Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу

У статті наведено результати дослідження особливостей розвитку безпілотної авіації військового призначення в площині науково-технічного прогресу. Безпілотники почали активно використовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, і вони поєднали в собі найсучасніші досягнення різних галузей нау...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2023
Main Authors:	Горбулін, В.П., Мосов, С.П.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2023
Series:	Вісник НАН України
Subjects:	Статті та огляди
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201620
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу / В.П. Горбулін, С.П. Мосов // Вісник Національної академії наук України. — 2023. — № 11. — С. 48-56. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-201620
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2016202025-02-09T14:36:29Z Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу Unmanned military aviation is the focus of global scientific and technological progress Горбулін, В.П. Мосов, С.П. Статті та огляди У статті наведено результати дослідження особливостей розвитку безпілотної авіації військового призначення в площині науково-технічного прогресу. Безпілотники почали активно використовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, і вони поєднали в собі найсучасніші досягнення різних галузей науки і новітніх технологій. При цьому розвиток двигунів на реактивній тязі та електричних моторів, створення систем дистанційного та автоматичного керування, поява нової елементної бази, прогрес оптико-електронної, електронно-обчислювальної та цифрової техніки, глобальних навігаційних супутникових систем і можливість розміщення на безпілотному літальному апараті засобів ураження, а також застосування переваг штучного інтелекту зумовили перспективність розвитку та актуальність використання безпілотної авіації у військовій справі. The article presents the results of the research on the features of the development of unmanned military aviation in the context of scientific and technical progress. Drones began to be actively used at a certain stage of the development of science and technology, and they combined the latest achievements in various fields of science and advanced technologies. At the same time, the development of jet engines and electric motors, the creation of remote and automatic control systems, the emergence of a new elemental base, the progress in optical-electronic, electronic-computing and digital technology, global navigation satellite systems and the possibility of placing weapons on unmanned aerial vehicle, as well as the utilization of artificial intelligence’s advantages determined the prospectiveness of development and the relevance of the use of unmanned aircrafts in military affairs. 2023 Article Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу / В.П. Горбулін, С.П. Мосов // Вісник Національної академії наук України. — 2023. — № 11. — С. 48-56. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 1027-3239 DOI: doi.org/10.15407/visn2023.11.048 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201620 uk Вісник НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Статті та огляди Статті та огляди
spellingShingle	Статті та огляди Статті та огляди Горбулін, В.П. Мосов, С.П. Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу Вісник НАН України
description	У статті наведено результати дослідження особливостей розвитку безпілотної авіації військового призначення в площині науково-технічного прогресу. Безпілотники почали активно використовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, і вони поєднали в собі найсучасніші досягнення різних галузей науки і новітніх технологій. При цьому розвиток двигунів на реактивній тязі та електричних моторів, створення систем дистанційного та автоматичного керування, поява нової елементної бази, прогрес оптико-електронної, електронно-обчислювальної та цифрової техніки, глобальних навігаційних супутникових систем і можливість розміщення на безпілотному літальному апараті засобів ураження, а також застосування переваг штучного інтелекту зумовили перспективність розвитку та актуальність використання безпілотної авіації у військовій справі.
format	Article
author	Горбулін, В.П. Мосов, С.П.
author_facet	Горбулін, В.П. Мосов, С.П.
author_sort	Горбулін, В.П.
title	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
title_short	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
title_full	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
title_fullStr	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
title_full_unstemmed	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
title_sort	безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2023
topic_facet	Статті та огляди
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201620
citation_txt	Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу / В.П. Горбулін, С.П. Мосов // Вісник Національної академії наук України. — 2023. — № 11. — С. 48-56. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.
series	Вісник НАН України
work_keys_str_mv	AT gorbulínvp bezpílotnaavíacíâvíjsʹkovogopriznačennâufokusísvítovogonaukovotehníčnogoprogresu AT mosovsp bezpílotnaavíacíâvíjsʹkovogopriznačennâufokusísvítovogonaukovotehníčnogoprogresu AT gorbulínvp unmannedmilitaryaviationisthefocusofglobalscientificandtechnologicalprogress AT mosovsp unmannedmilitaryaviationisthefocusofglobalscientificandtechnologicalprogress
first_indexed	2025-11-26T21:58:56Z
last_indexed	2025-11-26T21:58:56Z
_version_	1849891844072144896
fulltext	48 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2023. (11) doi: https://doi.org/10.15407/visn2023.11.048 БЕЗПІЛОТНА АВІАЦІЯ ВІЙСЬКОВОГО ПРИЗНАЧЕННЯ У ФОКУСІ СВІТОВОГО НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО ПРОГРЕСУ У статті наведено результати дослідження особливостей розвитку безпі- лотної авіації військового призначення в площині науково-технічного про- гресу. Безпілотники почали активно використовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, і вони поєднали в собі найсучасніші досягнення різних галузей науки і новітніх технологій. При цьому розвиток двигунів на реактивній тязі та електричних моторів, створення систем дистанцій- ного та автоматичного керування, поява нової елементної бази, прогрес оптико-електронної, електронно-обчислювальної та цифрової техніки, глобальних навігаційних супутникових систем і можливість розміщення на безпілотному літальному апараті засобів ураження, а також засто- сування переваг штучного інтелекту зумовили перспективність розвитку та актуальність використання безпілотної авіації у військовій справі. Ключові слова: безпілотна авіація, науково-технічний прогрес, безпілот- ний літальний апарат, військова справа. У війнах майбутнього винищувачі не будуть мати жодного шансу в протистоянні бойовим безпілотним літальним апаратам... Ілон Маск Незважаючи на те, що історія створення та застосування без- пілотної авіації розпочалася ще на початку ХХ ст. [1], практич- но до кінця Другої світової війни безпілотні літальні апарати (БпЛА) так і не набули значного поширення. На думку фахів- ців, однією з причин такої ситуації був тодішній стан розвитку науки і техніки, який не дозволяв створити невеликі за розмі- ром, надійні та дешеві літальні апарати, системи автоматичного та дистанційного керування, спеціальну апаратуру для пошуку, виявлення й розпізнавання цілей, передачі та фіксування роз- відувальних даних, а також відповідні засоби дистанційного ураження. І тільки коли було досягнуто певного критичного рівня прогресу в техніці, ідея створення та застосування безпі- лотних авіаційних комплексів отримала необхідний для прак- тичного застосування імпульс. Іншою причиною повільного МОСОВ Сергій Петрович — доктор військових наук, професор кафедри авіації та авіаційного пошуку і рятування Інституту державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту ГОРБУЛІН Володимир Павлович — академік НАН України, перший віцепрезидент НАН України ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2023, № 11 49 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ розвитку безпілотної авіації став характерний для того періоду історії пріоритет пілотованої авіації. Фактично до другої половини ХХ ст. пілотована авіація вбирала в себе всі найсу- часніші на той час досягнення науки і техніки і розвивалася досить динамічно на відміну від безпілотної авіації [2]. Історично так склалося, що сама наявність пілотованих літальних апаратів постійно сти- мулювала прагнення людини до створення безпілотних аналогів. Одним із перших при- кладів реалізації досягнень науково-технічно- го прогресу, який заклав необхідне підґрунтя для подальшого розвитку та застосування БпЛА, була поява автоматично керованих сна- рядів і ракет. Найвідомішими з них були лі- так-снаряд Фау-11 і балістична ракета Фау-22. Якщо вживати сучасну термінологію, можна сказати, що Фау-1 мав слабкий штучний ін- телект — він був оснащений автопілотом зі зворотним зв’язком, що дозволяло йому здій- снювати політ по прямій на постійній висоті. Що ж стосується ракети Фау-2, то її вважають першою ракетою-роботом. Отже, розробки в галузі безпілотної авіації значно активізували- ся з появою реактивного двигуна. На початку 1980-х років розвиток сучас- них реактивних двигунів дозволив збільши- ти дальність і швидкість польоту безпілотної авіації, а також отримати БпЛА з льотно-тех- нічними можливостями, наближеними до бо- йових літаків. Водночас пілотована авіація в цей період вже мала на озброєнні літаки чет- вертого покоління, оснащені сучасними сис- темами автоматизованого й автоматичного керування та іншим обладнанням, яке можна було б ефективно застосовувати і в безпілот- никах, але цього не робили. Причиною було стійке уявлення, яке на тривалий час дуже міцно закріпилося у свідомості військових, що БпЛА можуть бути лише додатковими засоба- ми. Тому основу авіації 1980-х років станови- ли саме пілотовані літальні апарати, швидкий 1 V-1 Cruise Missile. Smithsonian’s National Air and Space Museum. http://surl.li/nctll 2 V-2 rocket military technology. Encyclopaedia Britanni- ca. http://surl.li/nctmq розвиток і зростання можливостей яких забез- печувалися досягненнями світового науково- технічного прогресу. БпЛА ж тоді використо- вували переважно як повітряні мішені, а дещо пізніше — для виконання завдань повітряної розвідки [1, 2]. Таке спрощене розуміння еволюційних про- цесів призвело до перекосу в підходах до роз- в’я зання все зростаючих проблем пілотованої авіації, а також до заниження перспектив впли- ву технічних систем зі штучним інтелектом на розвиток воєнного мистецтва в сучасних збройних конфліктах. Особливо гостро ці про- блеми проявлялися в екстремальних умовах, коли пілоти мали керувати літаками на межі фізіологічних можливостей людини. Результа- том стало уповільнення приросту показників ефективності пілотованої авіації, незважаю- чи на нарощування зусиль з її технологічного вдосконалення. Як наслідок, до кінця ХХ ст. розвиток науково-технічного прогресу так і не привів до істотного підвищення ефективності пілотованих літальних апаратів та зниження рівня їх аварійності. Більш того, паралельно зміцнювалися засоби протиповітряної оборо- ни, подолання яких з часом перетворилося для пілотованих літаків на реальну проблему. Виходом із такої ситуації став перехід до створення і застосування безпілотників, у яких негативний вплив людського чинника мав зводитися до мінімуму. Так, в авіації ті на- уково-технічні досягнення, які вже було реа- лізовано в пілотованих літаках, а також нові, які тільки-но з’являлися, стали переносити на БпЛА. Відтоді розпочався поступовий розви- ток безпілотної авіації, що сприяло більш ак- тивному її застосуванню. Розроблення та про- мисловий випуск малогабаритних бортових систем керування і передачі даних, спеціальної апаратури і особливо поява наприкінці 1980-х років доступної для загального використання (а не лише для військових) супутникової на- вігаційної системи GPS3 значно розширили можливості та сферу використання БпЛА. Ві- йна проти Іраку в Перській затоці у 1991 р. ста- 3 Manning C.G. GPS. NASA. http://surl.li/ncvfp 50 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2023. (11) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ ла першим конфліктом, у якому з боку коаліції було використано можливості GPS [3]. Згодом завдяки широкому впровадженню в практи- ку GPS-навігація перетворилася на критично важливу технологію. Серед найважливіших і найбільш науко- містких підсистем БпЛА, які зрештою привели до стрибка в еволюції безпілотної авіації, мож- на назвати такі: • бортове радіоелектронне обладнання; • системи автоматичного та дистанційного керування; • корисне навантаження (розвідувальна апаратура, засоби ураження тощо); • лінії передачі даних та керування; • корпус безпілотника; • силова установка. Зрозуміло, що основним завданням при ви- веденні людини з контуру «людина—літак» було створення апаратури, необхідної для ке- рування польотом за відсутності на борту пі- лота. Це стало можливим лише після винаходу та впровадження низки інновацій, пов’язаних зі створенням нової елементної бази. Так, у бортовій радіоелектронній апаратурі почали застосовувати напівпровідникові актив- ні елементи (діоди, транзистори тощо), які замі- нили електронно-вакуумні прилади (електрон- ні лампи). Революційні винаходи в електроніці дали змогу значно поліпшити енергетичні, ма- согабаритні, міцнісні й цінові характеристи- ки апаратури, яка встановлювалася на борту БпЛА [1]. Електронно-вакуумні прилади мали деякі характерні особливості, які обмежували їх застосування в радіоелектронному обладнанні загалом та в бортовому радіоелектронному об- ладнанні безпілотників зокрема. Прикладом того, наскільки складно було в 1950-х роках створювати радіоелектронну апаратуру на цій елементній базі, може бути бомбардувальник В-58 військово-повітряних сил США. Якщо виразити вартість цього літа- ка у співвідношенні до золота, то вага золотих злитків дорівнювала б масі самого бомбар- дувальника. Крім того, надмірно велика маса радіоелектронного обладнання обмежувала бойове навантаження літаків [2]. На початку 1960-х років у США в рамках наукових досліджень за програмою польоту на Місяць було створено першу у світі інте- гральну мікросхему 4 та перший диференцій- ний підсилювач 5, що ознаменувало новий етап у розвитку елементної бази радіоелектронної апаратури. Стрімкий прогрес мікроелектро- ніки дав змогу в історично короткі терміни створити надійні, економічні й малогабаритні радіоелектронні і, що надзвичайно важливо, електронно-обчислювальні системи, які до- зволяли вирішувати завдання автоматичного керування польотом, пошуку, виявлення, роз- пізнавання цілей, наведення на цілі, причому в будь-який час доби та за різних метеоумов. Американські відкриття сприяли тому, що саме США стали одними з першопрохідників у напрямі безпілотної авіації. Спочатку амери- канські конструктори створили відносно при- мітивні БпЛА Firebee Model 124I, але потім уже більш досконалі MQM-74A, які й стали основою не лише американської, а й у майбут- ньому ізраїльської безпілотної авіації [4]. Нова елементна база, у свою чергу, відкри- ла нові можливості для розвитку радіолокації, дистанційного керування, оптико-електронної і телевізійної апаратури. На основі інформа- ційних датчиків різної фізичної природи та електронно-обчислювальних машин зі зна- чним обсягом пам’яті й високою продуктив- ністю було створено системи автоматичного керування і навігаційні комплекси, функціо- нування яких у нових режимах забезпечува- лося за допомогою складних математичних алгоритмів. Зокрема, стало можливим реалі- зувати в радіолокаційних комплексах режим цифрового синтезу апертури антени 6 [1], що уможливило отримання радіолокаційних зо- бражень, які за своєю просторовою розрізнен- ністю майже не поступалися фотографічним. 4 1964: the first widely-used analog integrated circuit is introduced. Computer History Museum. http://surl.li/ ncwco 5 Op-amp Circuit Design. Computer History Museum. http://surl.li/ncwdj 6 History of synthetic-aperture radar. Wikipedia. http:// surl.li/ncxce ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2023, № 11 51 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Також з’явилася можливість виявляти, іден- тифікувати й автоматично супроводжувати цілі на великих відстанях, з високою точністю, в будь-яких умовах, незалежно від часу доби, пори року, метеорологічних явищ, а також за наявності природних і штучних завад. Значно розширило можливості радіолока- ційних систем застосування антен з фазовани- ми антенними решітками. Вони забезпечили одночасне виявлення та супроводження кіль- кох об’єктів, вирізнялися високими енергетич- ними характеристиками, швидкістю огляду та стійкістю автоматичного супроводження (за- вдяки застосуванню електронного сканування замість механічного, як у дзеркальних антен). Розроблення методів багатопозиційної радіо- локації підвищило точність виявлення коор- динат об’єктів. Застосування в БпЛА радіоло- каційних станцій із синтезованою апертурою дозволило розширити зону пошуку, збільшити дальність виявлення цілей і забезпечити вико- нання бойових завдань у будь-який час доби та за будь-яких метеорологічних умов 7 [2]. Потужний імпульс розвитку бортових раді- олокаційних станцій дало розроблення інте- гральних мікросхем на основі арсеніду галію, які працюють у діапазоні надвисоких частот. Основними перевагами радіолокаційних стан- цій на таких мікросхемах стали широка смуга частот, поліпшена псевдовипадкова перебудо- ва робочої частоти, багатофункціональність, безінерційне стеження за кількома цілями та висока надійність [1]. Розвиток лазерної й телевізійної техніки сприяв появі нових систем повітряної розвід- ки, які реально могли виявляти наземні мало- розмірні і замасковані об’єкти (цілі). Поєднан- ня в єдиний комплекс інформаційних датчиків різної фізичної природи та електронно-обчис- лювальних машин значно підвищило резуль- тативність ведення розвідки [2]. Важливим чинником, який помітно вплинув на розширення бойових можливостей БпЛА, стало освоєння космічного простору. Глобаль- 7 Ball M. IMSAR Develops High-Performance Synthetic Aperture Radars for UAVs. Unmanned Systems Technology. http://surl.li/ncxhy ні системи космічної розвідки, зв’язку та на- вігації дозволили здійснювати автоматичний політ, виявляти цілі, точно визначати їх коор- динати і оперативно передавати інформацію на наземні або повітряні пункти керування [1, 5]. Досягнення в дослідженнях аеродинаміки польоту на дозвукових і надзвукових швидко- стях уможливили польоти БпЛА на малих ви- сотах, а зростання комп’ютерних потужностей привело до реалізації складних траєкторій по- льоту та здійснення маневрів з високим пере- вантаженням, що ускладнювало перехоплення БпЛА комплексами протиповітряної оборони і забезпечувало прихованість їх бойового за- стосування. Найбільш продуктивним періодом у розви- тку безпілотної авіації стали 1970-ті — 1980-ті роки, коли в Радянському Союзі було створено багатофункціональну систему автоматичного керування для першого безпілотного орбіталь- ного корабля «Буран», якій успішно виконав свій перший політ 15 листопада 1988 р.8. Зда- валося б, це неймовірне досягнення — склад- ний космічний політ в автоматичному режи- мі — порушить тодішній застій у розвитку БпЛА, однак цього не відбулося. Принаймні у двох супердержавах, США та СРСР, зану- рених у гонку озброєнь, насамперед ядерних, і у змагання із завоювання космосу, місця для БпЛА на той час не знайшлося. Через відсутність принципово нових роз- робок у галузі безпілотної авіації в цей період центр ефективного впливу науково-техніч- ного прогресу на розвиток БпЛА перемістив- ся з Америки і Європи на Близький Схід, де практично безперервні регіональні збройні конфлікти активізували науку і військову про- мисловість Ізраїлю. Спочатку в ізраїльтян по- стала потреба у створенні власних повітряних мішеней та безпілотних літаків-розвідників, а згодом вони вийшли зі своїми розробками на світовий ринок і започаткували міжнародну кооперацію, передусім із США. У 1991 р. під час війни у Перській затоці ізраїльсько-амери- 8 Буран (орбітальний корабель). Вікіпедія. http://surl. li/avvzc 52 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2023. (11) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ канський БпЛА Pioneer уже був основою угру- повання безпілотної авіації військ коаліції [6]. Відтоді розпочався новий етап у розвитку БпЛА, який характеризувався переосмислен- ням їх місця і ролі в загальній системі бойо- вого застосування. Цей період збігся з появою нових досягнень науково-технічного прогресу, які разом із поступовою зміною пріоритетів в авіації сприяли початку інтенсивного застосу- вання безпілотників [1]. У 1990—2000 рр. в авіабудівній галузі США та Європи стався різкий стрибок — замість металевих матеріалів стали використовувати композитні9. Цей стрибок можна порівняти з переходом від дерев’яного до металевого лі- такобудування. Прогрес у матеріалознавстві став важливим кроком для всієї авіаційної про- мисловості світу. Завдяки поєднанню кількох різних компонентів було створено матеріали з властивостями, не притаманними жодному окремому компоненту, — це так званий синер- гетичний ефект. На відміну від традиційних конструкційних матеріалів полімерні компози- ти характеризуються унікальними фізичними, хімічними та механічними властивостями, які можна цілеспрямовано змінювати, залежно від призначення тієї чи іншої конструкції. Зрозу- міло, що в авіабудуванні композитні матеріали швидко почали витісняти сталь та алюміній. Застосування композитних матеріалів до- зволило не лише значно зменшити масу безпі- лотників, а й розробити, зокрема для відомого БпЛА Predator, гвинт із перемінним кроком, що поліпшило характеристики двигуна при ро- боті на всіх висотах. Раніше для кожної висоти доводилося визначати оптимальну швидкість і крок гвинта, що в разі зміни висоти збільшува- ло витрати пального і скорочувало тривалість польоту. З появою гвинта з перемінним кроком з композитних матеріалів тривалість польоту зросла до 70 год. Крім того, завдяки здатнос- ті деяких композитних матеріалів поглинати електромагнітні хвилі, вдалося зменшити по- 9 Memon O. From Wood To Composites: How Aircraft Materials Have Changed Over The Years. Simple Flying. http://surl.li/nczmv мітність БпЛА в радіолокаційному діапазоні10 [1]. Сьогодні всі безпілотники оснащено гвин- тами з перемінним кроком. На початку 1990-х років з появою компо- зитних матеріалів і розвитком нанотехноло- гій активізувалися роботи зі створення мало- габаритних БпЛА літакового, коптерного та гібридного типів. Це стало можливим ще й завдяки створенню нового покоління малога- баритної розвідувальної апаратури. У США та Ізраїлі було розроблено малогабаритні комплекси бортової розвідувальної апаратури (оптико-електронні та інфрачервоні камери, лазерні пристрої тощо), в яких високі тактико- технічні характеристики поєднувалися з неве- ликим об’ємом, масою та меншим споживан- ням енергії. Серед технічних і технологічних досягнень того часу, які вплинули на розвиток малогабаритних розвідувальних комплексів, варто назвати такі: • фотодетектори випромінювань на нових матеріалах; • фокально-площинні ІЧ-решітки збільше- них розмірів з високою просторовою розріз- ненністю; • альтернативні способи зчитування інфор- мації; • нові методи компонування; • удосконалені карданні підвіси та приводи; • значно ефективніші способи обробки сиг- налів тощо [1, 2]. Потім як розвідувальні засоби почали ви- користовувати сучасні тепловізійні камери зі стандартними лінійними детекторними ре- шітками на основі телуриду кадмію та ртуті, які працюють у середньохвильовій частині спектра. Згодом вдалося збільшити розміри сканувальних решіток і кількість елементів приймача, що, у свою чергу, дозволило розши- рити можливості тепловізорів. Не менш важ- ливою характеристикою Cd-Hg-Те-детекторів є істотне зменшення маси охолоджувального пристрою. Це дало можливість удвічі зменши- ти вагу тепловізора, а також на 40 % збільшити 10 Connor R. The Predator, a Drone That Transformed Military Combat. Smithsonian's National Air and Space Museum. http://surl.li/ndadj ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2023, № 11 53 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ тривалість роботи його акумуляторних бата- рей, що дуже важливо для бортової апаратури БпЛА11 [7]. Наступним кроком у розвитку тепловізорів стало розроблення довгофокусних неохолоджу- ваних детекторів на квантовій ямі QWIP (Quan- tum Well Infrared Photodetectors). Такі системи функціонують без спеціальних пристроїв охо- лодження, що дозволяє додатково зменшити їх масогабаритні характеристики. Використання цієї інновації в БпЛА привело до збільшення дальності й тривалості польоту завдяки змен- шенню маси і розмірів тепловізора [8]. До розвідувальних засобів, які почали вста- новлювати на БпЛА, належать також мульти- та гіперспектральні камери для зйомки назем- них об’єктів у різних діапазонах довжин хвиль електромагнітного спектра. Інноваційні техно- логії, реалізовані в таких камерах, забезпечу- ють унікальне поєднання малих масогабаритів з високими технічними характеристиками і високою якістю отриманих даних 12. Можливість збільшення кількості елемен- тів зображення в кадрі дозволила у набагато більшу кількість разів збільшувати зображен- ня для вивчення об’єктів і місцевості. Після бойових дій у зоні Перської затоки в 1991 р. військово-повітряні сили США відмовилися від застосування аерофотоапаратів, оскільки це потребувало багато часу на проявлення фо- топлівки з подальшим її дешифруванням. За час війни збройні сили США та їх союзники обробили близько 40 млн відзнятих розвіду- вальних фотознімків. Процес отримання з цих знімків придатної для планування бойових операцій інформації тривав приблизно добу. За цей час високорухомі військові об’єкти, такі як механізовані війська і військова техні- ка, вже встигали просунутися далеко вперед і бойова обстановка змінювалася. Тому інфор- мація від аерофоторозвідки часто виявлялася марною [2]. Встановлені на БпЛА цифрові відеокамери забезпечили істотні переваги над аерофотоа- 11 Дрони з тепловізором: теорія та практика. QUADRO. ua. http://surl.li/ndbyo 12 Hyperspectral UAV. http://surl.li/ndcdv паратами [9]. Цифрова обробка відеосигналів дозволяла легко поліпшувати якість зобра- жень, стискувати їх та передавати безпосе- редньо з борту БпЛА в режимі реального часу користувачам на наземні станції. Відеокаме- ри на пристроях із зарядовим зв’язком мали чутливість у вдвічі ширшій смузі спектра, ніж аерофотоапарати, і видавали більше інфор- мації про обстановку в різних зонах електро- магнітного спектра. Такі відеокамери могли функціонувати в умовах задимлення, туману, а інфрачервоні камери дали можливість про- водити повітряну розвідку ще й вночі. Згодом з’явилися відеокамери на основі малогабарит- них СMOS-матриць (Complementary Metal Oxide Semiconductor), що привело до значного зростання просторової розрізненності 13. Обов’язковою умовою ефективного вико- ристання нової розвідувальної апаратури була наявність відповідних каналів керування по- льотом БпЛА і передачі даних у режимі реаль- ного часу з борту безпілотника. Цьому сприяв активний розвиток техніки радіозв’язку. По- трібну апаратуру вдалося розробити завдяки успіхам у створенні широкосмугових радіолі- ній, появі нових алгоритмів стиснення даних і зображень, вдосконаленню обробки та збері- гання розвідувальних даних на наземних стан- ціях та способів забезпечення інформаційної безпеки14. Аналіз тематичного дешифрування назем- них об’єктів засвідчив недостатність однови- мірного зображення для гарантованої їх іден- тифікації. Тому для розширення можливостей виявлення та розпізнавання об’єктів почали використовувати двовимірні зображення. При цьому основною метою було отримання найбільш повної інформації про сигнатури об’єктів, а не лише поліпшення просторової розрізненності. Однак одного тільки двовимір- ного зображення спостережуваного об’єкта ви- явилося недостатньо для його розпізнавання і згодом воно було доповнено вібраційними та поляризаційними характеристиками. 13 DJI Mavic 3. http://surl.li/ndcty 14 Busch K. How Is A Drone Controlled. Robots.net. http://surl.li/ndcyg 54 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2023. (11) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Для отримання тривимірних зображень об’єк- тів у режимі реального часу як доповнення до звичайних радіолокаційних станцій почали використовувати лазерні локатори з селекцією за дальністю — LADAR15 і LIDAR 16, що забез- печило значні переваги перед іншими засоба- ми повітряної розвідки. Поширенню безпілотників на електричній тязі коптерного типу сприяла поява у 2010-х роках легких і чутливих гіроскопів на осно- ві п’єзоелементів, сучасних мікропроцесорів, безколекторних електродвигунів і компактних за розмірами акумуляторів. Ще донедавна для БпЛА широко використовували літій-іонні акумулятори завдяки їх досить високим екс- плуатаційним характеристикам та доступній вартості. Однак із появою літій-полімерних ба- тарей усі БпЛА коптерного типу перейшли на цей вид акумуляторів, оскільки при збережен- ні експлуатаційних характеристик вони мають компактніші розміри і меншу масу. Крім того, оснащення безпілотників коптерного типу по- тужними та надійними безколекторними елек- тродвигунами значно спростило механічну конструкцію апаратів 17. З 2000 р. розпочалася ера ударних безпі- лотників. Тоді вперше американський БпЛА Predator оснастили протитанковими крилати- ми ракетами AGM-114 Hellfire. Дебют відбув- ся в Афганістані в 2001 р., а з початком війни з тероризмом використання озброєних дронів набуло значного поширення 18 [2]. Поява ком- пактних засобів ураження дала можливість розмістити їх на мультикоптерах, чим і скорис- талися терористичні організації 19. Одним із головних трендів сучасності вва- жають штучний інтелект. За останні десяти- 15 The Basics of LiDAR — Light Detection and Ranging — Remote Sensing. NeonScience. http://surl.li/nddes 16 Advanced Sea Mine Electro-Optic (EO) Detection and Identification Systems. http://surl.li/nddfq 17 Історія появи та розвитку дронів для повітряної зйомки від квадрокоптера Георгія Ботезата до наших днів. AeroPhoto. http://surl.li/nddna 18 History of drone warfare. The Bureau of Investigative Journalism. http://surl.li/nddoz 19 Asher D. Multicopters in the Service of Terrorism. Israel Defense. http://surl.li/nddqs ліття комп’ютери вирішували все складніші й складніші завдання. На сьогодні вони здатні виконувати дії, які раніше, здавалося, могла робити лише людина. Інколи комп’ютери ви- конують роботу навіть краще за людину [10]. Швидкий розвиток штучного інтелекту від- крив шлях для його застосування у сфері без- пілотної авіації в напрямі створення безпілот- них роботів військового призначення. Перший такий прецедент з негативними наслідками стався в Лівії у 2020 р., коли БпЛА Kargu-2 ту- рецького виробництва зі штучним інтелектом в автономному польоті «вистежив» людину як ціль і атакував її без спеціального наказу [11]. За оцінками фахівців, до 2050 р. очікується масове використання безпілотників різних мо- дифікацій: від розвідувальних БпЛА розміром з комаху до великих ударних БпЛА або без- пілотників забезпечення, здатних працювати в автономному режимі впродовж місяців [12]. Досягнення в галузі штучного інтелекту і розвиток компонентів безпілотників умож- ливили створення роїв, навіть якщо наразі їх застосування обмежується найпростішими місіями, такими як повітряні світлові шоу. Технології рою дають змогу групам БпЛА ко- ординувати свої дії одна з одною, часто без прямого контролю з боку людини. Рої безпі- лотників можуть використовувати різні мето- ди керування і контролю, зокрема заздалегідь запрограмовані місії з конкретними заданими траєкторіями польоту, або централізоване ке- рування з наземної станції чи з боку одного ке- рівного БпЛА, або розподілене керування, за якого безпілотники «спілкуються» та «співп- рацюють» на основі спільної інформації20 [2]. Стрімке поширення нового покоління смер- тельної автономної зброї, особливо БпЛА з ро- йовою тактикою, доповненою і підтримуваною штучним інтелектом, може серйозно вплинути на майбутні війни, призвести до ескалації і пі- дірвати основи ядерної безпеки та стратегічної стабільності у світі [11, 13]. 20 Science & Tech Spotlight: Drone Swarm Technologies. U.S. Government Accountability Office. http://surl.li/ nddyj ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2023, № 11 55 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Отже, безпілотники почали активно вико- ристовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, в них поєднано найсучасніші досяг- нення різних наукових галузей та новітні інно- вації. Сучасні БпЛА військового призначення є кінцевим продуктом тривалого інноваційно- го процесу впровадження в практичну площи- ну новітніх досягнень науково-технічного про- гресу. Розвиток двигунів на реактивній тязі, створення систем дистанційного та автоматич- ного керування зумовили перехід до концепції, яка передбачає перспективність використання літальних апаратів без пілота на борту. Поява нової елементної бази, розвиток опти- ко-електронної та електронно-обчислюваль- ної техніки привели до створення малогаба- ритних, міцних, надійних, енергоощадних сис- тем, що становили основу конструкції БпЛА. Розроблення нової розвідувальної апаратури, розвиток цифрового способу реєстрації ін- формації, створення радіоліній для керування польотом і передачі даних у режимі реального часу, поява нових алгоритмів стиснення даних і зображень, створення нових видів озброєння, електричних моторів, способів забезпечення інформаційної безпеки сприяли розширенню можливостей БпЛА і забезпечили їх подаль- ший розвиток та зрештою привели до їх більш пріоритетного військового застосування по- рівняно з пілотованою авіацією. У галузі безпілотної авіації військового при- значення Україна, як і деякі інші країни, руха- ється за принципом опанування відкритих ін- новацій [14]. Суть такого руху полягає в тому, що при розробленні безпілотних авіаційних комплексів українські фахівці або використо- вують наявні за межами країни технологічні й технічні продукти, комбінуючи їх за своїми потребами, або розробляють власні варіанти, вдосконалюючи за різними напрямами вже готові безпілотні авіаційні комплекси. Такий шлях зумовлений відсутністю на сьогодні в Україні певних авіаційних технологій та ви- робництва низки необхідних приладів. На завершення слід наголосити на вагомо- му внеску установ та окремих вчених Націо- нальної академії наук України у згадані вище досягнення науково-технічного прогресу, що привели до розвитку безпілотної авіації, але це тема для окремої статті. REFERENCES [СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ] 1. Doherty M. Drones: an illustrated guide to the unmanned aircraft that are filling our skies. NY, Metro Books, 2015. 2. Mosov S.P. (ed.) Bezpilotna aviatsiia u viiskovii spravi (Unmanned aviation in military affairs). Kyiv, Interservis, 2019 (in Ukrainian). [Мосов С.П., Погорецький М.В., Салій С.М., Сєлюков О.В., Фещенко А.Л. Безпілотна авіація у військовій справі. За ред. С.П. Мосова. Київ: Інтерсервіс, 2019.] 3. Keaney T.A., Cohen E.A. Revolution in Warfare? Air Power in the Persian Gulf. Naval Institute Press, 1995. 4. Wagner W., Sloan W.P. Fireflies and other UAVs (Unmanned Aerial Vehicles). Arlington, Aerofax, 1992. 5. Horbulin V.P., Mosov S.P. The space component of geoinformation support for the managerial decision-making on issues of national security and defense. Oboronnyi Visnyk. 2021. (8): 4—11 (in Ukrainian). [Горбулін В., Мосов С. Космічна складова геоінформаційного забезпечення ухвалення управлінських рішень з питань національної безпеки і оборони. Оборонний вісник. 2021. № 8. С. 4—11.] 6. Mosov S.P. (ed.) Zastosuvannia bezpilotnykh litalnykh aparativ u voiennykh konfliktakh suchasnosti. Kyiv-Mohyla Academy, 2013 (in Ukrainian). [Зіатдінов Ю.К., Куклінський М.В., Мосов С.П. та ін. Застосування безпілотних літальних апаратів у воєнних конфліктах сучасності. За ред. С.П. Мосова. Київ: Вид. дім «Києво-Могилянська академія», 2013.] 7. Feshchenko A.L. The impact of the achievements of scientific and technical progress on the development of unmanned aviation complexes. Trudy Akademii Zbroinykh Syl Ukrainy. 2008. 86: 77—81 (in Ukrainian). [Фещенко А.Л. Вплив досягнень науково-технічного прогресу на розвиток безпілотних авіаційних комплексів. Труди Академії Збройних Сил України. 2008. № 86. С. 77—81.] 8. Quantum Well Infrared Photodetectors. Elsevier BV, 2011. https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-as- tronomy/quantum-well-infrared-photodetectors 56 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2023. (11) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 9. Springer P.J. Military Robots and Drones: A Reference Handbook. Bloomsbury Academic, 2013. 10. Walsh T. Machines That Think: The Future of Artificial Intelligence. Amherst, New York, Prometheus, 2018. 11. Horbulin V.P., Mosov S.P. Deadly autonomous weapon. Oboronnyi Visnyk. 2022. (3-4): 18—24 (in Ukrainian). [Горбулін В., Мосов С. Смертельна автономна зброя. Оборонний вісник. 2022. № 3-4. С. 18—24.] 12. Franklin D. (ed.) Megatech: Technology in 2050. London: The Economist, 2017. 13. Johnson J. Artificial Intelligence, Drone Swarming and Escalation Risks in Future Warfare. The RUSI Journal. 2020. 165(2): 26—36. https://doi.org/10.1080/03071847.2020.1752026 14. Chesbrough H. Open Innovation: The New Imperative for Creating and Profiting from Technology. Harvard Business School Press, 2003. Volodymyr P. Horbulin National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine Sergey P. Mosov Institute of Public Administration and Research in Civil Protection, Kyiv, Ukraine ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0833-3187 UNMANNED MILITARY AVIATION IS THE FOCUS OF GLOBAL SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL PROGRESS The article presents the results of the research on the features of the development of unmanned military aviation in the context of scientific and technical progress. Drones began to be actively used at a certain stage of the development of science and technology, and they combined the latest achievements in various fields of science and advanced technolo- gies. At the same time, the development of jet engines and electric motors, the creation of remote and automatic control systems, the emergence of a new elemental base, the progress in optical-electronic, electronic-computing and digital technology, global navigation satellite systems and the possibility of placing weapons on unmanned aerial vehicle, as well as the utilization of artificial intelligence’s advantages determined the prospectiveness of development and the relevance of the use of unmanned aircrafts in military affairs. Keywords: unmanned aviation, scientific and technical progress, unmanned aerial vehicle, military affairs. Cite this article: Horbulin V.P., Mosov S.P. Unmanned military aviation is the focus of global scientific and technological progress. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2023. (11): 48—56. https://doi.org/10.15407/visn2023.11.048

Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу

Institution

Similar Items