Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий, а именно для дистанционного проведения операций по воздушной разведке районов стихийных бедствий, пожарной обстановки в лесных массивах и определения границ очагов пожара, завалов, ледовой обстановки на морях и реках, районов наводнений, поиска пострадавших, потерпевших бедствие экипажей воздушных и морских судов, мониторинга транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, теплотрасс, линий электропередач в условиях ЧС, оценки радиационной и химической обстановки, организации устойчивой связи в труднодоступных районах стихийных бедствий в дневных и ночных условиях.
Уровень техники
Раннее обнаружение ЧС и мониторинг обстановки в реальном масштабе времени считаются необходимым условием для своевременного принятия адекватных мер по ликвидации ее последствий.
В последнее время возрастает актуальность оперативного получения достоверной оценки состояния объекта, подверженного негативному воздействию ЧС, посредством использования мобильных комплексов на базе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), как наиболее безопасного и достоверного источника информирования, способных оперативно передавать соответствующим органам управления информацию о мониторинге потенциально опасных территорий и зон промышленных объектов для принятия оперативных и адекватных мер в случае угрозы возникновения ЧС, выполнять задания, связанные с риском для жизни экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники.
К настоящему моменту времени предложен ряд технических решений, предназначенных для выполнения задач воздушного мониторинга и диагностики различных объектов, оценки состояния окружающей среды (заявки на изобретение №№2010153533, 2013120691, 2007139704, 2013117869, 2012141404, 2004103678, 2008147602 и другие).
Известны способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий по патенту Российской Федерации №2350368 от 27.04.2008, включающий средства наблюдения района чрезвычайной ситуации, в том числе в оптическом и/или инфракрасном диапазоне, а также средства определения координат и средства передачи по радиоканалу связи данных наблюдения и координат, средства дистанционного пилотирования беспилотным летательным аппаратом, средства радиосвязи для управления бортовыми средствами наблюдения беспилотного летательного аппарата и получения данных о ЧС и о координатах, высоте и скорости его полета, а также мобильные средства ликвидации последствий ЧС.
Данная система требует значительных затрат как при ее развертывании, так и при эксплуатации. Кроме того, в предложенном техническом решении не реализовано оснащение беспилотного летательного аппарата оборудованием для проведения радиационной и химической разведки и контроля, использование которого важно в случае ЧС радиационного характера, в том числе обусловленных угрозами несанкционированного использования радиационных источников.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению, по числу и содержанию функциональных сходных признаков, является автоматизированный беспилотный комплекс для экологического мониторинга (Заявка на изобретение, Россия, №2013110917, МПК G01W 1/04, 20.09.2014).
Указанный комплекс состоит из малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, включающего силовую установку, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем и оснащенного аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом, радиотелеметрической системы двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящей из бортовой и наземной аппаратуры.
В качестве полезной нагрузки используется цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, тепловизионная камера, радиометр-дозиметр, измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения 0,03-300,0 мкЗв/ч с максимальным пределом основной относительной погрешности ±20%, детектор метана с максимальной относительной погрешностью ±10% в диапазоне 100-10000 ppm-м, газоанализатор, обеспечивающий одновременное количественное определение концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе, а также пылемер, обеспечивающий определение концентрации пыли РМ 1, 2,5, 10 с максимальной погрешностью ±5%.
Предложенное техническое решение использует широкий спектр целевой нагрузки для целей экологического мониторинга, в том числе с реализацией выявления и оценки параметров радиационной и химической обстановки. Однако прототип включает малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, обладающий малым радиусом и продолжительностью применения в условиях прямой видимости в сравнении с заявляемым образцом. Кроме того, не реализована защищенность каналов связи и управления от помех, возможность применения комплекса в сложных метеоусловиях.
Недостатки известного беспилотного комплекса сужают область его применения.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение продолжительности и дальности мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширение области применения комплекса.
Поставленная задача решается за счет того, что мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в создании современного мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, который способен обеспечить оценку обстановки в зоне ЧС увеличенной продолжительности и дальности посредством одновременного применения трех беспилотных летательных аппаратов разного типа и радиуса действия с улучшенными летными и прочностными характеристиками, при этом расширив возможности применения комплекса в ходе проведения аварийно-спасательных работ в условиях ЧС природного и техногенного характера.
Заявленное решение характеризуется высокой помехозащищенностью радиоканалов связи и управления с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, что снижает риск повреждения или потери БЛА, особенно в сложных метеоусловиях и условиях ограниченной видимости.
Выполнение различных задач предупреждения и ликвидации ЧС посредством применения комплекса достигается также использованием единого многофункционального комплекта сменных целевых нагрузок.
Использование гиростабилизированной оптико-электронной системы в качестве полезной нагрузки, имеющей малый вес и габариты, позволяет не только увеличить качество видео- и тепловизионного изображения, передаваемого с борта БЛА, но и обеспечить надежное удержание заданного ракурса, независимо от положения оборудования в пространстве, что достигается с помощью двухосевой системы гироскопов, согласованной с двумя бесколлекторными электродвигателями, и подвижной механической системой.
Задачи оповещения населения, подвергшегося воздействию ЧС, эффективно решаются использованием модулей для оповещения населения и ретрансляции радиосигналов.
Для мониторинга радиационной и химической обстановки ЧС в состав комплекта целевой нагрузки также включены модуль (газоанализатор) для количественного определения концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе и модуль (радиометр-дозиметр), измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения от 0,001 мкЗв/ч, на базе кремниевых сенсиляторов.
Предлагаемое изобретение реализуется на основе модульного принципа построения, размещается на транспортной базе автомобиля повышенной проходимости, что обеспечивает его автономность и снижает затраты времени на его развертывание.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид сбоку мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, предназначенного для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, а на фиг. 2 — вид сзади комплекса.
На фиг. 3 показано применение мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга в ходе проведения аварийно-спасательных работ и взаимодействия основных элементов комплекса.
Осуществление изобретения
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, предназначенный для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, в статическом состоянии представляет собой транспортное средство повышенной проходимости 1, укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого 2 и среднего 3 радиуса действия, малогабаритным беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа 4, оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки 5, наземной станцией управления 6, видеотерминалом 7, средствами радиосвязи 8, портативной автономной метеостанцией 9, комплектом средств жизнеобеспечения 10, эластичным и механическим пусковыми устройствами 11 для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи.
В ходе выполнения аварийно-спасательной операции наблюдение районов ЧС посредством заявляемого комплекса осуществляется с помощью трех беспилотных летательных аппаратов различного типа, управление которыми выполняется с мобильной станции управления 6, установленной на транспортном средстве повышенной проходимости 1.
Для обнаружения и оценки обстановки ЧС, оповещения населения, находящегося в зоне ЧС, используются сменные модули целевой нагрузки различного назначения 5, расположенные на борту каждого БЛА. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации 12. Результаты мониторинга ЧС, видео- и телеметрическая информация, данные о наличии радиационного фона и газов в воздухе передаются с БЛА в реальном масштабе времени на станцию 6 или, в случае автономного использования станции 6, — экипажу транспортного средства непосредственно с БЛА и/или через станцию 6 с отображением на видеотерминал 7 для планирования или осуществления соответствующих действий по ликвидации последствий ЧС. Общее руководство осуществляется из штаба 13 по управлению спасательной операцией.
Таким образом, предлагаемый мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения позволит достичь расширения возможностей проведения работ по комплексному мониторингу обстановки и действий в зоне чрезвычайной ситуации и выполнить задачи по воздушному фотографическому, телевизионному, тепловизионному контролю (в дневных и ночных условиях), радиационной и химической разведке, а также организации помехоустойчивой связи и управлению в труднодоступных районах стихийных бедствий, в том числе в сложных метеоусловиях и ограниченной видимости.
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, отличающийся тем, что дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.edrid.ru
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС БЕСПИЛОТНОГО ВОЗДУШНОГО МОНИТОРИНГА
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий, а именно для дистанционного проведения операций по воздушной разведке районов стихийных бедствий, пожарной обстановки в лесных массивах и определения границ очагов пожара, завалов, ледовой обстановки на морях и реках, районов наводнений, поиска пострадавших, потерпевших бедствие экипажей воздушных и морских судов, мониторинга транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, теплотрасс, линий электропередач в условиях ЧС, оценки радиационной и химической обстановки, организации устойчивой связи в труднодоступных районах стихийных бедствий в дневных и ночных условиях.
Уровень техники
Раннее обнаружение ЧС и мониторинг обстановки в реальном масштабе времени считаются необходимым условием для своевременного принятия адекватных мер по ликвидации ее последствий.
В последнее время возрастает актуальность оперативного получения достоверной оценки состояния объекта, подверженного негативному воздействию ЧС, посредством использования мобильных комплексов на базе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), как наиболее безопасного и достоверного источника информирования, способных оперативно передавать соответствующим органам управления информацию о мониторинге потенциально опасных территорий и зон промышленных объектов для принятия оперативных и адекватных мер в случае угрозы возникновения ЧС, выполнять задания, связанные с риском для жизни экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники.
К настоящему моменту времени предложен ряд технических решений, предназначенных для выполнения задач воздушного мониторинга и диагностики различных объектов, оценки состояния окружающей среды (заявки на изобретение №№2010153533, 2013120691, 2007139704, 2013117869, 2012141404, 2004103678, 2008147602 и другие).
Известны способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий по патенту Российской Федерации №2350368 от 27.04.2008, включающий средства наблюдения района чрезвычайной ситуации, в том числе в оптическом и/или инфракрасном диапазоне, а также средства определения координат и средства передачи по радиоканалу связи данных наблюдения и координат, средства дистанционного пилотирования беспилотным летательным аппаратом, средства радиосвязи для управления бортовыми средствами наблюдения беспилотного летательного аппарата и получения данных о ЧС и о координатах, высоте и скорости его полета, а также мобильные средства ликвидации последствий ЧС.
Данная система требует значительных затрат как при ее развертывании, так и при эксплуатации. Кроме того, в предложенном техническом решении не реализовано оснащение беспилотного летательного аппарата оборудованием для проведения радиационной и химической разведки и контроля, использование которого важно в случае ЧС радиационного характера, в том числе обусловленных угрозами несанкционированного использования радиационных источников.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению, по числу и содержанию функциональных сходных признаков, является автоматизированный беспилотный комплекс для экологического мониторинга (Заявка на изобретение, Россия, №2013110917, МПК G01W 1/04, 20.09.2014).
Указанный комплекс состоит из малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, включающего силовую установку, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем и оснащенного аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом, радиотелеметрической системы двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящей из бортовой и наземной аппаратуры.
В качестве полезной нагрузки используется цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, тепловизионная камера, радиометр-дозиметр, измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения 0,03-300,0 мкЗв/ч с максимальным пределом основной относительной погрешности ±20%, детектор метана с максимальной относительной погрешностью ±10% в диапазоне 100-10000 ppm-м, газоанализатор, обеспечивающий одновременное количественное определение концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе, а также пылемер, обеспечивающий определение концентрации пыли РМ 1, 2,5, 10 с максимальной погрешностью ±5%.
Предложенное техническое решение использует широкий спектр целевой нагрузки для целей экологического мониторинга, в том числе с реализацией выявления и оценки параметров радиационной и химической обстановки. Однако прототип включает малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, обладающий малым радиусом и продолжительностью применения в условиях прямой видимости в сравнении с заявляемым образцом. Кроме того, не реализована защищенность каналов связи и управления от помех, возможность применения комплекса в сложных метеоусловиях.
Недостатки известного беспилотного комплекса сужают область его применения.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение продолжительности и дальности мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширение области применения комплекса.
Поставленная задача решается за счет того, что мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в создании современного мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, который способен обеспечить оценку обстановки в зоне ЧС увеличенной продолжительности и дальности посредством одновременного применения трех беспилотных летательных аппаратов разного типа и радиуса действия с улучшенными летными и прочностными характеристиками, при этом расширив возможности применения комплекса в ходе проведения аварийно-спасательных работ в условиях ЧС природного и техногенного характера.
Заявленное решение характеризуется высокой помехозащищенностью радиоканалов связи и управления с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, что снижает риск повреждения или потери БЛА, особенно в сложных метеоусловиях и условиях ограниченной видимости.
Выполнение различных задач предупреждения и ликвидации ЧС посредством применения комплекса достигается также использованием единого многофункционального комплекта сменных целевых нагрузок.
Использование гиростабилизированной оптико-электронной системы в качестве полезной нагрузки, имеющей малый вес и габариты, позволяет не только увеличить качество видео- и тепловизионного изображения, передаваемого с борта БЛА, но и обеспечить надежное удержание заданного ракурса, независимо от положения оборудования в пространстве, что достигается с помощью двухосевой системы гироскопов, согласованной с двумя бесколлекторными электродвигателями, и подвижной механической системой.
Задачи оповещения населения, подвергшегося воздействию ЧС, эффективно решаются использованием модулей для оповещения населения и ретрансляции радиосигналов.
Для мониторинга радиационной и химической обстановки ЧС в состав комплекта целевой нагрузки также включены модуль (газоанализатор) для количественного определения концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе и модуль (радиометр-дозиметр), измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения от 0,001 мкЗв/ч, на базе кремниевых сенсиляторов.
Предлагаемое изобретение реализуется на основе модульного принципа построения, размещается на транспортной базе автомобиля повышенной проходимости, что обеспечивает его автономность и снижает затраты времени на его развертывание.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид сбоку мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, предназначенного для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, а на фиг. 2 — вид сзади комплекса.
На фиг. 3 показано применение мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга в ходе проведения аварийно-спасательных работ и взаимодействия основных элементов комплекса.
Осуществление изобретения
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, предназначенный для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, в статическом состоянии представляет собой транспортное средство повышенной проходимости 1, укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого 2 и среднего 3 радиуса действия, малогабаритным беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа 4, оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки 5, наземной станцией управления 6, видеотерминалом 7, средствами радиосвязи 8, портативной автономной метеостанцией 9, комплектом средств жизнеобеспечения 10, эластичным и механическим пусковыми устройствами 11 для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи.
В ходе выполнения аварийно-спасательной операции наблюдение районов ЧС посредством заявляемого комплекса осуществляется с помощью трех беспилотных летательных аппаратов различного типа, управление которыми выполняется с мобильной станции управления 6, установленной на транспортном средстве повышенной проходимости 1.
Для обнаружения и оценки обстановки ЧС, оповещения населения, находящегося в зоне ЧС, используются сменные модули целевой нагрузки различного назначения 5, расположенные на борту каждого БЛА. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации 12. Результаты мониторинга ЧС, видео- и телеметрическая информация, данные о наличии радиационного фона и газов в воздухе передаются с БЛА в реальном масштабе времени на станцию 6 или, в случае автономного использования станции 6, — экипажу транспортного средства непосредственно с БЛА и/или через станцию 6 с отображением на видеотерминал 7 для планирования или осуществления соответствующих действий по ликвидации последствий ЧС. Общее руководство осуществляется из штаба 13 по управлению спасательной операцией.
Таким образом, предлагаемый мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения позволит достичь расширения возможностей проведения работ по комплексному мониторингу обстановки и действий в зоне чрезвычайной ситуации и выполнить задачи по воздушному фотографическому, телевизионному, тепловизионному контролю (в дневных и ночных условиях), радиационной и химической разведке, а также организации помехоустойчивой связи и управлению в труднодоступных районах стихийных бедствий, в том числе в сложных метеоусловиях и ограниченной видимости.
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, отличающийся тем, что дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.edrid.ru
Мобильный робототехнический комплекс на основе беспилотных летательных аппаратов (МК КТС-БПЛА)
Назначение КТС-ДПЛА
Дистанционное проведение операций:
- по воздушной разведке районов стихийных бедствий, пожарной обстановки в условиях ЧС в:
- -лесных массивах и определение границ очагов пожара, завалов,
- -ледовой обстановки на морях и реках,
- -районов наводнений, -поиска пострадавших,
- -потерпевших бедствие экипажей воздушных и морских судов,
- -мониторинга транспортных магистралей,
- -нефте- и газопроводов, теплотрасс, линий электропередач
- оценки радиационной и химической обстановки,
- организации устойчивой связи в труднодоступных районах стихийных бедствий в дневных и ночных условиях
с использованием оптико-электронных систем (далее по тексту – ОЭС), а также газоанализаторов и радиационных датчиков.
Состав КТС-ДПЛА
- Автомобиль повышенной проходимости FORD Transit 4×4
- БЛА самолетного типа среднего радиуса действия
- БЛА самолетного типа малого радиуса действия
- БЛА вертолетного типа (квадрокоптер)
- Сменные модули целевой нагрузки
- Гиростабилизированная ОЭС дневного диапазона работы, оснащенная цветной ТВ-камерой
- Гиростабилизированная ОЭС ночного диапазона работы, оснащенная тепловизором
- Модуль для получения фотоснимков с цифровой фотокамерой
- Модуль для оповещения населения
- Модуль для анализа наличия газа в воздухе §Модуль для замера радиационного фона
- Модуль для ретрансляции радиосигналов
- Наземная станция управления
- Электроагрегат бензиновый 3,0 кВт, 220 В
- Зарядная станция
- Аккумуляторные батареи
- Комплект возимой автомобильной радиостанции авиационного диапазона
- Комплект возимой автомобильной радиостанции УКВ диапазона
- Портативные радиостанции УКВ диапазона
oaotranscom.ru
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий. Мобильный комплекс представляет собой транспортное средство повышенной проходимости (1), укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: БЛА самолетного типа малого (2) и среднего радиуса действия (3), малогабаритным БЛА вертолетного типа (4), оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки (5), наземной станцией управления (6), видеотерминалом (7), средствами радиосвязи (8), портативной автономной метеостанцией (9), комплектом средств жизнеобеспечения (10), эластичным и механическим пусковыми устройствами (11) для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации (12). Общее руководство осуществляется из штаба по управлению спасательной операцией (13). В результате повышаются продолжительность и дальность мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширяется область применения комплекса. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий, а именно для дистанционного проведения операций по воздушной разведке районов стихийных бедствий, пожарной обстановки в лесных массивах и определения границ очагов пожара, завалов, ледовой обстановки на морях и реках, районов наводнений, поиска пострадавших, потерпевших бедствие экипажей воздушных и морских судов, мониторинга транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, теплотрасс, линий электропередач в условиях ЧС, оценки радиационной и химической обстановки, организации устойчивой связи в труднодоступных районах стихийных бедствий в дневных и ночных условиях.
Уровень техники
Раннее обнаружение ЧС и мониторинг обстановки в реальном масштабе времени считаются необходимым условием для своевременного принятия адекватных мер по ликвидации ее последствий.
В последнее время возрастает актуальность оперативного получения достоверной оценки состояния объекта, подверженного негативному воздействию ЧС, посредством использования мобильных комплексов на базе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), как наиболее безопасного и достоверного источника информирования, способных оперативно передавать соответствующим органам управления информацию о мониторинге потенциально опасных территорий и зон промышленных объектов для принятия оперативных и адекватных мер в случае угрозы возникновения ЧС, выполнять задания, связанные с риском для жизни экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники.
К настоящему моменту времени предложен ряд технических решений, предназначенных для выполнения задач воздушного мониторинга и диагностики различных объектов, оценки состояния окружающей среды (заявки на изобретение №№2010153533, 2013120691, 2007139704, 2013117869, 2012141404, 2004103678, 2008147602 и другие).
Известны способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий по патенту Российской Федерации №2350368 от 27.04.2008, включающий средства наблюдения района чрезвычайной ситуации, в том числе в оптическом и/или инфракрасном диапазоне, а также средства определения координат и средства передачи по радиоканалу связи данных наблюдения и координат, средства дистанционного пилотирования беспилотным летательным аппаратом, средства радиосвязи для управления бортовыми средствами наблюдения беспилотного летательного аппарата и получения данных о ЧС и о координатах, высоте и скорости его полета, а также мобильные средства ликвидации последствий ЧС.
Данная система требует значительных затрат как при ее развертывании, так и при эксплуатации. Кроме того, в предложенном техническом решении не реализовано оснащение беспилотного летательного аппарата оборудованием для проведения радиационной и химической разведки и контроля, использование которого важно в случае ЧС радиационного характера, в том числе обусловленных угрозами несанкционированного использования радиационных источников.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению, по числу и содержанию функциональных сходных признаков, является автоматизированный беспилотный комплекс для экологического мониторинга (Заявка на изобретение, Россия, №2013110917, МПК G01W 1/04, 20.09.2014).
Указанный комплекс состоит из малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, включающего силовую установку, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем и оснащенного аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом, радиотелеметрической системы двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящей из бортовой и наземной аппаратуры.
В качестве полезной нагрузки используется цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, тепловизионная камера, радиометр-дозиметр, измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения 0,03-300,0 мкЗв/ч с максимальным пределом основной относительной погрешности ±20%, детектор метана с максимальной относительной погрешностью ±10% в диапазоне 100-10000 ppm-м, газоанализатор, обеспечивающий одновременное количественное определение концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе, а также пылемер, обеспечивающий определение концентрации пыли РМ 1, 2,5, 10 с максимальной погрешностью ±5%.
Предложенное техническое решение использует широкий спектр целевой нагрузки для целей экологического мониторинга, в том числе с реализацией выявления и оценки параметров радиационной и химической обстановки. Однако прототип включает малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, обладающий малым радиусом и продолжительностью применения в условиях прямой видимости в сравнении с заявляемым образцом. Кроме того, не реализована защищенность каналов связи и управления от помех, возможность применения комплекса в сложных метеоусловиях.
Недостатки известного беспилотного комплекса сужают область его применения.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение продолжительности и дальности мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширение области применения комплекса.
Поставленная задача решается за счет того, что мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в создании современного мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, который способен обеспечить оценку обстановки в зоне ЧС увеличенной продолжительности и дальности посредством одновременного применения трех беспилотных летательных аппаратов разного типа и радиуса действия с улучшенными летными и прочностными характеристиками, при этом расширив возможности применения комплекса в ходе проведения аварийно-спасательных работ в условиях ЧС природного и техногенного характера.
Заявленное решение характеризуется высокой помехозащищенностью радиоканалов связи и управления с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, что снижает риск повреждения или потери БЛА, особенно в сложных метеоусловиях и условиях ограниченной видимости.
Выполнение различных задач предупреждения и ликвидации ЧС посредством применения комплекса достигается также использованием единого многофункционального комплекта сменных целевых нагрузок.
Использование гиростабилизированной оптико-электронной системы в качестве полезной нагрузки, имеющей малый вес и габариты, позволяет не только увеличить качество видео- и тепловизионного изображения, передаваемого с борта БЛА, но и обеспечить надежное удержание заданного ракурса, независимо от положения оборудования в пространстве, что достигается с помощью двухосевой системы гироскопов, согласованной с двумя бесколлекторными электродвигателями, и подвижной механической системой.
Задачи оповещения населения, подвергшегося воздействию ЧС, эффективно решаются использованием модулей для оповещения населения и ретрансляции радиосигналов.
Для мониторинга радиационной и химической обстановки ЧС в состав комплекта целевой нагрузки также включены модуль (газоанализатор) для количественного определения концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе и модуль (радиометр-дозиметр), измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения от 0,001 мкЗв/ч, на базе кремниевых сенсиляторов.
Предлагаемое изобретение реализуется на основе модульного принципа построения, размещается на транспортной базе автомобиля повышенной проходимости, что обеспечивает его автономность и снижает затраты времени на его развертывание.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид сбоку мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, предназначенного для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, а на фиг. 2 — вид сзади комплекса.
На фиг. 3 показано применение мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга в ходе проведения аварийно-спасательных работ и взаимодействия основных элементов комплекса.
Осуществление изобретения
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, предназначенный для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, в статическом состоянии представляет собой транспортное средство повышенной проходимости 1, укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого 2 и среднего 3 радиуса действия, малогабаритным беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа 4, оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки 5, наземной станцией управления 6, видеотерминалом 7, средствами радиосвязи 8, портативной автономной метеостанцией 9, комплектом средств жизнеобеспечения 10, эластичным и механическим пусковыми устройствами 11 для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи.
В ходе выполнения аварийно-спасательной операции наблюдение районов ЧС посредством заявляемого комплекса осуществляется с помощью трех беспилотных летательных аппаратов различного типа, управление которыми выполняется с мобильной станции управления 6, установленной на транспортном средстве повышенной проходимости 1.
Для обнаружения и оценки обстановки ЧС, оповещения населения, находящегося в зоне ЧС, используются сменные модули целевой нагрузки различного назначения 5, расположенные на борту каждого БЛА. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации 12. Результаты мониторинга ЧС, видео- и телеметрическая информация, данные о наличии радиационного фона и газов в воздухе передаются с БЛА в реальном масштабе времени на станцию 6 или, в случае автономного использования станции 6, — экипажу транспортного средства непосредственно с БЛА и/или через станцию 6 с отображением на видеотерминал 7 для планирования или осуществления соответствующих действий по ликвидации последствий ЧС. Общее руководство осуществляется из штаба 13 по управлению спасательной операцией.
Таким образом, предлагаемый мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения позволит достичь расширения возможностей проведения работ по комплексному мониторингу обстановки и действий в зоне чрезвычайной ситуации и выполнить задачи по воздушному фотографическому, телевизионному, тепловизионному контролю (в дневных и ночных условиях), радиационной и химической разведке, а также организации помехоустойчивой связи и управлению в труднодоступных районах стихийных бедствий, в том числе в сложных метеоусловиях и ограниченной видимости.
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, отличающийся тем, что дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
findpatent.ru
Мобильное управление БПЛА беспилотником с планшета или телефона
Наземная станция управления (НСУ) БЛА
на базе планшета под управлением
операционной системы Android
Полноценный компьютер, позволяющий составлять полетное задание, управлять беспилотным летательным аппаратом. Кодированное беспроводное соединение между приемопередающей антенной и НСУ позволяют оператору свободно перемещаться и управлять БПЛА аппаратом из удаленного укрытия.
Программа управления БЛА ZALA Mobile, предназначенная для БЛА ZALA и совместимых с ними маяка-ретранслятора и мобильного телефона (при использовании GPS)
Разработанная специалистами компании для использования мобильного телефона в качестве станции управления БЛА программа позволяет:
-Получать данные с GPS-маяка-ретранслятора посредством интерфейса «Bluetooth»;
-Выбирать номера БЛА;
-Отображать местоположение БЛА, точки старта и центра фигуры относительно местоположения маяка;
-Управлять БЛА с помощью следующих команд:
· перемещение центра фигуры;
· изменение скорости;
· изменение высоты;
· остановка двигателя;
· открытие парашюта;
· изменение масштаба отображения;
· работа в режиме «радиомолчания».
Программа может быть использована не только для управления БПЛА, но и при поиске БЛА.
Устройство для мобильных групп
Позволяет выполнять следующие задачи:
— Отображать на снимках, загруженных с картографического сервиса, собственное местоположение и местоположение других групп и маяков;
— Указывать координаты цели с командного пункта;
— Отображать местоположение, азимут и удаление цели.
Все группы, оснащенные мобильным устройством, могут оперативно взаимодействовать между собой и пунктом управления. А командир пункта управления БПЛА, располагая данными о координатах, направлении и скорости движения групп, может управлять их действиями.
zala.aero
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий. Мобильный комплекс представляет собой транспортное средство повышенной проходимости (1), укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: БЛА самолетного типа малого (2) и среднего радиуса действия (3), малогабаритным БЛА вертолетного типа (4), оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки (5), наземной станцией управления (6), видеотерминалом (7), средствами радиосвязи (8), портативной автономной метеостанцией (9), комплектом средств жизнеобеспечения (10), эластичным и механическим пусковыми устройствами (11) для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации (12). Общее руководство осуществляется из штаба по управлению спасательной операцией (13). В результате повышаются продолжительность и дальность мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширяется область применения комплекса. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий, а именно для дистанционного проведения операций по воздушной разведке районов стихийных бедствий, пожарной обстановки в лесных массивах и определения границ очагов пожара, завалов, ледовой обстановки на морях и реках, районов наводнений, поиска пострадавших, потерпевших бедствие экипажей воздушных и морских судов, мониторинга транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, теплотрасс, линий электропередач в условиях ЧС, оценки радиационной и химической обстановки, организации устойчивой связи в труднодоступных районах стихийных бедствий в дневных и ночных условиях.
Уровень техники
Раннее обнаружение ЧС и мониторинг обстановки в реальном масштабе времени считаются необходимым условием для своевременного принятия адекватных мер по ликвидации ее последствий.
В последнее время возрастает актуальность оперативного получения достоверной оценки состояния объекта, подверженного негативному воздействию ЧС, посредством использования мобильных комплексов на базе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), как наиболее безопасного и достоверного источника информирования, способных оперативно передавать соответствующим органам управления информацию о мониторинге потенциально опасных территорий и зон промышленных объектов для принятия оперативных и адекватных мер в случае угрозы возникновения ЧС, выполнять задания, связанные с риском для жизни экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники.
К настоящему моменту времени предложен ряд технических решений, предназначенных для выполнения задач воздушного мониторинга и диагностики различных объектов, оценки состояния окружающей среды (заявки на изобретение №№2010153533, 2013120691, 2007139704, 2013117869, 2012141404, 2004103678, 2008147602 и другие).
Известны способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий по патенту Российской Федерации №2350368 от 27.04.2008, включающий средства наблюдения района чрезвычайной ситуации, в том числе в оптическом и/или инфракрасном диапазоне, а также средства определения координат и средства передачи по радиоканалу связи данных наблюдения и координат, средства дистанционного пилотирования беспилотным летательным аппаратом, средства радиосвязи для управления бортовыми средствами наблюдения беспилотного летательного аппарата и получения данных о ЧС и о координатах, высоте и скорости его полета, а также мобильные средства ликвидации последствий ЧС.
Данная система требует значительных затрат как при ее развертывании, так и при эксплуатации. Кроме того, в предложенном техническом решении не реализовано оснащение беспилотного летательного аппарата оборудованием для проведения радиационной и химической разведки и контроля, использование которого важно в случае ЧС радиационного характера, в том числе обусловленных угрозами несанкционированного использования радиационных источников.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению, по числу и содержанию функциональных сходных признаков, является автоматизированный беспилотный комплекс для экологического мониторинга (Заявка на изобретение, Россия, №2013110917, МПК G01W 1/04, 20.09.2014).
Указанный комплекс состоит из малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, включающего силовую установку, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем и оснащенного аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом, радиотелеметрической системы двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящей из бортовой и наземной аппаратуры.
В качестве полезной нагрузки используется цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, тепловизионная камера, радиометр-дозиметр, измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения 0,03-300,0 мкЗв/ч с максимальным пределом основной относительной погрешности ±20%, детектор метана с максимальной относительной погрешностью ±10% в диапазоне 100-10000 ppm-м, газоанализатор, обеспечивающий одновременное количественное определение концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе, а также пылемер, обеспечивающий определение концентрации пыли РМ 1, 2,5, 10 с максимальной погрешностью ±5%.
Предложенное техническое решение использует широкий спектр целевой нагрузки для целей экологического мониторинга, в том числе с реализацией выявления и оценки параметров радиационной и химической обстановки. Однако прототип включает малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, обладающий малым радиусом и продолжительностью применения в условиях прямой видимости в сравнении с заявляемым образцом. Кроме того, не реализована защищенность каналов связи и управления от помех, возможность применения комплекса в сложных метеоусловиях.
Недостатки известного беспилотного комплекса сужают область его применения.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение продолжительности и дальности мониторинга обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, а также расширение области применения комплекса.
Поставленная задача решается за счет того, что мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в создании современного мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, который способен обеспечить оценку обстановки в зоне ЧС увеличенной продолжительности и дальности посредством одновременного применения трех беспилотных летательных аппаратов разного типа и радиуса действия с улучшенными летными и прочностными характеристиками, при этом расширив возможности применения комплекса в ходе проведения аварийно-спасательных работ в условиях ЧС природного и техногенного характера.
Заявленное решение характеризуется высокой помехозащищенностью радиоканалов связи и управления с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, что снижает риск повреждения или потери БЛА, особенно в сложных метеоусловиях и условиях ограниченной видимости.
Выполнение различных задач предупреждения и ликвидации ЧС посредством применения комплекса достигается также использованием единого многофункционального комплекта сменных целевых нагрузок.
Использование гиростабилизированной оптико-электронной системы в качестве полезной нагрузки, имеющей малый вес и габариты, позволяет не только увеличить качество видео- и тепловизионного изображения, передаваемого с борта БЛА, но и обеспечить надежное удержание заданного ракурса, независимо от положения оборудования в пространстве, что достигается с помощью двухосевой системы гироскопов, согласованной с двумя бесколлекторными электродвигателями, и подвижной механической системой.
Задачи оповещения населения, подвергшегося воздействию ЧС, эффективно решаются использованием модулей для оповещения населения и ретрансляции радиосигналов.
Для мониторинга радиационной и химической обстановки ЧС в состав комплекта целевой нагрузки также включены модуль (газоанализатор) для количественного определения концентрации основных загрязняющих газов в атмосферном воздухе и модуль (радиометр-дозиметр), измеряющий гамма-излучение с диапазоном измерения мощности дозы гамма-излучения от 0,001 мкЗв/ч, на базе кремниевых сенсиляторов.
Предлагаемое изобретение реализуется на основе модульного принципа построения, размещается на транспортной базе автомобиля повышенной проходимости, что обеспечивает его автономность и снижает затраты времени на его развертывание.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид сбоку мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга, предназначенного для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, а на фиг. 2 — вид сзади комплекса.
На фиг. 3 показано применение мобильного комплекса беспилотного воздушного мониторинга в ходе проведения аварийно-спасательных работ и взаимодействия основных элементов комплекса.
Осуществление изобретения
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, предназначенный для предупреждения и ликвидации последствий ЧС, в статическом состоянии представляет собой транспортное средство повышенной проходимости 1, укомплектованное специализированным аварийно-спасательным оборудованием: беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого 2 и среднего 3 радиуса действия, малогабаритным беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа 4, оснащенными комплектом сменных модулей целевой нагрузки 5, наземной станцией управления 6, видеотерминалом 7, средствами радиосвязи 8, портативной автономной метеостанцией 9, комплектом средств жизнеобеспечения 10, эластичным и механическим пусковыми устройствами 11 для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, а также аккумуляторными батареями для беспилотных летательных аппаратов и другой бортовой и наземной аппаратуры для обеспечения радиотелеметрической системы связи.
В ходе выполнения аварийно-спасательной операции наблюдение районов ЧС посредством заявляемого комплекса осуществляется с помощью трех беспилотных летательных аппаратов различного типа, управление которыми выполняется с мобильной станции управления 6, установленной на транспортном средстве повышенной проходимости 1.
Для обнаружения и оценки обстановки ЧС, оповещения населения, находящегося в зоне ЧС, используются сменные модули целевой нагрузки различного назначения 5, расположенные на борту каждого БЛА. Координаты районов ЧС определяются с помощью спутниковой системы навигации 12. Результаты мониторинга ЧС, видео- и телеметрическая информация, данные о наличии радиационного фона и газов в воздухе передаются с БЛА в реальном масштабе времени на станцию 6 или, в случае автономного использования станции 6, — экипажу транспортного средства непосредственно с БЛА и/или через станцию 6 с отображением на видеотерминал 7 для планирования или осуществления соответствующих действий по ликвидации последствий ЧС. Общее руководство осуществляется из штаба 13 по управлению спасательной операцией.
Таким образом, предлагаемый мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения позволит достичь расширения возможностей проведения работ по комплексному мониторингу обстановки и действий в зоне чрезвычайной ситуации и выполнить задачи по воздушному фотографическому, телевизионному, тепловизионному контролю (в дневных и ночных условиях), радиационной и химической разведке, а также организации помехоустойчивой связи и управлению в труднодоступных районах стихийных бедствий, в том числе в сложных метеоусловиях и ограниченной видимости.
Формула изобретения
Мобильный комплекс беспилотного воздушного мониторинга, содержащий малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, оснащенный аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, цифровой фотоаппарат, цифровую видеокамеру, тепловизионную камеру, радиометр-дозиметр, газоанализатор, мобильный наземный пункт управления летательным аппаратом, радиотелеметрическую систему двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящую из бортовой и наземной аппаратуры, отличающийся тем, что дополнен двумя беспилотными летательными аппаратами самолетного типа малого и среднего радиуса действия, эластичным и механическим пусковыми устройствами для беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, портативной автономной метеостанцией, комплектом средств жизнеобеспечения, а также средствами радиосвязи и переносным видеотерминалом для получения и передачи видео- и телеметрических данных с района чрезвычайной ситуации с беспилотного летательного аппарата экипажу транспортного средства, в качестве полезной нагрузки включает гиростабилизированную оптико-электронную систему, оснащенную видео- и тепловизионными камерами, модуль для оповещения населения и модуль ретрансляции радиосигналов, а в качестве мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом — наземную станцию управления, представляющую собой автоматизированное рабочее место переносного автономного исполнения, размещенное на шасси автомобиля повышенной проходимости.
bankpatentov.ru
Комплекс с беспилотными летательными аппаратами Тигр МК БЛА-01
Мобильный комплекс с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) «Тигр» МК БЛА-01 предназначен для мониторинга обстановки в назначенном районе и решения ряда задач, как в военных, так и в производственных или коммерческих целях.
Такие как, выполнение патрульных функций при охране участков границы и объектов военно-стратегического значения, радио, радиолокационной и оптико-электронной разведка при проведении контртеррористических и поисково-спасательных операций. Высокоточной картографической съемки местности, ведению контроля состояния трубопроводов, линий электропередач и дорожной инфраструктуры. А также выполнение других задач в интересах самых различных ведомств и структур.
Мобильный комплекс с беспилотными летательными аппаратами Тигр МК БЛА-01, особенности конструкции.
Комплекс «Тигр» МК БЛА-01 был создан в 2011 году на базе бронированного автомобиля СПМ-2 ГАЗ-233036. В салоне бронеавтомобиля «Тигр» в специальных контейнерах размещены два беспилотных летательных аппарата : БЛА «Стрекоза» и БЛА «Ласточка». С дальностью полета до 15 и 40 км соответственно. Кроме того, в салоне машины находится специальное оборудование для диагностики и обслуживания БЛА.
Для обеспечения работы комплекса в салоне машины оборудованы два автоматизированных рабочих места операторов. Рабочие места оснащены высокопроизводительными компьютерами и цветными дисплеями. Один из операторов решает задачи управления аппаратом при полете в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Второй – обрабатывает разведывательную и телеметрическую информацию, поступающую с борта летательного аппарата.
Беспилотные летательные аппараты «Стрекоза» и «Ласточка» с радиоуправлением, способны развивать в полете скорость от 65 до 150 км/ч. Каждый из них оборудован двумя видеокамерами, установленными спереди и снизу, которые передают максимально четкое цветное изображение, как в дневное, так и в ночное время суток.
Основное преимущество мобильного комплекса МК БЛА-01 на базе «Тигра» по сравнению с зарубежными аналогами – его проходимость в условиях Сибири и Крайнего Севера. А также бронированный корпус, защищающий экипаж и электронику от внешних повреждений, в том числе в районах с неблагоприятной криминогенной обстановкой. Кроме того, внутри корпуса осталось еще достаточно много свободного места, что дает возможность для дальнейшего совершенствования и установки дополнительного оборудования.
Возможности комплекса МК БЛА-01 позволяют вести контроль с воздуха природных и важных стратегических объектов — заводов, воинских частей, нефтяных и газовых трубопроводов. Охрану государственной границы, разведку при проведении контртеррористических операций. Мониторинг районов чрезвычайных ситуаций при крупномасштабных промышленных авариях и лесных пожарах, получение точной информации при поисково-спасательных и оперативно-розыскных мероприятиях.
В 2012 году комплекс «Тигр» МК БЛА-01 был создан на базе шасси бронированного автомобиля СПМ-2М «Тигр», который позже получил официальное наименование СБМ ВПК-233136 «Тигр». Два опытных комплекса МК БЛА-01 были оборудованы на базе бронеавтомобилей СТС ГАЗ-233014 «Тигр». Они отличались типами и количеством используемых БЛА. Проекты были призваны показать широкие возможности автомобилей семейства «Тигр» и беспилотных летательных аппаратов, расширить спектр их применения.
По материалам книги «Русский «Тигр»», Сергей Суворов.
Похожие статьи:
- Когда делать капитальный ремонт двигателя, признаки естественного износа двигателя, методы капитального ремонта классических двигателей внутреннего сгорания.
- Бронеавтомобиль многоцелевого назначения Атлет АМН-1, АМН-2 и АСН, оборудование и оснащение, основные характеристики.
- Бронеавтомобиль многоцелевого назначения ВПК-Урал, оборудование и оснащение, основные характеристики.
- Топливная рампа 406.1104058-20, 406.1104058-21, 40904.1100010, Bosch 0 280 151 244 для ЗМЗ-40522, ЗМЗ-40524, ЗМЗ-40525 на ГАЗель и Соболь, устройство и характеристики.
- Электромагнитные топливные форсунки 406.1132010, Bosch 0 280 158 107, 406.1132711-02, Siemens DEKA 1D ZMZ 6354 для ЗМЗ-40522, ЗМЗ-40524, ЗМЗ-40525 на ГАЗель и Соболь, устройство и характеристики.
- Ford Explorer 2019 года, экстерьер и интерьер, характеристики, оснащение, двигатели, трансмиссия, обзор.
auto.kombat.com.ua