الانتهاء من الطائرات بدون طيار في الغلاف الجوي. طائرات بدون طيار خفيفة متوسطة المدى

بدون طيار الطائراتفي الوقت الحاضر، تسمح لنا بحل مجموعة واسعة من المشاكل، مثل وقت سلمي، وفي ساحة المعركة. بعد الحرب في جورجيا الأمر الجيش الروسيولفت الانتباه إلى عدم كفاية عدد قوات الطائرات بدون طيار. ومنذ ذلك الحين، تلقت الصناعة دفعة إضافية.

أنواع الطائرات بدون طيار

تقليديا، يتم تقسيم الطائرات بدون طيار عادة إلى ثلاث فئات كبيرة:

• RPV - مركبات بدون طيار يتم توجيهها عن بعد؛
• الطائرات بدون طيار التلقائية؛
• طائرات بدون طيار غير خاضعة للرقابة.

• ثقيلة - يصل سقفها إلى 20 كم، ويمكنها قضاء أكثر من 24 ساعة في الهواء دون التزود بالوقود؛
• متوسطة (تسمى أحيانًا "ميدي") - تصل كتلتها إلى 1000 كجم، وتكون قادرة على قضاء 10-12 ساعة في الهواء وترتفع إلى ارتفاع 9-10 كم؛
• ميني - 50 كجم، يمكن أن تقضي عدة ساعات في الهواء، ويقتصر السقف على 3-5 كم؛
• مايكرو - ما يصل إلى 10 كجم، حوالي ساعة في الهواء ولا يمكنهم الارتفاع فوق كيلومتر واحد.

غالبًا ما تكون أنواع المركبات الجوية بدون طيار مفهومًا نسبيًا. خاصة في الوقت الحاضر تقنية عالية. غالبًا ما تظهر الطائرات بدون طيار في السوق والتي لا تتناسب مع التصنيف المعتاد.

المركبات بدون طيار في روسيا

في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، كان اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من بين الشركات الرائدة في إنتاج الطائرات بدون طيار؛ وتم إنتاج أكثر من 900 طائرة من طراز Tu-134 وحدها. ولكن الحقائق الحديثة تجعلنا مضطرين إلى الاعتماد على تطورات الشركات الأجنبية في مجال صناعة الطائرات بدون طيار. إنتاج الطائرات بدون طيار. ولكن حتى مع الأخذ في الاعتبار الشركاء الأجانب، فإن المركبات الروسية بدون طيار تتمثل بشكل رئيسي في طائرات الاستطلاع بدون طيار. القوة الضاربة الرئيسية الطيران الروسيلا يزال يعهد إلى الطيارين الروس.

وتستخدم الطائرات المدنية بدون طيار على نطاق واسع في روسيا. من الصعب سرد جميع المجالات التي لن يكون فيها جهاز الطائرات بدون طيار علاجًا حقيقيًا للعديد من العلل. من بين المزايا الرئيسية لاستخدام الطائرات بدون طيار هي تكلفتها المنخفضة، وانخفاض تكاليف الوقود والصيانة نسبيًا. إن مراقبة مصايد الأسماك أو الغابات بطائرات مأهولة سوف تكون أكثر تكلفة بكثير. وفي حالة حدوث حالات غير طبيعية أو طارئة، فإن فقدان الطائرة بدون طيار لا يشكل تهديدًا لحياة الإنسان. وتستخدم الطائرات بدون طيار للاستطلاع لانتشار حرائق الغابات وللأمن والدوريات.

ظهرت الطائرات بدون طيار الهجومية لأول مرة في عام 1950 في الولايات المتحدة. يمكن لطائرات الهليكوبتر بدون طيار، بناء على أمر، الذهاب إلى المنطقة التي كان من المفترض أن تكون فيها الغواصة وإسقاط طوربيد مضاد للغواصات بنظام صاروخ موجه. واعتبرت التجربة ناجحة وكانت الطائرة بدون طيار في الخدمة مع البحرية الأمريكية حتى عام 1970. الطائرات بدون طيار الأكثر شعبية هي الآن في الخدمة مع الجيش الأمريكي وتستخدم بنشاط في النزاعات المسلحة. هذه نماذج من المركبات الجوية بدون طيار من نوع طائرات الهليكوبتر MQ-1 Predator و MQ-9 Reaper.

يتم الآن تطوير المركبات غير المأهولة في روسيا في مكتب تصميم سوخوي.

طائرات بدون طيار من نوع طائرات الهليكوبتر

في هذه اللحظةيتم تمثيل المركبات الجوية بدون طيار في روسيا بشكل أساسي بواسطة طائرات بدون طيار من نوع الطائرات. ومع ذلك، نظرًا للمشاكل الواضحة في استخدام الطائرات في غياب المواقع المعدة، فقد طال انتظار الحاجة إلى إنشاء جهاز بدون طيار من نوع المروحية.

المروحيات قادرة على الإقلاع والهبوط عموديًا والتحليق فوق نقطة معينة. هذا مهم للعديد من تطبيقات الطائرات بدون طيار. في الوقت الحالي، يتم تطوير المركبات الجوية بدون طيار من نوع طائرات الهليكوبتر من قبل عدد قليل من الشركات في العالم.

لقد كنا من بين الأوائل الذين قدروا مزايا الطائرات بدون طيار من نوع طائرات الهليكوبتر ويمكنك منا شراء النماذج التالية من طائرات الهليكوبتر بدون طيار:

جهاز الطائرات بدون طيار

تعتبر الطائرات بدون طيار والمروحيات مفيدة للغاية في الحياة المدنية وأثناء العمليات العسكرية. من خلال إلغاء الحاجة إلى حمل طيار، يمكن للطائرات بدون طيار تحرير كميات كبيرة لنقل البضائع والذخيرة، أو ببساطة تقليل حجمها ووزنها. وهذا يجعلها ببساطة لا غنى عنها في الاستطلاع.

لديهم أيضا نقطة ضعف. على عكس الطائرات المأهولة والمروحيات، تعتمد الطائرات بدون طيار بشكل كامل على قنوات الاتصال. من الممكن نظريًا إعطاء طائرة بدون طيار معادية بيانات خاطئة، ولكن من الأسهل ببساطة سد قناة الاتصال بالتداخل. ولهذا السبب فإن العديد من الخبراء العسكريين يشككون بشدة في استخدام الطائرات بدون طيار الهجومية في القتال ضد المعارضين التقنيين المجهزين بشكل رائع. للأغراض المدنية، غالبًا ما تكون الطائرات بدون طيار الحل الأمثل.

تبيع شركة Technocom Group معدات للمركبات الجوية بدون طيار والطائرات بدون طيار نفسها. لدينا خبرة واسعة في العمل في روسيا وجميع المنتجات معتمدة ومختبرة بشكل مناسب.

الطائرات (طائرات بدون طيار ذات أجنحة ثابتة)

مزايا

سرعة طيران عالية

نطاق طيران مرتفع

عيوب

إطلاق من المنجنيق

الهبوط بالمظلة أو من المدرج

مهارات القيادة المطلوبة

طائرات متعددة المروحيات

تختلف المروحيات في عدد المراوح - يمكن أن يكون هناك 2، 3، 4، 6، 8 أو أكثر. الأكثر شعبية في الفترة 2015-2017 هي المروحيات الرباعية ذات 4 مراوح، ولكن هناك أيضًا، كقاعدة عامة، المزيد من المروحيات السداسية والثمانية المروحية.

هناك اختلاف آخر محتمل في التصميم الاختياري بين المروحيات المتعددة وهو قابلية الهيكل للطي. هناك عدة نماذج مختلفة من المروحيات المتاحة التي يمكن طيها بسهولة لسهولة الحمل كما أنها سهلة التحضير للاستخدام. أمثلة على هذه الأجهزة: AheadX Transdrone A4، الصين؛ صعود AeroSystems Sprite؛ Snap، وVantage Robotics، وPowerEgg، وPowerVision Robot، الصين.

ينتشر اتجاه سباقات المروحيات المتعددة. الرقم القياسي لعام 2017.07 - 262.3 كم/ساعة

مزايا

لا تحتاج إلى منجنيق أو مدرج للإقلاع

كفاءة الطاقة - أفضل من المروحية بسبب استخدام مروحة ذات قطر أكبر

القدرة على التحويم عند نقطة معينة

لا تحتاج إلى مظلة أو مدرج للهبوط

عيوب

مدة الرحلة قصيرة

سرعة طيران منخفضة

قيادة صعبة نسبيا

طائرة بدون طيار تقلع "مثل طائرة هليكوبتر" بسبب محركات ذات مراوح مثبتة في مستوى أفقي، ثم تتحرك "مثل الطائرة" بسبب مروحة دفع أو سحب مثبتة في مستوى عمودي.

الشركات التي تقود تطوير ما يسمى بالطائرات اللوجستية بدون طيار، على سبيل المثال، إيرباص ولوكال موتورز، مهتمة بهذا المخطط.

حتى وقت قريب، عندما كانت هناك حاجة إلى طائرة بدون طيار ذات قدرة حمولة عالية نسبيًا، كان الاختيار بين الطائرات بدون طيار من نوع المروحيات وبعض نماذج الطائرات. في السنوات العاشرة من القرن الحادي والعشرين، بدأت تظهر نماذج متعددة الدوارات ذات خصائص مماثلة. بعض المركبات هي مركبات عسكرية، وغالبًا ما تكون ذات دوارات قابلة للإمالة. هناك أيضًا نماذج مدنية.

طائرة بدون طيار تهبط وتقلع «مثل المروحية»، بسبب دوران محركاتها، وتتحرك أثناء الطيران مثل طائرة مدعومة بجناح ثابت. يظل جسم الطائرة بدون طيار أفقيًا. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا أن تظل المحركات في وضع ثابت، ويتم تحديد اتجاه السحب من خلال انحراف الستائر.

مزايا

قدرة إقلاع تشبه المروحية (لا تتطلب منجنيقًا أو مدرجًا)

القدرة على الطيران مثل الطائرة

سهولة الاستعمال

ميزات التصميم

تدور محركات الطائرات بدون طيار في مستوى عمودي أو فتحات تهوية تعمل على تحويل تدفق الهواء في الاتجاه المطلوب. هناك استخدام للقنوات - مراوح كهربائية مجاري مدمجة في كتل. من خلال تحويل هذه الأكاذيب، يمكن للطائرة بدون طيار أن تقلع عموديًا ثم تتحرك "مثل الطائرة". تعمل أغطية الذيل أيضًا كدفة.

طائرة بدون طيار من طراز LightningStrike تم تطويرها بواسطة DARPA وAurora Flight Sciences. تم التخطيط لمحرك توربيني غازي بقدرة 3 ميجاوات (4 آلاف حصان)، و24 مراوح قناة - 9 في كل جناح دوار و3 في الأجنحة الدوارة. 4.5 طن. السرعة المخطط لها هي 740 كم/ساعة، والحمولة حوالي 1.8 طن. الوقت المتوقع للبناء هو 2018. 2016.04.22. 1:5.

FireFLY6 PRO، شركة BirdsEyeView Aerobotics، الولايات المتحدة الأمريكية. يصل مداه إلى 36 كم. يمكن للمنصة أن تحمل حمولات مختلفة. وزن الطائرة بدون طيار حوالي 4 كجم. طيران مستمر - ما يصل إلى 40 دقيقة بشحنة بطارية واحدة. السرعة حوالي 15-18 م/ث. تم الإعلان عنه في سبتمبر 2016.

هذه طائرة بدون طيار بدون محرك أو مزودة بمحرك، قوته غير كافية لضمان بقاء السيارة بشكل مستمر في الهواء، ولكنها كافية لضبط مسار الطائرة بدون طيار لضمان هبوطها في نقطة معينة الإحداثيات أو، على سبيل المثال، بقاء السيارة لفترة طويلة في الهواء باستخدام التيارات الصاعدة. قد لا يكون لديهم محرك، ولكن يستخدمون، على سبيل المثال، الدفات والمصاعد التي يتم التحكم فيها بواسطة معالج موجود على متن الطائرة لتحقيق الأهداف الموضحة أعلاه.

وكقاعدة عامة، فهي مخصصة للاستطلاع. يتم نقل المعلومات المجمعة عن طريق الراديو إلى مركز التحكم عبر طائرة مرافقة أو طائرة بدون طيار، أو عبر القمر الصناعي.

أمثلة: الزيز، TACAD، الحارس

طائرة بدون طيار ذات إقلاع عمودي، والتي بمجرد وجودها في الهواء، تدور أفقيًا وتطير مثل طائرة بدون طيار. للهبوط، تعود هذه الطائرة بدون طيار إلى الوضع الرأسي وتهبط على "أضلاع" خاصة تمتد من الأجنحة والذيل، والتي تعمل بمثابة دعم لها. يتميز هذا التصميم عن الدوارات المائلة بغياب العناصر الدوارة.

مزايا

قدرة الإقلاع العموديمثل المروحية (لا تحتاج إلى منجنيق أو مدرج)

القدرة على الطيران مثل الطائرة باستخدام جناح ثابت

القدرة على التحويم عند نقطة معينة

كفاءة الطاقة أعلى من كوادكوبتر

سهولة الاستعمال

ميزات التصميم

لتغيير الوضع من "الإقلاع والهبوط" إلى "الطيران"، يتم تدوير الطائرة بدون طيار في مستوى عمودي

طائرات بدون طيار ذات تصميم غير نمطي، وليست ذات إنتاج ضخم، ومفاهيم غير عادية للطائرات بدون طيار. وهي، على سبيل المثال: طائرات بدون طيار تهبط على الماء؛ طائرات بدون طيار مع القدرة على الغوص تحت الماء والإقلاع من تحت الماء؛ طائرات بدون طيار لديها القدرة على الهبوط على سطح عمودي، قادرة على الالتصاق به والتسلق عليه؛ وما إلى ذلك وهلم جرا. وتشمل هذه أيضًا المروحيات الأحادية - المروحيات ذات المروحة الواحدة. وأيضا الطائرات بدون طيار ذات الريش الاصطناعي، مما يسمح لها بالمناورة بطريقة تشبه الطيور.

فكرة هذا التصميم هي إزالة الجزء الأثقل من الطائرة بدون طيار - البطارية. في هذه الحالة، تكون الطائرة بدون طيار متصلة بمصدر طاقة أرضي - مصدر طاقة متصل بشبكة تيار صناعي أو ببطارية قوية. وبعد ذلك يصبح مؤشر مثل وقت الرحلة المستمرة كبيرًا جدًا - ساعات أو أيام أو أسابيع؟ بالطبع، مثل هذه الطائرة بدون طيار، كقاعدة عامة، لا تطير ذهابا وإيابا، ولكنها تبقى في مكانها، فوق النقطة التي يؤدي إليها كابل الطاقة الخاص بها. يمكن استخدام هذه الأنظمة لغرضين رئيسيين - توفير المراقبة باستخدام كاميرا فيديو (كاميرات) مدمجة مع إمكانية المشاهدة حتى 360 درجة. أو يمكن أن تكون الطائرة بدون طيار بمثابة هوائي، مما سيسمح بإجراء جلسة اتصال حتى في المواقف التي لن يكون فيها ذلك ممكنًا من الأرض بسبب انحناء سطح كوكبنا.
أمثلة: PARC، CyPhy، الولايات المتحدة الأمريكية؛ تيثر آي، آيروفيرمنت، الولايات المتحدة الأمريكية؛ Z18 UF، Drone Volt، فرنسا - القائمة بعيدة عن الاكتمال.

تم تصميم عدد من الطائرات بدون طيار الموجودة بحيث يمكن طيها لسهولة الحمل. قبل الاستخدام، يتم وضع هذه الأجهزة استعدادًا للإطلاق. كقاعدة عامة، هذا لا يتطلب استخدام مهارات أو أدوات خاصة.

أمثلة: أجراس، DJI، الصين؛ AheadX Transdrone A4، الصين؛ صعود AeroSystems Sprite؛ مافيك برو، دي جي آي، الصين؛ طائرة الجيب بدون طيار، شركة أوديسي تويز، الولايات المتحدة الأمريكية؛ PowerEgg، PowerVision Robot، الصين؛ روتيم، IAI، إسرائيل؛ سناب، فانتاج روبوتيكس؛ S6، وينجسلاند، الصين؛ Yuneec Typhoon H وآخرون.

أمثلة: طائرة الجيب بدون طيار، وألعاب أوديسي؛ وروبوبي، جامعة هارفارد، الولايات المتحدة الأمريكية؛ طائرة بدون طيار سكاي نانو، سكيتر.

طائرات بدون طيار وحدات

طائرات بدون طيار يمكن تجميعها بتكوينات مختلفة اعتمادًا على المهمة من الوحدات الموحدة.

2017.01.07. تكمن أصالة الفكرة في أن الطائرة بدون طيار تتكون من وحدات كوادكوبتر موحدة، ويتم تحديد عددها في الطائرة بدون طيار من خلال الحمولة التي يجب نقلها. بعد التسليم، يمكن إعادة تكوين الطائرة بدون طيار وتفكيكها مرة أخرى إلى وحدات كوادكوبتر فردية.

يعتبر إجراء العمل على تطوير المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) أحد أكثر الدورات الواعدة في تطوير الطيران القتالي الحالي. لقد أدى استخدام الطائرات بدون طيار أو الطائرات بدون طيار بالفعل إلى تغييرات مهمة في تكتيكات واستراتيجيات الصراعات العسكرية. علاوة على ذلك، يعتقد أن أهميتها ستزداد بشكل كبير في المستقبل القريب. يعتقد بعض الخبراء العسكريين أن التطور الإيجابي للطائرات بدون طيار هو الأكثر إنجاز مهمصناعة الطائرات في العقد الماضي.

ومع ذلك، لا يتم استخدام الطائرات بدون طيار للأغراض العسكرية فقط. واليوم يشاركون بنشاط في "الاقتصاد الوطني". وبمساعدتهم، يتم إجراء التصوير الجوي، والدوريات، والمسوحات الجيوديسية، ومراقبة مجموعة واسعة من الكائنات، بل إن بعضها يقوم بتسليم المشتريات إلى المنزل. ومع ذلك، فإن معظم تطورات واعدةويتم تنفيذ طائرات بدون طيار جديدة اليوم لتلبية الاحتياجات العسكرية.

يتم حل العديد من المشاكل بمساعدة الطائرات بدون طيار. هذا في الأساس نشاط استخباراتي. تم إنشاء معظم الطائرات بدون طيار الحديثة خصيصًا لهذا الغرض. في السنوات الاخيرةتظهر المزيد والمزيد من الطبول المركبات غير المأهولة. يمكن تحديد طائرات كاميكازي بدون طيار كفئة منفصلة. يمكن للطائرات بدون طيار أن تشن حربًا إلكترونية، ويمكن أن تكون مكررات إشارات الراديو، ومراقبي المدفعية، والأهداف الجوية.

لأول مرة، جرت محاولات إنشاء طائرات لا يسيطر عليها البشر فور ظهور الطائرات الأولى. ومع ذلك، فإن تنفيذها العملي حدث فقط في السبعينيات من القرن الماضي. وبعد ذلك بدأت "طفرة الطائرات بدون طيار" الحقيقية. لم يتم تصنيع الطائرات التي يتم التحكم فيها عن بعد لبعض الوقت، ولكن يتم إنتاجها اليوم بكثرة.

كما يحدث في كثير من الأحيان، تحتل الشركات الأمريكية مكانة رائدة في إنشاء طائرات بدون طيار. وهذا ليس مفاجئا، لأن التمويل من الميزانية الأمريكية لإنشاء طائرات بدون طيار كان ببساطة فلكيا بمعاييرنا. لذلك، تم إنفاق ثلاثة مليارات دولار خلال التسعينيات على مشاريع مماثلة، بينما أنفق في عام 2003 وحده أكثر من مليار دولار.

ويجري العمل حاليًا على إنشاء أحدث الطائرات بدون طيار ذات مدة طيران أطول. يجب أن تكون الأجهزة نفسها أثقل وتحل المشكلات في البيئات الصعبة. ويجري تطوير طائرات بدون طيار مصممة لمكافحة الصواريخ الباليستية والمقاتلات غير المأهولة والطائرات الصغيرة بدون طيار القادرة على العمل في مجموعات كبيرة (أسراب).

يجري العمل على تطوير الطائرات بدون طيار في العديد من البلدان حول العالم. وتشارك في هذه الصناعة أكثر من ألف شركة، لكن التطورات الواعدة تذهب مباشرة إلى الجيش.

الطائرات بدون طيار: المزايا والعيوب

مزايا الطائرات بدون طيار هي:

• انخفاض كبير في الحجم مقارنة بالطائرات التقليدية، مما يؤدي إلى انخفاض التكلفة وزيادة قدرتها على البقاء؛
• القدرة على إنشاء طائرات بدون طيار صغيرة يمكنها أداء مجموعة واسعة من المهام في مناطق القتال؛
• القدرة على إجراء الاستطلاع ونقل المعلومات في الوقت الحقيقي؛
• لا توجد قيود على الاستخدام في المواقف القتالية الصعبة للغاية المرتبطة بخطر خسارتها. أثناء العمليات الحرجة، يمكن بسهولة التضحية بطائرات بدون طيار متعددة؛
• تخفيض (بأكثر من مرتبة واحدة) عمليات الطيران في وقت السلم، والتي قد تتطلبها الطائرات التقليدية، وإعداد طاقم الطيران؛
• توافر الاستعداد القتالي العالي والتنقل؛
• إمكانية إنشاء أنظمة طائرات بدون طيار متنقلة صغيرة وغير معقدة للقوات غير الجوية.

تشمل عيوب الطائرات بدون طيار ما يلي:

• عدم كفاية مرونة الاستخدام مقارنة بالطائرات التقليدية؛
• صعوبات في حل المشكلات المتعلقة بالاتصالات والهبوط وإنقاذ المركبات؛
• من حيث الموثوقية، لا تزال الطائرات بدون طيار أدنى من الطائرات التقليدية؛
• الحد من رحلات الطائرات بدون طيار في وقت السلم.

القليل من تاريخ المركبات الجوية بدون طيار (UAVs)

أول طائرة يتم التحكم فيها عن بعد كانت Fairy Queen، والتي تم بناؤها عام 1933 في بريطانيا العظمى. وكانت طائرة مستهدفة للطائرات المقاتلة والمدافع المضادة للطائرات.

وأول طائرة بدون طيار شاركت في حرب حقيقية كانت صاروخ V-1. قصف هذا "السلاح المعجزة" الألماني بريطانيا العظمى. في المجموع، تم إنتاج ما يصل إلى 25000 وحدة من هذه المعدات. كان لدى V-1 محرك نفاث نبضي وطيار آلي مع بيانات المسار.

بعد الحرب، عملوا على أنظمة الاستطلاع بدون طيار في الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية. وكانت الطائرات بدون طيار السوفيتية طائرات تجسس. وبمساعدتهم تم إجراء التصوير الجوي والاستطلاع الإلكتروني والتتابع.

لقد فعلت إسرائيل الكثير لتطوير الطائرات بدون طيار. منذ عام 1978، كان لديهم أول طائرة بدون طيار، IAI Scout. خلال حرب لبنان عام 1982، قام الجيش الإسرائيلي، باستخدام الطائرات بدون طيار، بتدمير نظام الدفاع الجوي السوري بالكامل. ونتيجة لذلك، فقدت سوريا ما يقرب من 20 بطارية دفاع جوي وحوالي 90 طائرة. أثر هذا على موقف العلوم العسكرية تجاه الطائرات بدون طيار.

استخدم الأمريكيون الطائرات بدون طيار في عاصفة الصحراء والحملة اليوغوسلافية. وفي التسعينيات، أصبحوا قادة في تطوير الطائرات بدون طيار. لذلك، منذ عام 2012، كان لديهم ما يقرب من 8 آلاف طائرة بدون طيار من مجموعة واسعة من التعديلات. كانت هذه في الأساس طائرات استطلاع عسكرية صغيرة بدون طيار، ولكن كانت هناك أيضًا طائرات بدون طيار هجومية.

أولها، عام 2002، القضاء على أحد زعماء تنظيم القاعدة بضربة صاروخية على سيارة. منذ ذلك الحين، أصبح استخدام الطائرات بدون طيار للقضاء على قوات العدو العسكرية أو وحداته أمرًا شائعًا.

أنواع الطائرات بدون طيار

يوجد حاليًا الكثير من الطائرات بدون طيار التي تختلف في الحجم والمظهر ومدى الطيران والوظيفة. تختلف الطائرات بدون طيار في طرق التحكم بها واستقلاليتها.

يستطيعون:

• لا يمكن السيطرة عليها.
• التحكم عن بعد؛
• تلقائي.

وفقا لأحجامها، الطائرات بدون طيار هي:

• طائرات Microdrones (حتى 10 كجم)؛
• طائرات صغيرة بدون طيار (حتى 50 كجم)؛
• Mididrons (ما يصل إلى 1 طن) ؛
• طائرات بدون طيار ثقيلة (وزنها أكثر من طن).

يمكن للطائرات الصغيرة بدون طيار البقاء في الهواء لمدة تصل إلى ساعة واحدة، والطائرات الصغيرة بدون طيار - من ثلاث إلى خمس ساعات، والطائرات المتوسطة - حتى خمس عشرة ساعة. يمكن للطائرات الثقيلة بدون طيار البقاء في الجو لأكثر من أربع وعشرين ساعة أثناء قيامها برحلات عبر القارات.

استعراض المركبات الجوية الأجنبية بدون طيار

الاتجاه الرئيسي في تطوير الطائرات بدون طيار الحديثة هو تقليل حجمها. أحد الأمثلة على ذلك هو إحدى الطائرات النرويجية بدون طيار من شركة Prox Dynamics. ويبلغ طول الطائرة المروحية بدون طيار 100 ملم، ووزنها 120 جرامًا، ومداها يصل إلى كيلومتر واحد، ومدة طيران تصل إلى 25 دقيقة. تحتوي على ثلاث كاميرات فيديو.

بدأ إنتاج هذه الطائرات بدون طيار تجاريًا في عام 2012. وهكذا، اشترى الجيش البريطاني 160 مجموعة من طائرات PD-100 Black Hornet بقيمة 31 مليون دولار للقيام بعمليات خاصة في أفغانستان.

ويجري أيضًا تطوير طائرات Microdrones في الولايات المتحدة. إنهم يعملون على برنامج خاص، Soldier Borne Sensors، يهدف إلى تطوير ونشر طائرات استطلاع بدون طيار مع القدرة على استخراج المعلومات للفصائل أو الشركات. هناك معلومات حول خطط قيادة الجيش الأمريكي لتوفير طائرات بدون طيار فردية لجميع الجنود.

اليوم، تعتبر RQ-11 Raven أثقل طائرة بدون طيار في الجيش الأمريكي. تبلغ كتلته 1.7 كجم، ويبلغ طول جناحيه 1.5 مترًا، ويصل مداه إلى 5 كيلومترات. بفضل محرك كهربائي، تصل الطائرة بدون طيار إلى سرعة تصل إلى 95 كم/ساعة وتبقى في الرحلة لمدة تصل إلى ساعة واحدة.

تحتوي على كاميرا فيديو رقمية ذات رؤية ليلية. يتم الإطلاق يدويًا، ولا حاجة إلى منصة خاصة للهبوط. يمكن للأجهزة الطيران على طول مسارات محددة الوضع التلقائي، يمكن أن تكون إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بمثابة معالم لها، أو يمكن للمشغلين التحكم فيها. هذه الطائرات بدون طيار في الخدمة مع أكثر من اثنتي عشرة دولة.

الطائرة بدون طيار الثقيلة للجيش الأمريكي هي RQ-7 Shadow، التي تقوم بالاستطلاع على مستوى اللواء. دخلت حيز الإنتاج الضخم في عام 2004 ولها ذيل ذو زعانف مع مروحة دافعة والعديد من التعديلات. تم تجهيز هذه الطائرات بدون طيار بكاميرات فيديو تقليدية أو تعمل بالأشعة تحت الحمراء، ورادارات، وإضاءة الهدف، وأجهزة تحديد المدى بالليزر، وكاميرات متعددة الأطياف. يتم تعليق القنابل الموجهة بوزن خمسة كيلوغرامات من الأجهزة.

RQ-5 Hunter هي طائرة بدون طيار متوسطة الحجم تزن نصف طن تم تطويرها بشكل مشترك من قبل الولايات المتحدة وإسرائيل. وتشمل ترسانتها كاميرا تلفزيونية، وجهاز تصوير حراري من الجيل الثالث، ليزر مجموعة مكتشفوغيرها من المعدات. يتم إطلاقه من منصة خاصة باستخدام مسرع الصواريخ. وتقع منطقة طيرانها في نطاق يصل إلى 270 كيلومترًا، خلال 12 ساعة. تحتوي بعض تعديلات الصيادين على قلادات للقنابل الصغيرة.

تعتبر طائرة MQ-1 Predator أشهر طائرة بدون طيار أمريكية. هذا "تجسيد" لطائرة استطلاع بدون طيار إلى طائرة بدون طيار هجومية، والتي تحتوي على العديد من التعديلات. تقوم الطائرة المفترسة بالاستطلاع وتنفيذ ضربات أرضية دقيقة. يبلغ الحد الأقصى لوزن الإقلاع أكثر من طن، ومحطة رادار، والعديد من كاميرات الفيديو (بما في ذلك نظام الأشعة تحت الحمراء)، ومعدات أخرى والعديد من التعديلات.

وفي عام 2001، تم تصنيع صاروخ Hellfire-C عالي الدقة الموجه بالليزر، والذي تم استخدامه في أفغانستان في العام التالي. ويضم المجمع أربع طائرات بدون طيار ومحطة تحكم ومحطة اتصالات عبر الأقمار الصناعية، وتبلغ تكلفته أكثر من أربعة ملايين دولار. التعديل الأكثر تقدمًا هو MQ-1C Gray Eagle مع جناحيها أكبر ومحرك أكثر تقدمًا.

MQ-9 Reaper هي الطائرة الأمريكية الهجومية القادمة بدون طيار، والتي لديها العديد من التعديلات وهي معروفة منذ عام 2007. تتمتع بمدة طيران أطول، وقنابل جوية يتم التحكم فيها، وإلكترونيات لاسلكية أكثر تقدمًا. كان أداء MQ-9 Reaper رائعًا في حملات العراق وأفغانستان. ميزتها على F-16 هي انخفاض سعر الشراء والتشغيل، ومدة الرحلة الأطول دون المخاطرة بحياة الطيار.

1998 - أول رحلة للطائرة الاستراتيجية الأمريكية طائرات استطلاع بدون طيارآر كيو-4 جلوبال هوك. وتعد هذه أكبر طائرة بدون طيار حاليًا، إذ يبلغ وزن إقلاعها أكثر من 14 طنًا، وحمولة 1.3 طن، ويمكنها البقاء في الأجواء لمدة 36 ساعة، وتقطع مسافة 22 ألف كيلومتر. ومن المفترض أن تحل هذه الطائرات بدون طيار محل طائرات الاستطلاع U-2S.

استعراض الطائرات بدون طيار الروسية

ما الذي يتوفر للجيش الروسي هذه الأيام، وما هي آفاق الطائرات الروسية بدون طيار في المستقبل القريب؟

"بي-1 تي"- طائرة بدون طيار سوفيتية، طارت لأول مرة في عام 1990. لقد كان مراقبًا للحريق للأنظمة نار الطائرة. وكانت كتلته 138 كجم ومداه يصل إلى 60 كم. أقلع من منشأة خاصة مزودة بمعزز صاروخي وهبط بالمظلة. المستخدمة في الشيشان، ولكن عفا عليها الزمن.

"دوزور-85"- طائرة استطلاع بدون طيار لخدمة الحدود بوزن 85 كجم ومدة طيران تصل إلى 8 ساعات. كانت طائرة الاستطلاع والهجوم بدون طيار Skat وسيلة واعدة، ولكن تم تعليق العمل في الوقت الحالي.

الطائرات بدون طيار "فوربوست"هي نسخة مرخصة من برنامج الباحث الإسرائيلي 2. تم تطويره في التسعينات. ويصل وزن "فوربوست" عند الإقلاع إلى 400 كيلوغرام، ومدى طيران يصل إلى 250 كيلومترا، وملاحة عبر الأقمار الصناعية وكاميرات تلفزيونية.

وفي عام 2007، تم اعتماد طائرة استطلاع بدون طيار "تيبتشاك"ويبلغ وزن إطلاقها 50 كجم ومدة الرحلة تصل إلى ساعتين. تحتوي على كاميرا عادية وأشعة تحت الحمراء. "Dozor-600" هو جهاز متعدد الأغراض تم تطويره بواسطة Transas وتم تقديمه في معرض MAKS-2009. يعتبر نظيرًا للطائرة الأمريكية المفترسة.

الطائرات بدون طيار "أورلان-3إم" و"أورلان-10". تم تطويرها لعمليات الاستطلاع والبحث والإنقاذ وتحديد الأهداف. الطائرات بدون طيار متشابهة للغاية في مظهر. ومع ذلك، فهي تختلف قليلاً في وزن الإقلاع ومدى الطيران. يقلعون باستخدام المنجنيق ويهبطون بالمظلة.

أصبحت الطائرات بدون طيار شائعة بشكل متزايد في السنوات الأخيرة. وقد بدأ استخدامها في كل مكان: في الهواء، وعلى الماء، وعلى الأرض. يعلق العلماء في جميع أنحاء العالم آمالًا كبيرة على الأجهزة غير المأهولة ويتوقعون أنه في المستقبل لن تكون هناك منطقة واحدة لن يتم استخدامها فيها. اليوم هذه الأجهزة هي واحدة من أكثر اتجاهات واعدةفي تطوير التقنيات العسكرية. وقد أدى استخدامها بالفعل إلى تغيير كبير في التكتيكات القتالية.

ومن المخطط أن تحدث تغييرات كبيرة في القطاع المدني. بحلول عام 2025، سينمو السوق العالمي لتكنولوجيا الطائرات بدون طيار عدة مئات من المرات، مما يؤدي إلى إزاحة العديد من العمليات التشغيلية الحالية. تتناقص تكلفة الأجهزة تدريجياً، ومع إدخالها في الإنتاج على نطاق واسع، ستكلف قليلاً جداً، الأمر الذي سيؤدي إلى استخدامها على نطاق واسع.

أنواع

فيهواء . يتم استخدام الطائرات بدون طيار بشكل متزايد، لأنه من الأسهل بكثير التحكم في طائرة بدون طيار، لأنه لا توجد أي عوائق في الهواء. هذه مجموعة متنوعة من الروبوتات العسكرية الطائرة، وطائرات بدون طيار لتصوير الصور والفيديو، وأجهزة الترفيه، والمناطيد، بما في ذلك وحدات تسليم البضائع والطرود.

الطائرات بدون طيار حسب الغرض:

• تجارية أو مدنية . وهي مصممة لنقل البضائع والبناء وتخصيب الحقول، بحث علميإلخ.

• مستهلك . في معظم الحالات، يتم استخدامها للترفيه، على سبيل المثال، للسباقات، وتصوير مقاطع الفيديو على ارتفاعات عالية، وما إلى ذلك.

• قتال. لديهم تصميم معقد وتستخدم للأغراض العسكرية.

حسب التصميم، يمكن أن تكون الطائرات بدون طيار من الأنواع التالية:

• طائرات بدون طيار ذات أجنحة ثابتة . وتشمل مزاياها نطاقًا أكبر وسرعة طيران أكبر.
• طائرات متعددة المروحيات . يمكن أن يكون لديهم عدد مختلف من المراوح: من 2 إلى 8. يمكن طي مراوح بعض النماذج.
• طائرات بدون طيار نوع المروحية.
• طائرات مكشوفة . وتكمن خصوصية هذه النماذج في أنها تقلع "مثل المروحية"، وتتحرك أثناء الطيران مثل الطائرة، معتمدة على أجنحتها.
• الطائرات الشراعية أو الطائرات الشراعية . قد تكون هذه الأجهزة مزودة بمحركات أو بدون محركات. في معظم الحالات، يتم استخدامها لعمليات الاستطلاع.
• جليسات خلفيات . لتغيير وضع الطيران، تقوم الطائرة بدون طيار بتدوير هيكلها في مستوى عمودي.
• غَرِيب . وتتميز هذه الأجهزة بتصميم غير نمطي، فعلى سبيل المثال، الأجهزة التي يمكنها الهبوط على الماء والإقلاع منه والغوص فيه. يمكن أن تكون أيضًا أجهزة تهبط على سطح عمودي ويمكنها التسلق على طوله.
• طائرات بدون طيار مربوطة . تكمن خصوصيتها في أنه يتم توفير الطاقة لمثل هذه الطائرة بدون طيار عبر سلك.
• مصغر .
• وحدات .

طائرات بدون طيار أرضية . تم إنشاء تصميمها مع الأخذ في الاعتبار وجود العديد من العوائق والأشياء التي قد تكون تحت العجلات. من الضروري أيضًا مراعاة نوع التربة. وفي هذه الحالة، فإن التطورات العسكرية لها آفاق كبيرة.

على الأسطح الملساء الوضع مختلف بعض الشيء. وتعمل العديد من الشركات التي تعمل على تطوير قطاع السيارات المدنية في هذا الاتجاه. القوانين الحالية تحد من إدخال مثل هذه الأجهزة. ولكن اليوم هناك بالفعل بعض التطورات التي ستجعل من الممكن تقديم هذه السيارات في السنوات القادمة.

طائرات بدون طيار المياه. هذه هي الناقلات والغواصات والأسماك الآلية وما إلى ذلك. يعمل المخترعون باستمرار على تحسين الأجهزة، وإنشاء روبوتات مائية وقناديل البحر والأسماك.

طائرات بدون طيار الفضاء. خصوصيتها هي أنها أجهزة معقدة ودقيقة بشكل لا يصدق ولا تتسامح مع الأخطاء. يتم تخصيص مبالغ ضخمة لإنتاجها، ولكن في الغالب يتم إنشاء نسخ فردية.

جهاز

تتكون الأجهزة الجوية بدون طيار في معظم الحالات من العناصر الأساسية التالية:

• جهاز لتنظيم سرعة المسمار.
• المروحة.
• محرك.
• مراقب الطيران.
• إطار.

أساس آلة الطيران هو الإطار. على هذا يتم تثبيت جميع العناصر. في معظم الحالات، يتم تصنيعها من البوليمرات والسبائك المعدنية المختلفة. وحدة التحكم في الطيران تتحكم في الطائرة بدون طيار. يتلقى إشارات من لوحة التحكم. تتضمن وحدة التحكم معالجًا ومقياسًا لتحديد الارتفاع ومقياس تسارع وجيروسكوب وملاح GPS وجهاز ذاكرة وصول عشوائي وجهاز استقبال الإشارة.

المحركات والمحافظ والمراوح هي المسؤولة عن طيران الطائرة بدون طيار. باستخدام المنظم، يتم ضبط سرعة السيارة الطائرة. البطارية هي مصدر الطاقة للمحرك، وكذلك العناصر الأخرى للطائرة بدون طيار. يتم التحكم في الطائرات بدون طيار التجارية والاستهلاكية باستخدام جهاز التحكم عن بعد. يتم التحكم في الوحدات العسكرية باستخدام كل من أنظمة التحكم عن بعد وأنظمة الأقمار الصناعية.

يختلف تصميم الطائرات بدون طيار الأرضية إلى حد ما عن الطائرات الطائرة. يستخدم معظم المطورين القائمة مركبات، الذي يدمج عناصر التحكم والكاميرات وأجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار. وفقًا لدرجة الأتمتة، يمكن أن تكون هذه أجهزة أو وحدات مستقلة تمامًا يتحكم فيها الشخص جزئيًا أو كليًا، ولكن عن بعد. يمكن أن تكون الطائرات العسكرية الأرضية بدون طيار مصغرة على شكل ديدان وثعابين، وضخمة على شكل دبابات ومزيلات ألغام ومركبات إنزال ومركبات مشاة.

يتم تصميم المركبات المدنية مع مراعاة العناصر التالية:

• الليزر والصوت والأشعة تحت الحمراء وأجهزة الاستشعار الأخرى.
• الملاحة التي تربط البطاقات الإلكترونيةونظام تحديد المواقع.
• الخادم مع البطاريات والبرامج.
• أدوات التحكم الآلية، والتي تشمل نظام التحكم في المحرك، والتحكم في عجلة القيادة، ونظام الفرامل.
• الانتقال.
• شبكة لاسلكية يمكن من خلالها التحكم وتحميل البرامج والخرائط وغيرها من البيانات.

مبدأ التشغيل

يتم التحكم في الطائرات التجارية والاستهلاكية في معظم الحالات باستخدام جهاز التحكم عن بعد. ومع ذلك، قد تكون هناك أيضًا أجهزة أوتوماتيكية بالكامل. جهاز التحكم جهاز التحكميرسل إشارات إلى وحدة التحكم.

تقوم وحدة التحكم بمعالجة الإشارات المستقبلة ثم ترسل الأوامر إلى عناصر مختلفة من الطائرة بدون طيار. على سبيل المثال، تؤدي زيادة إشارة السرعة إلى دوران المروحة بشكل أسرع، مما يؤدي إلى زيادة سرعة الطائرة بدون طيار وحركتها.

تفتقر المركبات الأرضية الآلية بالكامل إلى أدوات التحكم النموذجية الموجودة في السيارات القياسية. لا توجد دواسات أو عجلة قيادة. يحتاج الراكب فقط إلى التنشيط، أي الإشارة إلى الوجهة التي يريد الذهاب إليها، أو إلغاء تنشيط النظام.

تحتوي السيارات ذاتية القيادة عادة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التي تساعدها على التنقل في الفضاء. أساسها، على سبيل المثال، يمكن أن يكون جهاز تحديد المدى الخفيف ذو 64 شعاعًا، والذي يتم تثبيته على سطح السيارة. باستخدام هذا الجهاز، يتم إنشاء خريطة تفصيلية للمساحة المحيطة بالجهاز. تقوم السيارة بعد ذلك بدمج المعلومات الواردة مع خرائط عالية الدقة ومعالجتها.

ونتيجة لذلك، يمكنه التحرك متجنبًا أي عقبات قد تنشأ. كما توجد أجهزة استشعار وأجهزة أخرى في السيارة، منها رادارات المصد، وكاميرات الرؤية الأمامية والخلفية، وعدادات القصور الذاتي، وحساسات العجلات التي تتيح لك تحديد موضع السيارة وتتبع حركتها.

طلب

• وتستخدم المدنية في الصناعة، زراعةوالعمليات الأمنية واللوجستية.
• يمكن للأنظمة التي تستخدم طائرات بدون طيار وبرامج خاصة مسح التضاريس المطلوبة بشكل مستقل، وإنشاء خرائط ثنائية أو ثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك، يمكنهم الحصول على بيانات مرئية ستساعد البنائين والمهندسين المعماريين على اتخاذ القرارات الصحيحة في البناء والإمدادات الكهربائية وما إلى ذلك.
• سيارات الأجرة والتاكسي الجوي بدون سائق. يحتاج الشخص فقط إلى استدعاء سيارة أجرة على أداته لتأتي إليه وتنقله إلى الموقع المطلوب. في الوقت الحالي، لا تزال هذه الاحتمالات قيد الاختبار فقط، ولكن في المستقبل ستكون هذه هي الطريقة التي سيمارس بها غالبية المواطنين أعمالهم.
• تفتح المركبات غير المأهولة فرصًا هائلة للجيش. لم تعد هناك حاجة للمخاطرة بحياة الناس لإكمال المهمة. المعدات العسكريةيمكن تشغيلها بواسطة مشغل على بعد آلاف الأميال. وقد تصبح الدبابات والطائرات مؤتمتة بالكامل. سيكون كافيًا تحميل البرنامج لهم لإكمال المهمة. واليوم توجد بالفعل طائرات بدون طيار يمكنها إطلاق الصواريخ وإسقاط القنابل.

ويقوم الجيش أيضًا بتصنيع أجهزة أصغر على شكل حشرات وديدان وثعابين. يمكن استخدامها دون أن يلاحظها أحد للاستطلاع وحتى تدمير الأهداف. على سبيل المثال، يمكن لطائرة بدون طيار على شكل دبور أن تهاجم العدو وتخترقه بلسعة وتطلق سمًا قاتلًا.

• يمكن استخدام المركبات غير المأهولة لتوصيل البضائع أو البيتزا أو البريد أو الأدوية.
• تساعد الطائرات بدون طيار في مكافحة الصيادين، واكتشاف الحرائق ومدافن النفايات، وزراعة الغابات، وفحص المساحات المقطوعة، والاحتفاظ بسجلات للحيوانات في القطيع.

في السنوات الأخيرة، ظهر عدد كبير من المنشورات حول استخدام المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) أو أنظمة الطائرات بدون طيار (UAS) لحل المشكلات الطبوغرافية. يرجع هذا الاهتمام إلى حد كبير إلى سهولة التشغيل والكفاءة والتكلفة المنخفضة نسبيًا والكفاءة وما إلى ذلك. تفتح الصفات المدرجة وتوافر البرامج الفعالة للمعالجة التلقائية لمواد التصوير الجوي (بما في ذلك اختيار النقاط الضرورية) إمكانية الاستخدام الواسع النطاق للبرامج الوسائل التقنيةطائرات بدون طيار في ممارسة المسوحات الهندسية والجيوديسية.

وفي هذا العدد، ومع استعراض الوسائل التقنية للطائرات بدون طيار، نفتح سلسلة من المنشورات حول قدرات الطائرات بدون طيار وتجربة استخدامها في العمل الميداني والمكتبي.

د. إينوزيمتسيف، مدير المشروع، PLAZ LLC، سان بطرسبورج

الطائرات بدون طيار: النظرية والتطبيق

الجزء 1. مراجعة الوسائل التقنية

مرجع تاريخي

ظهرت المركبات الجوية بدون طيار فيما يتعلق بالحاجة إلى حل المشكلات العسكرية بشكل فعال - الاستطلاع التكتيكي، وتسليم الأسلحة العسكرية (القنابل والطوربيدات، وما إلى ذلك) إلى وجهتها، والسيطرة القتالية، وما إلى ذلك وليس من قبيل الصدفة أن يتم النظر في استخدامها الأول ليتم تسليم القنابل من قبل القوات النمساوية إلى البندقية المحاصرة بمساعدة بالوناتفي عام 1849. كان الدافع القوي لتطوير الطائرات بدون طيار هو ظهور التلغراف الراديوي والطيران، مما جعل من الممكن تحسين استقلاليتها وإمكانية التحكم فيها بشكل كبير.

وهكذا، في عام 1898، قام نيكولا تيسلا بتطوير وعرض سفينة مصغرة يتم التحكم فيها عن طريق الراديو، وفي عام 1910، اقترح المهندس العسكري الأمريكي تشارلز كيترينج، وبناء واختبار عدة نماذج من المركبات الجوية بدون طيار. في عام 1933، تم تطوير أول طائرة بدون طيار في بريطانيا العظمى.

قابلة لإعادة الاستخدام، وتم استخدام الهدف الذي يتم التحكم فيه عن طريق الراديو والذي تم إنشاؤه على أساسه في البحرية الملكية لبريطانيا العظمى حتى عام 1943.

إن أبحاث العلماء الألمان الذين قدموا للعالم في الأربعينيات من القرن الماضي كانت سابقة لعصرها بعدة عقود. محرك نفاثو صواريخ مبرمجه"V-1" كأول مركبة جوية بدون طيار تستخدم في العمليات القتالية الحقيقية.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، في الثلاثينيات والأربعينيات من القرن الماضي، طور مصمم الطائرات نيكيتين طائرة شراعية قاذفة طوربيد من نوع "الجناح الطائر"، وبحلول أوائل الأربعينيات، كان هناك مشروع لطوربيد طائر بدون طيار يصل مداه إلى 100 كيلومتر وما فوق. تم إعدادها، لكن هذه التطورات لم تتحول إلى تصاميم حقيقية.

بعد نهاية العظيم الحرب الوطنيةزاد الاهتمام بالطائرات بدون طيار بشكل ملحوظ، ومنذ الستينيات، لوحظ استخدامها على نطاق واسع لحل المشكلات غير العسكرية.

بشكل عام، يمكن تقسيم تاريخ الطائرات بدون طيار إلى أربع مراحل زمنية:

1.1849 – بداية القرن العشرين – محاولات وتجارب تجريبية لإنشاء طائرات بدون طيار وتشكيلها الأسس النظريةالديناميكا الهوائية ونظرية الطيران وحسابات الطائرات في أعمال العلماء.

2. بداية القرن العشرين - 1945 - تطوير الطائرات العسكرية بدون طيار (طائرات مقذوفة ذات مدى قصير ومدة طيران).

3.1945-1960 - فترة التوسع في تصنيف الطائرات بدون طيار حسب الغرض وإنشائها في المقام الأول لعمليات الاستطلاع.

4.1960 - يومنا هذا - التوسع في تصنيف الطائرات بدون طيار وتحسينها، وبداية الاستخدام الشامل لحل المشكلات غير العسكرية.

تصنيف الطائرات بدون طيار

من المعروف أن التصوير الجوي، كنوع من أنواع الاستشعار عن بعد للأرض (ERS)، هو الطريقة الأكثر إنتاجية لجمع المعلومات المكانية، وهو الأساس لإنشاء المخططات والخرائط الطبوغرافية، وإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للإغاثة والتضاريس. يتم التصوير الجوي من الطائرات المأهولة - الطائرات والمناطيد والدراجات ثلاثية العجلات والبالونات، ومن المركبات الجوية بدون طيار (UAVs).

المركبات الجوية بدون طيار، مثل الطائرات المأهولة، هي من أنواع الطائرات والمروحيات (المروحيات والمروحيات المتعددة هي طائرات ذات أربعة دوارات أو أكثر مع دوارات رئيسية). لا يوجد حاليًا في روسيا تصنيف مقبول عمومًا للطائرات بدون طيار من نوع الطائرات. الصواريخ.

Ru مع عروض البوابة UAV.RU التصنيف الحديثطائرات بدون طيار من نوع الطائرات، تم تطويرها بناءً على مناهج منظمة الطائرات بدون طيار الدولية، ولكن مع الأخذ في الاعتبار التفاصيل والوضع السوق المحلية(الفصول) (الجدول 1):

طائرات بدون طيار صغيرة وصغيرة المدى قصيرة المدى. بدأت فئة الأجهزة والمجمعات المصغرة خفيفة الوزن وخفيفة الوزن التي تعتمد عليها والتي يصل وزن إقلاعها إلى 5 كيلوغرامات في الظهور في روسيا مؤخرًا نسبيًا، ولكنها بالفعل جيدة جدًا

ممثلة على نطاق واسع. هذه الطائرات بدون طيار مخصصة للاستخدام التشغيلي الفردي على مسافات قصيرة تصل إلى 25-40 كيلومترًا. فهي سهلة التشغيل والنقل، وهي قابلة للطي ويمكن وضعها على أنها "محمولة"، ويتم إطلاقها باستخدام المنجنيق أو باليد. وتشمل هذه: Geoscan 101، Geoscan 201، 101ZALA 421-11، ZALA 421-08، ZALA 421-12، T23 "Aileron"، T25، "Aileron-3"، "Gamayun-3"، "Irkut-2M"، " إسترا-10"،

"BROTHER"، "Curl"، "Inspector 101"، "Inspector 201"، "Inspector 301"، إلخ.

طائرات بدون طيار خفيفة الوزن وقصيرة المدى. تشمل هذه الفئة طائرات أكبر قليلاً - يتراوح وزن إقلاعها من 5 إلى 50 كجم. مداها في حدود 10-120 كيلومترا.

من بينها: Geoscan 300، "GRANT"، ZALA 421-04، Orlan-10، PteroSM، PteroE5، T10، "Eleron-10"، "Gamayun-10"، "Irkut-10"،

T92 "لوتوس"، T90 (T90-11)، T21، T24، "تيبتشاك" UAV-05، UAV-07، UAV-08.

طائرات بدون طيار خفيفة الوزن ومتوسطة المدى. يمكن تصنيف عدد من النماذج المحلية ضمن هذه الفئة من الطائرات بدون طيار. ويتراوح وزنها بين 50-100 كيلوغرام. وتشمل هذه: T92M "Chibis"، ZALA 421-09،

"Dozor-2"، "Dozor-4"، "Pchela-1T".

الطائرات بدون طيار المتوسطة. يتراوح وزن الإقلاع للطائرات بدون طيار متوسطة الحجم من 100 إلى 300 كجم. وهي مخصصة للاستخدام على مدى يتراوح بين 150 و 1000 كيلومتر. وفي هذه الفئة: M850 "أسترا"، "بينوم"، La-225 "كومار"، T04، E22M "بيرتا"، "بيركوت"، "إيركوت-200".

طائرات بدون طيار متوسطة الثقل. تتمتع هذه الفئة بمدى مماثل للفئة السابقة من الطائرات بدون طيار، ولكن وزن الإقلاع أكبر قليلاً - من 300 إلى 500 كجم.

يجب أن تشمل هذه الفئة: "الطائر الطنان"، "دونهام"، "دان باروك"، "اللقلق" ("يوليا")، "دوزور -3".

طائرات بدون طيار ثقيلة متوسطة المدى. تشمل هذه الفئة الطائرات بدون طيار التي يبلغ وزن طيرانها 500 كيلوغرام أو أكثر، والمصممة للاستخدام على مدى متوسط ​​يتراوح بين 70 و300 كيلومتر. وتشمل الفئة الثقيلة ما يلي: Tu-243 "Flight-D"، Tu-300، "Irkut-850"، "Nart" (A-03).

الطائرات بدون طيار الثقيلة مع مدة طيران طويلة. هناك طلب كبير على فئة المركبات الجوية بدون طيار في الخارج، والتي تشمل الطائرات الأمريكية بدون طيار Predator، Reaper، GlobalHawk، Heron الإسرائيلية، Heron TP. لا توجد عينات عمليًا في روسيا: Zond-3M، وZond-2، وZond-1، وأنظمة جوية بدون طيار (BasS) من Sukhoi، والتي يتم في إطارها إنشاء مجمع طيران آلي (RAC).

الطائرات المقاتلة بدون طيار (UCA). يجري العمل حاليًا بنشاط في جميع أنحاء العالم لإنشاء طائرات بدون طيار واعدة لديها القدرة على حمل الأسلحة على متنها ومصممة لمهاجمة الأهداف الأرضية والسطحية الثابتة والمتحركة في مواجهة معارضة قوية من قوات الدفاع الجوي للعدو. وتتميز بمدى يصل إلى حوالي 1500 كيلومتر ووزن 1500 كيلوغرام.

يوجد اليوم في روسيا مشروعان معروضان في فئة BBS: "Proryv-U"، "Scat".

من الناحية العملية، عادةً ما تُستخدم الطائرات بدون طيار التي يصل وزنها إلى 10-15 كجم (الطائرات بدون طيار الصغيرة والصغيرة والطائرات بدون طيار الخفيفة) للتصوير الجوي. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع زيادة وزن الإقلاع للطائرة بدون طيار، يزداد تعقيد تطويرها، وبالتالي التكلفة، ولكن تنخفض موثوقية وسلامة التشغيل. الحقيقة هي أنه عند هبوط طائرة بدون طيار، يتم إطلاق الطاقة E = mv2 / 2، وكلما زادت كتلة السيارة m، زادت سرعة هبوطها v، أي أن الطاقة المنبعثة أثناء الهبوط تنمو بسرعة كبيرة مع زيادة الكتلة. ويمكن لهذه الطاقة أن تلحق الضرر بالطائرة بدون طيار نفسها والممتلكات على الأرض.

طائرة هليكوبتر بدون طيار وطائرة متعددة المروحيات ليس لديها هذا العيب. من الناحية النظرية، يمكن هبوط مثل هذا الجهاز بسرعة منخفضة بشكل تعسفي من الأرض. ومع ذلك، فإن طائرات الهليكوبتر بدون طيار باهظة الثمن، والمروحيات ليست قادرة بعد على الطيران لمسافات طويلة، وتستخدم فقط لإطلاق النار على الأشياء المحلية (المباني والهياكل الفردية).

أرز. 1. الطائرة بدون طيار Mavinci SIRIUS الشكل. 2. الطائرة بدون طيار جيوسكان 101

مزايا الطائرات بدون طيار

تفوق الطائرات بدون طيار على الطائرات المأهولة الطائراتهو، أولا وقبل كل شيء، تكلفة العمل، فضلا عن انخفاض كبير في عدد العمليات الروتينية. إن مجرد غياب أي شخص على متن الطائرة يبسط إلى حد كبير الأنشطة التحضيرية للتصوير الجوي.

أولاً، لا تحتاج إلى مطار، حتى الأكثر بدائية. يتم إطلاق المركبات الجوية بدون طيار إما يدويًا أو باستخدام جهاز إقلاع خاص - المنجنيق.

ثانيًا، خاصة عند استخدام دائرة دفع كهربائية، ليست هناك حاجة إلى مساعدة فنية مؤهلة لصيانة الطائرة، كما أن إجراءات ضمان السلامة في موقع العمل ليست معقدة للغاية.

ثالثًا، لا توجد فترة تشغيل مشتركة بين التنظيمات للطائرة بدون طيار أو أطول بكثير مقارنة بالطائرة المأهولة.

هذا الظرف لديه أهمية عظيمةعند تشغيل مجمع للتصوير الجوي في المناطق النائية من بلادنا. كقاعدة عامة، يكون الموسم الميداني للتصوير الجوي قصيرًا، ويجب استغلال كل يوم جيد للمسح.

جهاز الطائرات بدون طيار

مخططان رئيسيان لتخطيط الطائرات بدون طيار: كلاسيكي (وفقًا لمخطط "جسم الطائرة + الأجنحة + الذيل")، والذي يتضمن، على سبيل المثال، الطائرة بدون طيار Orlan-10، Mavinci SIRIUS (الشكل 1)، وما إلى ذلك، و"الجناح الطائر" ، والتي تتضمن Geoscan101 (الشكل 2)، وGatewing X100، وTrimble UX5، وما إلى ذلك.

الأجزاء الرئيسية لنظام التصوير الجوي بدون طيار هي: الجسم، المحرك، نظام التحكم على متن الطائرة (الطيار الآلي)، نظام التحكم الأرضي (GCS) ومعدات التصوير الجوي.

يتكون جسم الطائرة بدون طيار من البلاستيك خفيف الوزن (مثل ألياف الكربون أو الكيفلار) لحماية معدات الكاميرا وأجهزة التحكم والملاحة باهظة الثمن، وأجنحتها مصنوعة من البلاستيك أو رغوة البوليسترين المبثوق (EPP). هذه المادة خفيفة الوزن ومتينة للغاية ولا تنكسر عند الاصطدام. غالبًا ما يمكن استعادة جزء EPP المشوه باستخدام وسائل مرتجلة.

يمكن للطائرة بدون طيار خفيفة الوزن مع الهبوط بالمظلة أن تتحمل عدة مئات من الرحلات الجوية دون إصلاح، والتي تتضمن عادةً استبدال الأجنحة وعناصر جسم الطائرة وما إلى ذلك. يحاول المصنعون تقليل تكلفة أجزاء الجسم التي تتعرض للتآكل، بحيث تكون تكاليف المستخدم الحفاظ على الطائرات بدون طيار في حالة صالحة للعمل ضئيل للغاية.

تجدر الإشارة إلى أن أغلى عناصر مجمع التصوير الجوي هي نظام التحكم الأرضي، وإلكترونيات الطيران، برمجة- لا تخضع للارتداء على الإطلاق.

يمكن أن تكون محطة توليد الطاقة الخاصة بالطائرة بدون طيار تعمل بالبنزين أو بالكهرباء. علاوة على ذلك، سيوفر محرك البنزين رحلة أطول بكثير، حيث أن البنزين، لكل كيلوغرام، يخزن طاقة أكثر بـ 10-15 مرة مما يمكن تخزينه في أفضل بطارية. ومع ذلك، فإن محطة الطاقة هذه معقدة وأقل موثوقية وتتطلب وقتًا طويلاً لإعداد الطائرة بدون طيار للإطلاق. بالإضافة إلى ذلك، من الصعب للغاية نقل طائرة بدون طيار تعمل بالبنزين إلى موقع العمل بالطائرة. وأخيرا، فإنه يتطلب مشغلين مؤهلين تأهيلا عاليا. لذلك، من المنطقي استخدام طائرة بدون طيار تعمل بالبنزين فقط في الحالات التي تتطلب مدة طيران طويلة جدًا - للمراقبة المستمرة، ولفحص الأشياء البعيدة بشكل خاص.

على العكس من ذلك، فإن نظام الدفع الكهربائي متساهل للغاية من حيث مؤهلات موظفي التشغيل. يمكن للبطاريات الحديثة أن توفر مدة طيران متواصلة تزيد عن أربع ساعات. خدمة المحرك الكهربائي ليست صعبة على الإطلاق. في الغالب، هذه حماية فقط من الرطوبة والأوساخ، بالإضافة إلى فحص جهد الشبكة الموجودة على متن الطائرة، والتي يتم تنفيذها من نظام التحكم الأرضي. يتم شحن البطاريات من الشبكة الموجودة على متن السيارة المرافقة أو من مولد كهربائي مستقل. المحرك الكهربائي بدون فرش للطائرة بدون طيار ليس لديه أي تآكل تقريبًا.

الطيار الآلي - مع نظام القصور الذاتي (الشكل 3) - هو الأكثر عنصر مهمالسيطرة على الطائرات بدون طيار.

يزن الطيار الآلي 20-30 جرامًا فقط. لكن هذا منتج معقد للغاية. بالإضافة إلى المعالج القوي، يحتوي الطيار الآلي على العديد من أجهزة الاستشعار - جيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس تسارع (وأحيانًا مقياس مغناطيسي)، وجهاز استقبال GLO-NAS/GPS، ومستشعر الضغط، ومستشعر السرعة الجوية. باستخدام هذه الأجهزة، ستكون الطائرة بدون طيار قادرة على الطيران بشكل صارم في مسار معين.

أرز. 3. الطيار الآلي الصغير

تحتوي الطائرة بدون طيار على مودم راديوي ضروري لتنزيل مهمة الرحلة، ونقل بيانات القياس عن بعد حول الرحلة والموقع الحالي في موقع العمل إلى نظام التحكم الأرضي.

نظام التحكم الأرضي

(NSU) هو كمبيوتر لوحي أو كمبيوتر محمول مزود بمودم للاتصال بالطائرة بدون طيار. جزء مهم من NCS هو برنامج التخطيط لمهمة الطيران وعرض التقدم المحرز في تنفيذها.

كقاعدة عامة، يتم تجميع مهمة الرحلة تلقائيًا، وفقًا لـ كفاف معينكائن المنطقة أو النقاط العقدية لكائن خطي. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن تصميم مسارات الطيران بناءً على ارتفاع الرحلة المطلوب والدقة المطلوبة للصور الفوتوغرافية على الأرض. للحفاظ تلقائيًا على ارتفاع طيران معين، من الممكن مراعاة ذلك في مهمة الطيران نموذج رقميالمحليات في أشكال مشتركة.

أثناء الرحلة، يتم عرض موقع الطائرة بدون طيار وخطوط الصور الملتقطة على خلفية رسم الخرائط لشاشة NSU. أثناء الرحلة، يتمتع المشغل بفرصة إعادة توجيه الطائرة بدون طيار بسرعة إلى منطقة هبوط أخرى وحتى هبوط الطائرة بدون طيار بسرعة باستخدام الزر "الأحمر" لنظام التحكم الأرضي. بناءً على أمر من NCS، يمكن التخطيط لعمليات مساعدة أخرى، على سبيل المثال، إطلاق المظلة.

بالإضافة إلى توفير دعم الملاحة والطيران، يجب أن يتحكم الطيار الآلي في الكاميرا لالتقاط الصور في فاصل زمني محدد (بمجرد أن تقطع الطائرة بدون طيار المسافة المطلوبة من مركز التصوير السابق). إذا لم يتم الحفاظ على الفاصل الزمني للإطار المحسوب مسبقًا بشكل ثابت، فيجب عليك ضبط وقت استجابة الغالق بحيث يكون التداخل الطولي كافيًا حتى مع وجود رياح خلفية.

يجب أن يسجل الطيار الآلي إحداثيات مراكز التصوير لجهاز استقبال الأقمار الصناعية الجيوديسي GLONASS/GPS حتى يتمكن برنامج معالجة الصور التلقائي من بناء نموذج بسرعة وربطه بالتضاريس. تعتمد الدقة المطلوبة في تحديد إحداثيات مراكز التصوير على المواصفات الفنية لأداء أعمال التصوير الجوي.

يتم تركيب معدات التصوير الجوي على الطائرة بدون طيار حسب فئتها والغرض من استخدامها.

تم تجهيز الطائرات بدون طيار الصغيرة والصغيرة بأجهزة مدمجة الكاميرات الرقميةومجهزة بعدسات قابلة للتبديل مع ثابت البعد البؤري(بدون جهاز تكبير أو تكبير) بوزن 300-500 جرام. تُستخدم كاميرات SONY NEX-7 حاليًا مثل هذه الكاميرات.

مع مصفوفة 24.3 ميجابكسل ومصفوفة CANON600D 18.5 ميجابكسل وما شابه. يتم التحكم في الغالق ويتم إرسال الإشارة من الغالق إلى جهاز استقبال القمر الصناعي باستخدام موصلات كهربائية قياسية أو معدلة قليلاً للكاميرا.

تم تجهيز الطائرات بدون طيار خفيفة الوزن وقصيرة المدى بكاميرات SLR مع عنصر حساس كبير للضوء، على سبيل المثال CanonEOS5D (حجم المستشعر 36 × 24 مم)، NikonD800 (مصفوفة 36.8 ميجابكسل (حجم المستشعر 35.9 × 24 مم))، Pentax645D (مستشعر CCD 44 × 33 مم، مصفوفة 40 ميجابكسل) وما شابه ذلك بوزن 1.0-1.5 كجم.

أرز. 4. تخطيط الصور الجوية (المستطيلات الزرقاء مع التوقيعات الرقمية)

قدرات الطائرات بدون طيار

وفقًا لمتطلبات وثيقة "الأحكام الأساسية للتصوير الجوي التي يتم إجراؤها لإنشاء وتحديث الخرائط والخطط الطبوغرافية" GKINP-09-32-80، يجب على حامل معدات التصوير الجوي اتباع موقع تصميم مسارات التصوير الجوي بدقة شديدة، والحفاظ على مستوى معين (ارتفاع التصوير)، والتأكد من الامتثال لمتطلبات الحد الأقصى للانحرافات في زوايا توجيه الكاميرا - الإمالة، واللف، والميل. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن توفر معدات الملاحة الوقت الدقيق لتشغيل مصراع الصور وتحديد إحداثيات مراكز التصوير.

تمت الإشارة أعلاه إلى المعدات المدمجة في الطيار الآلي: مقياس ميكروباروميتر، ومستشعر السرعة الجوية، ونظام القصور الذاتي، ومعدات الملاحة عبر الأقمار الصناعية. بناءً على الاختبارات التي تم إجراؤها (على وجه الخصوص، Geoscan101 UAV)، تم تحديد الانحرافات التالية لمعلمات التصوير الفعلية عن تلك المحددة:

تتراوح انحرافات الطائرات بدون طيار عن محور الطريق بين 5 و10 أمتار؛

تتراوح انحرافات ارتفاع التصوير الفوتوغرافي بين 5 و10 أمتار؛

التقلب في تصوير ارتفاعات الصور المجاورة - لا أكثر

تتم معالجة "الخطوط المتعرجة" التي تظهر أثناء الرحلة (انعكاسات الصور في المستوى الأفقي). النظام الآليالمعالجة التصويرية دون عواقب سلبية ملحوظة.

تتيح لك معدات التصوير الفوتوغرافي المثبتة على طائرة بدون طيار الحصول على صور رقمية للمنطقة بدقة تزيد عن 3 سنتيمترات لكل بكسل. يتم تحديد استخدام العدسات الفوتوغرافية ذات التركيز القصير والمتوسط ​​والطويل حسب طبيعة المواد النهائية الناتجة: سواء كان ذلك نموذجًا بارزًا أو فسيفساء تقويمية. يتم إجراء جميع الحسابات بنفس الطريقة كما في التصوير الجوي "الكبير".

إن استخدام النظام الجيوديسي الفضائي GLO-NASS/GPS ثنائي التردد لتحديد إحداثيات مراكز الصور يسمح، في عملية المعالجة اللاحقة، بالحصول على إحداثيات مراكز التصوير بدقة أفضل من 5 سنتيمترات، واستخدام طريقة PPP (PrecisePointPositioning) يسمح بتحديد إحداثيات مراكز الصور دون استخدام محطات القاعدةأو على مسافة كبيرة منهم.

يمكن أن تكون المعالجة النهائية لمواد التصوير الجوي بمثابة معيار موضوعي لتقييم جودة العمل المنجز. To illustrate, we can consider data on assessing the accuracy of photogrammetric processing of aerial photography materials from a UAV, performed in the PhotoScan software (manufactured by Agisoſt, St. Petersburg) according to control points (Table 2).

أرقام النقطة	أخطاء على طول محاور الإحداثيات، م				القيمة المطلقة، بيكسل	التوقعات
(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2

تطبيق الطائرات بدون طيار

في العالم، ومؤخرًا في روسيا، تُستخدم المركبات الجوية بدون طيار في المسوحات الجيوديسية أثناء البناء، لوضع الخطط المساحية للمنشآت الصناعية، والبنية التحتية للنقل، والمستوطنات، والأكواخ الصيفية، في المسح لتحديد حجم أعمال المناجم والمقالب، مع الأخذ في الاعتبار حركة البضائع السائبة في المحاجر والموانئ ومصانع التعدين والمعالجة، لإنشاء خرائط وخطط ونماذج ثلاثية الأبعاد للمدن والشركات.

3. تسيبلييفا تي.بي.، موروزوفا أو.في. مراحل تطور الطائرات بدون طيار. م، "المعلومات المفتوحة والتقنيات الحاسوبية المتكاملة"، العدد 42، 2009.