Разделы

Телеком Наука Бизнес Техника Интеграция Инфраструктура

Беспроводные сети на высотных дирижаблях для войны и мира

Вариантов носителей телекоммуникационного оборудования, способных выполнять роль мачты для передачи, ретрансляции и приема сигнала, немного. Их число оценивается 2-3 традиционными решениями, где основные — авиационно-космические платформы и наземные башни. И на этом рынке аэростатные системы, выполняющие роль высотных мачт, имеют хорошие перспективы. Сегодня они работают не только в Северной Америке и Японии, но и в России. Аэростаты уже более 70 лет успешно используются как «вышка» с ретрансляционной «начинкой». Так, например, во время Вьетнамской войны, американцы успешно применяли аэростаты в качестве носителей РЛС и звуковых пеленгаторов. Но сегодня эти системы шагнули далеко вперед.

Статья 1, Статья 2, Статья 3

Аэростатные ретрансляторы в СССР и России

В бывшем СССР и за рубежом работы по передаче радиосигналов с привязных аэростатов, поднятых на высоту 2-3 км., велись еще в 1930-х гг. Причем, наземные сооружения, используемые в качестве платформ для передатчиков и ретрансляторов, и сегодня еще не «дотянулись» до освоенных ими вершин. Но до 1940-х гг. аэростаты были не в состоянии гарантировать бесперебойную связь в течение многих месяцев. Однако уже во время Великой Отечественной войны эти системы были значительно улучшены и обеспечивали достаточно надежную связь. Так, именно на привязном аэростате в блокадном Ленинграде был установлен передатчик, транслировавший первое исполнение 7 симфонии Шостаковича.

Во время ведения боевых действий в Афганистане использование аэростатов в условиях горной местности позволяло Советской армии увеличивать дальность радиосвязи в 4-5 раз. Это также оказывало существенную помощь вертолетчикам, при выполнении ими поставленных задач. Именно таким образом обеспечивалась связь с командными пунктами, находившимися вне прямой видимости. Уже несколько десятилетий военно-морские силы используют воздухоплавательные технологии, поднимая на аэростатах трос-антенну, что обеспечивает связь с погруженными подводными лодками.

При Хрущеве Киевским общественным бюро по воздухоплаванию была разработана аэростатная ретрансляционная станция, представлявшая собой привязной аэростат с жесткой монококовой оболочкой объемом 220 тыс. куб. м. и расчетной рабочей высотой до 9 км. В качестве источника энергообеспечения предлагалось использовать бортовую электростанцию. Кроме того, был разработан специальный кабель-трос, состоящий из отдельных звеньев. Но, несмотря на положительные заключения специалистов, проект не был реализован.

В 1999 г. российские инженеры на основе передовых разработок сконструировали аэростатную ретрансляционную систему УАН-400. В этот комплекс входит разработанная тульским оборонным предприятием «Стрела» РЛС «Кредо-IE». Привязной аэростат поднимает малогаборитный пехотный радар на высоту 300-400 м., что позволяет различать наземные и маловысотные цели на расстоянии до 40 км. При этом нет так называемых «слепых зон», обусловленных складками местности.

БАРС, подготовка к запуску

БАРС, подготовка к запуску

После известного пожара на Останкинской башне — когда в стране не оказалось аэростатных систем, способных компенсировать ущерб и поднять передатчики, хотя бы на какое-то время — была разработана беспроводная аэростатная радиосеть (БАРС). Ее создали конструкторы из Русского Воздухоплавательного Общества совместно с Институтом проблем передачи информации РАН . 14 сентября 2001 г. произведен опытный запуск аэростатного комплекса «БАРС» на территории РНЦ «Курчатовский институт». Он продемонстрировал высокую работоспособность, включая причальное устройство аэростата, базовую радимодемную станцию и привязной аэростат. В дальнейшем система хорошо работала, обеспечивая бесплатный доступ в Интернет для всех школ Северо-Западного округа столицы и очень дешевый доступ для обычных пользователей.

Принципиальная схема работы комплекса БАРС

Принципиальная схема работы комплекса БАРС

Сейчас уже имеется более совершенная модификация системы Au-17, лежащей в основе комплекса БАРС. Она получила название «РЫСЬ». Ее баллонет, занимающий 25 процентов объема, позволит выводить полезную нагрузку на высоту до 2 км. и в течение 20 дней обеспечит достаточно устойчивое положение на заданной высоте при ветре до 25 м/с. Привязной аэростат «РЫСЬ» реализуется — в отличие от «БАРС» — на основе жесткого парусовидного оперения. С появлением нового воздухоплавательного комплекса «РЫСЬ» открываются новые горизонты для реализации масштабных телекоммуникационных проектов и эффективного решения проблемы «последней мили».

Высотная телекоммуникационная платформа «Беркут»

Высотная телекоммуникационная платформа «Беркут»

Высотная телекоммуникационная платформа «Беркут»

Высотная телекоммуникационная платформа «Беркут»

Среди перспективных разработок российских воздухоплавателей особенно интересен стратосферный дирижабль, выполняющий роль телекоммуникационной платформы. Такой проект, под названием «Беркут», с 2002 г. реализует Воздухоплавательный центр «Авгуръ».

Конструктивная схема высотной телекоммуникационной платформы «Беркут»

Конструктивная схема высотной телекоммуникационной платформы «Беркут»

Характеристики высотного дирижабля «Беркут»

Объем оболочки 500 000 куб.м
Длина 290 м
Max. Диаметр 58 м
Max. мощность двигателя 7*80 кВт
Пропеллеры 7*3-лопастные (диаметром по 7 м)
Ежедневный средний энергоресурс 300 кВт
Полезная нагрузка 1000 кг
Энергоресурс для обеспечения полезной нагрузки 10 кВт
Площадь солнечных батарей 11 000 кв. м
Емкость топливно-энергетических элементов (CWR) 0,25 кВт/ч/кг
Вес топливно-энергоемких элементов 16 800 кг
Общее энергопотребление для 14-часового полета при мощности энергозатрат 300 кВт 4200 кВт/ч
Рабочая высота 20 км
Продолжительность полета 6 мес.
Общий вес 42 000 кг
Max. ветер при запуске/швартовке 5 м/с

Работая на высоте 20 км., телекоммуникационная платформа «Беркут» сможет в течение 6 месяцев в беспилотном режиме осуществлять высококачественную передачу сигнала, обеспечивая передачу сигнала на площади от 200 000 до 500 000 кв. км. Это вполне сопоставимо с аналогичными проектами на Западе.

Чем заменить иностранные ECM
Импортонезависимость

Cтратосферные беспилотные аэростатные телекоммуникационные платформы «Беркут» в работе

Cтратосферные беспилотные аэростатные телекоммуникационные платформы «Беркут» в работе

Специального внимания заслуживает пневмоэллинг для этого дирижабля. По сути — это мобильный порт, который позволит стратосферным дирижаблям стартовать и швартоваться в условиях с неразвитой инфраструктурой или удаленных от экономических регионов местности. Учитывая, что с помощью целой серии подобных высотных платформ можно обеспечить полный охват всей территории России и ряда сопредельных областей, подобная разработка должна быть востребована как для гражданского, так и военного использования.

MES по-русски: чем заменить зарубежные системы управления производственными процессами
Цифровизация

Мобильный пневмоэллинг для дирижабля «Беркут» и схема его работы

Мобильный пневмоэллинг для дирижабля «Беркут» и схема его работы

Мобильный пневмоэллинг для дирижабля «Беркут» и схема его работы

Мобильный пневмоэллинг для дирижабля «Беркут» и схема его работы

Комплекс «Беркут» в перспективе может стать одним из звеньев в реализации глобальной программы по развитию телекоммуникаций. В этой системе стратосферный дирижабль будет поддерживать информационный канал с орбитальным спутником, передавая сигнал на привязные аэростаты «БАРС», которые будут локализованы в качестве решения проблемы «последней мили».

Как считают военные эксперты, огромные пространства России и трудноконтролируемые протяженные границы делают аэростаты и дирижабли оптимальной техникой по критерию «эффективность — стоимость». Предполагается, что их применение не ограничится контролем морских и воздушных пространств. С помощью аппаратов легче воздуха можно, например, вести мониторинг степных районов на границах с Казахстаном, где классические технологии охраны границы труднореализуемы из-за недостатка средств.

Привязной аэростат «Пума»

Привязной аэростат «Пума»

Аэростаты военного назначения «Пума» и «Ягуар» впервые были представлены в прошлом году на международной выставке в Фарнборо на стенде двух аффилированных компаний «Авгуръ» и «РосАэроСистемы». Эксперты ведущего предприятия-госпосредника ФГУП «Рособоронэкспорт» высоко оценили перспективы сбыта аэростатов и дирижаблей, и намерены активно предлагать на внешний рынок воздухоплавательную продукцию ряда отечественных фирм. По некоторым данным, этими аэростатами интересовались некоторые арабские страны. Сейчас предметом контракта являются лишь «Пумы», однако на рынок сейчас представляется усовершенствованная версия «Ягуара».

Технические данные привязного аэростата ЯГУАР и ПУМА

Тип аэростата ЯГУАР ПУМА
Объем 8900 куб.м 11 809 куб.м
Объем газа (при нормальных условиях) 9000-6714 куб.м 9000-6714 куб.м
Длина 55,2 м 60,7 м
Высота 32,5 м 35,8 м
Расстояние между нижними стабилизаторами 28,8 м 32,0 м
Максимальная скорость ветра:    
на удерживающем устройстве 30 м/сек 46 м/сек
на рабочей высоте 25 м/сек 30 м/сек
Диапазон температур от +5°C до +55°C От -50° до +50°C
Рабочая высота 1000-4000 м 2000-5000 м
Продолжительность непрерывного полета до 30 дней до 25 дней
Несущий газ Гелий Гелий
Полезная нагрузка до 1700 кг До 2200 кг
Скорость подъема/спуска:    
номинальная 90 м/мин 100 м/мин
максимальная 180 м/мин 240 м/мин
Передача данных по радиоканалу по радиоканалу
Электропитание по кабель-тросу по кабель-тросу
Передаваемая мощность 20 кВт до 32,5 кВт
Максимальное потребление мощности аэростатным оборудованием на рабочей высоте 4 кВт 4,5 кВт
Максимальное потребление мощности аэростатным оборудованием во время спуска 8 кВт 9 кВт
Система поддержания давления автоматическая автоматическая

Примечание: скорость ветра более 33 м/сек. соответствует тропическому урагану, это высший (двенадцатый) балл по шкале Бофорта.

Ожидается, что на летнем авиасалоне МАКС 2003, в Подмосковье, будут представлены новейшие аэростатные комплексы, имеющие самый широкий спектр применения.

Сергей Бендин
Русское Воздухоплавательное Общество

В ближайшем выпуске раздела «Аналитика и Комментарии» CNews.ru публикация материалов о современных дирижаблях и аэростатах и их применении будет продолжена обзором зарубежных систем.