Звуковые характеристики беспилотных летательных аппаратов¶

Звук беспилотного летательного аппарата (БПЛА) — это акустический сигнал, излучаемый в процессе полёта различными элементами конструкции: винтом, двигателем, аэродинамическим потоком и вибрациями корпуса. Характер звука зависит от типа аппарата, его размеров, типа силовой установки и режима полёта, и может существенно различаться — от едва слышного жужжания микро-БПЛА до громкого рёва крупных машин с тяжёлыми двигателями.

¶Классификация звуков по типам БПЛА

¶Микро- и мини-БПЛА

Лёгкие квадрокоптеры и микро-БПЛА массой от нескольких сотен граммов до нескольких килограммов издают характерное высокочастотное жужжание или писк. Звук формируется преимущественно винтами, работающими на высоких оборотах (часто 5000–8000 об/мин), и имеет частотный спектр с выраженным пиком на частоте вращения лопастей и её гармониках. Такой звук слышен на расстоянии в несколько десятков метров и легко идентифицируется на слух как «дрон».

¶Тактические и разведывательные БПЛА

Средние по массе аппараты (например, класса «Орлан-10» или «Форпост») оснащены поршневыми или роторными двигателями внутреннего сгорания. Их звук напоминает звук лёгкого мотоцикла или мопеда и слышен на расстоянии в сотни метров. Поршневой двигатель формирует низкочастотный гул с характерной «тракторной» окраской, а роторный — более ровный, с меньшим числом гармоник.

¶Стратегические и ударные БПЛА

Крупные беспилотники с газотурбинными двигателями (например, «Ланцет», «Шахед» и аналоги) издают звук, сопоставимый по громкости с турбовинтовым самолётом: низкий ровный гул или визг турбины. Звук «Шахед-136» получил широкую известность и описывается как громкий, нарастающий рёв, слышимый на расстоянии в несколько километров. Ударные БПЛА с ракетными двигателями издают звук только на активном участке тяги.

¶Факторы, влияющие на характер звука

• Тип двигателя. Электродвигатели создают преимущественно высокочастотный шум винтов, поршневые — низкочастотный гул, газотурбинные — широкополосный шум с выраженным визгом.
• Количество и размер винтов. Чем больше лопастей и чем ниже их обороты, тем ниже частота основного тона.
• Режим полёта. Набор высоты, крейсерский полёт и пикирование дают разный уровень шума.
• Атмосферные условия. Ветер, температура и влажность влияют на дальность слышимости.
• Высота полёта. Затухание звука с расстоянием приводит к тому, что на высоте более 1–2 км большинство малых БПЛА неслышны с земли.

¶Методы снижения шумности

Конструкторы БПЛА применяют ряд приёмов для уменьшения акустической заметности:

• оптимизацию профиля лопастей винтов;
• снижение оборотов с увеличением числа лопастей;
• виброизоляцию двигателя и балансировку узлов;
• аэродинамическую форму корпуса, снижающую турбулентность;
• применение электрических силовых установок вместо поршневых.

В военной практике снижение шумности повышает выживаемость аппарата, так как затрудняет его обнаружение и идентификацию по звуку.

¶Применение акустических характеристик

Звук БПЛА используется в нескольких направлениях:

• Системы предупреждения. Акустические сенсоры фиксируют характерные частоты и оповещают персонал о приближении аппарата.
• Идентификация. По спектру звука можно определить тип БПЛА и, косвенно, его принадлежность.
• Научные исследования. Акустические данные применяются при разработке методов обнаружения и классификации беспилотников.

В России разрабатываются комплексы акустической разведки, направленные на обнаружение малоразмерных БПЛА по звуковому сигналу, включая системы с обработкой сигнала на базе нейросетевых алгоритмов.

¶Интересные факты

• Звук «Шахед-136» стал узнаваемым символом конфликта: его описывают как «мопед» или «трактор» — по характерному низкочастотному гулу.
• Некоторые микро-БПЛА на расстоянии 50–100 м практически неслышны, что используется в скрытных съёмках и разведке.
• Акустические системы обнаружения БПЛА работают в паре с радиоэлектронными и оптическими сенсорами, формируя мультимодальную систему обнаружения.

Источники:

• «Беспилотные летательные аппараты: конструкция и применение», учебное пособие
• Открытые материалы о тактических и ударных БПЛА
• Научные статьи по акустическому обнаружению малоразмерных беспилотников