Vehicule aeriene fără pilot atmosferice finalizate. UAV-uri ușoare cu rază medie de acțiune

Fără echipaj avioaneÎn zilele noastre, ele ne permit să rezolvăm o mare varietate de probleme, cum ar fi Timp liniștit, și pe câmpul de luptă. După războiul din Georgia, comanda armata rusă a atras atenția asupra personalului insuficient al trupelor UAV. De atunci, industria a primit un impuls suplimentar.

Tipuri de vehicule aeriene fără pilot

În mod convențional, dronele sunt de obicei împărțite în trei mari categorii:

• RPV - vehicule fără pilot pilotate de la distanță;
• UAV-uri automate;
• UAV-uri necontrolate.

• Greu - au un plafon de până la 20 km, pot petrece mai mult de 24 de ore în aer fără a alimenta;
• Mediu (numit uneori „midi”) - au o masă de până la 1000 kg, sunt capabili să petreacă 10-12 ore în aer și să se ridice la o înălțime de 9-10 km;
• Mini - 50 kg, poate petrece câteva ore în aer, plafonul este limitat la 3-5 km;
• Micro - până la 10 kg, aproximativ o oră în aer și nu se pot ridica peste un kilometru.

Tipurile de vehicule aeriene fără pilot sunt adesea un concept relativ relativ. Mai ales în zilele noastre tehnologie avansata. Adesea, pe piață apar UAV-uri care nu se încadrează în clasificarea obișnuită.

Vehicule fără pilot din Rusia

În anii 70-80 ai secolului trecut, URSS a fost printre liderii în producția de drone, au fost produse numai peste 900 de avioane Tu-134. Dar realitățile moderne sunt de așa natură încât suntem nevoiți să ne bazăm pe evoluțiile companiilor străine în producția de UAV-uri. Dar chiar și luând în considerare partenerii străini, vehiculele rusești fără pilot sunt reprezentate în principal de UAV-uri de recunoaștere. Puterea principală de lovitură aviația rusă este încă încredințată piloților ruși.

Vehiculele aeriene civile fără pilot sunt utilizate pe scară largă în Rusia. Este greu de enumerat toate zonele pentru care dispozitivul unui UAV nu ar fi un adevărat panaceu pentru multe boli. Printre principalele avantaje ale utilizării dronelor se numără costul redus al acestora, costurile relativ mici de combustibil și de întreținere. Patrularea pescuitului sau a pădurilor cu avioane cu pilot va costa mult mai mult. Și în cazul unor situații anormale sau de urgență, pierderea unui UAV nu reprezintă o amenințare pentru viața umană. Dronele sunt folosite pentru recunoașterea răspândirii incendiilor forestiere, pentru securitate și patrulare.

UAV-urile de atac au apărut pentru prima dată în 1950, în SUA. Elicopterele fără pilot puteau, la comandă, să meargă în zona în care ar fi trebuit să fie amplasat submarinul și să arunce o torpilă antisubmarină cu sistem de orientare. Experimentul a fost considerat de succes, iar drona a fost în serviciu cu Marina SUA până în 1970. Cele mai populare UAV-uri sunt acum în serviciu cu armata americană și sunt utilizate activ în conflicte armate. Acestea sunt modele de vehicule aeriene fără pilot de tip elicopter MQ-1 Predator și MQ-9 Reaper.

Vehiculele fără pilot din Rusia sunt acum dezvoltate în mod activ la Sukhoi Design Bureau.

Vehicule aeriene fără pilot de tip elicopter

ÎN acest moment Vehiculele aeriene fără pilot din Rusia sunt reprezentate în principal de UAV-uri de tip aeronave. Cu toate acestea, din cauza problemelor evidente cu utilizarea aeronavelor în absența site-urilor pregătite, necesitatea creării unui dispozitiv UAV de tip elicopter a fost de mult întârziată.

Elicopterele sunt capabile să decoleze și să aterizeze vertical și să planeze peste un anumit punct. Acest lucru este important pentru multe aplicații UAV. În prezent, vehiculele aeriene fără pilot de tip elicopter sunt dezvoltate de doar câteva companii din lume.

Am fost printre primii care au apreciat avantajele UAV-urilor de tip elicopter și de la noi puteți achiziționa următoarele modele de elicoptere fără pilot:

Dispozitiv UAV

Dronele de tip avion și elicopter sunt extrem de utile în viața civilă și în timpul operațiunilor militare. Prin eliminarea necesității de a transporta un pilot, UAV-urile pot elibera volume semnificative pentru transportul de mărfuri, muniție sau pur și simplu pot reduce dimensiunea și greutatea acestora. Acest lucru îi face pur și simplu indispensabili în recunoaștere.

Au și un punct slab. Spre deosebire de aeronavele cu pilot și elicopterele, UAV-urile sunt complet dependente de canalele de comunicație. Teoretic, este posibil să oferiți unei drone inamice date greșite, dar este și mai ușor să înfundați pur și simplu canalul de comunicație cu interferențe. De aceea, mulți experți militari sunt foarte sceptici cu privire la utilizarea UAV-urilor de atac în lupta împotriva oponenților tehnici superb echipați. În scopuri civile, dronele sunt adesea doar soluția perfectă.

Compania Technocom Group vinde echipamente pentru vehicule aeriene fără pilot și UAV-uri în sine. Avem o vastă experiență de lucru în Rusia și toate produsele sunt certificate și testate corespunzător.

Avioane (drone cu aripă fixă)

Avantaje

Viteză mare de zbor

Raza mare de zbor

Defecte

Lansare dintr-o catapultă

Aterizare cu parașuta sau de pe pistă

Sunt necesare abilități de pilotaj

Multicoptere

Copterele diferă în ceea ce privește numărul de elice - pot fi 2, 3, 4, 6, 8 sau mai multe. Cele mai populare pentru 2015-2017 sunt quadcopterele cu 4 elice, dar există și, de regulă, mai multe hexa- și octacoptere de ridicare.

O altă posibilă diferență opțională de proiectare între multicoptere este pliabilitatea structurii. Există mai multe modele diferite de aeronave care se pliază ușor pentru o portabilitate ușoară și sunt la fel de ușor de pregătit pentru utilizare. Exemple de astfel de dispozitive: AheadX Transdrone A4, China; Ascent AeroSystems Sprite; Snap, Vantage Robotics și PowerEgg, PowerVision Robot, China.

Direcția multicopterelor de curse se răspândește. Record pentru 2017.07 - 262,3 km/h

Avantaje

Nu necesită catapultă sau pistă pentru decolare

Eficiență energetică - mai bună decât un copter datorită utilizării unei elice cu diametru mai mare

Capacitatea de a pluti la un anumit punct

Nu necesită parașută sau pistă pentru aterizare

Defecte

Timp de zbor scurt

Viteză scăzută de zbor

Pilotaj relativ dificil

O dronă care decolează „ca un elicopter” datorită motoarelor cu elice instalate într-un plan orizontal, iar apoi se mișcă „ca un avion” datorită unei elice care împinge sau trage instalate într-un plan vertical.

Companiile care conduc dezvoltarea așa-numitelor drone logistice, de exemplu, Airbus și Local Motors, sunt interesate de această schemă.

Până de curând, când era necesară o dronă cu o capacitate relativ mare de încărcare utilă, se alegea între UAV-uri de tip elicopter și unele modele de aeronave. În anii zece ai secolului 21, au început să apară modele cu mai multe rotoare cu caracteristici comparabile. Unele dintre vehicule sunt vehicule militare, deseori tiltrotoare. Există și modele civile.

O dronă care aterizează și decolează „ca un elicopter”, datorită rotației motoarelor sale, iar în zbor se mișcă ca un avion susținut de o aripă fixă. Corpul dronei rămâne orizontal. Alternativ, motoarele pot rămâne, de asemenea, într-o poziție fixă, iar direcția de tracțiune este determinată de deformarea jaluzelelor.

Avantaje

Capacitate de decolare asemănătoare unui elicopter (nu necesită catapultă sau pistă)

capacitatea de a zbura ca un avion

ușurință în utilizare

Caracteristici de design

Motoarele UAV se rotesc într-un plan vertical sau jaluzele care deviază fluxul de aer în direcția dorită. Există utilizarea canardelor - ventilatoare electrice cu conducte combinate în blocuri. Întorcând astfel de canard, drona poate decola vertical și apoi se poate mișca „ca un avion”. Canardele din coadă acționează și ca cârme.

Dronă de lovitură LightingStrike dezvoltată de DARPA, Aurora Flight Sciences. Este planificat un motor cu turbină cu gaz de 3 MW (4 mii CP), 24 de ventilatoare de conducte - 9 în fiecare aripă rotativă și 3 în canardele rotative de arc. 4,5 tone. Vitezele planificate sunt de 740 km/h, sarcina utilă este de aproximativ 1,8 tone. Termenul de construcție estimat este 2018. 22.04.2016. 1:5.

FireFLY6 PRO, BirdsEyeView Aerobotics, SUA. Raza de actiune pana la 36 km. Platforma poate transporta diverse sarcini utile. Greutatea dronei este de aproximativ 4 kg. Zbor continuu - până la 40 de minute cu o singură încărcare a bateriei. Viteza este de aproximativ 15-18 m/s. Anunțat în septembrie 2016.

Acesta este un UAV fără motor sau cu motor, a cărui putere este insuficientă pentru a asigura menținerea constantă a vehiculului în aer, dar este suficientă pentru a regla cursul UAV pentru a asigura aterizarea acestuia într-un punct cu date date. coordonate sau, de exemplu, o ședere prelungită a vehiculului în aer folosind curente ascendente . Este posibil să nu aibă motor, dar folosesc, de exemplu, cârme și ascensoare controlate de un procesor de bord pentru a atinge obiectivele descrise mai sus.

De regulă, acestea sunt destinate recunoașterii. Informațiile colectate sunt transmise prin radio către centrul de control printr-o aeronavă de escortă sau dronă sau prin satelit.

Exemple: Cicada, TACAD, Pouncer

O dronă cu decolare verticală care, odată ajunsă în aer, se rotește orizontal și zboară ca o dronă de tip avion. Pentru a ateriza, o astfel de dronă revine într-o poziție verticală și aterizează pe „coste” speciale care se extind de la aripi și coadă, care îi servesc drept suport. Acest design se distinge de rotoarele basculante prin absența elementelor rotative.

Avantaje

abilitate decolare verticală ca un elicopter (nu necesită catapultă sau pistă)

capacitatea de a zbura ca un avion folosind o aripă fixă

capacitatea de a pluti la un anumit punct

Eficiența energetică este mai mare decât cea a unui quadcopter

ușurință în utilizare

Caracteristici de design

pentru a schimba modul de la „decolare-aterizare” la „zbor”, UAV este rotit într-un plan vertical

Drone cu design atipic, nu produse în serie, concepte de drone neobișnuite. Acestea sunt, de exemplu: dronele care aterizează pe apă; drone cu capacitatea de a se scufunda sub apă și de a decola de sub apă; drone cu capacitatea de a ateriza pe o suprafață verticală, capabile să se atașeze de ea și să se urce pe ea; și așa mai departe. Acestea includ și monocoptere - coptere cu o singură elice. Și, de asemenea, UAV-uri cu pene artificiale, permițându-le să manevreze într-un mod similar cu păsările.

Ideea acestui design este de a elimina cea mai grea parte din dronă - bateria. În acest caz, drona este conectată la o sursă de alimentare la sol - o sursă de alimentare conectată la o rețea de curent industrial sau la o baterie puternică. După care un astfel de indicator precum timpul de zbor continuu devine foarte mare - ore, zile, săptămâni? Desigur, o astfel de dronă, de regulă, nu zboară înainte și înapoi, ci rămâne pe loc, deasupra punctului în care duce cablul său de alimentare. Astfel de sisteme pot fi utilizate în două scopuri principale - asigurarea supravegherii folosind o cameră video de bord (camere) cu capacitatea de a vizualiza până la 360 de grade. Sau o dronă poate servi drept antenă, ceea ce va permite efectuarea unei sesiuni de comunicare chiar și în situațiile în care acest lucru nu ar fi posibil de la sol din cauza curburii suprafeței planetei noastre.
Exemple: PARC, CyPhy, SUA; Tether Eye, AeroVironment, SUA; Z18 UF, Drone Volt, Franța - lista este departe de a fi completă.

O serie de drone existente sunt proiectate să se plieze pentru o portabilitate ușoară. Înainte de utilizare, astfel de dispozitive sunt așezate în pregătire pentru lansare. De regulă, acest lucru nu necesită utilizarea unor abilități sau instrumente speciale.

Exemple: Agras, DJI, China; AheadX Transdrone A4, China; Ascent AeroSystems Sprite; Mavic PRO, DJI, China; Pocket Drone, Odyssey Toys, SUA; PowerEgg, Robot PowerVision, China; Rotem, IAI, Israel; Snap, Vantage Robotics; S6, Wingsland, China; Yuneec Typhoon H și alții.

Exemple: Pocket Drone, Odyssey Toys; RoboBee, Universitatea Harvard, SUA; Skeye Nano Drone, Skeeter.

Drone modulare

Drone care pot fi asamblate în diverse configurații în funcție de sarcina din module unificate.

07.01.2017. Originalitatea ideii este că UAV-ul este format din module quadcopter unificate, numărul lor în UAV este determinat de încărcătura care trebuie transportată. După livrare, UAV-ul poate fi reconfigurat și din nou dezasamblat în module individuale de quadcopter.

Efectuarea lucrărilor de dezvoltare a vehiculelor aeriene fără pilot (UAV) este considerată unul dintre cele mai promițătoare cursuri în dezvoltarea aviației de luptă actuale. Utilizarea dronelor sau a dronelor a dus deja la schimbări importante în tactica și strategia conflictelor militare. Mai mult, se crede că în viitorul foarte apropiat importanța lor va crește semnificativ. Unii experți militari consideră că dezvoltarea pozitivă a dronelor este cea mai mare realizare importantă industria aeronautică a ultimului deceniu.

Cu toate acestea, dronele sunt folosite nu numai în scopuri militare. Astăzi ei sunt implicați activ în „economia națională”. Cu ajutorul lor, se realizează fotografii aeriene, patrulare, sondaje geodezice, monitorizarea unei game largi de obiecte, iar unele chiar livrează achizițiile acasă. Cu toate acestea, cel mai mult evoluții promițătoare Astăzi sunt realizate noi drone pentru nevoi militare.

Multe probleme sunt rezolvate cu ajutorul UAV-urilor. În principal, aceasta este activitate de informații. Cele mai multe drone moderne au fost create special pentru acest scop. ÎN anul trecut apar tot mai multe tobe vehicule fără pilot. Dronele Kamikaze pot fi identificate ca o categorie separată. UAV-urile pot conduce război electronic, pot fi repetoare de semnal radio, observatori de artilerie și ținte aeriene.

Pentru prima dată, încercările de a crea avioane care nu erau controlate de oameni au fost făcute imediat odată cu apariția primelor avioane. Cu toate acestea, implementarea lor practică a avut loc abia în anii 70 ai secolului trecut. După care a început un adevărat „boom de drone”. Avioanele controlate de la distanță nu au fost realizate de ceva timp, dar astăzi sunt produse din abundență.

Așa cum se întâmplă adesea, companiile americane ocupă o poziție de lider în crearea de drone. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece finanțarea de la bugetul american pentru crearea de drone a fost pur și simplu astronomică după standardele noastre. Așadar, în anii 90, trei miliarde de dolari au fost cheltuiți pe proiecte similare, în timp ce numai în 2003 au cheltuit mai mult de un miliard.

În prezent, se lucrează la crearea celor mai noi drone cu durată de zbor mai lungă. Dispozitivele în sine trebuie să fie mai grele și să rezolve problemele în medii dificile. Dronele sunt dezvoltate pentru a combate rachetele balistice, luptătorii fără pilot și microdronele capabile să opereze în grupuri mari (roiuri).

Lucrările privind dezvoltarea dronelor sunt în desfășurare în multe țări din întreaga lume. Peste o mie de companii sunt implicate în această industrie, dar cele mai promițătoare evoluții merg direct către armată.

Drones: avantaje și dezavantaje

Avantajele vehiculelor aeriene fără pilot sunt:

• O reducere semnificativă a dimensiunii în comparație cu aeronavele convenționale, ceea ce duce la o reducere a costurilor și o creștere a capacității de supraviețuire a acestora;
• Potențialul de a crea UAV-uri mici care ar putea îndeplini o mare varietate de sarcini în zonele de luptă;
• Capacitatea de a efectua recunoașteri și transmite informații în timp real;
• Nu există restricții de utilizare în situații de luptă extrem de dificile asociate cu riscul pierderii acestora. În timpul operațiunilor critice, mai multe drone pot fi sacrificate cu ușurință;
• Reducerea (cu mai mult de un ordin de mărime) a operațiunilor de zbor pe timp de pace, care ar fi cerută de aeronavele tradiționale, pregătind echipajul de zbor;
• Disponibilitatea unei pregătiri și mobilitate ridicate pentru luptă;
• Potențial pentru crearea de sisteme de drone mobile mici, necomplicate pentru forțele non-aviație.

Dezavantajele UAV-urilor includ:

• Flexibilitate insuficientă de utilizare în comparație cu aeronavele tradiționale;
• Dificultăți în rezolvarea problemelor de comunicare, aterizare și salvare a vehiculelor;
• În ceea ce privește fiabilitatea, dronele sunt încă inferioare aeronavelor convenționale;
• Limitarea zborurilor cu drone în timp de pace.

O mică istorie a vehiculelor aeriene fără pilot (UAV)

Prima aeronavă telecomandată a fost Fairy Queen, construită în 1933 în Marea Britanie. Era un avion țintă pentru avioanele de luptă și tunurile antiaeriene.

Și prima dronă de producție care a participat la un adevărat război a fost racheta V-1. Această „arma miracolă” germană a bombardat Marea Britanie. În total, au fost produse până la 25.000 de unități de astfel de echipamente. V-1 avea un motor cu reacție cu impulsuri și un pilot automat cu date despre rută.

După război, au lucrat la sisteme de recunoaștere fără pilot în URSS și SUA. Dronele sovietice erau avioane spion. Cu ajutorul lor, au fost realizate fotografii aeriene, recunoaștere electronică și releu.

Israelul a făcut multe pentru a dezvolta drone. Din 1978 au avut prima lor dronă, IAI Scout. În timpul războiului din Liban din 1982, armata israeliană, folosind drone, a distrus complet sistemul de apărare aeriană siriană. Drept urmare, Siria a pierdut aproape 20 de baterii de apărare aeriană și aproape 90 de avioane. Acest lucru a afectat atitudinea științei militare față de UAV-uri.

Americanii au folosit UAV-uri în Furtuna în Deșert și campania iugoslavă. În anii 90, au devenit lideri în dezvoltarea dronelor. Deci, din 2012, au avut aproape 8 mii de UAV-uri cu o mare varietate de modificări. Acestea erau în principal drone de recunoaștere a armatei mici, dar existau și UAV-uri de atac.

Primul dintre ei, în 2002, l-a eliminat pe unul dintre șefii al-Qaeda cu o lovitură de rachetă asupra unei mașini. De atunci, utilizarea UAV-urilor pentru a elimina forțele militare inamice sau unitățile sale a devenit obișnuită.

Tipuri de drone

În prezent, există o mulțime de drone care diferă ca dimensiune, aspect, rază de zbor și funcționalitate. UAV-urile diferă prin metodele de control și autonomie.

Ei pot fi:

• Incontrolabil;
• Controlat de la distanță;
• Automat.

În funcție de dimensiunile lor, dronele sunt:

• Microdrone (până la 10 kg);
• Minidrone (până la 50 kg);
• Mididrons (până la 1 tonă);
• Drone grele (cu o greutate mai mare de o tonă).

Microdronele pot sta în aer până la o oră, minidronele - de la trei până la cinci ore, iar middronele - până la cincisprezece ore. Dronele grele pot rămâne în aer mai mult de douăzeci și patru de ore în timp ce efectuează zboruri intercontinentale.

Revizuirea vehiculelor aeriene fără pilot străine

Principala tendință în dezvoltarea dronelor moderne este reducerea dimensiunii acestora. Un astfel de exemplu ar fi unul dintre dronele norvegiene de la Prox Dynamics. Drona cu elicopter are o lungime de 100 mm și o greutate de 120 g, o rază de acțiune de până la un km și o durată de zbor de până la 25 de minute. Are trei camere video.

Aceste drone au început să fie produse comercial în 2012. Astfel, armata britanică a achiziționat 160 de seturi de PD-100 Black Hornet în valoare de 31 de milioane de dolari pentru a desfășura operațiuni speciale în Afganistan.

Microdronele sunt dezvoltate și în Statele Unite. Ei lucrează la un program special, Soldier Borne Sensors, care vizează dezvoltarea și desfășurarea dronelor de recunoaștere cu potențialul de a extrage informații pentru plutoane sau companii. Există informații despre planurile conducerii armatei americane de a furniza drone individuale tuturor soldaților.

Astăzi, RQ-11 Raven este considerată cea mai grea dronă din armata SUA. Are o masă de 1,7 kg, o anvergură a aripilor de 1,5 m și un zbor de până la 5 km. Cu un motor electric, drona atinge viteze de până la 95 km/h și rămâne în zbor până la o oră.

Are o camera video digitala cu vedere pe timp de noapte. Lansarea se face manual și nu este necesară nicio platformă specială pentru aterizare. Dispozitivele pot zbura pe rute specificate în mod automat, semnalele GPS le pot servi drept repere sau pot fi controlate de operatori. Aceste drone sunt în serviciu în mai mult de o duzină de țări.

UAV-ul greu al armatei SUA este RQ-7 Shadow, care efectuează recunoașteri la nivel de brigadă. A intrat în producție de serie în 2004 și are o coadă cu două aripioare cu o elice de împingere și mai multe modificări. Aceste drone sunt echipate cu camere video convenționale sau în infraroșu, radare, iluminare a țintei, telemetru laser și camere multispectrale. Bombele ghidate de cinci kilograme sunt suspendate de dispozitive.

RQ-5 Hunter este o dronă de jumătate de tonă de dimensiuni medii dezvoltată în comun de SUA și Israel. Arsenalul său include o cameră de televiziune, o cameră termică de a treia generație, telemetru laserși alte echipamente. Este lansat de pe o platformă specială folosind un accelerator de rachetă. Zona sa de zbor se află într-un interval de până la 270 km, în decurs de 12 ore. Unele modificări ale Hunters au pandantive pentru bombe mici.

MQ-1 Predator este cel mai faimos UAV american. Aceasta este o „reîncarnare” a unei drone de recunoaștere într-o dronă de atac, care are mai multe modificări. Predatorul efectuează recunoașteri și efectuează lovituri de precizie la sol. Are o greutate maximă la decolare de peste o tonă, o stație radar, mai multe camere video (inclusiv un sistem IR), alte echipamente și mai multe modificări.

În 2001, pentru aceasta a fost creată o rachetă de înaltă precizie ghidată cu laser Hellfire-C, care a fost folosită în Afganistan în anul următor. Complexul are patru drone, o stație de control și un terminal de comunicații prin satelit și costă peste patru milioane de dolari. Cea mai avansată modificare este MQ-1C Grey Eagle cu o anvergură mai mare a aripilor și un motor mai avansat.

MQ-9 Reaper este următorul UAV american de atac, care are mai multe modificări și este cunoscut din 2007. Are o durată de zbor mai lungă, bombe aeriene controlate și electronice radio mai avansate. MQ-9 Reaper a avut rezultate admirabile în campaniile din Irak și Afganistan. Avantajul său față de F-16 este prețul de achiziție și operare mai mic, durata de zbor mai lungă fără riscuri pentru viața pilotului.

1998 - primul zbor al strategic american aeronave de recunoaștere fără pilot RQ-4 Global Hawk. În prezent, acesta este cel mai mare UAV cu o greutate la decolare de peste 14 tone, cu o sarcină utilă de 1,3 tone. Poate rămâne în spațiul aerian timp de 36 de ore, acoperind 22 de mii de km. Se presupune că aceste drone vor înlocui aeronavele de recunoaștere U-2S.

Revizuirea UAV-urilor rusești

Ce este la dispoziția armatei ruse în aceste zile și care sunt perspectivele pentru UAV-urile rusești în viitorul apropiat?

"Bee-1T"- Dronă sovietică, a zburat pentru prima dată în 1990. A fost observator de incendiu pentru sisteme foc de salvă. Avea o masă de 138 kg și o autonomie de până la 60 km. A decolat dintr-o instalație specială cu o rachetă și a aterizat cu parașuta. Folosit în Cecenia, dar învechit.

"Dozor-85"- dronă de recunoaștere pentru serviciul de frontieră cu masa de 85 kg, timp de zbor până la 8 ore. UAV-ul de recunoaștere și atac Skat a fost un vehicul promițător, dar lucrările au fost suspendate deocamdată.

UAV „Forpost” este o copie licențiată a lui Israeli Searcher 2. A fost dezvoltat în anii 90. „Forpost” are o greutate la decolare de până la 400 kg, o rază de zbor de până la 250 km, navigație prin satelit și camere de televiziune.

În 2007, a fost adoptată o dronă de recunoaștere "Tipchak", cu o greutate de lansare de 50 kg și o durată de zbor de până la două ore. Are o cameră obișnuită și cu infraroșu. „Dozor-600” este un dispozitiv multifuncțional dezvoltat de Transas, care a fost prezentat la expoziția MAKS-2009. Este considerat un analog al Predatorului american.

UAV-uri „Orlan-3M” și „Orlan-10”. Au fost dezvoltate pentru operațiuni de recunoaștere, căutare și salvare și desemnarea țintelor. Dronele sunt extrem de asemănătoare în ceea ce privește aspect. Cu toate acestea, ele diferă ușor în ceea ce privește greutatea la decolare și raza de zbor. Ei decolează folosind o catapultă și aterizează cu parașuta.

Dronele au devenit din ce în ce mai frecvente în ultimii ani. Încep să fie folosite peste tot: în aer, pe apă și pe uscat. Oamenii de știință din întreaga lume au mari speranțe în dispozitivele fără pilot și se așteaptă ca în viitor să nu existe o singură zonă în care acestea să nu fie folosite. Astăzi, aceste dispozitive sunt unul dintre cele mai multe direcții promițătoareîn dezvoltarea tehnologiilor militare. Utilizarea lor a dus deja la o schimbare semnificativă a tacticii de luptă.

Se preconizează că vor avea loc schimbări semnificative în sectorul civil. Până în 2025, piața globală a tehnologiei dronelor va crește de câteva sute de ori, înlocuind multe procese operaționale existente. Costul dispozitivelor scade treptat, iar odată cu introducerea lor în producția pe scară largă, acestea vor costa destul de puțin, ceea ce va duce la utilizarea lor pe scară largă.

feluri

ÎNaer . UAV-urile sunt din ce în ce mai folosite, deoarece este mult mai ușor să controlați o dronă aeriană, deoarece practic nu există obstacole în aer. Acestea sunt o varietate de roboți militari zburători, drone pentru filmări foto și video, dispozitive de divertisment, dirijabile, inclusiv unități care livrează mărfuri și colete.

UAV după scop:

• Comercial sau civil . Sunt concepute pentru transportul de mărfuri, construcții, câmpuri de fertilizare, cercetare științifică etc.

• Consumator . În cele mai multe cazuri, sunt folosite pentru divertisment, de exemplu, pentru curse, filmări video la altitudine mare și așa mai departe.

• Luptă. Au un design complex și sunt folosite în scopuri militare.

Prin proiectare, dronele aeriene pot fi de următoarele tipuri:

• Drone cu aripi fixe . Avantajele lor includ o rază de acțiune mai mare și o viteză de zbor mai mare.
• Multicoptere . Pot avea un număr diferit de elice: de la 2 la 8. Elicele unor modele pot fi pliate.
• Drones tip elicopter.
• Convertiplane . Particularitatea unor astfel de modele este că decolează „ca un elicopter”, iar în zbor se mișcă ca un avion, bazându-se pe aripile lor.
• Planare sau planoare . Aceste dispozitive pot fi motorizate sau fără motor. În cele mai multe cazuri, acestea sunt utilizate pentru operațiuni de recunoaștere.
• Tailssitters . Pentru a schimba modul de zbor, UAV-ul își rotește structura într-un plan vertical.
• Exotic . Aceste dispozitive au un design atipic, de exemplu, dispozitive care pot ateriza pe apă, decolează de pe ea și se scufundă în ea. Ele pot fi, de asemenea, dispozitive care aterizează pe o suprafață verticală și pot urca de-a lungul ei.
• Drone legate . Particularitatea lor este că energia este furnizată unei astfel de drone printr-un fir.
• Miniatură .
• Modular .

Drone la sol . Designul lor este creat ținând cont de prezența a numeroase obstacole și obiecte care pot fi sub roți. De asemenea, este necesar să se țină cont de tipul de sol. În acest caz, evoluțiile militare au perspective mari.

Pe suprafețele netede situația este oarecum diferită. Multe companii care dezvoltă sectorul auto civil lucrează în această direcție. Legile actuale limitează introducerea unor astfel de dispozitive. Dar astăzi există deja anumite progrese care vor face posibilă introducerea acestor mașini în următorii ani.

Drones de apă. Acestea sunt cisterne, submarine, pești roboti și așa mai departe. Inventatorii îmbunătățesc în mod constant dispozitivele, creând roboti de apă, meduze și pești.

Drone spațiale. Particularitatea lor este că sunt dispozitive incredibil de complexe și precise, care nu tolerează erori. Pentru producția lor sunt alocate sume uriașe de bani, dar în cea mai mare parte sunt create copii unice.

Dispozitiv

Dispozitivele aeriene fără pilot constau în cele mai multe cazuri din următoarele elemente de bază:

• Dispozitiv pentru reglarea vitezei șurubului.
• Elice.
• Motor.
• Controlor de zbor.
• Cadru.

Baza mașinii zburătoare este cadrul. Pe aceasta sunt instalate toate elementele. În cele mai multe cazuri, este fabricat din polimeri și diferite aliaje metalice. Controlorul de zbor controlează drona. Acesta primește semnale de la panoul de control. Controlerul include un procesor, un barometru, care determină altitudinea, un accelerometru, un giroscop, un navigator GPS, un dispozitiv de memorie cu acces aleatoriu și un dispozitiv de recepție a semnalului.

Motoarele, guvernatoarele și elicele sunt responsabile pentru zborul dronei. Cu ajutorul regulatorului, viteza vehiculului zburător este setată. Bateria este sursa de energie pentru motor, precum și pentru alte elemente ale dronei. Dronele comerciale și de consum sunt controlate cu ajutorul unei telecomenzi. Unitățile militare sunt controlate atât folosind telecomandă, cât și sisteme prin satelit.

Designul dronelor de la sol este oarecum diferit de cele zburătoare. Majoritatea dezvoltatorilor folosesc existente vehicule, care integrează comenzi, camere, senzori și senzori. În funcție de gradul de automatizare, acestea pot fi dispozitive sau unități complet autonome care sunt controlate parțial sau complet de o persoană, dar la distanță. Dronele militare terestre pot fi în miniatură sub formă de viermi și șerpi și uriașe sub formă de tancuri, curățători de mine, vehicule de aterizare și vehicule de infanterie.

Proiectarea vehiculelor civile se realizează luând în considerare următoarele elemente:

• Senzori laser, sunet, infraroșu și alți senzori.
• Navigație care conectează carduri electronice si sistem GPS.
• Server cu baterii si software.
• Comenzi automate, care includ sistemul de control al motorului, controlul volanului și sistemul de frânare.
• Transmitere.
• O rețea wireless prin care poate avea loc controlul, programele, hărțile și alte date pot fi descărcate.

Principiul de funcționare

Dronele comerciale și de consum sunt în majoritatea cazurilor controlate cu ajutorul unei telecomenzi. Cu toate acestea, pot exista și dispozitive complet automate. Telecomanda telecomandă trimite semnale către controler.

Controlerul procesează semnalele primite și apoi trimite comenzi către diferite elemente ale dronei. De exemplu, o creștere a semnalului de viteză face ca elicea să se rotească mai repede, ceea ce duce la o creștere a vitezei și a mișcării dronei.

Vehiculele terestre complet automatizate nu dispun de controalele tipice întâlnite la mașinile standard. Nu există pedale sau volan. Pasagerul trebuie doar să activeze, adică să indice destinația în care trebuie să meargă sau să dezactiveze sistemul.

Mașinile care se conduc singure au de obicei o varietate de senzori care le ajută să navigheze în spațiu. Baza lor, de exemplu, poate fi un telemetru cu 64 de fascicule, care este instalat pe acoperișul mașinii. Folosind acest dispozitiv, este generată o hartă detaliată a spațiului din jurul mașinii. Mașina combină apoi informațiile primite cu hărți de înaltă precizie și le procesează.

Drept urmare, se poate deplasa evitând orice obstacole care apar. Există, de asemenea, alți senzori și dispozitive pe mașină, inclusiv radare de bara de protecție, camere de vedere față și spate, contoare inerțiale și senzori pentru roți care vă permit să determinați poziția și să urmăriți mișcarea mașinii.

Aplicație

• Cele civile sunt folosite în industrie, agricultură, operațiuni de securitate și logistică.
• Sistemele care folosesc drone și software special pot supraveghea în mod autonom terenul necesar, creând hărți bidimensionale sau tridimensionale. În plus, aceștia pot primi date vizuale care îi vor ajuta pe constructori și arhitecți să ia deciziile corecte în construcții, alimentare cu energie electrică și așa mai departe.
• Taxi și taxi aerian fără șofer. O persoană trebuie doar să cheme un taxi pe gadgetul său pentru ca acesta să vină la el și să-l ducă la locația dorită. În acest moment, astfel de posibilități sunt doar în curs de testare, dar în viitor acesta va fi modul în care majoritatea cetățenilor își vor desfășura treburile.
• Vehiculele fără pilot deschid oportunități enorme pentru armată. Nu mai este nevoie să riscați viețile oamenilor pentru a finaliza sarcina. Echipament militar poate fi operat de un operator aflat la mii de mile distanță. Tancurile și avioanele pot deveni chiar complet automatizate. Va fi suficient să încărcați programul în ele pentru ca ei să finalizeze sarcina. Deja astăzi există drone care pot trage rachete și arunca bombe.

Armata creează și dispozitive mai mici sub formă de insecte, viermi și șerpi. Ele pot fi folosite neobservate pentru recunoaștere și chiar distrugerea țintelor. De exemplu, o dronă sub forma unei viespi poate ataca un inamic, străpungându-l cu înțepătura sa și eliberând o otravă mortală.

• Vehiculele fără pilot pot fi folosite pentru a livra mărfuri, pizza, corespondență sau medicamente.
• UAV-urile ajută la lupta împotriva braconierii, la detectarea incendiilor și a gropilor de gunoi, la plantarea pădurilor, la inspectarea poienilor și la ținerea evidenței animalelor din turmă.

În ultimii ani, au apărut un număr mare de publicații despre utilizarea vehiculelor aeriene fără pilot (UAV) sau a sistemelor de aeronave fără pilot (UAS) pentru rezolvarea problemelor topografice. Acest interes se datorează în mare măsură ușurinței lor de operare, eficienței, costului relativ scăzut, eficienței etc. Calitățile enumerate și disponibilitatea unui software eficient pentru prelucrarea automată a materialelor de fotografie aeriană (inclusiv selecția punctelor necesare) deschid posibilitatea utilizării pe scară largă a software-ului mijloace tehnice aeronave fără pilot în practica ingineriei și studiilor geodezice.

În acest număr, cu o trecere în revistă a mijloacelor tehnice ale aeronavelor fără pilot, deschidem o serie de publicații despre capacitățile UAV-urilor și experiența de utilizare a acestora în lucrul pe teren și la birou.

D.P. INOZEMTSEV, manager de proiect, PLAZ LLC, Saint Petersburg

AERONAVE FĂRĂ PILOT: TEORIE ȘI PRACTICĂ

Partea 1. Revizuirea mijloacelor tehnice

REFERINȚĂ ISTORICĂ

Vehiculele aeriene fără pilot au apărut în legătură cu necesitatea de a rezolva în mod eficient problemele militare - recunoaștere tactică, livrarea armelor militare (bombe, torpile etc.) la destinație, controlul luptei etc. Și nu întâmplător este considerată prima utilizare a acestora. să fie livrarea de bombe de către trupele austriece la o Veneție asediată cu ajutor baloaneîn 1849. Un impuls puternic pentru dezvoltarea UAV-urilor a fost apariția telegrafelor radio și a aviației, ceea ce a făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a autonomiei și controlabilității acestora.

Astfel, în 1898, Nikola Tesla a dezvoltat și demonstrat o navă miniaturală radiocontrolată, iar deja în 1910, inginerul militar american Charles Kettering a propus, construit și testat mai multe modele de vehicule aeriene fără pilot. În 1933, primul UAV a fost dezvoltat în Marea Britanie.

reutilizabil, iar ținta controlată radio creată pe baza sa a fost folosită în Marina Regală a Marii Britanii până în 1943.

Cercetările oamenilor de știință germani care au dat lumii în anii 1940 au fost cu câteva decenii înaintea timpului său. motor turboreactorȘi rachetă de croazieră„V-1” ca primul vehicul aerian fără pilot folosit în operațiuni reale de luptă.

În URSS, în anii 1930-1940, designerul de aeronave Nikitin a dezvoltat un avion-torpiloare-planor de tip „aripă zburătoare”, iar la începutul anilor 40, a fost un proiect pentru o torpilă zburătoare fără pilot cu o rază de zbor de 100 de kilometri și mai mult. pregătit, dar aceste dezvoltări nu s-au transformat în proiecte reale.

După sfârșitul Marelui Războiul Patriotic interesul pentru UAV a crescut semnificativ și, începând cu anii 1960, s-a remarcat utilizarea pe scară largă a acestora pentru a rezolva probleme non-militare.

În general, istoria UAV-urilor poate fi împărțită în patru etape de timp:

1.1849 - începutul secolului XX - încercări și experimente experimentale de a crea UAV, formare fundamente teoretice aerodinamică, teoria zborului și calculele aeronavei în lucrările oamenilor de știință.

2. Începutul secolului XX - 1945 - dezvoltarea UAV-urilor militare (avioane cu proiectile cu rază scurtă de acțiune și durată de zbor).

3.1945–1960 - o perioadă de extindere a clasificării UAV-urilor după scop și crearea lor în primul rând pentru operațiuni de recunoaștere.

4.1960 - astăzi - extinderea clasificării și îmbunătățirii UAV-urilor, începutul utilizării în masă pentru rezolvarea problemelor non-militare.

CLASIFICARE UAV

Este bine cunoscut faptul că fotografia aeriană, ca tip de teledetecție a Pământului (ERS), este cea mai productivă metodă de colectare a informațiilor spațiale, baza pentru realizarea planurilor și hărților topografice, realizarea modelelor tridimensionale de relief și teren. Fotografiile aeriene se realizează atât de la avioane cu pilot - avioane, dirijabile, triciclete și baloane, cât și de la vehicule aeriene fără pilot (UAV).

Vehiculele aeriene fără pilot, ca și cele cu echipaj, sunt de tip avioane și elicoptere (elicopterele și multicopterele sunt aeronave cu patru sau mai multe rotoare cu rotoare principale). În prezent, în Rusia nu există o clasificare general acceptată a UAV-urilor de tip aeronave. Rachete.

Ru împreună cu portalul UAV.RU oferă clasificare modernă UAV de tip avion, dezvoltat pe baza abordărilor organizației internaționale UAV, dar ținând cont de specificul și situația piata interna(clase) (Tabelul 1):

Micro- și mini-UAV-uri cu rază scurtă de acțiune. Clasa de dispozitive miniaturale ultra-ușoare și ușoare și complexe bazate pe acestea cu o greutate la decolare de până la 5 kilograme a început să apară în Rusia relativ recent, dar deja destul de

larg reprezentate. Astfel de UAV-uri sunt destinate utilizării operaționale individuale la distanțe scurte, la o distanță de până la 25-40 de kilometri. Sunt ușor de operat și transportat, sunt pliabile și poziționate ca „portabile”; sunt lansate cu catapulta sau manual. Acestea includ: Geoscan 101, Geoscan 201, 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, T23 „Aileron”, T25, „Aileron-3”, „Gamayun-3”, „Irkut-2M”, „ Istra-10",

„BROTHER”, „Curl”, „Inspector 101”, „Inspector 201”, „Inspector 301”, etc.

UAV-uri ușoare cu rază scurtă de acțiune. Această clasă include aeronave puțin mai mari - cu o greutate la decolare de la 5 la 50 de kilograme. Raza lor de acțiune este de 10-120 de kilometri.

Printre acestea: Geoscan 300, „GRANT”, ZALA 421-04, Orlan-10, PteroSM, PteroE5, T10, „Eleron-10”, „Gamayun-10”, „Irkut-10”,

T92 „Lotos”, T90 (T90-11), T21, T24, „Tipchak” UAV-05, UAV-07, UAV-08.

UAV-uri ușoare, cu rază medie de acțiune. O serie de modele autohtone pot fi clasificate ca această clasă de UAV. Greutatea lor variază între 50-100 de kilograme. Acestea includ: T92M "Chibis", ZALA 421-09,

„Dozor-2”, „Dozor-4”, „Pchela-1T”.

UAV-uri medii. Greutatea la decolare a UAV-urilor de dimensiuni medii variază între 100 și 300 de kilograme. Sunt destinate utilizării la distanțe de 150-1000 de kilometri. În această clasă: M850 „Astra”, „Binom”, La-225 „Komar”, T04, E22M „Berta”, „Berkut”, „Irkut-200”.

UAV-uri medii-grele. Această clasă are o rază de acțiune similară cu cea a clasei anterioare de UAV, dar are o greutate la decolare puțin mai mare - de la 300 la 500 de kilograme.

Această clasă ar trebui să includă: „Hummingbird”, „Dunham”, „Dan-Baruk”, „Stork” (“Yulia”), „Dozor-3”.

UAV-uri grele cu rază medie de acțiune. Această clasă include UAV-uri cu o greutate de zbor de 500 de kilograme sau mai mult, concepute pentru utilizare la distanțe medii de 70-300 de kilometri. Clasa grea include următoarele: Tu-243 „Flight-D”, Tu-300, „Irkut-850”, „Nart” (A-03).

UAV-uri grele cu zbor lung. Categoria vehiculelor aeriene fără pilot este destul de solicitată în străinătate, care include UAV-urile americane Predator, Reaper, GlobalHawk, Israeli Heron, Heron TP. Practic nu există mostre în Rusia: Zond-3M, Zond-2, Zond-1, sisteme aeriene fără pilot Sukhoi (BasS), în cadrul cărora este creat un complex de aviație robotizată (RAC).

Avioane de luptă fără pilot (UCA). În prezent, se lucrează în mod activ în întreaga lume pentru a crea UAV-uri promițătoare, care au capacitatea de a transporta arme la bord și sunt concepute pentru a ataca ținte staționare și mobile de la sol și de suprafață în fața opoziției puternice din partea forțelor de apărare aeriană inamice. Se caracterizează printr-o autonomie de aproximativ 1.500 de kilometri și o greutate de 1.500 de kilograme.

Astăzi în Rusia există două proiecte prezentate la clasa BBS: „Proryv-U”, „Scat”.

În practică, UAV-urile cu o greutate de până la 10-15 kilograme (micro-, mini-UAV-uri și UAV-uri ușoare) sunt de obicei folosite pentru fotografia aeriană. Acest lucru se datorează faptului că, odată cu creșterea greutății la decolare a unui UAV, complexitatea dezvoltării sale crește și, în consecință, costul, dar fiabilitatea și siguranța funcționării scade. Faptul este că atunci când aterizează un UAV, se eliberează energia E = mv2 / 2 și, cu cât este mai mare masa vehiculului m, cu atât viteza sa de aterizare v este mai mare, adică energia eliberată în timpul aterizării crește foarte repede odată cu creșterea masei. Și această energie poate deteriora atât UAV-ul în sine, cât și proprietățile de la sol.

Un elicopter fără pilot și un multicopter nu au acest dezavantaj. Teoretic, un astfel de dispozitiv poate fi aterizat la o viteză arbitrar de mică de apropiere de Pământ. Cu toate acestea, elicopterele fără pilot sunt prea scumpe, iar elicopterele nu sunt încă capabile să zboare pe distanțe lungi și sunt folosite doar pentru împușcarea obiectelor locale (cladiri și structuri individuale).

Orez. 1. UAV Mavinci SIRIUS Fig. 2. UAV Geoscan 101

AVANTAJE UAV

Superioritatea UAV-urilor față de cele cu echipaj aeronave este, în primul rând, costul muncii, precum și o reducere semnificativă a numărului de operațiuni de rutină. Însăși absența unei persoane la bordul aeronavei simplifică foarte mult activitățile pregătitoare pentru fotografierea aeriană.

În primul rând, nu aveți nevoie de un aerodrom, chiar și de cel mai primitiv. Vehiculele aeriene fără pilot sunt lansate fie manual, fie folosind un dispozitiv special de decolare - o catapultă.

În al doilea rând, mai ales când se utilizează un circuit de propulsie electrică, nu este nevoie de asistență tehnică calificată pentru întreținerea aeronavei, iar măsurile de asigurare a siguranței la locul de muncă nu sunt atât de complexe.

În al treilea rând, nu există o perioadă inter-reglementare de operare a unui UAV sau este mult mai lungă în comparație cu o aeronavă cu pilot.

Această împrejurare are mare importanță când operează un complex de fotografie aeriană în zone îndepărtate ale țării noastre. De regulă, sezonul de câmp pentru fotografierea aeriană este scurt; fiecare zi frumoasă trebuie folosită pentru topografie.

DISPOZITIV UAV

două scheme principale de amenajare a UAV: ​​clasică (conform schemei „fuselaj + aripi + coadă”), care include, de exemplu, UAV-ul Orlan-10, Mavinci SIRIUS (Fig. 1) etc. și „aripa zburătoare” , care include includ Geoscan101 (Fig. 2), Gatewing X100, Trimble UX5 etc.

Principalele părți ale unui sistem de fotografiere aeriană fără pilot sunt: ​​caroseria, motorul, sistemul de control la bord (pilot automat), sistemul de control la sol (GCS) și echipamentul de fotografiere aeriană.

Corpul UAV este fabricat din plastic ușor (cum ar fi fibra de carbon sau Kevlar) pentru a proteja echipamentele costisitoare ale camerei și comenzile și navigația, iar aripile sale sunt din plastic sau spumă de polistiren extrudat (EPP). Acest material este ușor, destul de durabil și nu se rupe la impact. O parte deformată EPP poate fi adesea restaurată folosind mijloace improvizate.

Un UAV ușor cu aterizare cu parașuta poate rezista la câteva sute de zboruri fără reparații, ceea ce include de obicei înlocuirea aripilor, a elementelor de fuzelaj etc. Producătorii încearcă să reducă costul părților corpului care sunt supuse uzurii, astfel încât costurile utilizatorului pentru menținerea UAV-ului în stare de funcționare sunt minime.

Trebuie remarcat faptul că cele mai scumpe elemente ale complexului de fotografie aeriană sunt sistemul de control la sol, avionica, software, - nu sunt deloc supuse uzurii.

Centrala electrică a UAV-ului poate fi pe benzină sau electrică. Mai mult, un motor pe benzină va oferi un zbor mult mai lung, deoarece benzina, pe kilogram, stochează de 10-15 ori mai multă energie decât poate fi stocată în cea mai bună baterie. Cu toate acestea, o astfel de centrală este complexă, mai puțin fiabilă și necesită timp considerabil pentru a pregăti UAV-ul pentru lansare. În plus, un vehicul aerian fără pilot alimentat pe benzină este extrem de dificil de transportat la un loc de muncă cu avionul. În cele din urmă, este nevoie de operatori cu înaltă calificare. Prin urmare, are sens să folosiți un UAV pe benzină numai în cazurile în care este necesară o durată de zbor foarte lungă - pentru monitorizare continuă, pentru examinarea obiectelor deosebit de îndepărtate.

Un sistem de propulsie electrică, dimpotrivă, este foarte nepretențios în ceea ce privește calificarea personalului operator. Bateriile moderne pot oferi o durată continuă de zbor de peste patru ore. Întreținerea unui motor electric nu este deloc dificilă. În cea mai mare parte, aceasta este doar protecția împotriva umidității și murdăriei, precum și verificarea tensiunii rețelei de bord, care este efectuată de la sistemul de control de la sol. Bateriile sunt încărcate din rețeaua de bord a vehiculului însoțitor sau de la un generator electric autonom. Motorul electric fără perii al unui UAV nu are practic nicio uzură.

Pilot automat - cu un sistem inerțial (Fig. 3) - cel mai mult element important Control UAV.

Pilotul automat cântărește doar 20-30 de grame. Dar acesta este un produs foarte complex. Pe lângă un procesor puternic, pilotul automat conține mulți senzori - un giroscop cu trei axe și un accelerometru (și uneori un magnetometru), receptor GLO-NAS/GPS, senzor de presiune, senzor de viteză. Cu aceste dispozitive, un vehicul aerian fără pilot va putea zbura strict pe un anumit curs.

Orez. 3. Pilot automatMicropilot

UAV are un radio modem necesar pentru descărcarea misiunii de zbor, transmiterea datelor telemetrice despre zbor și locația curentă la locul de muncă către sistemul de control de la sol.

Sistem de control la sol

(NSU) este o tabletă sau un laptop echipat cu un modem pentru comunicarea cu UAV. O parte importantă a NCS este software-ul pentru planificarea unei misiuni de zbor și afișarea progresului implementării acesteia.

De regulă, misiunea de zbor este compilată automat, conform contur dat obiect de zonă sau puncte nodale ale unui obiect liniar. În plus, este posibilă proiectarea rutelor de zbor în funcție de altitudinea de zbor necesară și rezoluția necesară a fotografiilor de la sol. Pentru a menține automat o anumită altitudine de zbor, este posibil să se țină cont în misiunea de zbor model digital localităţi în formate comune.

În timpul zborului, poziția UAV-ului și contururile fotografiilor realizate sunt afișate pe fundalul cartografic al monitorului NSU. În timpul zborului, operatorul are posibilitatea de a redirecționa rapid UAV-ul către o altă zonă de aterizare și chiar ateriza rapid UAV-ul folosind butonul „roșu” al sistemului de control de la sol. La comanda NCS, pot fi planificate și alte operațiuni auxiliare, de exemplu, eliberarea parașutei.

Pe lângă furnizarea de suport pentru navigație și zbor, pilotul automat trebuie să controleze camera pentru a face fotografii la un interval de cadre dat (de îndată ce UAV-ul a zburat la distanța necesară față de centrul de fotografiere anterior). Dacă intervalul de cadre precalculat nu este menținut stabil, trebuie să ajustați timpul de răspuns al obturatorului astfel încât, chiar și cu un vânt din spate, suprapunerea longitudinală să fie suficientă.

Pilotul automat trebuie să înregistreze coordonatele centrelor de fotografiere ale receptorului de satelit geodezic GLONASS/GPS, astfel încât programul automat de procesare a imaginii să poată construi rapid un model și să îl lege de teren. Precizia necesară în determinarea coordonatelor centrelor de fotografiere depinde de specificațiile tehnice pentru efectuarea lucrărilor de fotografiere aeriană.

Echipamentul de fotografiere aeriană este instalat pe un UAV în funcție de clasa și scopul de utilizare.

Micro- și mini-UAV-urile sunt echipate cu compact camere digitale, echipat cu lentile interschimbabile cu constant distanta focala(fără zoom sau dispozitiv de zoom) cântărind 300–500 de grame. Camerele SONY NEX-7 sunt utilizate în prezent ca astfel de camere.

cu o matrice de 24,3 MP, matrice CANON600D de 18,5 MP și altele asemenea. Obturatorul este controlat și semnalul de la obturator este transmis către receptorul de satelit folosind conectori electrici standard sau ușor modificați ai camerei.

UAV-urile ușoare cu rază scurtă de acțiune sunt echipate cu camere SLR cu un element fotosensibil mare, de exemplu CanonEOS5D (dimensiune senzor 36×24 mm), NikonD800 (matrice 36,8 MP (dimensiune senzor 35,9×24 mm)), Pentax645D (senzor CCD 44x33 mm, matrice de 40 MP) și altele asemenea, cântărind 1,0–1,5 kilograme.

Orez. 4. Aspectul fotografiilor aeriene (dreptunghiuri albastre cu semnături numerice)

CAPACITATI UAV

Conform cerințelor documentului „Dispoziții de bază pentru fotografierea aeriană efectuată pentru crearea și actualizarea hărților și planurilor topografice” GKINP-09-32-80, transportatorul de echipamente de fotografiere aeriană trebuie să urmărească extrem de exact poziția de proiectare a rutelor de fotografiere aeriană, să mențină un eșalon dat (înălțimea de fotografiere) și să asigure respectarea cerințelor abaterilor maxime ale unghiurilor de orientare ale camerei - înclinare, rostogolire, înclinare. În plus, echipamentul de navigație trebuie să ofere ora exactă de funcționare a obturatorului foto și să determine coordonatele centrelor de fotografiere.

Echipamentul integrat în pilotul automat a fost indicat mai sus: un microbarometru, un senzor de viteză, un sistem inerțial și echipament de navigație prin satelit. Pe baza testelor efectuate (în special, UAV Geoscan101), au fost stabilite următoarele abateri ale parametrilor efectivi de fotografiere față de cei specificați:

Abaterile UAV de la axa rutei sunt în intervalul 5-10 metri;

Abaterile înălțimii fotografiei sunt în intervalul 5-10 metri;

Fluctuație în fotografierea înălțimii imaginilor adiacente - nu mai mult

„Herringbones” care apar în timpul zborului (inversări ale imaginilor în plan orizontal) sunt procesate sistem automatizat prelucrare fotogrammetrică fără consecințe negative vizibile.

Echipamentele fotografice instalate pe un UAV vă permit să obțineți imagini digitale ale zonei cu o rezoluție mai bună de 3 centimetri per pixel. Utilizarea lentilelor fotografice cu focalizare scurtă, medie și lungă este determinată de natura materialelor finite rezultate: fie că este vorba de un model în relief sau de un ortomozaic. Toate calculele sunt făcute în același mod ca în fotografia aeriană „mare”.

Utilizarea unui sistem geodezic prin satelit GLO-NASS/GPS cu dublă frecvență pentru a determina coordonatele centrelor imaginilor permite, în procesul de post-procesare, să se obțină coordonatele centrelor de fotografie cu o precizie mai bună de 5. centimetri, iar utilizarea metodei PPP (PrecisePointPositioning) permite să se determine coordonatele centrelor imaginilor fără a utiliza stații de bază sau la o distanţă considerabilă de ele.

Prelucrarea finală a materialelor de fotografie aeriană poate servi drept criteriu obiectiv de evaluare a calității lucrării efectuate. Pentru a ilustra, putem lua în considerare datele privind evaluarea acurateței prelucrării fotogrammetrice a materialelor de fotografiere aeriană de la un UAV, efectuată în software-ul PhotoScan (fabricat de Agisoft, Sankt Petersburg) conform punctelor de control (Tabelul 2).

Numerele de puncte	Erori de-a lungul axelor de coordonate, m				Abs, pix	Proiecții
(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2

APLICAȚIE UAV

În lume, și recent în Rusia, vehiculele aeriene fără pilot sunt utilizate în studii geodezice în timpul construcției, pentru întocmirea planurilor cadastrale ale instalațiilor industriale, infrastructura de transport, așezări, cabane de vară, în topografie pentru a determina volumul lucrărilor miniere și haldelor, luând luați în considerare traficul de mărfuri în vrac în cariere, porturi, uzine miniere și de procesare, pentru a crea hărți, planuri și modele 3D ale orașelor și întreprinderilor.

3. Tseplyaeva T.P., Morozova O.V. Etapele dezvoltării vehiculelor aeriene fără pilot. M., „Informații deschise și tehnologii integrate informatice”, nr. 42, 2009.