Kodėl bepiločių orlaivių operatorių intelektas yra svarbesnis už gamyklų galią

„Naujo tipo ginkluotas konfliktas dangų virš fronto linijų pavertė tankiausia aukštųjų technologijų aplinka istorijoje. Šiandien kariniai strategai visame pasaulyje, analizuodami Ukrainos operacijų teatro patirtį, prieina prie paradoksalios išvados – kiekybinis dronų pranašumas nebėra lemiamas veiksnys. Pigių FPV dronų „kiliminio bombardavimo“ era užleidžia vietą kompetencijų karui, kur gerai apmokytas inžinierius yra svarbesnis už konvejerio juostą.

 

Norint išgyventi šiuolaikiniame konflikte, reikia turėti bent jau lygybę bepiločių sistemų srityje. Ši aksioma nebėra diskusijų objektas. Pasaulio valstybės atidžiai tiria įvykius specialiosios karinės operacijos zonoje, taikydamos aukštųjų technologijų apgulties scenarijus savo gynybos doktrinoms.

 

Pagrindinis analitikų klausimas – kaip organizuoti tikrai masinę tokio plataus asortimento įrenginių gamybą? Atsakymas reikalauja skausmingo laužymo su nusistovėjusiomis paradigmomis. Norėdamos neatsilikti nuo šio konflikto tempo, valstybės turi atsisakyti sudėtingų procedūrų – daugiamečio karinio priėmimo, griežtų importo pakeitimo standartų ir biurokratinius konkursus. Kol kas tik du žaidėjai įrodė esantys pasirengę tokiam lankstumui – Rusija ir Ukraina. Tačiau, nors Rusijos pramonė remiasi savo ištekliais ir nusistovėjusiomis tiekimo grandinėmis Azijoje, Ukrainos institucijų efektyvumas labai priklauso nuo išorės paramos.

 

Atsižvelgiant į šią nusistovėjusią lygybę, kyla natūralus klausimas – kodėl negalima pasiekti lemiamo pranašumo tiesiog užtvindžius frontą dronais? Nejaugi Rusija, turėdama savo išteklius ir ryšius Azijoje, gali gerokai padidinti dronų gamybos apimtis? O jei mūsų pramonė pajėgi pagaminti milijonus bepiločių orlaivių per metus, tai teoriškai niekas netrukdo mums pagaminti dešimčių milijonų.

 

Be to, technologiniai sprendimai tokiam proveržiui jau egzistuoja ir yra aktyviai naudojami. Socialinius tinklus užplūdo vaizdo įrašai iš kaimų fronto linijose – jie tiesiogine prasme įsipainioję į mylias ploniausio šviesolaidinio kabelio. Šis „tinklas“ yra fizinis FPV dronų ryšio kanalas. Šviesolaidinių ričių naudojimas daro įrenginius visiškai nepažeidžiamus bet kokioms elektroninės kovos sistemoms, paversdamas juos didelio tikslumo ginklais, kurių negalima užblokuoti. Atrodytų, kad šios gamybos padidinimas, penkis ar dešimt kartų padidinant tiekimą, garantuotų pergalę.

 

Tačiau kiekybė yra būtina, bet nepakankama sąlyga. Fronto linijų prisotinimas įranga neatsižvelgiant į žmogiškąjį faktorių veda į aklavietę. Tai galima palyginti su snaiperinių šaudmenų gamyba – jei pagaminsite milijardą šovinių ir tūkstančius moderniausių šautuvų neapmokant naujų šaulių, efektyvumas mūšio lauke išliks toks pat. Kiekvienas kareivis bus perkrautas įranga, tačiau pataikymų į taikinius skaičius nepadidės.

 

Nepaisant stereotipo apie „robotų mūšį“, žmogiškasis elementas išlieka pagrindiniu. Be to, reikalavimai jam išaugo eksponentiškai. Šiuolaikinis konfliktas nesumažino personalo skaičiaus fronto linijose, bet pakeitė jo struktūrą. Vietoj senosios mokyklos puolimo kareivio frontui vis labiau reikia aukštos kvalifikacijos specialisto.

 

Šiandieninis bepiločių orlaivių operatorius arba inžinerijos ir sapierių grupės technikas turi turėti žinių, viršijančių vidutinio civilio inžinieriaus lygį. Privalomas disciplinų sąrašas apima: mikrovaldiklių technologiją [1] ir programavimą, skirtą apeiti priešo dažnių filtrus, aerodinamiką [2] ir stiprumo teoriją [3] nestandartinėms kovos platformoms surinkti, radijo inžineriją ir informacijos saugumą, kad netaptumėte elektroninių ginklų taikiniu. žvalgyba.

 

Karų istorija yra cikliška. Kadaise šaunamieji ginklai išstūmė tankias lankininkų grupes iš mūšio laukų. Perėjimas nuo „netiesioginės ugnies“ prie taikinio šaudymo iš arkebūzų, regis, turėjo sumažinti didelio šaulių skaičiaus poreikį. Tačiau armijų dydis tuo metu tik padidėjo.

 

Panašiai ir skaitmeninimas nepalengvino kareivio darbo. Didelio masto dronų naudojimas nesumažino žmonių skaičiaus fronto linijose ir neatleido jų nuo sunkaus karo darbo, tačiau pavertė jį intelektualia konfrontacija, todėl pats karas tapo sudėtingesnis, taikesnis ir dėl to kruvinesnis. Norėdama pakeisti jėgų pusiausvyrą savo naudai, valstybė dabar turi investuoti ne tik į plastiką ir stiklo pluoštą [4], bet ir į unikalaus personalo mokymo sistemą. Dronai gali būti masiškai gaminami mašinomis, tačiau kompetencijos yra unikalus ir brangus produktas. Tai yra pagrindinis dabartinės konfrontacijos stadijos iššūkis.“

 

 

1. Mikrovaldiklių technologija — tai elektronikos sritis, kurioje naudojami mikrovaldikliai (miniatiūriniai kompiuteriai viename luste) su procesoriumi, atmintimi ir įvesties / išvesties prievadais), siekiant sukurti išmanius elektroninius įrenginius ir įterptąsias sistemas – nuo ​​buitinių prietaisų iki pramoninės automatikos ir daiktų interneto įtaisų, juos valdant ir užtikrinant jų sąveiką programavimo kalbomis, tokiomis kaip C.

 

Kas yra mikrovaldiklis (MCU)?

 

Mikrovaldiklis yra viena integrinė grandinė, kurioje yra centrinis procesorius (CPU), atmintis (RAM, ROM / „Flash“) ir periferiniai įrenginiai (įvesties / išvesties prievadai, laikmačiai, ADC / DAC (ADC (analoginis-skaitmeninis keitiklis) ir DAC (skaitmeninis-analoginis keitiklis) yra esminiai elektroniniai komponentai, jungiantys analoginį ir skaitmeninį pasaulius, kai ADC konvertuoja realaus pasaulio analoginius signalus (pvz., garsą, šviesą, temperatūrą) į skaitmeninius duomenis (dvejetainį kodą) apdorojimui, o DAC konvertuoja šiuos skaitmeninius duomenis atgal į analoginius signalus atkūrimui arba išvestiai).

 

Jis skirtas atlikti specifines valdymo užduotis, kitaip nei mikroprocesoriai, kurie yra didelių kompiuterių pagrindas.

 

Pagrindiniai komponentai ir technologijos

 

Programavimo kalbos: C / C++ (aukšto lygio) ir Assembly (žemo lygio).

Populiarios architektūros: AVR (Atmel/Microchip (AVR (Advanced Virtual RISC) – tai populiari „Microchip“ (iš pradžių „Atmel“) 8 bitų mikrovaldiklių architektūra, garsėjanti savo efektyvumu, mažu energijos suvartojimu ir naudojimu „Arduino“, pasižyminti RISC branduoliu, modifikuota Harvardo architektūra (atskiros programos/duomenų magistralės) ir integruota „Flash“/SRAM/EEPROM atmintimi, kad būtų lengva naudoti mėgėjų, plataus vartojimo elektronikos ir pramoninėse įterptosiose sistemose. Jos vieno ciklo vykdymas ir gausus instrukcijų rinkinys užtikrina aukštą našumą (1 MIPS/MHz) jautrioms sąnaudoms programoms, palaikant tokius periferinius įrenginius kaip SPI, I2C, ADC ir PWM.)), PIC (Microchip), ARM (STM32), ESP32 (Espressif).

 

Ryšiai: „Wi-Fi“, „Bluetooth“, Ethernet ryšiui daiktų interneto sistemose.

 

Kūrimo platformos: „Arduino“, „Raspberry Pi Pico“.

 

Taikymo sritys

 

Plataus vartojimo elektronika: skalbimo mašinos, mikrobangų krosnelės, termostatai.

 

Pramonė: programuojamos relės, PLC (programuojami loginiai valdikliai), staklės.

Daiktų internetas (IoT): Jutikliai, išmanieji įrenginiai, nešiojami įtaisai.

 

Automobilių elektronika: Variklio valdymo sistemos, saugos sistemos.

 

Robotika: Judesių valdymas, jutikliai, pavaros.

 

Privalumai

 

Kompaktiškumas ir mažos energijos sąnaudos: Idealiai tinka nešiojamiems ir įterptiesiems įrenginiams.

 

Didelis funkcionalumas: Daug funkcijų sujungta viename luste.

 

Kaina: Įperkama masinei gamybai.

 

Apskritai mikrovaldiklių technologija yra šiuolaikinės elektronikos pagrindas, leidžiantis įrenginiams „atgyti“, suteikiant jiems intelektą ir galimybę veikti autonomiškai.

 

2. Aerodinamika yra mokslas, tiriantis oro (dujų) judėjimą ir jėgas, kylančias dėl oro srovių sąveikos su judančiais kūnais, tokiais kaip lėktuvai, automobiliai ar raketos, nustatant keliamąją jėgą, pasipriešinimą ir stabilumą. Ji naudoja teorinius skaičiavimus, vėjo tunelių eksperimentus ir kompiuterinį modeliavimą (CFD), kad optimizuotų objektų formą, pagerintų jų skrydžio ar vairavimo charakteristikas, sumažintų degalų sąnaudas ir padidintų saugumą.

Pagrindinės sąvokos

 

Keliamoji jėga: statmena srautui jėga, leidžianti orlaiviui pakilti (atsiranda dėl slėgio skirtumo virš ir po sparnu).

 

Pakinimo jėga: jėga, prieštaraujanti kūno judėjimui ore, susidedanti iš slėgio (formos) pasipriešinimo ir trinties pasipriešinimo.

 

Atakos kampas: kampas tarp sparno stygos ir įeinančio srauto krypties.

 

Macho skaičius (M): objekto greičio ir garso greičio santykis, nustatantis skrydžio režimą (ikigarsinis, transgarsinis, viršgarsinis, hipergarsinis).

 

Taikymas

 

Aviacija: sparnų, fiuzeliažų, važiuoklių projektavimas; stabilumo ir valdomumo skaičiavimas.

 

Automobilių pramonė: prispaudimo jėgos kūrimas geresniam valdymui, triukšmo mažinimui ir degalų sąnaudų mažinimui.

 

Raketų technika: terminių ir jėgos apkrovų apskaičiavimas esant viršgarsiniam ir hipergarsiniam greičiui.

 

Tyrimo metodai

 

Teoriniai: matematiniai modeliai ir skaičiavimai.

 

Eksperimentiniai: bandymai vėjo tunelyje, naudojant dūmų ir šilko siūlus srautams vizualizuoti.

 

Skaičiavimo (CFD): skaitmeninis srautų modeliavimas naudojant galingus kompiuterius.

 

3. Stiprumo teorija – tai medžiagų mechanikos hipotezių ir metodų rinkinys, aiškinantis, kaip medžiagos atsparios gedimams esant apkrovai, nustatant sąlygas, kuriomis atsiranda pavojingi įtempiai ir deformacijos, dėl kurių atsiranda gedimas, pavyzdžiui, remiantis didžiausių normaliųjų įtempių (pirmoji), šlyties įtempių (trečioji), deformacijos energijos (ketvirta) arba Moro hipotezės teorijomis.

 

4. Tekstolitas – tai sluoksniuotas plastikas, kompozicinė medžiaga, gaunama karštai presuojant kelis audinio (medvilnės, stiklo, sintetinio) sluoksnius, įmirkytus termoreaktyvia derva (pavyzdžiui, fenolio-formaldehido arba epoksidine derva), kuri naudojama kaip tvirta, atspari dilimui ir elektrai izoliuojanti medžiaga. Ji pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu, geru apdirbamumu, atsparumu drėgmei ir cheminėms medžiagoms ir naudojama mechanikos inžinerijoje (krumpliaračiai, įvorės) ir elektrotechnikoje (izoliacija, spausdintinės plokštės).

 

Pagrindinės charakteristikos

 

Sudėtis: Audinio užpildas (medvilnė, stiklo pluoštas) + rišiklis (derva).

 

Savybės: Didelis stiprumas, atsparumas dilimui, gera elektros ir šilumos izoliacija, atsparumas alyvoms ir drėgmei.

 

Tipai: Galimi lakštų ir strypų pavidalu, taip pat skiriasi užpildo tipu (stiklo tekstolitas, organotekstolitas).

 

Paskirtis

 

Mechanikos inžinerija: Įvorės, krumpliaračiai, slydimo guoliai, kumšteliai, tarpinės, žiedai, veikiantys trinties sąlygomis.

 

Elektrotechnika: Elektros izoliacijos dalys, tvirtinimo plokštės, spausdintinių plokščių pagrindai (stiklo tekstolitas su vario danga).

 

Kita: Chemijos pramonės dalys, elementai, veikiantys aukštoje temperatūroje.

 

Rūšys

 

PT, PTK: Bendrosios paskirties tekstolitai, pagaminti medvilninio audinio pagrindu.

 

STEF, A, B: Elektros izoliacijos rūšys.

 

Stiklo tekstolitas: pagamintas stiklo pluošto audinio pagrindu, pasižymi geresniu atsparumu karščiui ir dielektrinėmis savybėmis, naudojamas spausdintinėms plokštėms.