень большой дрон, размером с малолитражный автомобиль. Взлётный вес примерно 200 кг, а носимый груз до 50 кг. Компоновка БПЛА хорошо видна на рис 3. Это классическое летающее крыло (ЛК) с винглетами. Винглет здесь не только выполняет роль аэродинамического стабилизатора, но также запирает перетекающий поток, что положительно сказывается на КПД короткого дельта-крыла. При этом ЭПР с краевых проекций практически не растёт из-за небольшой площади винглета. Подробно плюсы и минусы летающих крыльев рассматривались в этом посте. Запуск БПЛА осуществляется с рельсовой установки при помощи реактивного ускорителя (рис. 4). Посадка не предусмотрена. Двигатель аппарата – толкающий. На рис. 3 и 8 видно, что несмотря на расположение двигателя буквально снаружи БПЛА, с лобовой и боковых проекций мотор затенён элементами фюзеляжа, а потому невидим для ИК ГСН всевозможных ПЗРК с атакующих курсов. В сети есть множество видео, где происходят пуски ПЗРК в лоб по Гераням и ракеты теряют цель. А вот на догоняющих курсах попадания фиксируются. Горячий воздух от мотора не греет фюзеляж, как было бы при тянущем винте, а сдувается назад, перемешиваясь пропеллером с холодным окружающим воздухом. Таким образом не создаётся ИК след. В качестве мотора применён полностью Иранский Mado MD550 (4 цилиндра, 2 такта, 550 кубиков, 50 л.с.) для Shahed-136 / Герань-2 (рис. 1, 7, 10) или полностью иранский двигатель Ванкеля Shahed-783/788 для Shahed-131 / Герань-1 (рис. 6, 9). Двигатели лишены воздушных фильтров и глушителей, что и логично – пыли на высоте не много, время жизни двигателя не более пары часов, а экономия массы и прибавка мощности существенная. Также на двигателе установлен электрогенератор для питания борта. Примечательно, что выхлоп направлен вверх для снижения слышимости (хорошо видно на рис. 5). И даже несмотря на это Герани ревут как деревенский Ижак :)

Поговорим о шахидах

На макетах иранского самолета-смертника Араш-2 видно, что один из самолетов оснащен тепловизионной ГСН в носовой части самолета, а другой оснащен оптической ГСН, помогающей поражать как неподвижные, так и движущиеся цели.

Учимся писать правильно!

Кто не видел как программируется Excalibur, то вот.

Раз с материалами фюзеляжа разобрались, скоро будет большой пост про Герань-2 / Shahed-136. Разберём почему он такой незаметный и эффективный. Спойлер - сотопласты и грамотный дизайн.

Собственно, пример полностью напечатанного БПЛА. https://www.eclipson-airplanes.com/e-vtol-1

Если отбросить экзотику и авиамоделизм, то варианта всего 4. 1. Композиты (рис. 1-2). В общем случае это пропитанная смолой ткань (стекло, базальт или карбон – не важно), выложенная на матрице. Далее, застывшую ткань обрабатывают и получают красивую заготовку как на рис. 2. Разумеется, качественное изделие делают в вакууме – это позволяет дегазировать смолу. Лёгкие фракции просто закипают и выходят из смолы при пониженном давлении, а также выходит воздух изнутри волокон тканей. При возвращении давления смола всасывается в ткань и глубоко её пропитывает. Важным преимуществом такой технологии является и то, что направлением плетения ткани можно менять механические свойства детали в разных направлениях. В одном направлении делать жёсткой, в другом – упругой. Для крупных БПЛА (более 20 кг) композиты не имеют конкуренции. 2. Сотопласты. В общем случае это лист, составленный из двух тонкий пластин, между которыми тонкой плёнкой выложены соты. На рис. 3 сотопласт производства Южмаша, на рис. 3.1 – производства Казани. Сотопласт термопрофилируем. То есть, лист укладывается на форму, прогревается воздухом и инфракрасными излучателями, после чего выкладывается по форме с помощью вакуума или иными способами. Технология мало чем отличается от профилирования пластиков. На выходе получаем сложно выгнутую деталь с объёмной структурой. Последняя версия БПЛА Беркутчи делалась из сотопласта. Сотопласт легче композита, при этом, мало уступает ему по прочности. Но с ростом размера детали падает и её прочность. И если выкладку композита можно менять по площади детали, то с сотопластом такой фокус не пройдёт. Поэтому считаю его применимым для БПЛА массой до 5 кг или чуть больше. Особенно хорошо материал показывает себя на летающих крыльях. 3. 3D печать. Технологии 3D печати развиваются столь стремительно, что тут сложно подвести общий знаменатель. На рис. 4 показано объёмное крыло, напечатанное структурой, напоминающей костную ткань. На рис. 5 цельнопечатанный дрон. Активно развиваются проводящие составы для 3D печати. Их применение позволяет формировать проводку в объёме печатаемой детали. После печати фюзеляжа останется лишь установить блоки в нужные места и они окажутся соединены между собой без дополнительных усилий. Технологичность просто зашкаливает! Но, увы, пока это всё только разработки и более-менее работает по отдельности. 4. Вспененный полиуретан, оно же EPP, оно же пенорезина. Материал, хорошо знакомый по детским самолётикам на рис. 6. А на рис. 7 уже БПЛА "Персей", изготовленный из EPP. EPP очень гибкий (рис. 8), а внутри, обычно, армируется трубками из карбона или другими лёгкими материалами, для придания жёсткости (рис. 9). Преимущества этого материала в технологичности – пена задувается в форму, застывает, и на этом всё. В пене можно отливать отсеки для полезной нагрузки (ПН) и она будет окружена пеной. То есть, даже в случае сильного краша, ПН выживет. Пеной можно легко делать сложные аэродинамические профили с большими изгибами или мелкой детализацией, в отличие от сотопластов и даже композитов. Кабельканалы и шахты для вклеивания армировки также делаются на этапе литья, что упрощает сборку. Хорошо отработанный фюзеляж из ЕРР собирается с помощью ножа и клея любым низкоквалифицированным работником. ЕРР амортизирует удары, поэтому хорошо подходит для БПЛА предназначенных для посадки на брюхо в снег или траву. Также ЕРР плохо протыкается веточками/палочками, в отличие от сотопластов. Подходит для фюзеляжей от 0 до 10 кг. Минусом пены является невозможность изготовления тонких и прочных стенок. Пена крадёт много объёма, плюс армировку ещё надо куда-то засовывать. Поэтому подходит для классических верхнепланов с несущим ПН фюзеляжем, но не имеющего ничего в крыльях или хвосте. #учебка

Поговорим о материалах, из которых можно делать фюзеляжи малых БПЛА (весом до ≈20 кг). #учебка

Внутри БПЛА Fixar. Можно отметить довольно неаккуратную крупноблочную сборку из готовых компонентов. Провода замотаны, всё на скотче. По слухам, периодически это всё отваливается. Но утверждать не буду, личного опыта не имел.

Хорош этот дрон тем, что имеет высокий КПД за счёт отличного обтекания и пропеллеров большого диаметра. Управление осуществляется автоматом перекоса + перекосом частоты вращения соосного винта. Это не очень хорошо с точки зрения надёжности, но является допустимой платой за все прочие плюшки данной схемы. Дрон может летать аки торпеда очень быстро, при этом имея околонулевое лобовое сопротивление (в отличие от коптеров) или зависать вертикально. Очень перспективная схема и для разведки, и для ударных камикадзе. Во втором случае ресурс автомата перекоса и вовсе не важен.

Интересный вид дрона, получивший в русскоязычной среде прозвище "гиперскалка".