Против дрона нету дрына? ( Море информации по беспилотным летательным системам )

Если бы мы с мадам Наукой не разошлись полюбовно лет десять назад «как в море корабли», то я, ей Богу, занялся бы «беспилотниками» под каким-нибудь «научным соусом». В своё время я даже написал несколько материалов (ссылка 1, ссылка 2, ссылка 3) на тему беспилотных летательных аппаратов.

Но точно также, как и несколько лет назад, я считал и продолжаю считать, что в сфере автоматических беспилотных средств воздушного, наземного, надводного и подводного базирования, толковым аспирантам есть где «разгуляться». Работы там — непочатый край, была бы голова на плечах, которая соображает и интересуется этими «штуками». Процитирую себя любимого:

«… По сути, современные БПЛА – это сконцентрированный «сгусток» самых современных технологий и разработок в огромном количестве технических областей: самолётостроение, авионика, системы сбора и передачи данных, электро- и акустооптика, телевизионные системы, двигатели, противорадиолокационные покрытия, организация закрытых каналов связи, преобразовательная техника, навигационные и радиолокационные комплексы, и тому подобное!»

Некоторое время назад мне опять попалась аббревиатура «UAS». К словосочетанию UAV («Unmanned Aerial Vehicle») глаз давно привык, а вот «Unmanned Air System» встречается пореже. После беседы с одним товарищем на тему обнаружения малоразмерных дронов или UAS, я решил поинтересоваться, а сколько же патентов США было выдано с использованием аббревиатуры «UAS» или полным его словосочетанием. Вы будете смеяться, но к апрелю 2016 года был выдан всего лишь один патент № 91934371)Дата выдачи: 24 ноября 2015 года. с таким названием .

Так, что юным исследователям, кто ещё не определился (!) с темой, предлагаю многоплановую задачу, которая потянет на целую кучу кандидатских и докторских диссертаций — надёжное обнаружение и сопровождение малогабаритных летательных аппаратов (дронов), или, наоборот, разработка подобных малозаметных устройств с повышенной скрытностью и улучшенными ТТХ2)Тактико-технические характеристики..

Потому что с каждым днём актуальность подобной задачи будет только возрастать. Для примера приведу цитату из заключительной части статьи рекламного характера об одном из методов обнаружения дронов.

«Вторжение беспилотных систем (БПЛС) в зону инфраструктуры критически важных объектов может быть опасным и привести к большому ущербу. Например, БПЛС, атакующая энергоснабжающую подстанцию, вполне способна нанести имущественный ущерб, нарушить передачу электроэнергии, снизить эффективность и привести к последствиям, связанным с необходимостью дорогостоящего ремонта и замены. Подобный инцидент может даже инициировать каскадный эффект во всей энергосистеме, приводя к массовым потерям мощности, что отрицательно влияет на государственные службы и безопасность. Крайне важно оперативно получать и передавать конкретную информацию, связанную с любыми возможными инцидентами такого рода. Выдавая персоналу охраняемого объекта раннее предупреждение о приближении к нему потенциальной воздушной угрозы, данная технология обеспечивает упреждающее сдерживание возможных угроз, либо в качестве автономной системы, либо путём интегрирования в существующие или планируемые комплексные системы безопасности с целью снижения их затрат и упрощения».

А вот совсем «новая свежесть»: «Приземлявшийся самолёт столкнулся с БПЛА в Лондоне». И это — только «первая ласточка». В принципе, в меру своей испорченности, я бы мог назвать ещё несколько возможных «плохих» сценариев с использованием малогабаритных БПЛС. Но, дабы не оказаться обвинённым в пособничестве терроризму, умолчу.

Поэтому, господа аспиранты, если вы реально «нароете» что-то технически полезное, новое и реализуемое в проблеме обнаружения, идентификации, селекции и, скажем, «нейтрализации» таких летающих «злобных тварей», то большое «спасибо» (может быть, даже в виде денег) вам скажет немало народа, начиная с энергетиков, авиаторов, представителей спецслужб, газовиков, нефтяников и т.д. Не исключена, например, возможность получение какого-нибудь гранта под решение этой благородной задачи, если, конечно, всё «обставить» как надо. Про героическое ведомство Сергея Кужугетовича вообще помолчу. Внеочередное воинское звание и турпоездка в Сирию вам гарантированы. Шучу…

А для того, чтобы «не размазывать кашу по белому столу», предлагаю вам тематическую («UAS») информационную подборку патентов США (USPTO) и материалов с сайта Центра технической информации в области оборонных исследований (DTIC) наших «партнёров» из Министерства обороны США.

Подборка из 744 патентов США с 1976 по 2016 годы оформлена в виде специализированных баз данных (полнотекстовые описания в виде html + pdf-файлы с «картинками» + файл БД + поиск по словам), которые я сформировал для трёх подгрупп МПК3)Международная патентная классификация. Русская версия, 15-ая редакция — здесь. Английская версия, 16-ая редакция — здесь.. Причины выбора именно этих трёх подгрупп: B64C23/00, B64C39/02 и B64C9/38, оставляю за скобками, поскольку к делу это не относится.

Пример того, как пользоваться подобной СБД патентов США рассмотрен здесь, хотя на мой взгляд всё достаточно очевидно. Кстати, гляньте на динамику патентования в этих подгруппах (миниатюры «кликабельны»). После «всплеска» числа патентов на беспилотники в 2005 году в подгруппе B64C39/02 все вдруг «затихли», а через 10 лет буквально «выстрелили». Масть пошла?

Подборка из 75 публикаций разного типа (диссертации, книги, научные отчеты, презентации, руководства, статьи) с сайта DTIC была сформирована только из первых ста результатов поиска по релевантности. Всего же по запросу «UAS» в БД в апреле 2016 года было найдено более 5200 документов (на 18.04.2016). Можете представить, сколько информационного «добра» там ещё осталось. Копать вам, не перекопать. А среди найденного в разделе «Отчёты» настоятельно рекомендую проглядеть отчёт «Глаза армии США — Дорожная карта для беспилотных авиационных систем на 2010-2035 годы».

Кстати, если кто-то из вас думает, что вся эта «беспилотщина» — ему не в тему, то он глубоко заблуждается. Во-первых, кругозор и эрудицию ещё никто не отменял. А во-вторых, тему БПЛС можно «прикрутить» к актуальности любой(!) технической диссертации. Было бы желание.

Я не забыл сказать, что все патенты и материалы — на английском языке? Таки да.

Итак, начнём-с…

Специализированные БД патентов США (1976-2016)

  • Подгруппа МПК B64C23/00 «Способы и устройства для изменения аэродинамических характеристик летательных аппаратов, не отнесенные к другим группам» (ссылка)
  • Подгруппа МПК B64C39/02 «Летательные аппараты .специального назначения» (ссылка)
  • Подгруппа МПК B64C9/38 «Регулируемые поверхности управления или их элементы, например рули .струйные закрылки» (ссылка)

Материалы с сайта Минобороны США (2006-2016)

Диссертации (Thesis)

Алгоритм предотвращения столкновений БПЛС, минимизирующий влияние обзора по маршруту следования
UAS collision avoidance algorithm that minimizes the impact on route surveillance Ссылка
Анализ рабочей нагрузки на основе архитектуры управления несколькими БПЛС — Последствия реализации в отношении «MQ-1B Predator» Architecture based workload analysis of UAS multi-aircraft control — Implications of implementation on MQ-1B Predator Ссылка
Бизнес-кейс анализ возможностей грузоподъёмности БПЛС в поддержку развернутого заранее материально-технического обеспечения в ходе операции «Несокрушимая свобода» Business case analysis of cargo UAS capability in support of forward deployed logistics in operation Enduring freedom Ссылка
БПЛС — Логичный выбор для поддержки внутренней безопасности UAS — A logical choice for Homeland security Support Ссылка
БПЛС Армии США — Исторический взгляд на выявление и понимание отношений между заинтересованными сторонами US Army unmanned aircraft systems — A historical perspective to identifying and understanding stakeholder relationships Ссылка
Будущее беспилотных авиационных систем для поддержки морского экспедиционного формирования The future of unmanned aircraft systems in support of the marine expeditionary unit Ссылка
Дети да Винчи взлетают — БПЛС в США Da Vincis children take flight — UAS in the Homeland Ссылка
Изучение структур оперативного управления по интеграции беспилотных автономных систем в обитаемых средах Study of command and control structures on integrating unmanned autonomous systems into manned environments Ссылка
Интеграция БПЛС в современной городской полиции Integrating UAS into modern policing in an urban environment Ссылка
Использование сети GSM для переносной БПЛС GSM network employment on a man-portable UAS Ссылка
Общее использование БПЛС в условиях РЭБ — Концепции и тактика РЭБ для одного или нескольких БПЛС в ходе сетецентрических боевых действий General use of UAS in EW environment — EW concepts and tactics for single or multiple UAS over the net-centric battlefield Ссылка
Повышение боевой живучести существующих БПЛС Enhancing combat survivability of existing UAS Ссылка
Разработка архитектуры интегрированной системы управления здравоохранением лётного состава (БПЛС) Architecting integrated system health management for airworthiness (UAS) Ссылка
Расширение возможностей фронтовой авиации, объединённой в сеть, для постоянного наблюдения и обнаружения целей для Сил специальных операций Extending the tactical horizon-networking aircraft to enable persistent surveillance and target development for SOF Ссылка
Сопровождение БПЛС на средних и больших высотах — Исследование эффективности величин и возможностей Medium and high altitude UAS acquisition — An efficiency study of magnitude and capability Ссылка
EP-3E против БПЛС «BAMS» — Cравнение функционирования и затрат на поддержку The EP-3E vs The BAMS UAS — An operating and support cost comparison Ссылка

Книги (Books)

Влияние беспилотных летательных систем на совместное оперативное искусство The impact of unmanned aerial systems on joint operational art Ссылка

Отчёты (Reports)

Автоматизированная маршрутизация БПЛС Automated routing of UAS Ссылка
Американские беспилотные летательные системы US Unmanned aerial systems Ссылка
Беспилотная инициатива — Стратегическая оценка БПЛС береговой охраны Unmanned Initiative — A strategic appraisal of coast guard UAS Ссылка
Беспилотная летательная система — Прогнозирование новой системы комплектования Unmanned aerial system — New system manning prediction Ссылка
БПЛС — Всестороннее планирование и ориентированная на конкретные результаты стратегия подготовки необходимы для поддержки растущих материальных ценностей UAS — Comprehensive planning and a results-oriented training strategy are needed to support growing inventories Ссылка
БПЛС — Дополнительные меры, необходимые для повышения эффективности управления и интеграции усилий Миниобороны США по поддержке военных потребностей UAS — Additional actions needed to improve management and integration of DOD efforts to support warfighter needs Ссылка
БПЛС — Рассмотрение вопросов регулирования для интеграции системы воздушного пространства США UAS — Addressing the regulatory issues for national airspace system integration Ссылка
БПЛС — Совершенствование координации и повышения уровня видимости необходимых для оптимизации возможностей UAS — Advance coordination and increased visibility needed to optimize capabilities Ссылка
БПЛС — Федеральные меры, необходимые для обеспечения безопасности и расширения потенциальных возможностей в рамках системы воздушного пространства США UAS — Federal actions needed to ensure safety and expand their potential uses within the national airspace system Ссылка
БПЛС в качестве мультипликатора силы группы огневой поддержки UAS as a force multiplier to the fire support team Ссылка
БПЛС в роли разведчика-скаута — Восприятие с точки зрения сообществ пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов в армии США. UAS in the scout-reconnaissance role — Perceptions of US Army manned and unmanned aircraft communities Ссылка
Вертолёт «AH-64D Apache Longbow» — Видео с БПЛС AH-64D Apache Longbow-Video from UAS Ссылка
Военные БПЛС для поддержания безопасности США Military UAS in support of Homeland security Ссылка
Дорожная карта научно-исследовательских разработок и демонстрационных мероприятий БПЛС нового поколения NextGen UAS research development and demonstration roadmap Ссылка
Заключительный отчет JTA о кросс-платформенных БПЛС UAS cross platform JTA final report Ссылка
Глаза армии США — Дорожная карта для беспилотных авиационных систем на 2010-2035 годы Eyes of the Army — US Army Roadmap for Unmanned Aircraft Systems 2010-2035 Ссылка
Интеграция БПЛС в систему воздушного пространства США Integrating the UAS into the National airspace system Ссылка
Интеграция БПЛС Министерства обороны в структуру воздушного пространства США Integrating Department of Defense UAS into the National airspace structure Ссылка
Интуитивно понятный графический пользовательский интерфейс для малых БПЛС An intuitive graphical user interface for small UAS Ссылка
Испытание навигационной системы БПЛС UAS navigation system test Ссылка
Миниатюрные нанокомпозитные пьезоэлектрические микрофоны для применения в БПЛС Miniaturized nanocomposite piezoelectric microphones for UAS applications Ссылка
Обучение использованию БПЛС нового поколения в Корпусе морской пехоты США US Marine corps next generation UAS training Ссылка
Объединение племен — оптимизация сбора данных об БПЛС Министерством обороны США Merging the tribes — streamlining DoD acquisition of UAS Ссылка
Особенности человеческого фактора при миграции управления оператора БПЛС Human factors considerations in migration of UAS operator control Ссылка
Оценка нагрузки летного состава вертолёта «AH-64D Apache Longbow» для работы с БПЛС AH-64D Apache Longbow aircrew workload assessment for UAS employment Ссылка
Пассивная система предупреждения столкновений для БПЛС Passive collision avoidance system for UAS Ссылка
Планирование миссий БПЛС UAS mission planning Ссылка
Полётный план ВВС США для БПЛС на 2009-2047 годы US Air Force UAS flight plan 2009-2047 Ссылка
Раздутый штат со слабой квалификацией — подготовка экипажей БПЛС Overmanned and undertrained — preparing UAS crewmembers Ссылка
Робот против мартышки — чрезмерное разрастание БПЛС и беспилотных целеуказателей на поле боя и их значение для будущих конфликтов. Robot versus Monkey — UAS and non-aviator JTAC proliferation on the battlefield and their significance to future conflicts Ссылка
Роящиеся БПЛС II Swarming UAS II Ссылка
Уязвимости линий связи передачи общих данных БПЛС с точки зрения электронной атаки Vulnerabilities of UAS common data links to electronic attack Ссылка

Презентации (Presentations)

360-градусная архитектура — Требования по отслеживанию 360 Architecture — Requirements traceability Ссылка
Анализ лазерного наведения-поиска с использованием небольших БПЛС и возможности обнаружения целей в городской среде Small UAS analysis of laser designation and search and target acquisition capabilities in an urban environment Ссылка
Беспилотные летательные системы (БПЛС) Unmanned Aircraft Systems (UAS) Ссылка
Высотная БПЛС «Zephyr» с большой продолжительностью полёта Zephyr high altitude long endurance unmanned aerial system Ссылка
Дорожная карта беспилотных систем (2007) Unmanned Systems Roadmap (2007) Ссылка
Обзор программ БПЛС ВМС США Overview of US Navy UAS programs Ссылка
Обновление спектра армейских БПЛС Army PM UAS spectrum update Ссылка
Перспективы беспилотных авиационных систем для американского командования специальными операциями USSOCOM Perspective on Unmanned Aircraft Systems Ссылка
Полётный план ВВС США для БПЛС на 2009-2047 годы Air Force UAS flight plan 2009-2047 Ссылка
Презентация специального помощника Чака Ричерса Chuck Riechers special assistant presentation Ссылка
Секция 923 доклада Министерства обороны США об использовании БПЛС для поддержки разведовательных, обзорных и рекогносцировочных операций Section 923 DoD Report of UAS Support to ISR Ссылка
Техника системы систем в планировании программы сбора информации System of systems (SoS) systems engineering in acquisition program planning Ссылка
Уроки, извлеченные в ходе развёртывания БПЛС на театре боевых действий Lessons learned in fielding a UAS in the combat theater Ссылка
Эксплуатация испытательного центра полётов в неизолированном пространстве Operating a flight test center in the NAS Ссылка

Руководства (Guidebook)

Руководство по интеграции беспилотной летательной микро-системы (БПЛС) в полиции и аварийно-спасательных операциях Guidebook for integrating a micro unmanned aerial system (UAS) into police and emergency operations Ссылка

Статьи (Papers)

Армейские БПЛС — решают ход боя Army UAS — decisive in battle Ссылка
БПЛС и следующая война UAS and the next war Ссылка
БПЛС: формулировка стратегии для постановки задачи UAS: taking strategy to task Ссылка
Военные игры по отработке угроз БПЛС противника Wargaming the enemy UAS Threat Ссылка
Интегрированные системы датчиков для БПЛС Integrated sensor systems for UAS Ссылка
Использование MicroASAR в БПЛС НАСА «SIERRA» в эксперименте по описанию арктического морского льда Using the MicroASAR on the NASA SIERRA UAS in the characterization of Arctic sea ice experiment Ссылка
Объединение Blue Force Tracker и БПЛС в Афганистане Combining BFT and UAS in Afghanistan Ссылка
Разработка беспилотных летательных систем (БПЛС) I класса Developing the Class I Unmanned Aerial System (UAS) Ссылка
Усовершенствованные тактические ЭМ-приложения с использованием мезомасштабного использования данных и моделирования с повышенной высокой разрешающей способностью на основе БПЛС Improved EM tactical applications through UAS-enhanced high-resolution mesoscale data assimilation and modeling Ссылка
Характеристика системы ПОМ-топливных элементов с упором на приложения БПЛС The characterisation of a PEM fuel-cell system with a focus on UAS applications Ссылка
SlimSAR для работы БПЛС SlimSAR for UAS operation Ссылка

Сноски   [ + ]

1. Дата выдачи: 24 ноября 2015 года.
2. Тактико-технические характеристики.
3. Международная патентная классификация. Русская версия, 15-ая редакция — здесь. Английская версия, 16-ая редакция — здесь.