Статья

Аэростаты обеспечат контроль воздушных границ США и Израиля

Телеком Наука
мобильная версия

В последнее время расширяется использование радиолакационных систем размещаемых на аэростатах и дирижаблях для слежения и раннего обнаружения наземных и низколетящих объектов. В последнее время, в связи с войной в Ираке, эти тенденции только усилились и в числе первых потенциальных заказчиков выступают военные и телекоммуникационные компании.

Статья 1 
Статья 2 
Статья 3 
Статья 4 

Аэростатные системы США

В США для наблюдения за южными границами — побережьем Мексиканского залива, Багамскими островами — давно применяются несколько специальных аэростатных систем компании TCOM (Tethered Communications, привязные коммуникации), специализирующейся на создании подобных комплексов.

Комплекс M71 использовался американскими спецслужбами для организации телевизионного вещания на территорию Кубы канала «Хосе Марти», имевшего антикастровскую направленность. А в труднодоступных районах Южной Америки, для совершенствования телефонной связи, была использована специальная конструкция привязного аэростата объемом свыше 14 тыс. куб. м. Она обеспечивала качественную связь для 2700 абонентов и ретрансляцию телевизионного сигнала. И не последнюю роль здесь играет стоимость создания и эксплуатации аэростатного комплекса — она обходится примерно в два раза дешевле, чем использование наземных кабельных средств. Поэтому TCOM и Westinghouse, оценив перспективы, наладили поставку аэростатных систем для США и еще 17 стран.

Аэростатные комплексы компании TCOM
Аэростатные комплексы компании TCOM
Примечание: каплевидное утолщение внизу — место размещения радиолокационной приемно-передающей «начинки»
Аэростатные комплексы и сегодня успешно «служат» в ПВО не только в качестве систем пассивной защиты против низколетящих целей, но и как системы слежения и раннего предупреждения. Для поиска и обнаружения именно таких целей компанией TCOM была создана специальная воздухоплавательная система с объемом оболочки 700 куб. м., поднимавшая на километровую высоту РЛС и TV-камеры. С их помощью легко обнаруживали как самолеты и вертолеты на любой высоте, так и плывущие катера.

Комплекс M71
Комплекс M71
Наземная часть такого комплекса состоит из двух автоприцепов. В одном находится газохранилище и швартовочный якорь, а в другом — командный пункт и электрогенератор, обеспечивающий бортовую аппаратуру электропитанием — через соединяющий кабель-трос. Благодаря последним разработкам, такой аэростатный комплекс в течение 7-10 дней может «работать» в небе, причем, после пополнения запаса гелия, аэростат снова заступает на дежурство.

Для обеспечения качественной связи на площади до 200 тыс. кв. км. компания TCOM на основе аэростата создала комплекс с объемом оболочки 11 тыс. куб. м. и рабочей высотой до 4 км. Возможности этого ретранслятора на порядок превосходят наземную телевизионную башню. Подобные комплексы уже функционируют в Иране, Южной Корее, Нигерии, и на деле доказали свою высокую эффективность.

Тотальный контроль южной воздушной границы США

В США уже более десяти лет — с 1992 г. — реализуется проект TARS (Tethered Aerostat Radar System — радиолокационная система на привязных аэростатах), с помощью которого создается система тотального контроля всей южной воздушной границы США, предотвращая контрабанду, в том числе и наркобизнес.

Специально для военного ведомства США компанией Naval Electronics & Surveillance Systems (подразделение корпорации «Локхид-Мартин») в рамках проекта TARS разрабатываются, производятся и поставляются аэростаты с РЛС; это аппараты серий — 56K, 275K и 420K. Так, 14 аппаратов серии 56K удерживают станции весом до 363 кг на высоте 900 м.

Аппарат серии 275K, задействованный в этом проекте, поддерживает ретрансляцию сигнала для канала «Телевидение Марти», который целенаправленно ведет оппозиционную Кастро пропагандистскую кампанию.

Аэростат специального назначения 275K (параметры)
Объем (куб. м) 7425
Длина (м) 56
Полезная нагрузка (кг)/высота (м) 454/4000
Количество в эксплуатации 12

Аэростатный комплекс «Локхид-Мартин» — 420K рассчитан на беспилотное несение вахты сроком до 7 дней. На его борту находится РЛС, способная обнаруживать объекты на расстоянии до 300 км, плюс — инфракрасные датчики, оптико-электронные приборы и т. д..

Аэростат специального назначения 420K (параметры)
Тип аэростата 420K
Объем (куб. м) 11893
Длина (м) 62,5
Полезная нагрузка (кг)/высота (м) 908/5000
1800/3000
Количество в эксплуатации 8

Тем не менее, проект TARS вызывает большой интерес со стороны представителей телекоммуникационного бизнеса, ведь именно с помощью данной системы можно эффективно решать проблему «последней мили» не только в пределах США, и в других регионах. Тем более, что сеть привязных аэростатов прекрасно интегрируется с высотным комплексом стратосферных дирижаблей, о которых «Локхид-Мартин» заявил год назад. Стратосферная телекоммуникационная платформа будет способна поднять 1800 кг. на более, чем 20-километровую высоту. Специалисты, связанные с военным ведомством, утверждают, что для этого беспилотного судна, несущего многомесячную вахту, будет разработана оригинальная система газопополнения и независимого энергоснабжения.

Воздушная система релейной связи

Платформа ARC в работе
Платформа ARC в работе
За прошедшие годы возможности аэростатных систем значительно возросли. Планируется, что беспроводным высокоскоростным доступом в Интернет уже скоро будут обеспечены все абоненты в любой точке на всей континентальной территории Североамерикого континента. Компании США уже начали тестирование высотных аэростатных платформ, работающих на солнечной энергии, и несущих ретрансляционное оборудование. Эта сеть частично охватит прилегающие территории Канады и Мексики. С другой стороны, Канадская компания 21st Century Airships также сделала первый шаг в осуществлении своего проекта радиопокрытия беспроводными локальными сетями (WLAN) США, Канады и Мексики при помощи воздушных шаров.

Другой американский проект получил название «Воздушная система релейной связи» (ARC, Airborne Relay Communications). Развертывание этой системы предполагается на высоте от 3 до10,5 км. Платформа разрабатывалась для военных нужд для низкоуровневого радара. Сегодня дирижабль Aero-XG уже используется в качестве носителя телекоммуникационного оборудования. Компания «Platforms Wireless International» создает ARC для эксплуатации на высотах от 3 до 10,5 км. С наземной базой воздухоплавательное беспилотное судно будет соединяться кабелем-тросом диаметром 2,5 см. Неудобство представляет лишь то, что в местах развертывания систем ARC будут запрещены полеты.

Принципиальная схема работы комплекса
Принципиальная схема работы комплекса «Стратосферная платформа системы» (ARC)
Основная задача этого комплекса —обеспечить фиксированную беспроводную широкополосную, а также мобильную связь на площадях от 55 до 225 км. в диаметре, или — 1500000 потребителей (в зависимости от установленного на дирижабле оборудования).. Предполагается, что он будет обслуживать до полутора миллионов абонентов, в зависимости от конфигурации системы и мощности антенны.

Такая сеть позволит предоставить высококачественный телекоммуникационный сервис для более, чем 250 000 потребителей в центрально-западном регионе Бразилии, включая и столицу Бразилиа. Эта территория составляет треть страны и на ней проживает порядка 14 млн. человек. На основе проведенных испытаний в Бразилии компания Americel подписала $330-миллионный контракт с ARC; на основе целой сети аэростатной технологии в течение 10 лет будет построена целостная телекоммуникационная система, рассчитанная на обслуживание района площадью около 40000 кв. км.

Воздухоплавательная система Aero-XG представляет собой привязной беспилотный аэростат, способный «бесперебойно» работать на высоте 5 км. в течение 6 месяцев. Наполненный гелием 46-метровый дирижабль сможет в течение нескольких месяцев удерживать до 700 кг. полезной нагрузки, а столько весит достаточно мощная станция и целый комплекс дополнительного оборудования для решения специальных задач, в том числе и военных. Наряду с дирижаблем, в систему включено и два самолета поддержки, которые будут запущены для обеспечения бесперебойной работы в том случае, если неблагоприятные погодные условия или ежемесячное техническое обслуживание дирижабля потребует постановки его в эллинг. Предварительные испытания уже завершены.

Дирижабельный комплекс COLUMBIA ZerøGravity AeroStructures
Дирижабельный комплекс COLUMBIA ZerøGravity AeroStructures
В отличие от других, в системе ARC не применяются солнечные батареи. Для энергообеспечения, установленного на платформе оборудования, был разработан кабель-трос толщиной 2,5 см. Кроме этого, этот же кабель-трос связывает воздушные базовые станции с остальной сетью. Основной «минус» такого подхода заключается в необходимости создавать «зоны без полетов», чтобы исключить столкновение других летательных аппаратов, как с дирижаблем, так и его кабелем. Ввод в коммерческую эксплуатацию планируется осуществить в 2004 г.

Недавно эта же компания ARC представила серию дирижабельных комплексов нового поколения ZerøGravity AeroStructures, который позволяет обеспечить телекоммуникационным сервисом огромные территории (площадь охвата около 200 кв. км). Так, один из комплексов данной серии, COLUMBIA ZerøGravity AeroStructure, способен поддерживать одновременную передачу 400 000 телефонных соединений.

Израильская аэростатная «Защита границы»

Аэростат нового поколения Border Proteсtion)
Аэростат нового поколения Border Proteсtion
Еще в 1993 г. Израиль развернул на юге страны оснащенный РЛС аэростат. Его эффективность военные оценили по достоинству, и разработки были продолжены. В начале февраля на международной выставке «Аэро Индия-2003» израильский компанией Elta Electronics Industries Ltd. (подразделение компании IAI) был представлен привязной аэростат нового поколения Border Proteсtion («Защита границы»). Израильский аэростат оснащен РЛС наземной разведки и гиростабилизированной оптико-электронной системой.

По мнению экспертов, аэростат предназначен для контроля за перемещением людей и техники на относительно небольших расстояниях — в пределах нескольких километров. Все данные, которые собраны с помощью этой беспилотной платформы, поступают в командно-контрольный центр, где обрабатываются, и в виде сводок оперативной информации поступают в распоряжение военных. Ориентировочная стоимость полной реализации проекта $200 млн.

Одержимый мир

Тестирование прототипа системы HAP
Тестирование прототипа системы HAP
Работа над проектированием телекоммуникационных комплексов на основе аэростатных систем развернулась не только в крупных странах. Так, в Турции разрабатывается аэростатная высотная платформа (HAP) или, как ее называют по-другому, долгосрочная высотная платформа (HALEP). Эта стратосферная платформа рассчитана на подъем беспроводного телекоммуникационного оборудования на высоту от 17 до 22 км. Система HAP способна поддерживать передачу сигнала в диапазонах 47/48 Ггц и 28 Ггц. Стоимость реализации этого проекта оценивается в $50 млн. Но это все-таки дешевле, чем запуск спутника связи с такими же возможностями.

Некоторое время назад Проект HAP, направленный на обеспечение высококачественного сервиса передачи данных, получил дальнейшее развитие. Была создана аэростатная система HeliPlat, которая работает в рамках проекта HAP. Дирижабль, передвигаясь со скоростью 60 км/ч, обеспечивает высокоскоростную передачу данных. На наших глазах рождается новая реальность, телекоммуникации идут ввысь и смогут стать вполне эффективным и рентабельным продолжением новейших государственных и коммерческих программ.

От дирижаблей — к новым индустриальным отраслям

Дирижаблестроение даст импульс не только для развития авиационных систем нового поколения, но и влияет на становление целых отраслей промышленности. Накопление гелия и химическое машиностроение — первые из них. Исходя из максимального числа сделок, мировые цены на гелий, выражаются в следующих конъюнктурных показателях. Стоимость газообразного гелия марки «А» -около $2 за куб. м., а жидкого, переведенного в газообразное состояние — $2,5 за куб. м. Развитие дирижаблестроения обусловит появление нескольких конкурентноспособных отраслей, и будет способствовать экономическому оздоровлению государства и оживлению производства.

Прогноз потребностей дирижаблей на 2005 г.

* привязные аэростаты
Объем, куб. м  Количество дирижаблей, шт.
до 10 000 90-100
до 50 000 30-50
свыше 50 000 10-15
около 10 000 10-15*

В России, благодаря созданию флота дирижаблей, можно решить широкий спектр стратегических задач — экономических, социальных, геополитических и экологических. При помощи дирижаблей можно наладить бесперебойное снабжение районов Крайнего Севера в течение круглого года, а так же удаленные от экономических центров территории. Остается надеяться, что свои достижения Россия все-таки сумеет обернуть себе на пользу.

Сергей Бендин
Русское Воздухоплавательное Общество