Содержание

Особенности конструкции и эксплуатации беспилотных летательных аппаратов самолетного типаВ. М. Корнеев

© В. М. Корнеев, 2018

ISBN 978-5-4493-1954-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Особенности компоновки БПЛА

Под беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) подразумевается летательный аппарат (ЛА), который летает без пилота и экипажа на борту.

БПЛА, как и пилотируемые воздушные суда, бывают самолетного и вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры – летательные аппараты с четырьмя и более несущими винтами).

БПЛА самолетного типа называется летательный аппарат тяжелее воздуха, подъёмная сила которого создается неподвижным относительно других частей летательного аппарата крылом при его поступательном движении в воздухе.

Превосходством БПЛА по сравнению с пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, меньшая стоимость эксплуатации, а также уменьшение регламентных работ.

Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются у пилотируемых воздушных судов, применимы и в беспилотных ЛА.

Все ЛА самолетного типа можно классифицировать по следующим конструктивным признакам [1]:

– по числу и расположению крыльев;

– по типу фюзеляжа;

– по форме и расположению оперения;

– по типу, количеству и расположению двигателей;

– по типу и расположению шасси.

По количеству крыльев ЛА подразделяются на монопланы (с одним крылом) и бипланы (с двумя крыльями, расположенными одно над другим).

По расположению крыла относительно фюзеляжа различают низкоплан, среднеплан и высокоплан.

Фюзеляжи, не несущие оперения, называют гондолами. Оперение в этом случае поддерживается двумя балками, и ЛА при этом называют двухбалочными.

В зависимости от расположения хвостового оперения различают:

– ЛА стандартной схемы, у которых стабилизатор и киль размещаются в хвостовой части фюзеляжа;

– ЛА схемы «утка», у которых горизонтальное оперение расположено впереди крыла;

– ЛА типа «бесхвостка», у которых горизонтальное оперение отсутствует.

Большинство современных БПЛА самолётного типа выполнено по первой схеме, которая имеет следующие конструктивные разновидности:

– однокилевое оперение;

– разнесенное вертикальное оперение;

– V-обpазное оперение;

– Т-образное оперение.

Переднее расположение горизонтального оперения при использовании схемы «утка» повышает его эффективность, исключая его затенение впереди находящимся крылом.

Взаимное пространственное расположение частей ЛА и его оборудования называется компоновкой БПЛА.

В настоящее время сложились две основные схемы компоновки БПЛА самолетного типа: стандартная (классическая) и «летающее крыло». Реже используют схему «бесхвостка».

В горизонтальном полете без ускорения на БПЛА самолетного типа действуют следующие силы: тяга двигателя, сила тяжести, подъемная сила и лобовое сопротивление. Последние две силы относятся к аэродинамическим.

При горизонтальном полёте с постоянной скоростью подъемная сила уравновешивает вес ЛА, а сила тяги – силу лобового сопротивления.

Если подъемная сила больше силы тяжести, БПЛА набирает высоту, если меньше – снижается.

Если тяга больше силы лобового сопротивления, ЛА разгоняется, если меньше – скорость полета уменьшается.

Основной системой координат, используемой в динамике полета, является скоростная (подвижная) система координат, движущаяся вместе с ЛА. Начало этой системы координат находится в центре масс БПЛА.

Силы обычно раскладываются по трём осям: х – по направлению движения, y – перпендикулярно оси «Ох» в плоскости симметрии ЛА; z – перпендикулярно плоскости «хОy» и направлена по правому крылу.

Дополнительная аэродинамическая сила горизонтального оперения БПЛА самолетного типа, направленная вниз, уравновешивает пикирующий момент вокруг центра тяжести, создаваемый подъёмной силой крыла.

На других этапах полёта (взлёт, набор высоты, снижение, посадка) и при выполнении эволюций (манёвров) ЛА схема сил, действующих на него, будет сложнее.

К БПЛА предъявляются весьма разнообразные и зачастую противоречивые требования. Одним из основных является требование наименьшего веса и достаточной прочности, поскольку повышение прочности обычно связано с утяжелением конструкции, а облегчение конструкции – с понижением прочности.

К основным элементам БПЛА самолетного типа относятся: планер, включающий в себя крыло, фюзеляж и хвостовое оперение, двигатель с топливной системой, управление ЛА с автопилотом, шасси и спецоборудование.

Иногда можно обойтись без шасси. В этих случаях ЛА запускаются рук или с помощью катапульты.

Наиболее дорогостоящие элементы – спецоборудование, авионика, программное обеспечение.

Двигатель ЛА может быть поршневым или электрическим.

Причем, поршневой двигатель внутреннего сгорания обеспечивает большее полетное время. Однако такой мотор сложен, менее надежен и требует большего времени для подготовки ЛА к взлету.

Поршневой бензиновый двигатель внутреннего сгорания на ЛА имеет смысл применять в тех случаях, когда необходима большая дальность полета.

Электрический мотор, напротив, очень нетребователен к уровню квалификации обслуживающего персонала.

Важными составляющими БПЛА являются системы управления, навигации и связи.

Автопилот – с инерциальной системой – наиболее важный элемент системы управления ЛА.

В комплект автопилота, кроме мощного процессора, входят трехосевые гироскоп и акселерометр, приемник спутниковой навигационной системы, датчик давления, датчик воздушной скорости. С такой авионикой ЛА сможет лететь строго по программе.

В ЛА имеется радиомодем для получения управляющих команд и отправки сообщений на землю телеметрических данных о полете и текущем местоположении ЛА.

По сравнению с ЛА вертолетного типа БПЛА самолетного типа имеет следующие преимущества:

– скорость полета;

– радиус действия;

– грузоподъемность;

– более простая конструкция.

Примечание: Для увеличения продолжительности и дальности полета мультикоптера в качестве источника электропитания вместо аккумуляторов можно использовать универсальную гибридную силовую установку, включающую в себя простейший бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором.

Мультикоптеры могут собираться в различной конфигурации в зависимости от задачи из унифицированных модулей. Оригинальность идеи в том, что мультикоптер формируется из унифицированных модулей-квадрокоптеров, их число в БЛА определяется грузом, который нужно перевезти.

По сравнению с БПЛА вертолетного типа БПЛА самолетного типа имеет следующие недостатки:

– меньшая маневренность;

– сложность эксплуатации;

– меньшая гибкость применения.

Примечание: Преимущества БПЛА самолетного и вертолетного типа могут успешно использоваться при создании беспилотных ЛА конвертируемого типа, таких например, как конвертопланы, мотодельтопланы, автожиры и т. п.

Беспилотные ЛА, построенные по схеме «летающее крыло», обладают многими преимуществами по сравнению с традиционными схемами. Эти преимущества обусловлены снижением веса конструкции, аэродинамического сопротивления и стоимости благодаря отсутствию фюзеляжа и хвостового оперения.

Особенности аэродинамической схемы «летающее крыло» дают возможность при одинаковых удлинениях крыла достичь более высоких, чем у БПЛА классической схемы, значений величины аэродинамического качества крейсерского полета и на 25%…30% увеличить полезную нагрузку по сравнению с такими ЛА.

Недостатками рассматриваемой схемы являются сложность выбора места для размещения горизонтального и вертикального оперения и, как следствие, проблемы обеспечения приемлемых характеристик продольной и путевой устойчивости и управляемости ЛА, связанные с компактностью аппарата вдоль продольной и нормальной осей, а также относительно малым плечом органов стабилизации и управления, относительно его центра масс.

Кроме того, для таких ЛА существует необходимость использования шасси большой высоты для создания достаточных для их безопасного взлета и посадки «по самолетному» углов атаки. Подобное обстоятельство влечет за собой увеличение веса конструкции ЛА.

Еще одним недостатком ЛА типа «летающее крыло» является низкое критическое число Маха полета, обусловленное необходимостью использования профилей большой относительной толщины в центральном сечении для размещения целевой нагрузки и агрегатов без чрезмерного увеличения его габаритных размеров. Основными органами управления такого ЛА, так же как и в схеме «бесхвостка» являются элевоны, установленные либо на концах крыла, либо в средней части. В ЛА схемы «летающее крыло» горизонтальные органы управления отсутствуют.

Перспективным вариантом является объединение в одном ЛА квадрокоптера с самолётом схемы, так называемого квадроплана. В результате за счёт аэродинамического качества самолёта достигается повышение дальности и продолжительности полёта при сохранении возможности ВВП.

Взлёт и посадка такого ЛА осуществляется вертикально за счёт тяги воздушных винтов, расположенных на крыльях. После вертикального взлёта БПЛА с разгоном переходит в режим горизонтального полета и выполнял крейсерский полёт как обычный самолёт. Основную часть полёта ЛА совершает в горизонтальном положении как обычный самолёт, у которого воздушные винты и крыло создают горизонтальную тягу и подъёмную силу соответственно.

Примечание: При анализе схемы БПЛА необходимо учитывать, что улучшение одних качеств ЛА нередко ведет к ухудшению других, а некоторые сочетания таких требований вообще невыполнимы. Попытки постройки многоцелевого БПЛА, как правило, хороших результатов не дают.

 

fictionbook.ru

Лучшие БПЛА самолетного типа для сельского хозяйства 2017 года


Если нужно быстро обследовать поле большой площади, тогда эффективным решением станет дрон самолетного типа. Мы собрали лучшие модели 2017 года подобных беспилотников по версии американских фермеров.

Беспилотники самолетного типа способны покрывать в 10 раз больше площади, чем обычные коптеры. Но они стоят существенно дороже. Главный недостаток таких устройств (кроме цены) — качество изображения может пострадать из-за скорости, дроны часто не могут зафиксировать трехмерные/топографические детали съемки. А теперь рассмотрим преимущества отдельных моделей.

 

SenseFly eBee SQ


EBee SQ — это последняя новинка Ag-линейки от швейцарской компании SenseFly. Популярность этих устройств среди американских фермеров обусловлена быстрой скоростью покрытия значительных площадей.

Беспилотник оснащен сенсорным датчиком SensFlex Sequoia с 5 спектрами (4 спектральных диапазона + видимый/RGB). Запатентованное программное обеспечение eMotion Ag упрощает процесс планирования полетов.

Обработку захваченных данных можно проводить с помощью любого популярного программного обеспечения. Среди информации, которую дрон может зафиксировать: индексы растительности (NDVI, CCCI, NDRE, MCARI, CWSI и др.), количество растений, уровни увлажнения и температуру почв. Также есть функция совершать топографию и 3D-картирование.

Созданные индексные карты можно обрабатывать с помощью спецпрограмм и загружать в бортовые компьютеры сельскохозяйственной техники. 



 Precision Hawk Lancaster 5


Одним из самых "умных" дронов, которые есть сегодня на рынке, считается Lancaster 5 от PrecisionHawk. Устройство имеет разнообразный набор "начинки", которая будет полезная для сельского хозяйства. В дополнение к обязательному мультиспектральному датчику дрон оснащен датчиками, которые измеряют в режиме реального времени влажность, температуру, давление, количество солнечной радиации. Искусственный интеллект реагирует на изменяющиеся погодные условия, уровень нагрузки, учитывает скорость ветра и видимость.  

Беспилотник также оснащен прочным шасси, которое позволяет выдерживать жесткие посадки, а удлиненный размах крыльев обеспечивает стабильность полета. Реализована система интеллектуального бортового контроля полетов — для запуска нужно лишь одно нажатие кнопки.

Платформа Lancaster построена на программном обеспечении с открытым исходным кодом, что позволяет легко создавать и интегрировать датчики для любых нужд. Поэтому этот БПЛА имеет широкий диапазон датчиков, который обеспечивает захват визуальных, тепловых/ИК, мультиспектральных, LIDAR и гиперспектральных данных. Для изменение датчиков не нужно никаких дополнительных настроек — в устройстве реализован подход Plug and Play.

  


HoneyComb AgDrone

Еще один популярный в США дрон. Главное преимущество AgDrone — корпус беспилотника производится из специального волоконного композита. Этот материал нельзя расколоть, поэтому БПЛА не разобьется, если упадет даже с большой скоростью.

Беспилотник оснащен двумя камерами, которые четко передают детали полета оператору, собирают информацию и автоматически ее визуализируют.

В дроне реализована усовершенствованная система автопилотирования AgDrone System, которая позволяет устройству самостоятельно летать.

Еще один плюс этой модели — дроны хорошо взаимодействуют с бортовыми компьютерами сельскохозяйственной техники. 

Sentera Phoenix 2


По словам главного аэрокосмического инженера компании Sentera Тодда Колтена Phoenix 2 имеет такой уровень точности, которого нет ни в одном летательном аппарате. Дрон имеет множество датчиков, включая Sentera Double 4K Sensor для обеспечения RGB изображений и данных стандартизированного индекса NDVI, которые он собирает за один полет, и Sentera Quad Sensor — мульти-спектральный шестидиапазонный тепловизор с возможностями удаления красного цвета, что также популярно в приложениях для сельского хозяйства. Другие совместимые датчики включают в себя Sentera-Q для картографирования высокого разрешения и радиометрический термодатчик, который передает температурные данные с высоким разрешением. Sentera также предлагает EO и ИК датчики для миссий общественной безопасности и передачи видео в реальном времени.

К тому же беспилотник легкий и очень прочный, а надежный и точный автопилот Kestrel обеспечивает точный захват изображений, с автоматически рассчитываемым интервалом, который также может регулироваться оператором дистанционно. 



 AgEagle RX60 

Беспилотный летательный аппарат AgEagle RX60 простой в использовании — он самостоятельно запускается, летает и приземляется. Дрон с помощью аэроснимков создает карты состояния урожая с выявлением критических зон, где необходимо использовать удобрения или СЗР, повышая тем самым прибыльность хозяйства. Все данные подаются в режиме реального времени фермерам и агрономам. Карты легко импортировать и использовать на многих программных платформах, упрощая тем самым использование собранной информации.
 



 Trimble UX5


Французская аэрокосмическая компания Trimble разработала модель UX5, которую можно использовать в самых суровых климатических условиях. А специально разработанное приложение Trimble Access  Aerial Imaging максимально упрощает сложные в прошлом процессы.

Простота и надежность — два слова, которыми можно охарактеризовать этот аппарат. За счет инновации, основанной на обратной тяге, упростилась посадка дрона. Теперь БПЛА легко посадить в любой момент времени, также нет необходимости искать длинную посадочной полосу.

Дополнительный акцент разработчики сделали на простоте обслуживания системы, скорости сборки летательного аппарата и надежности подключения внутренних электронных устройств. Также в случае повреждения любого из компонентов — они быстро и просто заменяются.

Полеты Trimble UX5 проводятся в полностью автоматическом режиме и не требуют навыка пилотирования. Оператору необходимо только контролировать полет, а встроенные программные задачи обеспечивают безопасный взлет и посадку при каждом запуске.

Оптимизированный для сбора данных с БПЛА, фотограмметрический модуль Trimble Business Center Photogrammetry Module обрабатывает и представляет результаты в удобной форме: облако точек, треугольная нерегулярная сетка (TIN-модель) и карта изолиний местности, над которой проводился полет.  Используя дополнительную визуальную 24-мегапиксельную камеру MicaSense RedEdge UX5 может захватывать данные с разрешением до 2 см/пиксель и работать в самых сложных погодных условиях, сохраняя высокое качество съемки.

В материале мы рассматривали только БПЛА самолетного типа, но уже готовим обзор лучших дронов вертикального взлета. 

Использование беспилотников в сельском хозяйстве позволяет значительно сэкономить время и повысить продуктивность работы. 


russiandrone.ru

UVS-TECH 2009 | Беспилотные летательные аппараты

По завершении очередной выставки «Беспилотные многоцелевые комплексы» - UVS-TECH 2009 всем заинтересованным читателям предлагается обзор российских беспилотных авиационных систем самолетного типа. Он, пожалуй, является наиболее полным перечнем проектов БЛА, как реализованных ранее, так и тех, работа по которым в настоящее время продолжается. БЛА систематизированы по массе и дальности действия.

В России в области создания комплексов с БЛА работает полтора десятка крупных и небольших фирм. Все разработчики идут, как правило, в направлении создания широкой номенклатуры многофункциональных комплексов, способных выполнять разнообразные задачи. В итоге, потенциальным заказчикам предлагается множество, по сути, однотипных образцов БЛА, решающих схожие задачи.

К сожалению, в России не существует принятой классификации БЛА. Классифицировать имеющиеся на данный момент на отечественном рынке образцы и проекты БЛА, используя категории ассоциации беспилотных систем UVS International, не вполне возможно. Кроме того, возникают проблемы с трактовкой российскими разработчиками некоторых характеристик, к примеру, дальности действия БЛА. Для систематизации имеющихся в настоящее время в России систем БЛА предлагается следующая классификация, основанная на взлетной массе и/или дальности действия.

Таблица 1. Классификация БЛА

Микро и мини БЛА ближнего радиуса действия

Класс миниатюрных сверхлегких и легких аппаратов и комплексов на их основе с взлетной массой до 5 кг начал появляться в России относительно недавно, но уже довольно широко представлен. БЛА предназначены для индивидуального оперативного использования на малых дальностях на удалении до 25…40 км. Они просты в эксплуатации и транспортировке, выполняются складными и позиционируются как «носимые», запуск осуществляется, как правило, с руки.

В области создания БЛА такого типа активно работает ижевская компания «Беспилотные системы». К ним можно отнести сверхлегкий БЛА мониторинга ZALA 421-11, первый полет которого был выполнен в 2007 году. Весь комплекс помещается в кейс стандартного размера. По набору целевой нагрузки аппарат идентичен другой модели - ZALA 421-08. В состав этого переносного малогабаритного комплекса входит два БЛА, станция управления и контейнер-рюкзак для перевозки. При этом общая масса комплекса составляет всего 8 кг. Для мониторинга используется сменный блок (ТВ-, ИК-камеры, фотоаппарат). Летом 2008 года были выполнены испытательные полеты корабельной модификации с борта ледокола для проведения разведки и поиска объектов на воде. В соответствии с требованиями Пограничной службы компанией недавно был разработан легкий БЛА ZALA 421-12 с увеличенной продолжительностью полета. Аппарат позволяет вести наблюдение при помощи полноценной гиростабилизированной камеры двух осях с возможностью обзора нижней полусферы и с оптическим увеличением в 26 раз. БЛА способен вести мониторинг днем и ночью. Навигация осуществляется по сигналам GPS/ГЛОНАСС.

Казанская фирма «ЭНИКС» представляет в этом классе целое семейство аппаратов и комплексов, базовым для которых стал Т23 «Элерон». Это БЛА для дистанционного наблюдения за объектами и мониторинга наземной обстановки. Аппарат выполнен по схеме «летающее крыло» со складными консолями, в хвостовой части расположен электрический двигатель с толкающим винтом. БЛА может оснащаться широким набором средств наблюдения, включая стабилизированную ТВ-систему, фотокамеру и т.д.). Весь комплекс может транспортироваться в заплечных контейнерах или автотранспортом. Разработка базового варианта была завершена в 2003 году, с 2004 года начато его производство. В 2008 году проводилась опытная эксплуатация комплекса на полярной станции СП-35 совместно с ГНЦ РФ ААНИИ. Гражданский вариант «Элерона» имеет наименование Т25. Полезная нагрузка – стабилизированная ТВ-система (в модификации Т25Д), ИК-камера (Т25Н) или фотоаппарат. Развитием Т23 является семейство БЛА типа «Элерон-3» и «Гамаюн-3». Об их создании было объявлено в 2008 году. БЛА «Элерон-3» планируется создать минимум в семи модификациях, отличающихся, в основном, целевой нагрузкой, в состав которой могут входить ТВ-, ИК-камера, фотоаппарат, ретранслятор, станция РТР и постановки помех. При имитации воздушных целей могут устанавливаться линзы Люнеберга и ИК-излучатели. Навигация осуществляется по сигналам GPS/ГЛОНАСС. Станция управления унифицирована с комплексом «Элерон-10» (Т10). На основе аппарата типа «Элерон» в ОАО «Иркут» создан авиационный комплекс дистанционного зондирования «Иркут-2М». В 2007 г. БЛА был принят на снабжение МЧС РФ.

СКБ «Топаз» предлагает свой портативный комплекс дистанционного наблюдения. В его состав входит малогабаритный БЛА «Локон». Полезная нагрузка включает ТВ-, ИК-камеры и фотоаппарат. К наземной составляющей комплекса относятся пункт управления, приема и обработки информации и контейнеры для переноски БЛА. Производство ведется на «Истринском экспериментально-механическом заводе» (ИЭМЗ).

К микро- и мини-БЛА относится и ряд собственных разработок ИЭМЗ. В частности, специалистами завода разработан для аэрофоторазведки базовый БЛА «Истра-010» массой 4 кг. Предприятие изготовило пять комплектов таких БЛА для опытной войсковой эксплуатации и передало их в МО РФ. В комплекс входит наземная станция и два летательных аппарата. В 2008 году предприятием велось создание фоторазведчика массой 2,5…3 кг, который является облегченной версией ранее построенного БЛА массой 4 кг.

Давно известен своими разработками в области беспилотных систем Научно-производственный и конструкторский центр «Новик-XXI век». Одна из разработанных компанией систем – комплекс с БЛА «БРАТ». В его состав входит малоразмерный беспилотный аппарат массой 3 кг. Штатной целевой нагрузкой являются две ТВ-камеры или один цифровой фотоаппарат.

Рисунок 1. БЛА «БРАТ»

Рисунок 2. БЛА «Локон»

К настоящему моменту в линейке беспилотных систем российской инновационной компании «Аэрокон» – три аппарата серии «Инспектор». Два из них относятся к классу мини-БЛА, а самый «младший» приближается к классу «микро». Комплексы предназначены для решения разнообразных задач наблюдения, в том числе в сложных и стесненных условиях, в городской среде.

Одной из «свежих» разработок в области систем мини-класса является комплекс с БЛА Т-3, созданный компанией «Рисса». БЛА Т-3 разработан для применения в задачах видеонаблюдения в дневное и ночное время, проведения аэрофотосъемки, для использования в качестве носителя ретранслятора радиосигналов. В настоящее время комплекс проходит стадию тестирования предсерийных образцов и доводку наземного оборудования

Таблица 2. Основные характеристики микро и мини БЛА ближнего радиуса действия

Легкие БЛА малого радиуса действия

К классу легких БЛА малого радиуса действия относятся несколько более крупные аппараты - в массовом диапазоне от 5 до 50 кг. Дальность их действия - в пределах 10 – 70 км.

Компания «Новик-XXI век» в данном классе предлагает беспилотный комплекс «ГрАНТ». В его состав входят базовая автоматизированная рабочая станция на шасси УАЗ-3741, транспортно-пусковая установка на шасси УАЗ-3303 и два БЛА «ГрАНТ».Беспилотные аппараты имеют массу 20 кг.

БЛА ZALA 421-04 предлагают «Беспилотные системы». Аппарат выполнен по схеме «летающее крыло» с толкающим винтом. БЛА оснащен системой автоматического управления, позволяющей задавать маршрут, контролировать и корректировать полет в режиме реального времени. Полезная нагрузка – цветная видеокамера на гиростабилизированной платформе. С 2006 г. комплекс состоит на снабжении МВД РФ.

На выставке UVS-TECH 2008 ЗАО «ЭНИКС» впервые объявило о создании на базе беспилотника Т10 двух комплексов мониторинга, адаптированных под конкретные задачи, – «Элерон-10» и «Гамаюн-10». В комплексе «Элерон-10» возможно применение БЛА в нескольких вариантах целевой нагрузки, в том числе с ТВ-, ИК-камерой, фотоаппаратом, ретранслятором, станцией РТР и постановки помех. В 2007-2008 гг. комплекс «Элерон-10» прошел цикл летных испытаний. Похожий аппарат есть и в линейке беспилотников компании «Иркут». Комплекс «Иркут-10» состоит из двух БЛА, наземных средств управления и обслуживания, снабжен линией связи с двумя цифровыми защищенными каналами управления и передачи данных. Готовится серийное производство.

Рисунок 3. БЛА «Элерон-10»

Другое «детище» ЗАО «ЭНИКС» - БЛА Т92 «Лотос». Он предназначен для доставки целевой нагрузки в заданный район или выполнения мониторинга. В качестве полезных нагрузок возможно применение ТВ- и/или ИК-камер. БЛА принимал участие в исследовательских учениях Сухопутных войск на Алабинском полигоне Московского военного округа и в учениях МЧС Республики Татарстан в 1998 г. В настоящее время комплекс находится в эксплуатации. Этому БЛА аэродинамически подобен малогабаритный БЛА Т90 (Т90-11), предназначенный для ведения наблюдения за местностью, оперативного поиска, обнаружения наземных объектов. Его уникальность в том, что он используется в составе РСЗО «Смерч». Проводимая аппаратом корректировка огня РСЗО на дальности до 70 км уменьшает ошибки стрельбы и сокращает расход снарядов. Полезная нагрузка - ТВ камера. В сложенном состоянии БЛА размещается в спецконтейнере и выстреливается при помощи штатного 300-мм реактивного снаряда. По имеющимся данным, комплекс в настоящее время проходит испытания в интересах МО РФ.

Кроме того, в данном классе «ЭНИКС» разрабатывает комплекс дистанционного обзора с легким БЛА Т21. Полезная нагрузка – ТВ-камера. Конструкция БЛА позволяет транспортировать его в небольшом контейнере. Существует проект БЛА Т24, предназначенный для дистанционного мониторинга местности и передачи фото- и видеоизображения на наземный КП. Его компоновка аналогична БЛА «Элерон». Полезная нагрузка стандартная – ТВ/ИК система.

Рисунок 4. БЛА «Типчак» на пусковой катапульте

Рыбинским КБ «Луч» создано несколько БЛА для комплекса воздушной разведки «Типчак». Самый «продвинутый» из них - БЛА-05. Его Госиспытания завершились в 2007 году, в 2008-м - началось его серийное производство. БЛА способен вести поиск объектов и передачу данных в реальном масштабе времени на наземный КП в любое время суток. Полезная нагрузка – совмещенная двухспектральная ТВ/ИК-камера, с возможностью замены на фотоаппаратуру. В дополнение к БЛА-05 предприятие некоторое время назад анонсировало еще два аппарата, предназначенных для применения в комплексе. Один из них БЛА-07 - малогабаритный тактический БЛА. В качестве целевой нагрузки несет совмещенную двухспектральную ТВ/ИК-камеру или фотоаппарат. Его проектирование начато в 2005 г. Следующий аппарат - БЛА-08. Это малоскоростной БЛА с большой продолжительностью полета. Он предназначен для применения в разведывательных системах в интересах различных видов вооруженных сил и родов войск.

Таблица 3. Основные характеристики легких БЛА малого радиуса действия

Легкие БЛА среднего радиуса действия

Ряд отечественных образцов можно отнести к классу легких БЛА среднего радиуса действия. Их масса находится в пределах 50 - 100 кг.

К ним, в частности, относится многоцелевой БЛА Т92М «Чибис», созданный ОАО «ЭНИКС». Аппарат аэродинамически почти полностью унифицирован с выпускаемыми серийно воздушными мишенями Е95М и Е2Т. В качестве полезных нагрузок возможно применение ТВ- и ИК-камер. Двигательная установка – поршневой двигатель вместо ПуВРД M135. Комплекс находится в стадии подготовки к эксплуатации.

Недавно компанией «Беспилотные системы» создан новый БЛА ZALA 421-09, который предназначен для мониторинга земной поверхности и обладает большой продолжительностью полета - 10,5 часов. Он снабжается лыжным или колесным шасси. Целевая нагрузка – ТВ-, ИК-камера, фотоаппарат на гиростабилизированной платформе.

Весьма интересны разработки компании «Транзас» - БЛА «Дозор-2» и «Дозор-4». Оба аппарата имеют сходную компоновку. БЛА «Дозор-2» служит для мониторинга объектов народнохозяйственного и военного назначения, доставки необходимого груза, патрулирования границ, цифровой картографии. Его полезная нагрузка – автоматическая цифровая фотокамера, видеокамеры переднего и бокового обзора высокого разрешения, ИК-система ближнего и дальнего диапазонов. Весь комплекс размещен на базе автомобиля повышенной проходимости. Создание комплекса было начато в 2005 г. В текущем году он прошел испытания в интересах Пограничной службы, несколько комплектов заказала одна из российских нефтедобывающих компаний для наблюдения за трубопроводами. «Дозор-4» - модификация БЛА «Дозор-2». Уже запущена в производство партия этих БЛА в количестве 12 аппаратов для проведения войсковых испытаний в интересах Пограничной службы ФСБ РФ.

Рисунок 5. БЛА «Дозор-4»

К рассматриваемому классу относится и достаточно старый комплекс «Строй-П» разработки московского НИИ «Кулон» с БЛА «Пчела-1Т». В настоящее время комплекс модернизирован («Строй-ПД») в части круглосуточного применения. Кроме того, в перспективе в его состав предполагается введение других БЛА.

Таблица 4. Основные характеристики легких БЛА среднего радиуса действия

Средние БЛА

Взлетная масса средних БЛА лежит в диапазоне от 100 до 300 кг. Они предназначены для применения на дальностях 150 – 1000 км.

В ЗАО «ЭНИКС» в этом классе создан многоцелевой БЛА М850 «Астра». Основное его назначение – применение в качестве многоразовой воздушной мишени для тренировки расчетов ПВО. Однако он может использоваться и для выполнения работ, связанных с оперативным мониторингом земной поверхности. Для этого возможна установка дополнительного целевого оборудования. Аппарат интересен тем, что имеет воздушный старт, который может осуществляться с внешней подвески самолета или вертолета. Компоновочно аналогичен многоразовой воздушной мишени Е22/ Е22М «Берта» новый беспилотник Т04 большой дальности действия. Разработка аппарата, предназначенного для ведения многоспектрального мониторинга, была начата в 2006 году.

Впервые на выставке UVS-TECH-2007 был продемонстрирован новый БЛА «Беркут» оперативного мониторинга территорий и объектов. Разработчик – ОАО «Туполев». Аппарат обладает большой продолжительностью полета. Целевая нагрузка – ТВ- и ИК- камеры, датчики наблюдения, радиолиния передачи данных и телеметрическая аппаратура. В 2007 году было разработано техпредложение на этот БЛА.

Также к системам рассматриваемого диапазона относится комплекс дистанционного зондирования «Иркут-200». В состав комплекса входят два БЛА, наземная станция управления и средства технического обслуживания. Полезная нагрузка – ТВ-камера, тепловизионная камера, радиолокационная станция и цифровой фотоаппарат. В настоящее время комплекс находится в стадии разработки и испытаний.

Недавно НПО им. С.А. Лавочкина представило один из своих проектов БЛА для дистанционного зондирования - Ла-225 «Комар». Во время продолжительного полета на большом удалении он способен осуществлять передачу видеоинформации в режиме реального времени на наземный пункт. Старт, посадка и управление производится с мобильного наземного комплекса. БЛА находится в стадии разработки и подготовки испытаний. Макетный образец впервые продемонстрирован на МАКС-2007.

Фирмой «Истра-Аэро» разработаны, по меньшей мере, два варианта БЛА с массой 120-130 кг. Это многофункциональный БЛА и БЛА РЭБ («Бином»). Последний из них, согласно заявлению фирмы, в составе комплекса радиоэлектронной борьбы проходит летные испытания. Он предназначен для создания помех радарам ПРО-ПВО или системам спутниковой навигации. Станции помех поставляет фирма «Авиаконверсия». Навигация осуществляется без использования спутниковых систем GPS/ ГЛОНАСС. Проект развивается, его создание рассчитано на длительный срок.

Таблица 5. Основные характеристики средних БЛА

Средне-тяжелые БЛА

Средне-тяжелые БЛА имеют схожую с БЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой – от 300 до 500 кг.

К этому классу следует отнести «потомков» воздушной мишени «Дань», созданные казанским ОКБ «Сокол». Это комплекс экологического мониторинга «Данэм», предназначенный для решения задач обзора, контроля и охраны объектов большой площади и протяженности над земной и водной поверхностью. В его состав входят БЛА (один или несколько), мобильный наземный пункт управления, а также средства наземного обслуживания. Система управления – комбинированная (программная и радиокомандная). Целевое оборудование – оптико-электронная система с ТВ- и тепловизионным каналами. В настоящее время проект находится в стадии отработки систем. Та же фирма предлагает комплекс беспилотных летательных аппаратов «Дань-Барук», предназначенный для ведения воздушной разведки. Он интересен тем, что обладает возможностью нанесения ударов по отдельным целям. БЛА имеет большую продолжительность полета и высотность. В состав комплекса также входят один или несколько беспилотных аппаратов, мобильный наземный пункт управления, а также средства наземного обслуживания. Полезная нагрузка – обзорно-прицельная система, бортовые средства поражения (два контейнера с самоприцеливающимися и кумулятивно-осколочными боевыми элементами). Реализация проекта находится в стадии ОКР.

Рисунок 6. БЛА «Данэм»

Авиационная система дистанционного контроля и инспекции с разведывательным БЛА «Колибри» разработана фирмой М.А.К. Она предназначена для ведения разведки в интересах различных видов войск в тактической и оперативно-тактической глубине. В состав комплекса входят БЛА-О (обзорный) и БЛА-Р (ретранслятор), наземный пункт дистанционного управления, приема и обработки целевой информации, станция привода и посадки БЛА на ВПП. БЛА предполагается оснастить различной аппаратурой разведки – телекамерой или тепловизионным оборудованием, размещенным на стабилизированной платформе. Передача информации осуществляется в реальном масштабе времени. Заявляется, что в конструкции БЛА использованы радиопоглощающие покрытия. Первый полет выполнен в 2005 году.

Новой разработкой НИИ «Кулон» является комплекс воздушного наблюдения с БЛА «Аист». Аппарат, в отличие от других БЛА, имеет в составе силовой установки два поршневых двигателя с тянущими винтами на крыле. Наземный пункт комплекса может не только обрабатывать информацию, поступающую от БЛА, но и обеспечивать информационный обмен с внешними потребителями. Полезная нагрузка – широкозахватная двухспектральная (ТВ/ИК) строчная аппаратура, бортовая РЛС с синтезированной апертурой, бортовой регистратор информации, радиолиния. Для детального наблюдения может использоваться гиростабилизированная оптико-электронная система в составе совмещенных ТВ и ИК камер и лазерного дальномера. Военный вариант имеет обозначение «Юлия». БЛА может быть интегрирован в другие комплексы вместе с БЛА иного типа.

Недавно «Транзас» и «Р.Е.Т. Кронштадт» анонсировали свою перспективную разработку - комплекс с тяжелым средневысотным БЛА большой продолжительности полета «Дозор-3». Он предназначен для сбора информации о протяженных и площадных объектах, находящихся на значительном удалении от аэродрома, в простых и сложных метеоусловиях, днем и ночью. Полезная нагрузка БЛА может включать различные наборы оборудования, в том числе видеокамеры переднего и бокового обзора, тепловизор, РЛС переднего и бокового обзора с синтезированной апертурой, автоматическую цифровую фотокамеру высокого разрешения. Передача высококачественной информации будет происходить в режиме реального времени. Комплекс будет оснащен комбинированной системой управления с режимами автономного управления и дистанционного пилотирования.

Таблица 6. Основные характеристики средне-тяжелых БЛА

Тяжелые БЛА среднего радиуса действия

Данный класс включает БЛА полетной массой от 500 кг и более, предназначенные для применения на средних дальностях 70 – 300 км.

В классе «тяжелых» ОАО «Иркут» разрабатывает авиационный комплекс дистанционного зондирования «Иркут-850». Он предназначен как для мониторинга, так и для доставки грузов. Его неординарность в возможности выполнять как беспилотный, так и пилотируемый полет, так как он создается на базе мотопланера Stemme S10VT. Полезная нагрузка БЛА – ТВ-камера, тепловизионная камера, РЛС и цифровой фотоаппарат. Переход от пилотируемого к дистанционно управляемому варианту не требует проведения специальных работ. Отличительные особенности – многозадачность, применение различной полезной нагрузки, низкая стоимость эксплуатации и жизненного цикла, автономность. Испытания завершены, подготовлен серийный выпуск.

Другим представителем данного класса является многофункциональный авиационный комплекс мониторинга «Нарт» (А-03). Разработчик - ООО «Научно-производственный центр «Антиград-Авиа». Его также отличает способность доставлять грузы. Варианты исполнения - стационарный или мобильный. Набор аппаратуры наблюдения может быть различным. Комплекс ориентирован на применение в интересах Росгидромета, МЧС, Министерства природных ресурсов, силовых ведомств и т.д.

Рисунок 7. БЛА «Иркут-850»

К этому же классу может быть отнесен БЛА Ту-243, входящий в состав комплекса фото- и ТВ- разведки «Рейс-Д». Он является модернизированным вариантом БЛА Ту-143 «Рейс» и отличается от него полностью обновленным составом разведывательного оборудования, новым пилотажно-навигационным комплексом, увеличенным запасом топлива и некоторыми другими особенностями. Комплекс состоит на вооружении ВВС России. В настоящее время предлагается дальнейшая модернизация БЛА в вариантах разведчика «Рейс-Д-Р» и ударного БЛА «Рейс-Д-У». В ударном варианте он может оснащаться обзорно-прицельной системой и СУО. Вооружение может состоять из двух блоков КМГУ внутри грузоотсека. В 2007 г. было объявлено о намерении «реанимировать» проект многоцелевого оперативно-тактического беспилотного комплекса с БЛА Ту-300 «Коршун», предназначенного для решения широкого круга задач разведки, поражения наземных целей и ретрансляции сигналов. Полезная нагрузка –аппаратура радиотехнической разведки, РЛС бокового обзора, фотоаппараты, ИК-камеры или авиационные средства поражения на внешней подвеске и во внутреннем отсеке. Доработка должна, коснуться повышения характеристик и использования нового оборудования. Планируется расширить номенклатуру применяемого вооружения и включить обычные и корректируемые авиабомбы, глубинные бомбы и управляемые ракеты класса «воздух–поверхность».

Таблица 7. Основные характеристики тяжелых БЛА среднего радиуса действия

Тяжелые БЛА большой продолжительности полета

Достаточно востребованная за рубежом категория беспилотных аппаратов большой продолжительности полета, к которой относятся американские БЛА Predator, Reaper, Global Hawk, израильские БЛА Heron, Heron TP, в нашей стране совершенно пустует. ОАО «ОКБ Сухого» периодически сообщает о продолжении работ по ряду комплексов большой дальности серии «Зонд». Их планировалось использовать для мониторинга в радиолокационном и оптико-электронном диапазонах, а также для решения задач УВД и ретрансляции каналов связи. Впрочем, по-видимому, данные проекты ведутся в вялотекущем режиме и перспективы их реализации достаточно туманны.

Беспилотные боевые самолеты (ББС)

В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 км и массой от 1500 кг. На сегодняшний день в России в классе ББС представлено два проекта.

Так, ОАО «ОКБ им. А.С. Яковлева» работает над унифицированным семейством тяжелых БЛА «Прорыв». В нем широко используются агрегаты и системы учебно-боевого самолета Як-130. В составе разрабатываемого семейства планируется создать ударный БЛА «Прорыв-У». Аппарат планируется выполнить по малозаметной схеме «летающее крыло» с внутренним размещением боевой нагрузки.

Рисунок 8. ББС «Скат»

Еще один проект в этой категории - ББС «Скат» Российской самолетостроительной корпорации «МиГ». В 2007 был продемонстрирован полноразмерный макет этого ББС. Этот перспективный тяжелый боевой БЛА также выполнен по малозаметной схеме «летающее крыло» без хвостового оперения с верхнерасположенным воздухозаборником. Оружие размещается во внутренних отсеках аппарата.

Таблица 8. Основные характеристики ББС

Заключение

Приблизительно половина имеющихся и проектируемых систем БЛА в России относится к первым категориям, то есть к самым легким. Это объясняется тем, что для разработки этих аппаратов требуются наименьшие финансовые вложения.

В категории средних БЛА реализованных проектов всего несколько. Возможно, через некоторое время ситуация изменится, и проектируемые сегодня системы будут воплощены.

Наполнение последних двух категорий достаточно условно. Как было отмечено выше, ниша тяжелых БЛА большой продолжительности полета практически пустует. Возможно, это обстоятельство подвигло наших военных обратить внимание на разработки зарубежных компаний. Что касается боевых БЛА, то их создание – дело еще более отдаленного будущего.

Евгений Ерохин, Денис Федутинов. Статья с uav.ru.

bp-la.ru

Виды беспилотных аппаратов для аэрофотосъемки

Выбирая беспилотник для картографии, геодезии или нужд землепользования, необходимо учитывать его параметры и конструктивные особенности. Сегодня на рынке представлено очень большое количество различных моделей БПЛА, как отечественных, так и зарубежных производителей.


Классификация БПЛА

В данной материале рассмотрим:

  • беспилотники самолетного типа;
  • модели со свободным стартом, а также приземлением;
  • мультикоптеры и вертолеты.

Главными характеристиками для всех без исключения БПЛА являются их масса, размеры, а также форма. Эти основные характеристики, как правило, определяют способы старта аппаратов, их грузоподъемности, а также поведение беспилотника в небе.

Вес беспилотников

От критической взлетной массы БПЛА зависит, какой тип аппаратуры можно будет использовать для производства фотосъемки земной поверхности или лазерного сканирования. Если взлетная масса большая, целесообразно применять более точное оборудование (с большим разрешением матрицы) для производства съемки или оборудовать лазерным сканером. Также стоит отметить, что тяжелый БПЛА, как правило, более стабилен в воздухе, и, соответственно, получается более качественная геометрия снимков. Однако, как правило, аппарат выбирается исходя из бюджета и наличия специалистов, которые могут управлять тем или иным аппаратом.

Формы и размеры беспилотников

Самолетный тип беспилотников представлен двумя видами: фюзеляжный и летающее крыло. От размеров крыла напрямую зависят аэродинамические показатели.

  • Благодаря тому, что фюзеляжные аппараты зачастую имеют больший вес, они могут нести дополнительную полезную нагрузку и, как правило, более стабильны в воздухе (соответственно улучшаются условия для производства аэрофотосъемки и не дают "смазов" на снимаках даже при низком ISO). В тоже время конструкция таких беспилотных аппаратов сложна, что сказывается на стоимости ремонта и ужесточении инструкций по обслуживанию и эксплуатации. Фюзеляжные БПЛА запускаются с катапульты.
  • БПЛА типа летающее крыло отличаются простой конструкцией. К недостаткам можно отнести малую полезную нагрузку и размеры. Это не позволяет аппарату поднимать тот вес, который доступен для БПЛА фюзеляжного типа. Однако, их можно запустить в небо без системы катапультирования, а цена "болванки" позволит всегда иметь в запасе еще один самолет.

Многовинтовые БПЛА (мультикоптеры)

Мультироторы (мультикоптеры), в свою очередь, различаются по многим характеристикам. Среди них немаловажный показатель – это число винтов. Существует мнение, что аппараты с 8-ю винтами более стабильны в воздухе, чем 4- и 6-винтовые. Алгоритмы полетов позволили добиться того, что практически все коптеры ведут себя стабильно даже в случае нарушения работы одного из винтов. Опыт показывает, что базовый Phantom применим даже в сфере геодезии.

Моторы в БПЛА

Львиная доля беспилотников оснащены электрическими двигателями. От параметров двигателя главным образом зависит максимальное время и расстояние полёта. Небольшие беспилотные аппараты, как правило, могут находиться в полёте до 1 часа. Более крупные модели до четырех часов и преодолевать расстояние в несколько сот километров.

Также существуют модели беспилотников с бензиновыми двигателями. Такие аппараты, как правило, довольно тяжелые. Время полёта может составлять десять часов. Причем беспилотник может преодолеть расстояние до 1 тыс. км. В качестве топлива используют бензиновую смесь (марки 92 и 95) с добавлением синтетического масла для двухтактных моторов. Бензиновые БПЛА расходуют порядка 500 мл бензина в час (режим горизонтального полёта). В среднем объем бака такого аппарата равен пяти литрам. Такие БПЛА целесообразно использовать для производства аэрофотосъемки больших по площади территорий.

Высота съемки и качество снимков

От высоты полета беспилотника зависит размер пикселя изображений, а также количество снимков. В странах ЕС существуют жесткие ограничения по поводу полетов в воздушном пространстве на высотах до 0,1 – 0,15 км. В тоже время отечественное законодательство не предусматривает ограничений на число полетных заданий. Имея снимок с разрешением 3-4 см/пиксель, можно путем дешифрирования получить топоплан М 1:2000, а в некоторых случаях, если местность открытая и не слишком контурная, и 1:500.

Скорость беспилотных аппаратов

От скорости БПЛА зависит возможность их применения в ветреные дни, и, непосредственно, производительность работ по съемке земной поверхности.

  • Компактные беспилотные самолеты (летающее крыло) имеют крейсерскую скорость 50 – 70 км/ч.
  • Более крупные модели БПЛА – 100 км/ч.
  • При скорости ветра 10 м/c и более использование беспилотников ограничено. Ветер в влияет на качество полученных изображений и перекрытия снимков, увеличивая смазы. Также стоит отметить, что спрогнозировать порывы ветра на высоте довольно сложно.

Способы взлета и посадки БПЛА самолета

Одним из немаловажных параметров БПЛА является способ их взлета и приземления.

  • Главными способами старта являются взлет с помощью специальной катапульты, а также запуск аппарата с рук.
  • Для посадки применяется парашютный способ, либо посадку на корпус.

Современные летательные аппараты работают в автоматическом режиме. Осуществление ручного управления используется при взлете или, хотя сейчас все более применяется полуавтоматические режимы.

В БПЛА есть автопилот. По сути, это мозговой цент беспилотного летательного аппарата. Ранее использовались простые автопилоты, которые главным образом применялись для любительских целей, не удовлетворяя задачам аэрофотосъемки – количество точек было крайне мало. Сегодня всё больше компаний-производителей БПЛА занялись созданием собственных автопилотов, которые полностью удовлетворяют требованиям фотограмметрии.

Фотокамеры беспилотников

Большинство самолетов или коптеров – это небольшие аппараты с низкой грузоподъемностью. Исходя из этого фактора, в роли приборов для аэрофотосъемки, чаще всего, применяют небольшие фотокамеры, но с большими возможностями.

  • Современные компактные камеры могут иметь разрешение матрицы от 24 мпикс, а также размер матрицы в 35 мм, что удовлетворяет потребностям аэрофотосъемки.
  • На крупные БПЛА монтируется более серьезное оборудование (фулфрейм-фотокамеры зеркального типа от производителей Canon и Nikon).
  • То, как работают затворы, камеры тоже очень важно. Центральный или электронный затвор на камерах позволяет успешно применять их для целей аэрофотосъемки.

Существуют также фотокамеры, которые созданы специально для использования на беспилотниках. Такое профессиональное оборудование стоит не дешево (30–50 тыс.евро). Несомненно, такая камера обеспечивает снимки очень высокого качества. От производительности фотокамеры и её матрицы также зависит число снимков и затраты времени на обработку полученных результатов аэрофотосъемки.

Оборудование для спутниковой навигации

Основными приборами для навигации в беспилотниках, чаще всего, выступают недорогие одночастотные приборы GPS/IMU. Это же оборудование применяется для внешней ориентации фотоснимков. В настоящее время, все больше производителей традиционных геодезических приборов, таких как Javad, Trimble, Novotel, добавляют в линейку GPS/ГЛОНАСС плат компактные и максимально облегченные вариации для воздушного применения. Произведенные измерения с борта уравниваются с данными основных GNSS базовых станций. На большинстве беспилотников устанавливают инерциальные системы INS, которые делают возможным ориентирование аэрофотосъемки с нужной точностью.

Обмен данными

Связь с беспилотниками осуществляется через радиоволны. Частоты находятся в диапазоне от 0,443 до 2,4 ГГц. Связь с БПЛА нужна для контроля точности выполнения плана работ, и возможной корректировки аппарата во время полёта. Также возможна передача полученных изображений и картинки с навигационной камеры через радиоканалы на дальних расстояниях.

Условия для работы

Большинство беспилотников могут работать в довольно широком температурном диапазоне (от -15 до +50 градусов по Цельсию). Что позволяет использовать аппараты в различных широтах земного шара. Кроме температуры, важна скорость ветра. Большинство беспилотных летательных аппаратов могут нормально работать, при скорости ветра от 0 до 15 м/с.

Дополнительный "обвес"

К оборудованию, которое может устанавливаться на беспилотник, относятся не только фотокамеры. Также могут устанавливаться такие приборы, как лазерный сканер, видеокамера и тепловизор, инфракрасная камера. Такое оборудование позволяет успешно решать многие задачи, при исследовании и технической диагностики различных наземных объектов, сельском хозяйстве, мониторинге за трубопроводами.

Сертификация беспилотников в РФ

В настоящее время вопрос сертификации беспилотных аппаратов для целей геодезии и картографии не решён. По инструкциям обслуживание крупных БПЛА должны осуществлять минимум два специалиста (оператор и техник). Небольшие беспилотники могут обслуживаться одним специалистом. На текущий момент, сертификацию проходят сами компании-разработчики. Стоит отметить, что изготовители БПЛА не рекомендуют применять аппараты (без сертификата) для решения инженерных задач в сфере геодезии и картографии.

Для решения задач землеустройства, геодезии и картографии необходимы беспилотные аппараты с параметрами, которые позволяют устанавливать на них специализированные приборы GPS/INS, а также камеры (имеющие крупную матрицу и центральный затвор). Также немаловажно, чтобы алгоритмы автопилота соответствовали съемке с жестко установленными параметрами.

При мониторинге земель сельскохозяйственного назначения, а также водных и лесных массивов, можно использовать БПЛА меньших размеров, а также устанавливать непрофессиональные камеры. В этом случае возникает вопрос производительности, так как такие территории, как правило, довольно велики по площади. В данном случае также очень важно, чтобы БПЛА были максимально устойчивы к различным погодным условиям и подходили в балансе время полета/скорость/дальность.

Маркшейдеры на горных предприятиях все чаще задействуют в каждодневной работе воздушнею съемку. БПЛА идеально подходят для этих условий, так как не встречается практически никаких помех в виде дереьвев или зданий, которые ограничивают применение летающих аппаратов. Еще одним преимуществом является и то, что воздушное пространство над карьерами обычно регулируется в том числе и самим пользователем недр, поэтому проблем с согласванием полетов возникнуть не должно.

Материал основан на статье

srvgeo.ru

Беспилотные летательные аппараты в России

Беспилотные летательные аппараты в наше время позволяют решить множество самых разнообразных задач, как в мирное время, так и на поле боя. После войны в Грузии командование российской армии обратило внимание на недостаточное комплектование войск БПЛА. С тех пор отрасль получила дополнительный толчок.

Типы беспилотных летательных аппаратов

Условно беспилотники обычно разделяют на три большие категории:

  • ДПЛА – беспилотные дистанционно-пилотируемые аппараты;
  • Автоматические БПЛА;
  • Неуправляемые БПЛА.
В свою очередь в этих категориях разделяют микро, мини, средние и тяжелые. Отношение беспилотника к тому или иному классу определяют по массе, дальности и высоте полета и времени, которое аппарат способен провести в воздухе:
  • Тяжелые – имеют потолок до 20 км, могут провести в воздухе без дозаправок более 24 часов;
  • Средние (иногда их называют «миди») – имеют массу до 1000 кг, способны провести в воздухе 10-12 часов и подняться на высоту до 9-10км;
  • Мини – 50 кг, несколько часов могут провести в воздухе, потолок ограничен 3-5км;
  • Микро – до 10 кг, около часа в воздухе и выше километра им не подняться.


Типы беспилотных летательных аппаратов зачастую достаточно относительное понятие. Особенно в наше время высоких технологий. Зачастую на рынке появляются БПЛА, которые не вписываются в привычную классификацию.

Беспилотные аппараты России

В 70-80 годы прошлого столетия СССР был в числе лидеров по производству беспилотников, одних только Ту-134 было выпущено более 900. Но современные реалии таковы, что мы вынуждены в производстве БПЛА полагаться на разработки зарубежных компаний. Но даже с учетом иностранных партнеров беспилотные аппараты России в основном представлены разведывательными БПЛА. Основная ударная мощь российской авиации по-прежнему доверена русским пилотам.

Широкое применение получили в России беспилотные летательные аппараты гражданского назначения. Сложно перечислись все сферы для которых устройство БПЛА не стало бы настоящей панацеей от многих бед. Среди основных преимуществ использования беспилотников можно назвать их низкую стоимость, относительно небольшие затраты на топливо и обслуживание. Патрулирование рыболовных промыслов или лесных массивов средствами пилотируемой авиации обойдется значительно дороже. А в случае возникновения внештатных или чрезвычайных ситуаций потеря БПЛА не несет угрозы для жизни людей. Беспилотники используют для разведки распространения лесных пожаров, в охране и патрулировании.

Ударные БПЛА впервые появились в далеком 1950, в США. Беспилотные вертолеты могли по команде выйти в район предполагаемого нахождения подводной лодки и сбросить противолодочную торпеду с системой самонаведения. Опыт был признан удачным и беспилотник стоял на вооружении ВМС США до 1970 года. Наиболее популярные БПЛА сейчас стоят на вооружении американской армии и активно применяются в вооруженных конфликтах. Это модели беспилотные летательные аппараты вертолетного типа MQ-1 Predator и MQ-9 Reaper.

Беспилотные аппараты в России сейчас активно разрабатываются в ОКБ Сухого.

Беспилотные летательные аппараты вертолетного типа

В данный момент беспилотные аппараты России в основном представлены БПЛА самолетного типа. Однако из-за очевидных проблем с использованием самолетов при отсутствии подготовленных площадок давно назрела необходимость создать устройство БПЛА вертолетного типа.

Вертолеты способны вертикально взлетать и садиться, зависать над заданной точкой. Это важно для многих сфер применения БПЛА. В данный момент беспилотные летательные аппараты вертолетного типа разрабатывают считанные компании в мире.

Мы в числе первых по достоинству оценили преимущества БПЛА вертолетного типа и у нас Вы можете приобрести следующие модели беспилотных вертолетов:

  • ScyPatrol-100 – это небольшой вертолет, который способен поднять до 9кг полезной нагрузки, и предназначен для наблюдения. Он может развить скорость до 130км в час и способен провести в воздухе до 6 часов. К числу его особенностей можно отнести наличие автопилота и возможность быстро его поднять в воздух усилиями всего двух человек.
  • ScyPatrol-150 – это более тяжелый собрат предыдущей модели. При максимальном взлетном весе 35кг он способен поднять до 12 кг полезной нагрузки.
  • ScyPatrol-180 – еще более тяжелая модель. Четырех метровый вертолет имеет диаметр ротора 3м, при максимальном весе 150кг может нести до 40кг полезной нагрузки и 55кг топлива. Разогнать его быстрее 100км в час вряд ли получится. Как и его собраться ScyPatrol-180 предназначен для наблюдения и обследования.
  • ScyPatrol-200 – более мощный, более быстрый и более грузоподъемный вертолет. Имея максимальную взлетную массу 200кг способен нести до 50кг полезной нагрузки и развивать скорость до 222км в час. В отличии от ранее описанных моделей этот вертолет способен нести на борту вооружение.
  • ScyPatrol-5 – небольшой и очень маневренный вертолет, который способен переносить до 5кг полезной нагрузки. Способен исследовать объекты в радиусе 5км от точки взлета.

Устройство БПЛА

Беспилотники самолетного и вертолетного типа крайне полезны в гражданской жизни и при ведении военных действий. За счет отсутствия необходимости переносить пилота БПЛА могут освободить существенные объемы для перевозки грузов, боеприпасов или же просто сократить свой размер и массу. Это делает их просто незаменимыми в разведке.

Есть у них и слабое место. В отличие от пилотируемых самолетов и вертолетов БПЛА полностью зависит от каналов связи. Теоретически возможно дать вражескому беспилотнику неправильные данные, а еще проще просто забить канал связи помехами. Именно поэтому многие военные эксперты весьма скептически относятся к использованию ударных БПЛА в борьбе с великолепно оснащенными технически противниками. Для гражданских целей беспилотники зачастую являются просто идеальным решением.

Компания «Техноком Групп» реализует оборудование для беспилотных летательных аппаратов и непосредственно сами БПЛА. У нас большой опыт работы в России и вся продукция соответствующим образом сертифицирована и испытана.

www.tecnocom.ru

Лучшие БПЛА самолетного типа для сельского хозяйства 2017 года

Если нужно быстро обследовать поле большой площади, тогда эффективным решением станет дрон самолетного типа. Мы собрали лучшие модели 2017 года подобных беспилотников по версии американских фермеров.


Беспилотники самолетного типа способны покрывать в 10 раз больше площади, чем обычные коптеры. Но они стоят существенно дороже. Главный недостаток таких устройств (кроме цены) — качество изображения может пострадать из-за скорости, дроны часто не могут зафиксировать трехмерные/топографические детали съемки. А теперь рассмотрим преимущества отдельных моделей.

SenseFly eBee SQ

EBee SQ — это последняя новинка Ag-линейки от швейцарской компании SenseFly. Популярность этих устройств среди американских фермеров обусловлена быстрой скоростью покрытия значительных площадей.

Беспилотник оснащен сенсорным датчиком SensFlex Sequoia с 5 спектрами (4 спектральных диапазона + видимый/RGB). Запатентованное программное обеспечение eMotion Ag упрощает процесс планирования полетов.

Обработку захваченных данных можно проводить с помощью любого популярного программного обеспечения. Среди информации, которую дрон может зафиксировать: индексы растительности (NDVI, CCCI, NDRE, MCARI, CWSI и др.), количество растений, уровни увлажнения и температуру почв. Также есть функция совершать топографию и 3D-картирование.

Созданные индексные карты можно обрабатывать с помощью спецпрограмм и загружать в бортовые компьютеры сельскохозяйственной техники.

Precision Hawk Lancaster 5

Одним из самых "умных" дронов, которые есть сегодня на рынке, считается Lancaster 5 от PrecisionHawk. Устройство имеет разнообразный набор "начинки", которая будет полезная для сельского хозяйства. В дополнение к обязательному мультиспектральному датчику дрон оснащен датчиками, которые измеряют в режиме реального времени влажность, температуру, давление, количество солнечной радиации. Искусственный интеллект реагирует на изменяющиеся погодные условия, уровень нагрузки, учитывает скорость ветра и видимость.

Беспилотник также оснащен прочным шасси, которое позволяет выдерживать жесткие посадки, а удлиненный размах крыльев обеспечивает стабильность полета. Реализована система интеллектуального бортового контроля полетов — для запуска нужно лишь одно нажатие кнопки.

Платформа Lancaster построена на программном обеспечении с открытым исходным кодом, что позволяет легко создавать и интегрировать датчики для любых нужд. Поэтому этот БПЛА имеет широкий диапазон датчиков, который обеспечивает захват визуальных, тепловых/ИК, мультиспектральных, LIDAR и гиперспектральных данных. Для изменение датчиков не нужно никаких дополнительных настроек — в устройстве реализован подход Plug and Play.

HoneyComb AgDrone

Еще один популярный в США дрон. Главное преимущество AgDrone — корпус беспилотника производится из специального волоконного композита. Этот материал нельзя расколоть, поэтому БПЛА не разобьется, если упадет даже с большой скоростью.

Беспилотник оснащен двумя камерами, которые четко передают детали полета оператору, собирают информацию и автоматически ее визуализируют.

В дроне реализована усовершенствованная система автопилотирования AgDrone System, которая позволяет устройству самостоятельно летать.

Еще один плюс этой модели — дроны хорошо взаимодействуют с бортовыми компьютерами сельскохозяйственной техники.

Sentera Phoenix 2

По словам главного аэрокосмического инженера компании Sentera Тодда Колтена Phoenix 2 имеет такой уровень точности, которого нет ни в одном летательном аппарате. Дрон имеет множество датчиков, включая Sentera Double 4K Sensor для обеспечения RGB изображений и данных стандартизированного индекса NDVI, которые он собирает за один полет, и Sentera Quad Sensor — мульти-спектральный шестидиапазонный тепловизор с возможностями удаления красного цвета, что также популярно в приложениях для сельского хозяйства. Другие совместимые датчики включают в себя Sentera-Q для картографирования высокого разрешения и радиометрический термодатчик, который передает температурные данные с высоким разрешением. Sentera также предлагает EO и ИК датчики для миссий общественной безопасности и передачи видео в реальном времени.

К тому же беспилотник легкий и очень прочный, а надежный и точный автопилот Kestrel обеспечивает точный захват изображений, с автоматически рассчитываемым интервалом, который также может регулироваться оператором дистанционно.

AgEagle RX60

Беспилотный летательный аппарат AgEagle RX60 простой в использовании — он самостоятельно запускается, летает и приземляется. Дрон с помощью аэроснимков создает карты состояния урожая с выявлением критических зон, где необходимо использовать удобрения или СЗР, повышая тем самым прибыльность хозяйства. Все данные подаются в режиме реального времени фермерам и агрономам. Карты легко импортировать и использовать на многих программных платформах, упрощая тем самым использование собранной информации.

Trimble UX5

Французская аэрокосмическая компания Trimble разработала модель UX5, которую можно использовать в самых суровых климатических условиях. А специально разработанное приложение Trimble Access Aerial Imaging максимально упрощает сложные в прошлом процессы.

Простота и надежность — два слова, которыми можно охарактеризовать этот аппарат. За счет инновации, основанной на обратной тяге, упростилась посадка дрона. Теперь БПЛА легко посадить в любой момент времени, также нет необходимости искать длинную посадочной полосу.

Дополнительный акцент разработчики сделали на простоте обслуживания системы, скорости сборки летательного аппарата и надежности подключения внутренних электронных устройств. Также в случае повреждения любого из компонентов — они быстро и просто заменяются.

Полеты Trimble UX5 проводятся в полностью автоматическом режиме и не требуют навыка пилотирования. Оператору необходимо только контролировать полет, а встроенные программные задачи обеспечивают безопасный взлет и посадку при каждом запуске.

Оптимизированный для сбора данных с БПЛА, фотограмметрический модуль Trimble Business Center Photogrammetry Module обрабатывает и представляет результаты в удобной форме: облако точек, треугольная нерегулярная сетка (TIN-модель) и карта изолиний местности, над которой проводился полет. Используя дополнительную визуальную 24-мегапиксельную камеру MicaSense RedEdge UX5 может захватывать данные с разрешением до 2 см/пиксель и работать в самых сложных погодных условиях, сохраняя высокое качество съемки.

В материале мы рассматривали только БПЛА самолетного типа, но уже готовим обзор лучших дронов вертикального взлета.

Использование беспилотников в сельском хозяйстве позволяет значительно сэкономить время и повысить продуктивность работы. Почитайте о БПЛА, которые облегчают обработку полей.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

aggeek.net

Беспилотные летательные аппараты - БПЛА. Дроны. История.

  СССР

 

 Россия

Подробнее на:

 

 Украина

 

 Белоруссия

 

 США

 

 Великобритания

 

Вьетнам

 

 Франция

 

 Германия

 

 Италия

 

 Казахстан

 

 Канада

 

 Китай

avia.pro

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о