Свойство беспилотных летательных аппаратов классификация. Беспилотные летательные аппараты

Современные технологии в области обнаружения и развития пожаров на сегодняшний день развиваются очень стремительно. Новейшие разработки могут удивить не только своим внешним видом, к примеру в области тушения и ликвидации последствий стихийных бедствий на сегодняшний день применяют роботизированную технику.

В нашей статье мы расскажем Вам о еще одной принципиально новой технологии которая активно внедряется и используется в современном мире.

Методический план конспект по кнопке СКАЧАТЬ

Беспилотная авиация может найти широкое применение для решения специальных задач, когда использование пилотируемой авиации невозможно или экономически невыгодно:

осмотр труднодоступных участков границы,
наблюдение за различными участками суши и водной поверхности,
определение последствий стихийных бедствий и катастроф,
выявление очагов , выполнение поисковых и других работ.

Применение БПЛА позволяет дистанционно, без участия человека и без подвергания его опасности, проводить мониторинг ситуации на достаточно больших территориях в труднодоступных районах при относительной дешевизне.

Типы

По принципу полета все БПЛА можно разделить на 5 групп (первые 4 группы относятся к аппаратам аэродинамического типа):

с жестким крылом (БПЛА самолетного типа);
с гибким крылом;
с вращающимся крылом (БПЛА вертолетного типа);
с машущим крылом;
аэростатические.

Кроме БПЛА перечисленных пяти групп существуют также различные гибридные подклассы аппаратов, которые по их принципу полета трудно однозначно отнести к какой-либо из перечисленных групп. Особенно много таких БПЛА, которые совмещают качества аппаратов самолетного и вертолетного типов.

С жестким крылом (самолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом. Подъемная сила данных аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.

Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации, применимы и в беспилотной.

С гибким крылом

Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого композитного материала, обладающего свойством обратимой деформации. В этом классе БПЛА можно выделить беспилотные моторизованные парапланы, дельтапланы и БПЛА с упруго деформируемым крылом.

Беспилотный моторизованный параплан – аппарат на основе управляемого парашюта-крыла, снабжённый мототележкой с воздушным винтом для автономного разбега и самостоятельного полёта. Крыло обычно имеет форму прямоугольника или эллипса. Крыло может быть мягким, иметь жесткий или надувной каркас. Недостатком беспилотных моторизованных парапланов является трудность управления ими, так как навигационные датчики не имеют жесткой связи с крылом. Ограничение на их применение оказывает также очевидная зависимость от погодных условий.

С вращающимся крылом (вертолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом. Часто их называют также – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае вертикальный взлет и посадку могут иметь и БПЛА с неподвижным.

Подъемная сила у аппаратов этого типа также создается аэродинамически, но не за счет крыльев, а за счет вращающихся лопастей несущего винта (винтов). Крылья либо отсутствуют вовсе, либо играют вспомогательную роль. Очевидными преимуществами БПЛА вертолетного типа являются способность зависания в точке и высокая маневренность, поэтому их часто используют в качестве воздушных роботов.

С машущим крылом

БПЛА с машущим крылом основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми. Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического применения они пока не имеют, во всем мире проводятся интенсивные исследования в этой области. В последние годы появилось большое количество разных интересных концептов малых БПЛА с машущим крылом.

Главные преимущества, которые имеют птицы и летающие насекомые перед существующими типами летательных аппаратов – это их энергоэффективность и маневренность. Аппараты, основанные на имитации движений птиц, получили название орнитоптеров, а аппараты, в которых копируются движения летающих насекомых – энтомоптерами.

Аэростатические

БПЛА аэростатического типа– это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в основном, беспилотными дирижаблями.

Дирижабль – Л А легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движителем (обычно это винт (пропеллер, импеллер) с электрическим двигателем или ДВС) и системы управления ориентацией. По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий. В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуемую форму только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением.

В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами – мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. Баллонеты, кроме того, служат для регулирования подъемной силы и управления углом тангажа (дифференцированная откачка/закачка воздуха в баллонеты приводит к изменению центра тяжести аппарата).

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки жесткой (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивается жестким каркасом, обтянутым тканью, а газ находится внутри жёсткого каркаса в баллонах из газонепроницаемой материи. Жесткие дирижабли в беспилотном исполнении пока практически не применяются.

Классификация

Некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, лёгкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т. д. Согласно российской классификации, которая ориентирована преимущественно пока только на военное назначение аппаратов.

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Применяемые БПЛА

Гранад ВА-1000

ZALA 421-16E

Для технического оснащения МЧС России беспилотными летательными аппаратами, российскими предприятиями разработано несколько вариантов, рассмотрим некоторые из них:

Это беспилотный самолет большой дальности (рис. 1.) с системой автоматического управления (автопилот), навигационной системой с инерциальной коррекцией (GPS/ГЛОНАСС), встроенной цифровой системой телеметрии, навигационными огнями, встроенным трехосевым магнитометром, модулем удержания и активного сопровождения цели («Модуль AC»), цифровым встроенным фотоаппаратом, цифровым широкополосным видеопередатчиком C-OFDM-модуляции, радиомодемом с приемником спутниковой навигационной системы (СНС) «Диагональ ВОЗДУХ» с возможностью работы без сигнала СНС (радиодальномер) системой самодиагностики, датчиком влажности, датчиком температуры, датчиком тока, датчиком температуры двигательной установки, отцепом парашюта, воздушным амортизатором для защиты целевой нагрузки при посадке и поисковым передатчиком.

Данный комплекс предназначен для ведения воздушного наблюдения в любое время суток на удалении до 50 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. Беспилотный самолет успешно решает задачи по обеспечению безопасности и контролю стратегически важных объектов, позволяет определять координаты цели и оперативно принимать решения по корректировке действий наземных служб. Благодаря встроенному «Модулю АС» БПЛА в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами. При отсутствии сигнала СНС – БПЛА автономно продолжит выполнение задания.

Рис. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Выполнен по схеме «летающее крыло» – это беспилотный самолет тактической дальности с автопилотом, имеет подобный набор функций и модулей, что и ZALA 421-16E. Данный комплекс предназначен для оперативной разведки местности на удалении до 15 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. БПЛА ZALA 421-08M выгодно отличается сверхнадежностью, удобством эксплуатации, низкой акустической, визуальной заметностью и лучшими в своем классе целевыми нагрузками.

Данный летательный аппарат не требует специально подготовленной взлетно-посадочной площадки благодаря тому, что взлет совершается за счет эластичной катапульты, осуществляет воздушную разведку при различных метеоусловиях в любое время суток.

Транспортировка комплекса с БЛА ZALA 421-08M к месту эксплуатации может быть осуществлена одним человеком. Легкость аппарата позволяет (при соответствующей подготовке) производить запуск «с рук», без использования катапульты, что делает его незаменимым при решении задач. Встроенный «Модуль АС» позволяет беспилотному самолету в автоматическом режиме вести наблюдение за статичными и подвижными объектами, как на суше, так и на воде.

Рис. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Это беспилотный вертолет с восемью несущими винтами, средней дальности действия, со встроенной системой автопилота (рис. 3). Конструкция аппарата складная, выполнена из композитных материалов, что обеспечивает удобство доставки комплекса к месту эксплуатации любым транспортным средством.

Данный аппарат не требует специально подготовленной взлетно- посадочной площадки из-за вертикально-автоматического запуска и посадки, что делает его незаменимым при проведении воздушной разведки в труднодоступных районах.

Успешно применяется для выполнения операций в любое время суток: для поиска и обнаружения объектов, обеспечения безопасности периметров в радиусе до 5 км. Благодаря встроенному «Модулю АС» аппарат в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами.

Рис. 3. БПЛА ZALA 421-22

Представляет собой следующее поколение квадрокоптеров DJI. Он способен записывать видео 4K и передавать видеосигнал высокой четкости прямо из коробки. Камера интегрирована в подвес, для максимальной стабильности и весовой эффективности при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Функции Phantom 3 Professional

Камера и подвес: Phantom 3 Professional вы снимает 4K видео с частотой до 30 кадров в секунду и делает 12 мегапиксельные фотографии, которые выглядят четче и чище, чем когда-либо. Улучшенный сенсор камеры дает вам большую ясность, низкий уровень шума, и лучшие снимки, чем любая предыдущая летающая камера.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, основана на системе DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery имеет новые элементы и использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, а визуальное позиционирование позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

ТТХ Phantom 3 Professional

БАС Фантом-3
Вес (с батареей и винтами)	1280 г.
Максимальная скорость набора высоты	5 м/с
Максимальная скорость снижения	3 м/с
Максимальная скорость	16 м/с (при режиме ATTI в безветренную погоду)
Максимальная высота полета	6000 м
Максимальное время полета	Приблизительно 23 минуты
Рабочий диапазон температур	От – 10° до 40° С
Режим GPS	GPS/GLONASS
*Подвес*
Охват	Угол наклона: от – 90° до + 30°
*Визуальное позиционирование*
Диапазон скоростей	< 8 м/с (на высоте 2 метра над землей)
Диапазон высот	30-300 см.
Рабочий диапазон	30-300 см.
Рабочие условия	Ярко освещенные (> 15 люкс) поверхности с контурами
*Камера*
Оптика	EXMOR 1/2.3” Эффективные пиксели: 12,4 млн. (всего пикселей: 12,76 млн.)
Объектив	Угол обзора 94° 20 мм (эквивалент формата 35 мм) f/2,8
Регулировка ISO	100-3200 (видео) 100-1600 (фото)
Выдержка электронного затвора	8 с. – 1/8000 с.
Максимальный размер изображения	4000×3000
Режимы фотосъемки	Покадровая Серийная съемка: 3/5/7 кадров Автоматический экспобрекетинг (АЭБ) брекетинг кадра 3/5 при вилке 0,7EV Замедленная съемка
Поддерживаемые форматы карт SD	Максимальная емкость 64 Гб. Требуемый класс скорости: 10 или UHS-1
Режимы видеосъемки	FHD: 1920×1080p 24/25/30/48/50/60 fps HD: 1280×720p 24/25/30/48/50/60 fps
Максимальная скорость сохранения видео	60 Мб/с
Поддерживаемые форматы файлов	Видео: MP4/MOV (MPEG-4 AVC/H.246)
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
*Пульт дистанционного управления*
Рабочая частота	2,400 ГГц – 2,483 ГГц
Дальность передачи	2000 м (вне помещений без наличия препятствий)
Порт вывода видео	USB
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Батарея	6000 мАч, литий-полимерная 2S
Держатель мобильного устройства	Под планшеты и смартфоны
Мощность передатчика (EIRP)	ФКС: 20 дБМ; СЕ: 16 дБм
Рабочее напряжение	1,2 А при 7,4 В
*Зарядное устройство*
Напряжение	17,4 В
Номинальная мощность	57 Вт
Батарея Intelligent Flight (PH3 – 4480 мАч – 15,2 В)
Емкость	4480 мАч
Напряжение	15,2 В
Тип батареи	Литий-полимерная 4S
Полный заряд	68 Вт*ч
Вес нетто	365 г
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Максимальная мощность зарядки	100 Вт

Функции Inspire 1

Камера и подвес: Запись видео до 4K и фотографии 12-мегапикселей. Присутствует место для установки нейтральных (ND) фильтров для лучшего контроля экспозиции. Новый механизм подвеса, позволяет быстро снять камеру.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, это усовершенствованная версия системы DJI Lightbridge. Также существует возможность управление с двух пультов ДУ.

Шасси: Убирающиеся шасси, позволяют камере беспрепятственно делать панорамы.

Аккумулятор DJI Intelligent Flight Battery: 4500 мАч использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, и визуальное позиционирование, позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

Рис. 5. БПЛА Inspire 1

Все характеристики перечисленных выше БПЛА представлены в таблице 1 (кроме Phantom 3 Professional и Inspire 1 так как указаны в тексте)

Обучение на операторов беспилотных летательных аппаратов

ТТХ Inspire 1

БПЛА	ZALA 421-16E	ZALA 421-16ЕМ	ZALA 421-08М	ZALA 421-08Ф	ZALA 421-16	ZALA 421-04М
Размах крыла БПЛА, мм	2815	1810	810	425	1680	1615
Продолжительность полета, ч(мин)	>4	2,5	(80)	(80)	4-8	1,5
Длина БПЛА, мм	1020	900	425	–	–	635
Скорость, км/ч	65-110	65-110	65-130	65-120	130-200	65-100
Максимальная высота полета, м	3600	3600	3600	3000	3000	–
Масса целевой нагрузки, кг(г)	До 1,5	До 1	(300)	(300)	–	До 1

Преимущества

Можно выделить следующие:

осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
обнаруживают (лесные пожары, ) на ранних стадиях;
исключают риск для жизни и здоровья человека.

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;
мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;
инженерная разведка районов наводнений, и других стихийных бедствий;
обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;
мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;
экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;
определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных метеоусловиях. Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;
система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;
система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;
различные виды антенн.

Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Решаемые задачи

Можно классифицировать на четыре основные группы:

обнаружение ЧС;
участие в ликвидации ЧС;
поиск и спасение пострадавших;
оценка ущерба от ЧС.

В таких задачах старший оператор должен оптимальным образом выбрать маршрут, скорость и высоту полета ДПЛА, чтобы охватить район наблюдения за минимальное время или количество пролетов с учетом секторов обзора телевизионной и тепловизионной камер.

При этом необходимо исключать двукратный или многократный пролет одних и тех же мест с целью экономии материальных и людских ресурсов.

Дополнительный материал по кнопке СКАЧАТЬ

Беспилотники в последнее время получают все большее распространение. Их начинают применять повсеместно: в воздухе, на воде и на суше. Ученые всего мира возлагать большие надежды на беспилотные устройства и рассчитывают, что в будущем не будет ни одной сферы, где они не будут применяться. Сегодня эти аппараты являются одним из наиболее перспективных направлений в развитии военных технологий. Их применение уже привело к существенному изменению тактики ведения боя.

Планируется, что и в гражданском секторе произойдут существенные изменения. К 2025 году глобальный рынок технологий использования беспилотников вырастет в несколько сотен раз, что приведет к вытеснению многих существующих операционных процессов. Стоимость аппаратов постепенно снижается, а с внедрением их в крупносерийное производство они станут стоить совсем немного, что приведет к их повсеместному использованию.

Виды

В оздушные . БПЛА находят все большее применение, так как воздушным дроном управлять на порядок проще, ведь в воздухе практически отсутствуют какие-либо препятствия. Это многообразные летающие военные роботы, дроны для фото и видеосъемки, развлекательные аппараты, дирижабли, в том числе агрегаты доставляющие товары и посылки.

БПЛА по предназначению:

Коммерческие или гражданские . Они предназначены для перевозки грузов, строительства, удобрения полей, научных исследованиях и тому подобное.

Потребительские . В большинстве случаев они используются для развлечения, к примеру, для гонок, снятие высотных видео и так далее.

Боевые . Они имеют сложную конструкцию, их используют для военных целей.

По конструкции воздушные беспилотники могут быть следующих видов:

Беспилотники с фиксированным крылом . К их преимуществам можно отнести большую дальность и скорость полета.
Мультикоптеры . Они могут иметь разное число пропеллеров: от 2-х до 8-ми. Пропеллеры у некоторых моделей могут складываться.
Беспилотники вертолетного типа.
Конвертопланы . Особенность таких моделей в том, что они взлетают «по вертолетному», а в полете передвигаются подобно самолету, опираясь на крылья.
Глайдеры или планеры . Эти устройства могут быть с двигателем или без двигателя. В большинстве случаев их используют для разведывательных операций.
Тейлситтеры . БПЛА для смены режима полета поворачивает свою конструкцию в вертикальной плоскости.
Экзотические . Эти устройства имеют нетипичную конструкцию, к примеру, аппараты, способные садиться на воду, взлетать с нее и погружаться в нее. Также это могут быть устройства, которые приземляются на вертикальную поверхность и могут карабкаться по ней.
Привязные беспилотники . Их особенность в том, что энергия поступает к такому дрону по проводу.
Миниатюрные .
Модульные .

Наземные беспилотники . Их конструкция создается с учетом наличия многочисленных препятствий и объектов, которые могут оказаться под колесами. Также здесь необходимо учитывать тип грунта. В данном случае большой перспективой обладают военные разработки.

На ровных покрытиях ситуация обстоит несколько по-другому. В этом направлении работает множество компаний, развивающих гражданский автомобильный сектор. Ограничивают внедрение подобных устройств действующие законы. Но сегодня уже имеются определенные подвижки, которые позволят в ближайшие годы внедрить эти автомобили.

Водные беспилотники . Это танкеры, подлодки, робо-рыбки и так далее. Изобретатели постоянно совершенствуют устройства, создавая роботехнические водомерки, медузы, рыбки.

Космические беспилотники . Их особенность в том, что это невероятно сложные и точные устройства, которые не терпят ошибок. На их производство выделяются огромные деньги, но в основном создаются единичные экземпляры.

Устройство

Беспилотныелетающие устройства в большинстве случаев состоят из следующих основных элементов:

Устройство регуляции оборотов винта.
Пропеллер.
Двигатель.
Полетный контроллер.
Рама.

Основой летающего аппарата является рама. Именно на нее устанавливаются все элементы. В большинстве случаев ее делают из полимеров и разных сплавов металлов. Полетный контроллер управляет дроном. На него приходят сигналы от пульта управления. В контроллер входят процессор, барометр, который, определяет высоту, акселерометр, гироскоп, GPS-навигатор, оперативное запоминающее устройство, устройство приема сигнала.

Двигатели, регуляторы и пропеллеры отвечают за полет беспилотника. При помощи регулятора задается скорость летающего аппарата. Аккумулятор является источником энергии для двигателя, а также других элементов дрона. Коммерческие и потребительские беспилотники управляются при помощи пульта управления. Военные агрегаты управляются как с помощью пульта, так и спутниковых систем.

Устройство наземных беспилотников несколько отличается от летающих. Большая часть разработчиков применяет уже существующие транспортные средства, в которые встраивает средства управления, камеры, сенсоры и датчики. По степени автоматизации это могут быть полностью автономные устройства или агрегаты, которые управляются частично или полностью человеком, но на расстоянии. Военные наземные беспилотники могут быть миниатюрными в виде червей и змей и огромными в виде танков, разминирующих, десантных и пехотных машин.

Устройство гражданских машин выполнена с учетом следующих элементов:

Лазерные, звуковые, инфракрасные и другие датчики.
Навигация, которая объединяет электронные карты и GPS систему.
Сервер с аккумуляторами и ПО.
Автоматизированные органы управления, куда входят система управления движком, управление рулем, система тормозов.
Трансмиссия.
Беспроводная сеть, через которую может происходить управление, загружаться программы, карты и другие данные.

Принцип действия

Коммерческие и потребительские беспилотныеустройства в большей части случаев управляются при помощи пульта управления. Однако могут быть и полностью автоматические аппараты. Пульт дистанционного управления отправляет сигналы в контроллер.

Контроллер производит обработку полученных сигналов, и далее отправляет команды на различные элементы беспилотника. К примеру, сигнал об увеличении скорости заставляет пропеллер крутиться быстрее, что приводит к повышению скорости и перемещения беспилотника.

В полностью автоматизированных наземных аппаратах отсутствуют типичные органы управления, свойственные стандартным автомобилям. Здесь нет педалей, рулевого колеса. Пассажиру необходимо только активировать, то есть указать пункт назначения, куда ему нужно ехать, или деактивировать систему.

Беспилотныеавтомобили обычно имеют разнообразные датчики и сенсоры, которые помогают им ориентироваться в пространстве. Основой их, к примеру, может быть 64-лучевой светодальномер, который устанавливается на крыше машины. При помощи этого прибора генерируется детальная карта пространства, которая находится вокруг машины. Далее автомобиль комбинирует полученные сведения с высокоточными картами и обрабатывает их.

В результате он может передвигаться, избегая любых возникающих препятствий. Также на автомобиле находятся и другие сенсоры и приборы, в том числе радары на бамперах, камеры переднего и заднего вида, инерциальные измерители, колесные датчики, позволяющие определять положение и отслеживать движение автомобиля.

Применение

Гражданские применяются в промышленности, сельском хозяйстве, охранных и логистических операциях.
Системы с применением беспилотников и специального программного обеспечения могут автономно обследовать необходимую местность, создавая двух или трехмерные карты. К тому же они могут получать визуальные данные, которые помогут строителям и архитекторам принимать верные решения в строительстве, электроснабжении и так далее.
Такси и аэротакси без водителя. Человеку достаточно только вызвать такси на своем гаджете, чтобы оно приехало к нему и доставило в необходимое место. На данный момент такие возможности только тестируются, но в будущем именно таким способом основная масса горожан будет перемещаться по своим делам.
Беспилотные аппараты открывают огромные возможности перед военными. Уже не надо рисковать жизнями людей, чтобы выполнить поставленную задачу. Военная техника может управляться оператором за тысячи миль от места действия. Танки и самолеты могут вообще стать полностью автоматизированными. В них достаточно будет загрузить программу, чтобы они выполнили поставленную задачу. Уже сегодня появились дроны, которые могут стрелять ракетами, сбрасывать бомбы.

Военные создают и более миниатюрные устройства в виде насекомых, червей и змей. Они смогут незаметно использоваться для разведки и даже для уничтожения целей. К примеру, дрон в виде осы может напасть на врага, кольнув его жалом и выпустив смертельный яд.

Беспилотные аппараты могут использоваться для доставки грузов, пиццы, почты или медикаментов.
БПЛА помогают бороться с браконьерами, выявлять пожары и свалки, сажать леса, инспектировать вырубки, вести учет животных в стаде.

Методический план конспект по кнопке СКАЧАТЬ

осмотр труднодоступных участков границы,
наблюдение за различными участками суши и водной поверхности,
определение последствий стихийных бедствий и катастроф,
выявление очагов , выполнение поисковых и других работ.

Типы

с жестким крылом (БПЛА самолетного типа);
с гибким крылом;
с вращающимся крылом (БПЛА вертолетного типа);
с машущим крылом;
аэростатические.

С жестким крылом (самолетного типа)

С гибким крылом

С вращающимся крылом (вертолетного типа)

С машущим крылом

Аэростатические

Классификация

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Применяемые БПЛА

Гранад ВА-1000

ZALA 421-16E

Рис. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Рис. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Рис. 3. БПЛА ZALA 421-22

Функции Phantom 3 Professional

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, основана на системе DJI Lightbridge.

ТТХ Phantom 3 Professional

БАС Фантом-3
Вес (с батареей и винтами)	1280 г.
Максимальная скорость набора высоты	5 м/с
Максимальная скорость снижения	3 м/с
Максимальная скорость	16 м/с (при режиме ATTI в безветренную погоду)
Максимальная высота полета	6000 м
Максимальное время полета	Приблизительно 23 минуты
Рабочий диапазон температур	От – 10° до 40° С
Режим GPS	GPS/GLONASS
*Подвес*
Охват	Угол наклона: от – 90° до + 30°
*Визуальное позиционирование*
Диапазон скоростей	< 8 м/с (на высоте 2 метра над землей)
Диапазон высот	30-300 см.
Рабочий диапазон	30-300 см.
Рабочие условия	Ярко освещенные (> 15 люкс) поверхности с контурами
*Камера*
Оптика	EXMOR 1/2.3” Эффективные пиксели: 12,4 млн. (всего пикселей: 12,76 млн.)
Объектив	Угол обзора 94° 20 мм (эквивалент формата 35 мм) f/2,8
Регулировка ISO	100-3200 (видео) 100-1600 (фото)
Выдержка электронного затвора	8 с. – 1/8000 с.
Максимальный размер изображения	4000×3000
Режимы фотосъемки	Покадровая Серийная съемка: 3/5/7 кадров Автоматический экспобрекетинг (АЭБ) брекетинг кадра 3/5 при вилке 0,7EV Замедленная съемка
Поддерживаемые форматы карт SD	Максимальная емкость 64 Гб. Требуемый класс скорости: 10 или UHS-1
Режимы видеосъемки	FHD: 1920×1080p 24/25/30/48/50/60 fps HD: 1280×720p 24/25/30/48/50/60 fps
Максимальная скорость сохранения видео	60 Мб/с
Поддерживаемые форматы файлов	Видео: MP4/MOV (MPEG-4 AVC/H.246)
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
*Пульт дистанционного управления*
Рабочая частота	2,400 ГГц – 2,483 ГГц
Дальность передачи	2000 м (вне помещений без наличия препятствий)
Порт вывода видео	USB
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Батарея	6000 мАч, литий-полимерная 2S
Держатель мобильного устройства	Под планшеты и смартфоны
Мощность передатчика (EIRP)	ФКС: 20 дБМ; СЕ: 16 дБм
Рабочее напряжение	1,2 А при 7,4 В
*Зарядное устройство*
Напряжение	17,4 В
Номинальная мощность	57 Вт
Батарея Intelligent Flight (PH3 – 4480 мАч – 15,2 В)
Емкость	4480 мАч
Напряжение	15,2 В
Тип батареи	Литий-полимерная 4S
Полный заряд	68 Вт*ч
Вес нетто	365 г
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Максимальная мощность зарядки	100 Вт

Функции Inspire 1

Шасси: Убирающиеся шасси, позволяют камере беспрепятственно делать панорамы.

Аккумулятор DJI Intelligent Flight Battery: 4500 мАч использует интеллектуальную систему управления батареями.

Рис. 5. БПЛА Inspire 1

Обучение на операторов беспилотных летательных аппаратов

ТТХ Inspire 1

БПЛА	ZALA 421-16E	ZALA 421-16ЕМ	ZALA 421-08М	ZALA 421-08Ф	ZALA 421-16	ZALA 421-04М
Размах крыла БПЛА, мм	2815	1810	810	425	1680	1615
Продолжительность полета, ч(мин)	>4	2,5	(80)	(80)	4-8	1,5
Длина БПЛА, мм	1020	900	425	–	–	635
Скорость, км/ч	65-110	65-110	65-130	65-120	130-200	65-100
Максимальная высота полета, м	3600	3600	3600	3000	3000	–
Масса целевой нагрузки, кг(г)	До 1,5	До 1	(300)	(300)	–	До 1

Преимущества

Можно выделить следующие:

осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
обнаруживают (лесные пожары, ) на ранних стадиях;
исключают риск для жизни и здоровья человека.

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;
мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;
инженерная разведка районов наводнений, и других стихийных бедствий;
обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;
мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;
экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;
определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;
система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;
система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;
различные виды антенн.

Решаемые задачи

Можно классифицировать на четыре основные группы:

обнаружение ЧС;
участие в ликвидации ЧС;
поиск и спасение пострадавших;
оценка ущерба от ЧС.

Дополнительный материал по кнопке СКАЧАТЬ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Выполнение различных задач, как в военной, так и в гражданской сфере, существенной расширяют линейку БЛА, которые можно применять для этой цели. Уже сейчас ясно, что в ближайшем будущем потребуется несколько платформ, с разными типами двигателей и, самое главное, с различным комплектом бортовой аппаратуры.

Можно отметить, что самый многочисленный класс «беспилотников» , на сегодняшний день в России, это электролеты массой до 15 кг. Почти все они способны летать не более 2-х часов , взлетают, как правило, с применением стартовых устройств и садятся, в большинстве случаев, на парашюте. Сравнительно небольшая взлетная масса ограничивает и массу полезной нагрузки, поэтому, большинство из этих БЛА, имеют сменную полезную нагрузку, что само по себе, в этой ситуации, оправдано.

Существует большое количество задач, как в военной, так и в гражданской сфере, которые могут быть успешно решены при использовании таких аппаратов. Эти БЛА должны стоить дешево, применяться малоквалифицированными в летном отношении специалистами, не требовать серьезного обслуживания и быть мобильными без применения спец.транспорта. Наземная часть такой системы должна быть проста и удобна в эксплуатации. Собственно по такому пути и идут большинство разработчиков данных систем. Учитывая малый вес полезной нагрузки, существенно возрастают требования к бортовым датчикам оптического и инфракрасного диапазона. Датчики системы должны выполнять в основном наблюдательные функции и в меньшей степени измерительные.

Для эксплуатации данных систем не нужно создавать специальных подразделений. Высокая степень автоматизации должна позволить эксплуатировать эти системы рядовым специалистам как в военной, так и в гражданской сфере.

Следующей ступенью в классификации применения БЛА, стоит задача создания «беспилотников» для проведения разведки земной поверхности и водной акватории на удалении в 100 км . Для выполнения таких задач должна применяться «беспилотная» техника, способная летать днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях. Видимо такая техника должна быть способна детально обследовать район до 1000 км 2 за один вылет. Это может обеспечить только БЛА, способные летать не менее 10 часов. Удаление в 100 км обуславливается расстоянием прямой радиовидимости с высоты до 3 тыс. м, на котором можно, без ретранслирования сигнала, обеспечить передачу потокового изображения в режиме реального времени. Нетрудно подсчитать, что при полете по прямой, с условием возврата в точку вылета, такой БЛА способен отлететь на расстояние в 600 км. Аппарат способный летать 10 часов будет имеет взлетный вес 100 -20 0 кг и, конечно, потребует взлетно-посадочную полосу длиной не менее 300 м, а также обслуживание квалифицированным экипажем. В настоящее время такие аппараты способны взлетать с применением стартовых устройств

Эти БЛА могут входить у военных в состав разведывательного подразделения такого формирования как бригада (быть дневным и ночным зрением бригады), у гражданских специалистов применяться в составе эксплуатирующей его организации. Для Погранвойск ФСБ такие аппараты могут входить в состав такого подразделения как отряд и обеспечивать контроль за значительным участком границы, особенно в условиях высокогорья, в районах крайнего Севера и в условиях охраны морской границы. Передача видео и фотоизображения в реальном масштабе времени позволяет организовать взаимодействие с другими техническими средствами охраны Государственной границы.

Средства наземного обеспечения работы таких комплексов формируются на основе мобильных пунктов управления (МПУ), размещаемых, как правило, на шасси автомобиля, а также из передвижных временных пунктов управления (ПВПУ), размещаемых в местах обеспечения взлета/посадки БЛА. Возможность размещать ПВПУ непосредственно на территории заставы позволяет получать информацию в своей зоне ответственности в режиме реального масштаба времени при пролете БЛА вдоль границы. Учитывая продолжительность полета данных БЛА, можно говорить о том, что одно подразделение БЛА, состоящее из одного-двух комплексов способно контролировать участок границы протяженностью до 1000 км.

ПО АРМ управления полетом БЛА

Программное обеспечение (ПО) позволяет отображать на мониторе АРМ пилота-оператора видеоизображение с камеры переднего обзора и индицирует телеметрическую информацию. Отображение телеметрической информации выполняется в режиме «индикатор на лобовом стекле», или в режиме «виртуальных приборов». На мониторе также синтезируется положение точек полетного задания и другая пространственная информация, помогающая пилоту контролировать полет БЛА на маршруте.

Рисунок 1: Кадр ПО АРМ пилота-оператора.

ПО АРМ управления полетом БЛА позволяет пилоту-оператору:

Контролировать полет БЛА при выполнении маршрута и посадки;

Изменять полетное задание при выполнении полета в зоне радиовидимости;

Автоматически получать предупреждения о выходе БЛА за пределы установленных ограничений (по скорости полета, крену, тангажу, высоте полета над рельефом местности).

ПО имеет интуитивно понятный интерфейс, предохраняя операторов от возможных ошибок. Модульная архитектура ПО позволяет его настраивать для работы на компьютерах с различными характеристиками, подключении новых органов управления или исполнительных механизмов.

ПО АРМ оператора целевой аппаратуры (наблюдателя)

программный обеспечение беспилотный летательный

ПО АРМ наблюдателя (Рисунок 2) предназначено для поиска цели, захвата и сопровождения цели, выдачи целеуказания. На мониторе отображается видео с поворотной камеры БЛА, информация о направлении камеры, информация о положении центра кадра на местности. Данное ПО позволяет наблюдателю:

Управлять бортовой поворотной оптико-тепловизорной головкой;

Управлять оптическим увеличением камеры;

Определять координаты центра поля обзора или любого объекта в поле обзора;

Обозначать цель, с автоматическим определением ее координат;

Осуществлять захват и сопровождение цели.

Рисунок 2: Кадр ПО АРМ наблюдателя.

ПО обработки и представления видеоинформации

Электронная стабилизация видео применяется в ПО АРМ наблюдателя и обеспечивает:

- улучшение восприятия видео, особенно при наблюдении с большим увеличением, когда эффект дрожания камеры особенно заметен;

- снижение требований к качеству аппаратной стабилизации камеры или полный отказ от применения аппаратной стабилизации, снижая вес и стоимость системы наблюдения;

- увеличение степени сжатия изображений, что позволяет передавать данные на большее расстояние с лучшим качеством.

Телеавтомат сопровождения

Телеавтомат сопровождения предназначен для захвата и сопровождения цели. Телеавтомат обеспечивает автоматическое сопровождение цели в любых реальных условиях: при изменении масштаба, угла обзора объекта, изменении освещенности и контрастности объекта, при периодическом исчезновении объекта из поля зрения.

Точность определения координат объекта

Погрешность определения координат идентифицированного или указанного оператором объекта на изображении определяется совокупностью инструментальных и методических погрешностей.

К инструментальным погрешностям относятся:

- погрешность определения координат и высоты БЛА;

- точность определения углов курса, крена, тангажа БЛА;

- точность синхронизации момента срабатывания затвора камеры с данными навигационной системы БЛА;

- погрешностью определения положения камеры относительно датчиков навигационной системы (центра масс БЛА);

- погрешность определения дисторсии камеры.

На величину методических погрешностей влияют:

- высота полета БЛА над рельефом местности;

- расстояния от позиционируемого объекта (цели) до точки надира (удаление цели);

- сложность рельефа местности.

С учетом приведенных факторов в современной конфигурации БЛА «Дозор»:

Точность определения углов ориентации 0,1є

Точность определения курсового угла 1є

Точность синхронизации 0,1 сек

Дискретность информации ЦКРМ1 угл. сек. (на широте Москвы эквивалентно 80 м)

Паспортная точность приемника ГНСС:

в плановых координатах 10 м

по высоте 20 м

При высоте полета над рельефом 1000 м со скоростью 100 км/ч суммарная ошибка определения координат объекта, расположенного под углом 30є от линии визирования камеры, составит около 200 м (СКО).

Повышение точности может быть достигнуто путем снижения инструментальных погрешностей (применения в составе навигационной системы датчиков более высокой точности), либо за счет использования точной заранее привязанной фотокарты местности, например, космического снимка.

Мы располагаем технологиями привязки, как к 2D-фотокарте, так и к 3D-фотокарте. Средняя точность наложения составит 2-3 пикселя исходной карты, или порядка 5 м.

Склейка и коррекция мозаичного фотоизображения

В результате площадной или протяженной съемки образуется массив фотоснимков высокого разрешения. Каждый фотоснимок имеет координатную привязку по данным навигационной системы БЛА и данные по углам ориентации БЛА в момент производства снимка. Оригинальное ПО позволяет в кратчайший срок после поступления массива снимков в компьютер НПУ произвести в автоматическом режиме:

- коррекцию цвета и яркости снимков;

- одновременную сшивку кадров;

- ортотрансформирование;

- нарезку карты в мозаику.

Производительность работы ПО позволяет обработать 1000 снимков, сделанных фотокамерой 12 Мпикс за 1 час.

Рисунок 4: Склейка съемки протяженного объекта.

Варианты применения

Изложенные выше тактико-технические характеристики БЛА серии «Дозор» и характеристики их бортовых систем позволяют применять БЛА для целей воздушной разведки в качестве авиационной составляющей, обеспечивающей:

- круглосуточное наблюдение поля боя;

- скрытность разведки;

- возможность ведения разведки в условиях низкой облачности;

- безопасность личного состава.

Патрулирование

Регулярное патрулирование выполняется по заданному маршруту.

В качестве иллюстрации применения БЛА в пределах радиовидимости построен маршрут патрулирования БЛА вдоль государственной границы РФ с базированием в районе г. Орск (Рисунок 5). При проектировании маршрута учитывалась паспортная дальность командной радиолинии БЛА Дозор-85 (до 100 км). Таким образом, начальный и конечный ППМ удалены от точки взлета (НПУ) соответственно на 65 км и 61 км. Протяженность маршрута патрулирования составляет 135 км, и время в полете при скорости патрулирования 100 км составляет 1ч 30 мин (с учетом кривизны траектории). Учитывая подлетное время со скоростью 150 км/ч, суммарное время на маршруте составит 2 ч 20 мин (общая протяженность маршрута 235 км).

Рисунок 6 воспроизводит маршрут патрулирования, построенный исходя из ограничения максимальной продолжительности полета БЛА. Общая протяженность маршрута составит 615 км (5 ч 30 мин), в том числе протяженность зоны патрулирования 355 км (3 ч 30 мин). Следует подчеркнуть, что, выполняя полетное задание на маршруте предельной эксплуатационной протяженности, БЛА не имеет возможности совершить облет какой-либо точки по команде оператора, находясь вне зоны радиовидимости, и завершить выполнение ПЗ. В зависимости от времени «задержки», маршрут должен быть сокращен, а в конечных ППМ облет района невозможен.

Концентрические окружности радиусами:

· 50 км от точки старта примерно соответствуют зоне достижимости в пределах 1 часа с момента поступления боевого распоряжения на применение БЛА

· 100 км соответствует 1 ч 15 мин

· 200 км - предельный оперативный радиус действия

Рекогносцировка местности

Рисунок 7 иллюстрирует применение БЛА для разведки местности в течение 1 часа на предельной операционной дальности. Предельная удаленность района разведки составляет 350 км. При скорости полета 150 км/ч БЛА достигнет зоны патрулирования за 2 ч 20 мин, может оставаться в зоне в течение 1 часа и вернуться к точке старта. Общая продолжительность полета составит 5 ч. 30 мин.

Рисунок 7

Разведка в горной местности . Учет особенностей рельефа местности

Планирование полета БЛА в горных условиях проводится с использованием цифровых карт рельефа местности (ЦКРМ). Имеющиеся в свободном доступе коммерческие ЦКРМ, полученные по результатам космической съемки, обеспечивают достаточную точность определения высоты рельефа местности в сочетании с точной координатной привязкой.

Опыт применения БЛА «Дозор- 90 Э » в горной местности

В 2008 году была проведена опытная эксплуатация комплекса с БЛА «Дозор-90 Э» в интересах Пограничной службы ФСБ РФ (Рисунок 8). В период с 15 по 19 октября совершено 11 полетов БЛА суммарной продолжительностью 5 ч 30 мин. Полеты проводились в дневное время в простых и сложных метеоусловиях, при скорости ветра у поверхности земли: встречный - 15 м/с, боковой - 10 м/с, попутный - 5 м/с. Взлет осуществлялся с площадки, расположенной на высоте 1000 м над уровнем моря, максимальная высота полета БЛА -- 3000 м.

В работе БЛА «Дозор-90 Э» показал высокие летные и эксплуатационные качества, все системы комплекса работали штатно.

По результатам полетов составлена фотографическая карта территории полета, вдоль границы РФ (Рисунок 8).

Рисунок 8: посадка БЛА на не подготовленную площадку в районе заставы

Применения БЛА в береговой зоне

Рассматривается сценарий наземного базирования комплекса с БЛА и ведение разведки над морской акваторией на оперативной дальности БЛА.

Штатные оптические средства целевого оборудования БЛА могут применяться для ближней доразведки и идентификации цели.

В настоящее время главной технической составляющей мониторинга обстановки на морских границах являются посты технического наблюдения (ПТН), представляющие собой сеть береговых радиолокационных станций. Дальность обнаружения цели РЛС ПТН составляет до 25 км. Такова же примерно удаленность ПТН одного от другого. Применение БЛА совместно с ПТН позволит:

1) существенно повысить дальность обнаружение цели;

2) сократить время идентификации цели.

Патрулирование прибрежной зоны

При патрулировании в прибрежной зоне маршрут БЛА прокладывается вдоль береговой линии за пределами дальности действия РЛС ПТН. В дополнение к штатному оборудованию ПТН оснащаются аппаратурой связи с БЛА. Таким образом, при облете маршрута БЛА постоянно находится в контакте с ближайшим ПТН, передавая на него видео и фото информацию.

Одновременно, БЛА способны проводить идентификацию обнаруженной цели с помощью оптических средств наблюдения, приблизившись к цели на близкое расстояние. При этом цель может быть обнаружена, как непосредственно БЛА, так и любым из ПТН данной сети. Во втором случае БЛА по команде оператора осуществляет перелет в заданный район, прервав выполнение маршрута, либо, поднявшись с места базирования.

Разведка удаленных целей

Для ведения разведки удаленных целей, БЛА «Дозор» могут применяться автономно, аналогично применению на предельной оперативной дальности (Рисунок 8).

Работая вне зоны радиовидимости своего НПУ, аппаратура БЛА регистрирует всю информацию целевой аппаратуры в бортовых накопителях. Анализ данных производится после возвращения на базу. В другом варианте информация в реальном времени передается на корабль, находящийся в зоне прямой радиовидимости с БЛА. Таким образом, обнаружение цели и идентификация производится с помощью бортовых оптико-электронных систем наблюдения.

Применение БЛА совместно с дистанционно управляемым катером

Нами прорабатывался вопросы взаимодействия морских и воздушных дистанционных средств для ведения разведки над акваторией морей.

Предлагается следующий алгоритм комплексного применения средств (Рисунок 9):

Рисунок 9: Комплексное применение дистанционных средств разведки.

· совершающий разведывательный полет БЛА обнаруживает цель и по каналу связи с ПТН передает ее координаты на пост управления;

· принимается решение об оказании воздействия;

· в район с заданными координатами направляется дистанционно управляемый катер;

· во время движения катера БЛА продолжает слежение за целью, осуществляя наведение катера;

· достигнув цели, катер осуществляет воздействие на цель с фиксацией координат и времени. Данные в реальном времени транслируются с помощью БЛА на ПТН и на НПУ.

Актуально и использование таких комплексов в борьбе с браконьерами, к примеру, в Астраханских плавнях и в борьбе с наркотрафиком в определенных районах нашей страны.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты решает сам потребитель такой системы.

Покажем на примере комплекса дешифратора, разработанного фирмой «Транзас Вижн», как может происходить этот процесс:

Интеллектуальный комплекс дешифровки изображений

Комплекс предназначен для подключения БЛА, как источника информации, к потребителю.

Комплекс позволяет подключать к потребителю один или несколько БЛА одновременно.

Функции комплекса

Комплекс автоматически выполняет следующие функции:

- обработка информации с целью ее визуализации (фото, видео, РСА, телеметрия)

- обработка информации с целью получения точного целеуказания

- дешифровка изображений

- подготовка вариантов формализованных сообщений

- выдача потребителю сообщения, выбранного оператором

- сохранение поступающей информации в базе данных

- запись действий оператора

- выдача обработанной информации на любой выбранный потребителем уровень иерархии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Описание работы комплекса

Визуализация

Комплекс отображает всю информацию в геоинформационной среде Transas Globe, позволяющей просматривать растровые и векторные карты, рельеф, 3D и движущиеся объекты в единой 3D форме в произвольном масштабе (до всей Земли включительно).

Телеметрия

Телеметрические данные отображаются в виде трека БЛА и 3D-модели БЛА (с учетом ее ориентации). Одновременно может отображаться полетное задание БЛА.

Фото

Одиночные фотографии

Одиночные фотографии могут отображаться:

- в ракурсе съемки (просмотр в Transas Globe с точки съемки)

- в произвольном ракурсе

Фотография отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя фотографии автоматически вычисляются координаты указанной точки поверхности Земли

На фотографию могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты.

Группы фотографии

Группы фотографий могут отображаться:

- с наложением по исходным или уточненным телеметрическим данным

- в мозаике изображений (сшитая карта)

- в виде 3D-карт (через восстановление 3D)

Видео

Видео может отображаться:

- в ракурсе съемки (просмотр на Глобусе с точки съемки)

- в произвольном ракурсе

Видео отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя видео автоматически вычисляются координаты указанной точки поверхности Земли , с учетом телеметрии, дисторсии камеры и рельефа.

На видео могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты а также телеметрическая информация.

Точное целеуказание

Для точного целеуказания применяются следующие методы:

- сшивка последовательных кадров

- подшивка кадра к фотооснове

- сшивка карты

Дешифровка изображений

Для дешифровки изображений применяются следующие методы:

Дешифровка фото и отдельных кадров видео

- распознавание с самообучением

- фрактальный анализ

- спектральный анализ

- поиск по особым точкам

Дешифровка видео

- селекция движущихся целей

- сопровождение целей

Дешифровка 3 D -карт

- распознавание 3D-форм

Подготовка, выбор и выдача формализованных сообщений

При обнаружении искомого объекта на мониторе оператора выводится изображение объекта, информация о нем (тип объекта, координаты, скорость и т.д.) и варианты действий для найденного типа объекта.

При выборе оператором одного из предложенных системой действий автоматически генерируется формализованное сообщение.

Оператор может также сам инициировать выдачу формализованного сообщения, указав на изображении положение и тип объекта.

Документирование

Вся поступающая информация автоматически архивируется в виде, удобном для быстрого просмотра.

ПО комплекса также автоматически фиксирует в БД все действия оператора и все выданные системой формализованные сообщения.

ПО комплекса может также выдавать все или любую часть поступающей или обработанной информации на вышестоящий уровень системы управления для ее отображения и анализа.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты, решает сам потребитель такой системы .

БЛА «Дозор-100» является развитием БЛА «Дозор-85» в направлении увеличения продолжительности и дальности полета.

Удлинённое крыло позволило повысить летное качество планера и, следовательно, уменьшить расход топлива в крейсерском полете. Таким образом, продолжительность полета БЛА «Дозор-100» увеличилась до 10 часов с большим весом полезной нагрузки.

Система выпуска выхлопных газов скрыта внутри фюзеляжа, чем обеспечивается снижение тепловой заметности в полете и уменьшение шума выхлопных газов. Размещение силовой установки в кормовой части планера позволяет рационально компоновать полезную нагрузку БЛА, высвобождает пространство для размещения антенных устройств различных типов. Применение V-образного хвостового оперения обеспечивает правильную центровку планера при размещение двигателя в хвосте фюзеляжа БЛА.

Управление БЛА «Дозор»

Управление БЛА осуществляется из мобильного пункта управления (МПУ ) с АРМ пилота-оператора или передвижного временного пункта управления (ПВПУ ). БЛА «Дозор » оснащены современным пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) с системой автоматического управления. В состав ПНК входят:

- инерциальная система, комплексированная с приемником глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS, обеспечивающие определение координат, высоты полета, углов курса и ориентации БЛА;

- система воздушных сигналов, обеспечивающая определение воздушной скорости и барометрической высоты;

- радиовысотомер малых высот;

- модуль автопилота, обеспечивающий выдачу управляющих команд на органы управления полетом БЛА.

АРМ пилота-оператора БЛА

Реализованы 3 режима управления БЛА:

Прямое ручное управление по видовой информации, поступающей с видеокамеры переднего обзора. В этом режиме пилот-оператор управляет БЛА, непосредственно воздействует на органы управления, как если бы он находился в кабине самолета. Режим применяется в ближней зоне для вывода БЛА на посадочную глиссаду и при посадке в режиме ручного управления. Применяется технология индикации на лобовом стекле информации, получаемой по каналам телеметрии с навигационно-пилотажной системы БЛА (HUD - head-up display).

Векторное управление позволяет пилоту-оператору воздействовать на БЛА через автопилот: изменять высоту и скорость полета, выполнять поворот в заданном направлении, совершать облет точки и другие стандартные летные процедуры.

Автоматический полет является основным способом управления БЛА и совершается под управлением автопилота по маршруту, определенному заданной последовательностью поворотных пунктов (ППМ). В процессе полета пилот-оператор может вмешаться в работу автопилота, выдав следующие команды:

- ввод новых ППМ;

- загрузка нового маршрута полета;

- отмена полетного задания и команда на возвращение БЛА;

- команда облета заданной точки или барражирования над определенным районом.

Перед полетом составляется полетное задание (ПЗ) в виде маршрута, определенного координатами поворотных пунктов. В качестве картографической подложки может использоваться сканированная карта, аэрофотоснимки, космический снимок. Для полетов в горной местности со сложным рельефом необходимо учитывать особенности рельефа, как при планировании маршрута полета, так и при размещении наземной станции слежения. Полетное задание сохраняется в памяти компьютера МПУ и формируется база маршрутов. По завершении составления ПЗ программа автоматически проверяет его на «выполнимость», учитывая заложенные характеристики БЛА.

Экран планирования ПЗ.

По завершению прохождения маршрута БЛА пребывает на конечный пункт маршрута, где совершает автоматический заход на посадку и приземляется по-самолетному под управлением пилота-оператора.

Стандартная комплектация МПУ состоит из двух АРМ: пилота и оператора полезной нагрузки. Возможно мобильное исполнение АРМ на планшетном компьютере, позволяющее передавать информацию с БЛА непосредственно потребителю:

Портативный компьютер управления БЛА.

Вспомогательные способы навигации

В качестве вспомогательных средств навигации БЛА в случае невозможности использования информации ГНСС рассматриваются следующие способы:

Курсо-воздушное счисление координат позволяет определять длину пройденного пути и направление по данным датчика воздушной скорости и инерциальной системы (либо магнитного компаса) в качестве датчика курса.

Системы связи

Бортовая аппаратура связи БЛА «Дозор » (линии передачи данных -- ЛПД) обеспечивает двустороннюю передачу данных и команд управления, а также передачу в реальном времени видеоинформации с борта на базовую станцию.

По каналу данных передаются:

С «борта» на «землю»

· Телеметрическая информация (координаты, скорость, высота полета);

· Информация о состоянии бортовых систем.

С «земли» на «борт»:

· Команды управления полетом: изменение маршрута, возврат, изменение параметров полета (скорости, высоты и т.п.);

· Команды управления аппаратурой обеспечения полета (выпуск закрылков, выброс парашюта, выпуск шасси, если предусмотрено);

· Команды управления целевой нагрузкой: положение видеокамеры, включение фотоаппарата, сброс груза.

ЛПД разрабатываются и производятся производителем систем БЛА «Дозор », обеспечивая, таким образом, технологическую независимость изделия. Согласно ТЗ на разработку, ЛПД обеспечивает дальность передачи видео и телеметрической информации не менее 100 км в прямой видимости приемо-передающей антенны НПУ.

Рисунок: Схема обмена данными

Целевая аппаратура и программное обеспечение

Целевая разведывательная аппаратура

Целевая разведывательная аппаратура («полезная нагрузка») БЛА «Дозор-85 » и «Дозор-100 » имеет сменную конфигурацию и может быть установлена на борту в различных комплектациях:

· Оптико-тепловизорная головка (оптический и тепловизорный канал расположены на одной оси) с 2-мя степенями свободы.

· Видео камера 520 линий для целей взлета и посадки в ручном режиме

· Фотографический комплекс высокого разрешения 21 МгПик

· Дуплексный канал радиосвязи для передачи сигналов управления и телеметрии

· Широкополосный цифровой канал с самонастраивающей поворотной антеной для передачи потокового видео на расстояние не менее 100 км

· Системаспутниковой связи (в разработке)

· Радиолокационнаястанция переднего обзора в мм диапазоне

· Боковая РЛС с синтезированной апертурой (в разработке)

· Лазерная подсветка цели

Следующим типом в линейке БЛА должны стать средневысотные БЛА с большой продолжительностью полета. В таких БЛА, в первую очередь должны быть заинтересованы военные из М.О.. Эта группа «беспилотников» очень близка по своим функциональным возможностям, к таким общеизвестным БЛА, как «Predator» из США. Одной из особенностей этих «беспилотников» является наличие ударной функции.

Анализ целевого применения космических аппаратов и боевых тактических комплексов с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) в ходе проведения операции по принуждению Грузии к миру в 2008 году показал, что в существующем виде ни одно из этих средств не является единственно достаточным для удовлетворения требований войск в георазведывательной информации.

Для функционирования систем высокоточного оружия (ВТО) требуются не только технические средства с высокочувствительными датчиками и высокоскоростными средствами обработки сигналов, но и соответствующее информационное обеспечение, а также развитая телекоммуникационная сеть, отвечающая современным требованиям.

Создаваемая информационно-разведывательная инфраструктура должна обеспечивать в масштабе времени, близком к реальному:

Поиск, обнаружение, распознавание, идентификацию и определение местоположения целей;

Формирование необходимых электронных информационных документов (формуляров целей) для индивидуальных полетных заданий средствам поражения;

Оценку результатов ударов.

Быстрое изменение оперативной обстановки требует немедленн о го реагирования и своевременной корректировки задач привлекаемым силам и средствам, особенно при работе с подвижными целями.

Кроме того, в интересах ВТО необходимо обеспечить точность определения координат объектов поражения: не хуже 5 - 7 м - для стратегического и 3 - 5 м - для оперативно-тактического звеньев управления ВС РФ.

Если в интересах разведки необходимо максимально высокое разрешение снимка, то в интересах ВТО приемлемо использование также снимков среднего разрешения (3 - 5 м).

В целях непрерывного информационного обеспечения (ИО) применения ВТО ВС США активно используются стратегические разведывательные беспилотные летательные аппараты, главным образом, большой (более 24 часов ) продолжительности полета - высотный БЛА RQ-4A "Глобал Хок " и средневысотный MQ-1B "Предатор ".

Эти аппараты, предназначенные для ведения воздушной радиолокационной и оптикоэлектронной разведки в целях обеспечения действий ВВС и других видов вооруженных сил на различных ТВД, способны передавать данные в реальном масштабе времени на наземные командные пункты.

Для оперативного получения геопространственной информации совместно с КА разведки предлагается применять комплексы с БЛА.

При использовании космических снимков высокого разрешения в качестве топоосоновы для наложения актуальной разведывательной информации, достигается существенное повышение точности определения координат объектов. ЗАО «Р.Е.Т.Кронштадт» располагает технологиями привязки, как к 2 D -фотокарте, так и к 3 D -фотокарте .

Для повышения точности целеуказания в компании «Транзас-Вижн» разработана программа TopoTarget . Программа автоматически сшивает полученную фотографию с фотокартой.

В случае невыраженного (плоского) рельефа программа обеспечивает субпиксельную точность сшивки, при этом точность целеуказания соответствует точности фотокарты.

Принцип работы программы

Перед выполнением полета программа TopoTarget обрабатывает фотокарту области полета, автоматически выявляя на ней характерные точки. Выявленные характерные точки заносятся в базу данных, затем базы данных упорядочивается. Фотокарта может быть снята с любого ЛА или со спутника. Требования к базовой фотокарте:

Фотокарта должна быть снята примерно в то же время года, что и время проведения полетов

Разрешение фотокарты должно быть таким, чтобы сшиваемый кадр занимал на ней область не менее 800х600 пикселей

При получении фотографии программа автоматически находит на фотографии характерные точки, соответствующие им точки в базе данных, составленной при обработке фотокарты, выделяет в множестве соответствий самосогласованный набор и сшивает полученную фотографию с фотокартой.

Интерфейс программы

Ниже показан результат работы программы: фотокарта составлена по результатам аэрофотосъемки из 25 кадров. К карте подшит кадр, не вошедший в число 25, из которых она была составлена.

На следующем примере виден танк, находящийся на подшитом кадре.

Быстродействие

Для ускорения работы программы и исключения ошибок, при подшивке кадра используются телеметрические данные: соответствия ищутся на фотокарте в пределах заданного радиуса от центра кадра.

Комплексы с БЛА типа «Дозор» обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с отечественными аналогами.

На предприятиях ЗАО «Транзас » создан технический задел, имеются летающие прототипы и развернута производственная база для создания опытных образцов таких комплексов.

Наряду с этим ЗАО «Транзас» обладает опытом создания тренажерных комплексов, что позволит в дальнейшем организовать обучение личного состава управлению комплексами с БЛА.

БЛА «Дозор-85» и «Дозор-100» по своим техническим характеристикам относятся к летательным аппаратам средней дальности. В разработке использованы технические решения, аналогичные БЛА « Shadow -200» и «Predator ». По характеристикам целевой нагрузки БЛА «Дозор-85» и «Дозор-100» способны выполнять те же задачи, что и упомянутые зарубежные системы за исключением ударных. Меньшие массо-габаритные характеристики достигнуты за счет использования современных технологий, в то время как зарубежные аналоги разработаны в 90-е годы прошлого века.

В базовой комплектации комплекс с БЛА «Дозор» может поставляться в составе трех летательных аппаратов и мобильного пункта управления, размещенного на шасси автомобиля повышенной проходимости.

Комплекс БЛА «Дозор » может быть оперативно доставлен в район применения с использованием средств транспортной авиации, железнодорожного транспорта, водным путем. Комплекс является мобильным , и для его операций требуется минимально подготовленная площадка: грунтовая полоса, газон, утрамбованный снег. Перемещение комплекса производится на автомобиле повышенной проходимости с прицепом.

Периодическое техническое обслуживание осуществляется подготовленным персоналом непосредственно на месте базирования. ЗИП и необходимые инструменты поставляются в комплекте.

Эксплуатация комплекса осуществляется экипажем в составе четырех - пяти человек.

Комплекс с БЛА «Дозор» является полностью автономным . Все агрегаты и системы размещены на одном шасси. Электропитание систем базовой станции осуществляется от мотора-генератора, подзарядка батарей БЛА проводится зарядным устройством, входящим в комплект поставки БЛА от бортовой сети электропитания автомобиля.

Учитывая возрастающий интерес компаний топливно-энергетического комплекса, РЖД, МЧС и других ведомств к информации, которую можно получать с использованием комплексов с БЛА, необходимо предусмотреть вариант частно-государственного партнерства.

Данные комплексы с БЛА должны преимущественно создаваться по принципу, учитывающему двойное применение БЛА. При этом заказчиком таких БЛА могут являться финансово-промышленные группы, заинтересованные в использовании ресурса этих комплексов в мирное время совместно с ВС РФ. В процессе реализации подобных проектов на основе частно-государственного партнерства консолидируются, объединяются ресурсы и вклады сторон, а также финансовые риски и затраты. Достигнутые результаты распределяются между сторонами в заранее определённых пропорциях.

Не так давно в открытой прессе появилась информация о планах США на постройку БЛА до 2047 года . Анализируя данный материал, можно еще раз констатировать тот факт, что мы, пока, значительно отстаем от современного уровня развития БЛА.

Так в этой программе отмечено, что основной упор в развитии БЛА будет сделан на аппараты типа PREDATOR и аналогичные аппараты более поздних модификаций. Все БЛА разбиты на несколько групп и в каждой группе прописано какое оборудование должны нести БЛА и каких ТТД они должны достигнуть.

В нашей стране, пока еще вообще не создан аппарат аналогичный БЛА PREDATOR . Первые попытки создать такой аппарат концерном «Вега» по программе «Проходчик» оказались неудачными. Да, если честно, то проектируемый аппарат с трудом можно назвать аналогом БЛА PREDATOR . Ни по дальности, ни по грузоподъемности, ни по продолжительности полета этот проект существенно не дотягивает до БЛА PREDATOR , я уже не говорю об отсутствии системы подготовки кадров для управления такими БЛА и об отсутствии тренажеров для подготовки операторов для них.

В сложившейся ситуации нам нужен БЛА функционально равный БЛА PREDATOR и такой БЛА не обязательно должен быть близок по размерам к нему.

Давайте посчитаем вес той нагрузки, которую нужно поднять в воздух для того, чтобы выполнить функции БЛА PREDATOR (исключим пока ударную фукцию).

ОТГ (оптико-тепловизорная головка) - 5 кг,

Фотокомплекс - 4 кг,

АВОВП (аналоговая видеосистема обеспечения взлета/посадки) -1 кг,

ЛПД (линия передачи данных) - 0.7 кг,

КРЛ (командная радио линия) - 0.3 кг,

АП (автопилот) - 0.4 кг,

БИНС (бортовая инерциальная система) - 0.6кг,

РЛС (радиолокационная станция) - 4 кг.

Итого: 16 кг .

Много это или мало? Конечно, не много . Это реальный вес, который на сегодняшний день способен поднимать БЛА с максимальным взлетным весом 100 - 150 кг и это при условии, что у него на борту lдолжно быть топлива на 10 часов полета.

Для того чтобы выполнить это условие КБ ЗАО «Р.Е.Т.Кронштадт» был сконструирован БЛА «Дозор-100 » в основе которого лежит конструкция крыла с центропланом.

«Дозор-600» и его прототип «Дозор-100» на выставке МАКС-2009.

В БЛА «Дозор100» используется двигатель немецкой фирмы «3 W » марки«210 TS » . Номинальная мощность такого двигателя 21.2 л.с . При использовании вального генератора, вращающегося от двигателя, мы теряем до 10% мощности двигателя. Т.о., располагаемая мощность нашей энергетической установки, составляет 19 л.с . Из теории конструирования известно, что приемлемая нагрузка на единицу л.с. для маломаневрнных самолетов лежит в пределах 6-7 кг на л.с. Следовательно, если взять нагрузку в 6 кг на л.с., то max. взлетный вес составит 114 кг , а при 7 кг на л.с. эта цифра будет равна 133 кг .

Учитывая тот факт, что мощность двигателя мы учитываем исходя из паспортных данных изготовителя двигателя, то в расчетах решили ограничиться взлетным весом в 1 1 0 кг , в тоже время прочностной расчет был выполнен на вес 130 кг . Т.о. мы по прочности БЛА имеем запас.

При взлетном весе в 110 кг мы можем взять на борт 40 кг топлива, в нашем случае это 54 литра. Максимальный расход топлива, полученный при эксплуатации предыдущих БЛА «Дозор» с этими двигателями составлял 5 л/час. Следовательно, мы имеем запас топлива позволяющий летать не менее 10 часов на крейсерской скорости 120-140 км/час. Соответственно при безветрии мы способны пролететь 1200-1400 км. Такие цифры дают нам возможность проводить разведку в течении 4-5 часов на удалении от аэродрома взлета/посадки в 400 км.

Т.о. задача, которая возлагалась на БЛА в теме «Проходчик» достигается применением БЛА «Дозор-100».

Теперь вспомним о том, что БЛА PREDATOR выполняет еще и ударную функцию, т.к. способен нести 300 фунтов нагрузки на внешней подвеске на крыле. Вот эта функция для БЛА «Дозор-100 » не выполнима. 300 футов это 120 кг и это абсолютно не возможно. Следовательно для БЛА с ударной функцией необходимо конструировать другой БЛА.

Планер БЛА «Дозор -100», изготавливается почти полностью из композитных материалов. Размах крыла - 6.0 м; полная взлетная масса - 110 кг; силовая установка - двухтактный двигатель мощностью 21.2 л.с.; продолжительность полета - до 10 часов; крейсерская высота 300-1500 м, потолок 4000 м.

БЛА «Дозор-100» в 2009 году участвовал в учениях «Запад-2009» в Калининграде, где выполнял задачу по поиску кораблей радиотехнического дозора стран НАТО, находящихся в нейтральных водах во время проведения учений. В задачу входила передача изображения найденных кораблей и координаты этих целей на командный пункт управления учениями.

Карта района учений с секторами поиска кораблей.

БЛА «Дозор-100» стартовал с аэродрома «Донское» , расположенном в 20 км от командного пункта, где находилась автомашина управления с НПУ и перелетел в нейтральные воды. В режиме поиска пролетел в нейтральных водах 200 км, передавая изображения на расстояние в 55 км в режиме реального времени. По полученным изображениям и координатам оператор-дешифровщик составил и передал развед. донесение командующему флотом. Т.о. БЛА впервые передавал видео изображение на расстояние более 50 км.

Совместно с представителями ОАО «НИИ ТП» была продемонстрирована возможность получения координат цели в реальном масштабе времени и передача их на расстояние более 50 км.

Управление БЛА на режимах взлета и посадки проводилось с передвижного временного пункта управления (ПВПУ), располагавшегося в 20 км от машины управления и это подтвердило правильность выбранной концепции - удаленного от театра военных действий аэродрома взлета и посадки.

Для выполнения поставленной задачи, БЛА «Дозор-100» в общей сложности пролетел в реальных условиях более 300 км в каждом полете, при этом полеты производились в условиях интенсивного использования боевой авиации флота, в сложных метеоусловиях (высота облачности 500 м, видимость 2-3 км, ветер боковой - до 11 м/сек).

Просто вскрыть цели сегодня недостаточно. Надо определить их координаты («привязать» к геоинформационной подоснове ) с точностью, необходимой для применения высокоточного оружия. Ракеты и бомбы со спутниковой коррекцией обеспечивают точность попадания 5-7 м с перспективой улучшения до метра . Соответствующим должно быть и целеуказание . Вся система мониторинга с БЛА нацелена на такую точную привязку.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Разработка и внедрение программы моделирования системы автоматического управления взлетом самолетного типа для беспилотного летательного аппарата. Обзор и анализ существующих БЛА среднего класса аэродромного базирования, выбор оптимального способа взлета.

дипломная работа , добавлен 07.02.2013

Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.

реферат , добавлен 23.05.2014

Понятие эргономичности пользовательского интерфейса. Подсистема создания, редактирования и визуализации маршрута беспилотного летательного аппарата на цифровой карте местности. Требования к программной архитектуре подсистемы. Средства и порядок испытаний.

дипломная работа , добавлен 06.07.2012

Обеспечение безопасности полетов. Анализ опасных сближений самолетов. Цифровой метод определения временного критерия опасности. Определение взаимного расположения летательных аппаратов в горизонтальной плоскости. Модуль динамической экспертной системы.

дипломная работа , добавлен 16.04.2012

Особенности построения теоретического профиля НЕЖ с помощью конформного отображения Н.Е. Жуковского. Геометрические параметры и сопротивление летательного аппарата. Методика определения сквозных и аэродинамических характеристик летательного аппарата.

курсовая работа , добавлен 19.04.2010

Рассмотрение летательного авиадвигателя как объекта технической эксплуатации. Характеристика контролепригодности и надежности. Система технического обслуживания и ремонта транспортных средств. Заправка летательных аппаратов горюче-смазочными материалами.

дипломная работа , добавлен 30.07.2015

Определение габаритов корпуса летательного аппарата, площади и габариты крыла, габаритов двигательной установки и топливного заряда, удельной нагрузки на оперение. Компоновка и центровка летательного аппарата. Расчет нагрузок, действующих на корпус.

дипломная работа , добавлен 16.06.2017

Управляемый полет летательного аппарата. Математическое описание продольного движения. Линеаризация движений продольного движения летательного аппарата. Имитационная модель для линеаризованной системы дифференциальных уравнений продольного движения.

курсовая работа , добавлен 04.04.2015

Классификация воздушных судов. Специфика чрезвычайных происшествий на авиационном транспорте, перечень поражающих факторов. Предупреждение обледенения самолёта. Системы бортового оборудования летательных аппаратов и обеспечение безопасности полётов.

реферат , добавлен 02.04.2014

Структурный анализ механизма управления рулем летательного аппарата, его размеры. Расчет зависимости для кинематического исследования механизма. Исследование движения механизма под действием сил. Расчет геометрических параметров смещенного зацепления.

Бытует мнение, что имеют лишь военное предназначение. В России до недавнего времени возможность использования БПЛА, действительно, была только у армии. Беспилотники выполняли задачи по аэросъемке (фото, видео), радиоразведке, обнаружению объектов и пр.

Однако сегодня сфера разработки и создания беспилотных систем вышла далеко за эти пределы. В настоящее время российские БПЛА применяются по пяти гражданским направлениям помимо ВПК. А именно: чрезвычайные ситуации (поиск людей, предупреждение ЧС, спасательные операции и т. д.); безопасность (охрана объектов и людей, а также их обнаружение); мониторинг (АЭС, ЛЭП, земельные, лесные, нефтегазовые, водные ресурсы, сельское хозяйство и пр.); аэрофотосъемка (геодезия, картография, авиаучет); наука (исследования Арктики, исследование оборудования, НИОКР).

Виды беспилотников

Сейчас производством беспилотных летательных аппаратов занимаются более 20 отечественных предприятий, выпуская порядка 50 моделей различного предназначения. Правда, далеко не все из этих компаний осуществляют полный цикл: от разработки до производства. Большинство выполняют только отверточную сборку импортных аппаратов.

Все БПЛА по своему виду и области выполняемых задач подразделяются на 3 основных типа: беспилотные самолеты, беспилотные вертолеты и беспилотные аэростаты.

Беспилотные самолеты

Беспилотники данного типа используются, прежде всего, для мониторинга площадных и линейных участков местности. Способны преодолевать большие расстояния, выполняя сложнейшую аэросъемку онлайн в любое время суток и при любых метеоусловиях. Максимальные качество работы и эффективность выполняемых задач возможны на удалении не более 70 км от наземной станции управления. Скорость - до 400 км/час. Время нахождения в полете: от 30 минут до 8 часов.

Беспилотные вертолеты

Машины этого типа используются для оперативного мониторинга локальных участков местности. Они малогабаритны и легки в управлении. Им не требуется специальная взлетно-посадочная полоса. Как и самолеты беспилотные вертолеты могут работать в любое время дня и ночи и при любых погодных условиях. Время полета: от 30 минут до 3 часов.

Беспилотные аэростаты

Современные высокоэффективные аппараты, предназначенные для разведки и наблюдения местности на высоте до 400 м. Легкие, надежные, мобильные машины, способные долгое время работать в режиме реального времени.

Обзор производителей и моделей беспилотников

Как уже говорилось выше, компаний-разработчиков БПЛА в общем числе отечественных производителей не так много. Однако заказывать аппарат лучше именно у этого меньшинства. Ведь они не только сконструируют машину конкретно под ваши требования, но и оснастят её всем необходимым оборудованием, а также подберут оптимальный вариант для её управления.

Сегодня к таким компаниям относятся: ОКБ «Яковлева», ОКБ МиГ, ОКБ «Сухой», ОКБ «Сокол», «Транзас» (все военно-промышленного назначения); ZALA AERO GROUP, БЛАСКОР, Unmanned, Аэрокон (все гражданского назначения) и пр.

Стоимость беспилотника в среднем около 500 тысяч рублей. Правда, это только цена самой модели беспилотника. Окончательная сумма зависит от того, каким будет комплекс управления. А они, в зависимости от задач, бывают на базе автомобилей, катеров, а также наземные, переносные и мобильные. Поэтому итоговая стоимость может доходить до нескольких десятков миллионов рублей.

В настоящее время одним из наиболее востребованных беспилотников является радиоуправляемый «Серафим» , созданный ведущей российской компанией в сфере БПЛА ZALA AERO. Это «шестикоптер», то есть 6-винтовой вертолет. Широко используемый ГИБДД России для поиска автомобилей, находящихся в угоне. Управляется компьютером и системами GPS. Весит всего 1,2 кг и легко запускается с руки. Электрозаряда хватает на получасовой полет, но этого вполне достаточно, чтобы на расстоянии до 5 км и с высоты до 500 м мощнейшая оптика аппарата легко распознала нужный объект.

Другой беспилотный комплекс Supercam 100 , разработанный отечественной фирмой Unmanned, называют суперсамолетом. Это универсальная малогабаритная машина, всегда готовая к запуску в любых климатических условиях. Основное предназначение - дистанционный мониторинг, аэрофотовидеосъемка рельефа, водной поверхности, поиска и обнаружения объектов. По желанию заказчика оснащается видеокамерой, фотокамерой, тепловизором. Запускается с
помощью эластичной катапульты. Посадка осуществляется парашютом. Благодаря специальному пульту возможно объединение в одну систему управления до 4-х беспилотников. Дополнительно имеется защита от потери управления. Дальность полета - 100 км, высота - 3600 м, скорость - 125 км/ч.

В стесненных городских условиях использовать крупные скоростные беспилотные летательные аппараты неудобно. Поэтому компания Аэрокон разработала один из самых легких в мире (0,25 кг) мини-БПЛА «Инспектор-101» для воздушной
разведки. Данная модель отличается миниатюрностью во всем. Оснащается цветной малогабаритной видеокамерой, небольшим винтом, который приводит в движение крохотный электродвигатель, а управляется с земли портативным компьютером. Запуск производится с катапульты, посадка - на «брюхо». Способен работать в очень широком диапазоне температур: от -30 до +50 °С. Дальность полета - 44 км, скорость - 72 км/ч.

И вновь возвращаемся к ведущему отечественному разработчику и производителю БПЛА ZARA AERO GROUP. Помимо мобильных аппаратов вертолетного и самолетного вида, компания занимается выпуском лучших в России беспилотных
аэростатов. Например, - многофункциональный, но простой в управлении аппарат. Предназначен для выполнения очень широкого спектра задач: мониторинг мест скопления людей, разведка, экологические измерения, управление при ЧС и т. д. Автономно работает до 72 часов при скорости ветра до 15 м/с. Охват зоны наблюдения - 360°. Максимальная высота развертывания - 300 м.