Наземные дроны, наземные беспилотники

Беспилотные наземные аппараты – транспортные средства, перемещающееся по земле и работающее без присутствия на борту человека. Устройства снабжены комплектом датчиков, могут принимать ряд решений самостоятельно или управляться оператором на расстоянии. Первый дрон был представлен на выставке в 1921 году: это был радиоуправляемый автомобиль. Робототехника данного класса применяется в местах, опасных для деятельности человека, для типовых работ, при гражданской занятости в труднопроходимых местах.

Беспилотный наземный транспорт применяется:

• В космических целях: американские Curiosity, Opportunity, Spirit на Марсе.
• В сельском хозяйстве: круглосуточная уборка урожая и пр.
• Гражданское применение: автогиды в швейцарском музее.
• В транспортной сфере: вместо громоздких кранов.
• В горнодобывающей промышленности: геологоразведка, автопогрузка (пилотный проект БЕЛАЗа на угольных разрезах Хакасии, например).

• 

• Наземные беспилотные системы используются уже и в быту, гостиничном бизнесе, в спорт-клубах, например дроны-газонокосилки.
• При чрезвычайных ситуациях: поисковые работы, к примеру, на Фукусиме.
• Для армейских нужд: обезвреживание боеприпасов для спасения жизней, сопровождение грузов и пехоты, ведение военных действий, в том числе на поражение живой силы противника, эвакуация раненных (модель, разработанная компанией Vecna).
• Также есть наземные дроны, выполняющие логистические операции – доставка грузов из точки А в точку Б. Здесь можно их подразделить на несколько видов – легкие и быстрые мобильные курьеры по доставке продуктов и товаров из интернет-магазинов. И большие серьезные наземные беспилотники, перевозящие коммерческие партии грузов.

Беспилотные наземные аппараты

Наземные беспилотники функционируют на основании следующих общих принципов:

• Распознавание окружающей среды с помощью камер (обычной, инфракрасной), лидара, радара, дополнительных датчиков (для военных моделей это могут быть, к примеру, датчики радиационного контроля) и пр.
• Направление полученной информации оператору (бойцу или другому дрону) по радио \ оптиковолоконному соединению. Наземные беспилотники России, к примеру гусеничный «Уран-9», тестировавшийся в Сирии в 2018 году, часто управляются из мобильного командного пункта. Или применяется передача данных в нейросети при нейросетевом подходе, где сетью принимается решение, что делать (например, выполнять ли поворот, с какой скоростью двигаться и др.). Этот вариант требует большого количества входных данных и дрон при этом приближается по способностям к человеку. При классическом подходе (часто используется в гражданских проектах, относительно недорогой вариант) применяется последовательность «локализация – распознавание – планирование – управление» с акцентом на предварительном планировании деятельности машины.
• Военные варианты беспилотных наземных аппаратов применяются в сложных боевых, климатических условиях для сокращения потерь личного состава, могут нести комплекты легкого и тяжелого вооружения. К минусам машин такого типа относят потерю связи с пунктом управления (включая перехват), высокую стоимость, малую маневренность для ряда моделей, меньшую скорость и точность принятия решений по сравнению с человеком в сложных ситуациях.

Наземные дроны наблюдения

Наземный дрон «Guardium» применялся для наблюдения на границе сектора Газа и остался на вооружении армии Израиля. Машина имеет бронированную обшивку, колесную базу, радары, инфракрасные датчики, включая датчики обнаружения огня, камеры с автофокусом на объекте, возможность езды по бездорожью и записи в ночное время суток, опцию установки летального и нелетального оружия. Мобильное устройство применялось для фиксации противостояний и передачи данных в правительственные органы без участия людей. Это устраняло летальность и снижало конфликтность. Наземный дрон создан предприятием G-NIUS, принадлежащей израильским оборонным компаниям «Эльбит Маарахот» и «Таасия Авирит».

Наземные дроны наблюдения для охраны периметра

Наземные беспилотники такого типа могут самостоятельно передвигаться по территории, собирая посредством камер и датчиков информацию, или находиться на стоянке. После обнаружения проникновения на территорию, БНА может передать сигнал о необходимости прибытии физической охраны или производить самостоятельные действия по вытеснению нежелательного объекта с фиксацией процесса на камеру. Также БНА, оснащенный летальным или нелетальным оружием, может выехать в заданный сегмент для вытеснения нарушителя порядка после получения сигнала с других охранных устройств.

Беспилотное наземное транспортное средство Ripsaw на гусеничном ходу было разработано «в гараже» основателями американской компании Howe & Howe Technologies. Имеет обзор 360 градусов, вес 4.5 тонны, высоту 1.77 метра, простую в обслуживании платформу, высокую ремонтопригодность. Предлагался для охраны, подавления массовых беспорядков полицией за счет оборудования светошумовыми гранатами, нелетальными резиновыми пулями.

Наземные военные беспилотники

Боевые дроны наземного применения разрабатываются, создаются и применяются для усиления пехотных подразделений, самостоятельных нападений, прорывов, разведывательных и охранных действий, наведения на цель, наблюдения, доставки боеприпасов. Транспортируются своим ходом, военной авиацией, включая вертолетную, способны преодолевать водные и физические препятствия (образец Talon может ориентироваться и под водой, преодолевать лестничные подъемы), функционируют на гусеничной, колесной базе или базе в виде нескольких «ног».

Устройства снабжены датчиками для анализа окружающей среды и навигации. В числе датчиков могут быть инфракрасные приборы, камеры, тепловизоры, гироскопы, одометры, компасы, измерители расстояния лазерные или ультразвуковые и др. Управление автономное (сбор и анализ информации, обнаружение объектов, выполнение действий, самодиагностика и саморемонт) или его выполняет оператор наземных средств управления беспилотным аппаратом (включая непосредственное визуальное наблюдение), возможна комбинация этих способов. Автономное управление реже применяется для боевых вариантов (по официальным версиям). Варианты связи с дроном: по радио или по волоконной оптике.

Наземные беспилотники могут иметь возможное вооружение: SARP, гранатомет, пулемет, ракетница, ПТУР, минометы, пушки, ЗРК, винтовки, зажигательное оружие и пр. в зависимости от размера платформы.

Топ-3 наземных дронов гражданского назначения

• Pegasus MultiScope UGV — наземный дрон для проведения аграрных работ. Может объезжать территории, делать мониторинг растительности, снимать параметры посевов, урожайности. Аппарат также может применяться при проведении строительных работ, возведении платин. Благодаря гусеничному ходу у него очень низкая нагрузка на грунт, песок, соответственно, аппарат сможет проходить там, где у колесной техники возникнут трудности.
• Технические характеристики Pegasus MultiScope UGV  :Максимальная скорость 15-22 миль в часНулевой радиус поворотаДавление на грунт: 0,98–1,635 фунт/кв. дюйм

  Возможность движения с подъемом до 45°

  Базовая длина 79 дюймов, ширина 36-83 дюйма и высота 38,5 дюйма.

  Вес 1985 фунтов

  Полезная нагрузка 1655 фунтов

  Тяговое усилие 11 000 Н“

  Источником питания является дизель-генератор, литий-ионные аккумуляторы и графеновые суперконденсаторы, обеспечивающие до 10 часов номинальной работы.

• Наземный дрон Curiosity, бороздящий поверхность Марса в исследовательских целях, является средоточием гражданских и военных достижений землян на Красной планете. Запущен в 2011 году, представляет собой автономную химическую лабораторию высотой (с антенной) 3.1 м, длиной 3 м, весом около 0.9 тонны, в том числе 80 кг научного оборудования. Прошел по поверхности Марса около 29 км. Бортовая память марсохода – 256 МБ.
• Топовость гражданских наземных дронов определяется ведущей характеристикой в сфере их применения. К примеру, переместить на складе за час 800 коробок по 0.24 центнера без команд оператора может устройство Strertch, по пересеченной сложной местности нести груз 150 кг может BigDog на шаговой платформе, по вертикальной криволинейной поверхности поднимется двухкилограммовый Rise.
• Специальный наземный дрон  для исследований SandFlea весом 5 кг легко запрыгнет на высоту 10 м за счет усовершенствованной робото-ноги со сжатым газом внутри и пневматическим принципом работы (разработки Boston Dynamics).

Боевые наземные дроны

Военные беспилотники наземные в ряде моделей имеют поддержку дроном с воздуха, как, например в российской разработке «Маркер». Здесь летающий небольшой БПЛА соединен с наземной машиной кабелем, что позволяет устранить нагрузку на воздушное устройство в виде батарей питания.

Управляемый дистанционно российский боевой БНА «Уран-9», разработанный фирмой «766 УПТК», имеет массу около 11 тонн, гусеничную платформу, вооружен четырьмя ПТУР марки «Атака», реактивными огнеметами «Шмель-М» (12 единиц), пушкой 2А72 (30 миллиметров), пулеметом ПКТМ. Имеет модификацию «Уран-6» для саперных работ.

Ударный наземный дрон «Маркер»

Выпускается в разведывательной и боевой версии, создан совместно ФПИ (Фонд перспективных исследований) и фирмой «Андроидная техника в период 2018-2022 гг. Устройство БНА базируется на платформе беспилотного автомобиля автономного типа или гусеничной платформе.

Ударный наземный дрон «Маркер» имеет следующие опубликованные ТТХ (тактико-технические характеристики):

1. Система технического зрения (многоспектральная, модульная).
2. Модуль полезной нагрузки и нейросеть.
3. Модуль для кассетного запуска беспилотных аппаратов летательного типа.
4. Скорость: по шоссе до 80 км\ч для колесной платформы и до 70 ки\ч для гусеничного варианта.
5. Размеры платформы 1.6 х 6 м.
6. Боевая масса: 3 тонны.
7. Задние крепления для РПГ (перемещает часть боезапаса пехоты).
8. Оснащение лобовой броней.
9. Гибридный двигатель (электричество плюс дизель).
10. Автономномность: до 1000 км или около шестидесяти часов для колесной версии устройства.
11. Особенность БНА: дополнительный дрон на кабеле, который обеспечивает обзор до 20 км при подъеме, например, на 150 метров в воздух на разведывательной модификации.
12. Разворот опорно-поворотной секции на боевой версии «Маркера»: на 400 градусов за 1 сек.
13. Вооружение и огневая мощь: двухствольный пулемет «Утес» 12,7 мм (поражение легкобронированных, воздушных целей, живой силы, дальность по наземным объектам – 5 км, по воздушным – 2 км), автоматические станковые гранатометы РПГ-26, 2 единицы (поражение живой силы противника с дальностью стрельбы 2.5 км, калибр 40 мм), противотанковый ракетный комплекс.
14. Опция синхронизации с прицелом бойца: установлена.

Наземный беспилотник Маркер может применяться для доставки медицинских, военных и гражданских грузов. Для этого на нем имеется система погрузки и выгрузки.

Охрана дроном этой марки выполняется посредством БПА, а также датчиков радиолокации, инфракрасного и видимого диапазона, тепловизоров, с применением вытеснения посторонних объектов с территории. Может применяться в сложных климатических условиях для охраняемых территорий большой протяженности.

Основные фирмы производители в мире наземных дронов.

Концерн Hyundai купил у Google активы Boston Dynamics. Основатель Boston Dynamics: М. Райберт, основной коллектив из Массачусетского технологического института. Фирма известна разработкой антропоморфных роботов, в том числе с опцией переноски груза в «руках», шагающего дрона для местностей с углом наклона до 35 градусов BigDog, в том числе для переноски военных грузов весом до 150 кг. Сегодня Hyundai поставляет во Вьетнам боевые наземные дроны MUGV с массой 1.8 тонны, с возможностью оснащения пулеметами, а также представил небольшие БНА HR-Sherpa, предназначенные для разведывательных и медицинских целей. Вес устройства 6 кг, время работы – 5 часов.

• Milrem Robotics (Эстония) выпускает военный дрон TheMIS для стран Европы с возможностью оснащения пулеметами, гранатометами.
• Digital Concepts Engineering (Англия). Разработка Х-2 на гусеничном ходу для поиска, спасения, может быть оснащена легким вооружением.
• Aselsan и Katmerciler (Турция). Разработка UKAP со стабилизированной оружейной системой с дистанционным управлением.
• Howe & Howe Technologies: проект Ripsaw развивается фирмой для армии США. Особенность – возможность быстрого ремонта БНА в полевых условиях за счет простоты конструкции.
• Вышеупомянутый Фонд перспективных исследований и «Андроидная техника» – авторы российского проекта «Маркер» и др.

Поделитесь в комментариях Вашим видением развития данной сферы.

Какие еще наземные дроны Вам известны? Как в дальнейшем будет развиваться сфера наземных беспилотников в России и зарубежом? Какие решения уже разрабатываются в гражданской отрасли ? Оставьте комментарии. Примите участие в опросе ниже.