Безпілотні літальні апарати МНС: види і класифікація

  1. типи
  2. З жорстким крилом (літакового типу)
  3. З гнучким крилом
  4. З обертовим крилом (вертолітного типу)
  5. З махають крилом
  6. аеростатичні
  7. Класифікація
  8. застосовувані БПЛА
  9. ZALA 421-16E
  10. ZALA 421-08M
  11. ZALA 421-22
  12. Phantom 3 Professional
  13. Функції Phantom 3 Professional
  14. ТТХ Phantom 3 Professional
  15. Inspire 1
  16. Функції Inspire 1
  17. ТТХ Inspire 1
  18. переваги
  19. завдання, які вирішуються

Сучасні технології в області виявлення і розвитку пожеж на сьогоднішній день розвиваються дуже стрімко. Новітні розробки можуть здивувати не тільки своїм зовнішнім виглядом, наприклад в області гасіння та ліквідації наслідків стихійних лих на сьогоднішній день застосовують роботизовану техніку.

У нашій статті ми розповімо Вам про ще одну принципово нової технології яка активно впроваджується і використовується в сучасному світі.

Безпілотна авіація може знайти широке застосування для вирішення спеціальних завдань, коли використання пілотованої авіації неможливо або економічно невигідно:

  • огляд важкодоступних ділянок кордону,
  • спостереження за різними ділянками суши і водної поверхні,
  • визначення наслідків стихійних лих і катастроф,
  • виявлення вогнищ лісових пожеж , Виконання пошукових та інших робіт.

Застосування БПЛА дозволяє дистанційно, без участі людини і без піддає його небезпеки, проводити моніторинг ситуації на досить великих територіях в важкодоступних районах при відносній дешевизні.

типи

За принципом польоту все БПЛА можна розділити на 5 груп (перші 4 групи відносяться до апаратів аеродинамічного типу):

  • з жорстким крилом (БПЛА літакового типу);
  • з гнучким крилом;
  • з обертовим крилом (БПЛА вертолітного типу);
  • з махають крилом;
  • аеростатичні.

Крім БПЛА перерахованих п'яти груп існують також різні гібридні підкласи апаратів, які на їхню принципом польоту важко однозначно віднести до якої-небудь з перерахованих груп. Особливо багато таких БПЛА, які поєднують якості апаратів літакового і вертолітного типів.

З жорстким крилом (літакового типу)

Цей тип апаратів відомий також як БПЛА з жорстким крилом. Підйомна сила даних апаратів створюється аеродинамічним способом за рахунок напору повітря, що набігає на нерухоме крило. Апарати такого типу, як правило, відрізняються великою тривалістю польоту, великою максимальною висотою польоту і високою швидкістю.

Існує велика різноманітність підтипів БПЛА літакового типу, що розрізняються за формою крила і фюзеляжу. Практично всі схеми компонування літака і типи фюзеляжів, які зустрічаються в пілотованої авіації, застосовні і в безпілотної.

З гнучким крилом

Це дешеві й економічні літальні апарати аеродинамічного типу, в яких в якості несучого крила використовується не жорстка, а гнучка (м'яка) конструкція, виконана з тканини, еластичного полімерного матеріалу або пружного композитного матеріалу, що володіє властивістю оборотної деформації. В цьому класі БПЛА можна виділити безпілотні моторизовані параплани, дельтаплани і БПЛА з пружно деформується крилом.

Безпілотний моторизований параплан - апарат на основі керованого парашута-крила, забезпечений Мототележка з повітряним гвинтом для автономного розбігу і самостійного польоту. Крило зазвичай має форму прямокутника або еліпса. Крило може бути м'яким, мати жорсткий або надувний каркас. Недоліком безпілотних моторизованих парапланів є труднощі управління ними, так як навігаційні датчики не мають жорсткого зв'язку з крилом. Обмеження на їх застосування надає також очевидна залежність від погодних умов.

З обертовим крилом (вертолітного типу)

Цей тип апаратів відомий також як БПЛА з обертовим крилом. Часто їх називають також - БПЛА з вертикальним зльотом і посадкою. Останнє не зовсім коректно, тому що в загальному випадку вертикальний зліт і посадку можуть мати і БПЛА з нерухомим.

Підйомна сила у апаратів цього типу також створюється аеродинамічний, але не за рахунок крил, а за рахунок обертових лопатей несучого гвинта (гвинтів). Крила або відсутні зовсім, або грають допоміжну роль. Очевидними перевагами БПЛА вертолітного типу є здатність зависання в точці і висока маневреність, тому їх часто використовують в якості повітряних роботів.

З махають крилом

БПЛА з махають крилом засновані на бионическом принципі - копіюванні рухів, створюваних в польоті літаючими живими об'єктами - птахами і комахами. Хоча в цьому класі БПЛА поки немає серійно випускаються апаратів і практичного застосування вони поки не мають, у всьому світі проводяться інтенсивні дослідження в цій області. В останні роки з'явилася велика кількість різних цікавих концептів малих БПЛА з махають крилом.

Головні переваги, які мають птиці і літаючі комахи перед існуючими типами літальних апаратів - це їх енергоефективність і маневреність. Апарати, засновані на імітації рухів птахів, отримали назву орнітоптерів, а апарати, в яких копіюються руху літаючих комах - ентомоптерамі.

аеростатичні

БПЛА аеростатичного типу-це особливий клас БПЛА, в якому підйомна сила створюється переважно за рахунок сили Архімеда, що діє на балон, заповнений легким газом (як правило, гелієм). Цей клас представлений, в основному, безпілотними дирижаблями.

Дирижабль - Л А легший за повітря, що є комбінацією аеростата з рушієм (зазвичай це гвинт (пропелер, импеллер) з електричним двигуном або ДВС) і системи управління орієнтацією. За конструкцією дирижаблі поділяються на три основних типи: м'який, полужесткий і жорсткий. У дирижаблях м'якого і напівтвердих типу оболонка для несучого газу м'яка, яка набуває необхідну форму тільки після закачування в неї несучого газу під певним тиском.

У дирижаблях м'якого типу незмінюваність зовнішньої форми досягається надлишковим тиском газу-носія, постійно підтримуваним баллонетамі - м'якими ємностями, розташованими всередині оболонки, в які нагнітається повітря. Баллонети, крім того, служать для регулювання підйомної сили і керування кутом тангажа (диференційована відкачування / закачування повітря в баллонети призводить до зміни центра ваги апарату).

Дирижаблі напівтверді типу відрізняються наявністю в нижній частині оболонки жорсткої (в більшості випадків на всю довжину оболонки) ферми. У жорстких дирижаблях незмінюваність зовнішньої форми забезпечується жорстким каркасом, обтягнутим тканиною, а газ знаходиться всередині жорсткого каркаса в балонах з газонепроникної матерії. Жорсткі дирижаблі в безпілотному виконанні поки практично не застосовуються.

Класифікація

Деякі класи зарубіжної класифікації відсутні в РФ, легкі БПЛА в Росії мають значно більшу дальність і т. Д. Відповідно до російської класифікації, яка орієнтована переважно поки тільки на військове призначення апаратів.

БПЛА можна систематизувати наступним чином:

  1. Мікро- та міні-БПЛА ближнього радіусу дії - злітна маса до 5 кг, дальність дії до 25-40 км;
  2. Легкі БПЛА малого радіусу дії - злітна маса 5-50 кг, дальність дії 10-70 км;
  3. Легкі БПЛА середнього радіусу дії - злітна маса 50-100 кг, дальність дії 70-150 (250) км;
  4. Середні БПЛА - злітна маса 100-300 кг, дальність дії 150-1000 км;
  5. Середньо-важкі БПЛА - злітна маса 300-500 кг, дальність дії 70-300 км;
  6. Важкі БПЛА середнього радіусу дії - злітна маса понад 500 кг, дальність дії 70-300 км;
  7. Важкі БПЛА великої тривалості польоту - злітна маса понад 1500 кг, дальність дії близько 1500 км;
  8. Безпілотні бойові літаки - злітна маса понад 500 кг, дальністю близько 1500 км.

застосовувані БПЛА

Гранада ВА -1000

Сучасні технології в області виявлення і розвитку пожеж на сьогоднішній день розвиваються дуже стрімко

Комплекс повітряної розвідки Гранада ВА -1000

ZALA 421-16E

Для технічного оснащення МНС Росії безпілотними літальними апаратами, російськими підприємствами розроблено кілька варіантів, розглянемо деякі з них:

Це безпілотний літак великої дальності (рис. 1.) з системою автоматичного управління (автопілот), навігаційною системою з інерційної корекцією (GPS / ГЛОНАСС), вбудованою цифровою системою телеметрії, навігаційними вогнями, вбудованим трехосевим магнітометром, модулем утримання і активного супроводу мети ( « модуль AC »), цифровим вбудованим фотоапаратом, цифровим широкосмуговим відеопередавачі C-OFDM-модуляції, радіомодемом з приймачем супутникової навігаційної системи (СНС)« Діагональ ПОВІТРЯ »з можливістю роботи без сигнал СНС (радиодальномер) системою самодіагностики, датчиком вологості, датчиком температури, датчиком струму, датчиком температури рухової установки, відчепом парашута, повітряним амортизатором для захисту цільової навантаження при посадці і пошуковим передавачем.

Даний комплекс призначений для ведення повітряного спостереження в будь-який час доби на відстані до 50 км з передачею відеозображення в режимі реального часу. Безпілотний літак успішно вирішує завдання щодо забезпечення безпеки і контролю стратегічно важливих об'єктів, дозволяє визначати координати цілі і оперативно приймати рішення щодо коригування дій наземних служб. Завдяки вбудованому «Модуля АС» БПЛА в автоматичному режимі веде спостереження за статичними і рухомими об'єктами. При відсутності сигналу СНС - БПЛА автономно продовжить виконання завдання.

При відсутності сигналу СНС - БПЛА автономно продовжить виконання завдання

Мал. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Виконаний за схемою «літаюче крило» - це безпілотний літак тактичної дальності з автопілотом, має подібний набір функцій і модулів, що і ZALA 421-16E. Даний комплекс призначений для оперативної розвідки місцевості на відстані до 15 км з передачею відеозображення в режимі реального часу. БПЛА ZALA 421-08M вигідно відрізняється наднадійні, зручністю експлуатації, низькою акустичної, візуальної помітністю і кращими в своєму класі цільовими навантаженнями.

Даний літальний апарат не вимагає спеціально підготовленої злітно-посадкового майданчика завдяки тому, що зліт відбувається за рахунок еластичної катапульти, здійснює повітряну розвідку при різних метеоумовах в будь-який час доби.

Транспортування комплексу з БЛА ZALA 421-08M до місця експлуатації може бути здійснена через одного чоловіка. Легкість апарату дозволяє (при відповідній підготовці) виробляти запуск «з рук», без використання катапульти, що робить його незамінним при вирішенні завдань. Вбудований «Модуль АС» дозволяє безпілотному літаку в автоматичному режимі вести спостереження за статичними і рухомими об'єктами, як на суші, так і на воді.

Вбудований «Модуль АС» дозволяє безпілотному літаку в автоматичному режимі вести спостереження за статичними і рухомими об'єктами, як на суші, так і на воді

Мал. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Це безпілотний вертоліт з вісьмома несучими гвинтами, середньої дальності дії, з вбудованою системою автопілота (рис. 3). Конструкція апарату складна, виконана з композитних матеріалів, що забезпечує зручність доставки комплексу до місця експлуатації будь-яким транспортним засобом.

Даний апарат не вимагає спеціально підготовленої злітно посадкової площадки через вертикально-автоматичного запуску і посадки, що робить його незамінним при проведенні повітряної розвідки в важкодоступних районах.

Успішно застосовується для виконання операцій в будь-який час доби: для пошуку і виявлення об'єктів, забезпечення безпеки периметрів в радіусі до 5 км. Завдяки вбудованому «Модуля АС» апарат в автоматичному режимі веде спостереження за статичними і рухомими об'єктами.

Завдяки вбудованому «Модуля АС» апарат в автоматичному режимі веде спостереження за статичними і рухомими об'єктами

Мал. 3. БПЛА ZALA 421-22

Phantom 3 Professional

Являє собою наступне покоління квадрокоптера DJI. Він здатний записувати відео 4K і передавати відеосигнал високої чіткості прямо з коробки. Камера інтегрована в підвіс, для максимальної стабільності і ваговій ефективності при мінімальному розмірі. При відсутності GPS сигналу, технологія Візуального позиціонування забезпечує точність зависання.

При відсутності GPS сигналу, технологія Візуального позиціонування забезпечує точність зависання

Комплект Phantom 3 Professional

Функції Phantom 3 Professional

Камера і підвіс: Phantom 3 Professional ви знімає 4K відео з частотою до 30 кадрів в секунду і робить 12 мегапіксельні фотографії, які виглядають чіткіше і чистіше, ніж будь-коли. Покращений сенсор камери дає вам велику ясність, низький рівень шуму, і кращі знімки, ніж будь-яка попередня літаюча камера.

HD Відео Лінк: Низька затримка, HD передача відео, заснована на системі DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery має нові елементи і використовує інтелектуальну систему управління батареями.

Польотний контролер: польотний контролер наступного покоління, забезпечує більш надійну роботу. Новий самописець зберігає дані кожного польоту, а візуальне позиціонування дозволяє при відсутності GPS точно зависати в одній точці.

ТТХ Phantom 3 Professional

БАС Фантом-3

Вага (з батареєю і гвинтами) 1280 г. Максимальна швидкість набору висоти 5 м / с Максимальна швидкість зниження 3 м / с Максимальна швидкість 16 м / с (при режимі ATTI в безвітряну погоду) Максимальна висота польоту 6000 м Максимальний час польоту Приблизно 23 хвилини Робочий діапазон температур від - 10 ° до 40 ° с Режим GPS GPS / GLONASS Подивись Охоплення Кут нахилу: від - 90 ° до + 30 ° Візуальне позиціонування діапазон швидкостей <8 м / с (на висоті 2 метри над землею) діапазон висот 30-300 см. Робочий діапазон 30-300 см. Робочі умови Яскраво освітлені (> 15 люкс) повер хности з контурами Камера Оптика EXMOR 1 / 2.3 "

Робоча область матриці: 12,4 млн. (Всього пікселів: 12,76 млн.)

об'єктив

Кут огляду 94 ° 20 мм

(Еквівалент формату 35 мм) f / 2,8

Регулювання ISO 100-3200 (відео) 100-1600 (фото) Витримка електронного затвора 8 с. - 1/8000 с. Максимальний розмір зображення 4000 × 3000 Режими фотозйомки

покадровая

Серійна зйомка: 3/5/7 кадрів

Автоматичний експобрекетінг (АЕБ)

брекетінг кадру 3/5 при вилці 0,7EV

Сповільнена зйомка

Формати карт SD

Мікро-SD

Максимальна місткість 64 Гб. Необхідний клас швидкості: 10 або UHS-1

режими відеозйомки

FHD: 1920 × 1080p 24/25/30/48/50/60 fps

HD: 1280 × 720p 24/25/30/48/50/60 fps

Максимальна швидкість збереження відео 60 Мб / с Формати файлів

FAT32 / exFAT

Фото: JPEG, DNG

Відео: MP4 / MOV (MPEG-4 AVC / H.246)

Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Пульт дистанційного керування Робоча частота 2,400 ГГц - 2,483 ГГц Дальність передачі 2000 м (поза приміщеннями без наявності перешкод) Порт виведення відео USB Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Батарея 6000 мАг , літій-полімерна 2S Тримач мобільного пристрою Під планшети і смартфони Потужність передавача (EIRP) ФКС: 20 дБм; РЄ: 16 дБм Робоча напруга 1,2 А при 7,4 В Зарядний пристрій Напруга 17,4 В Номінальна потужність 57 Вт Батарея Intelligent Flight (PH3 - 4480 мАг - 15,2 В) Ємність 4480 мАг Напруга 15,2 В Тип батареї літій-полімерна 4S Повний заряд 68 Вт * ч Вага нетто 365 г Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Максимальна потужність зарядки 100 Вт Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Пульт дистанційного керування Робоча частота 2,400 ГГц - 2,483 ГГц Дальність передачі 2000 м (поза приміщеннями без наявності перешкод) Порт виведення відео USB Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Батарея 6000 мАг , літій-полімерна 2S Тримач мобільного пристрою Під планшети і смартфони Потужність передавача (EIRP) ФКС: 20 дБм;  РЄ: 16 дБм Робоча напруга 1,2 А при 7,4 В Зарядний пристрій Напруга 17,4 В Номінальна потужність 57 Вт Батарея Intelligent Flight (PH3 - 4480 мАг - 15,2 В) Ємність 4480 мАг Напруга 15,2 В Тип батареї літій-полімерна 4S Повний заряд 68 Вт * ч Вага нетто 365 г Робочий діапазон температур Від -10 ° до 40 ° С Максимальна потужність зарядки 100 Вт

Phantom 3 Professional

Phantom 3 Professional

Мал. 4. БПЛА Phantom 3 Professional

Inspire 1

Inspire 1 є новим Мультикоптер здатним записувати 4K відео і передавати відеосигнал високої чіткості (до 2 км) до декількох пристроїв прямо з коробки. Оснащений шасі, що вбирається, камера може безперешкодно повертатися на 360 градусів. Камера інтегрована в підвіс для максимальної стабільності і ваговій ефективність при мінімальному розмірі. При відсутності GPS сигналу, технологія Візуального позиціонування забезпечує точність зависання.

При відсутності GPS сигналу, технологія Візуального позиціонування забезпечує точність зависання

Комплект Inspire 1

Функції Inspire 1

Камера і підвіс: Запис відео до 4K і фотографії 12-мегапікселів. Присутній місце для установки нейтральних (ND) фільтрів для кращого контролю експозиції. Новий механізм підвісу, дозволяє швидко зняти камеру.

HD Відео Лінк: Низька затримка, HD передача відео, це вдосконалена версія системи DJI Lightbridge. Також існує можливість управління з двох пультів дистанційного керування.

Шасі: прибирати шасі, дозволяють камері безперешкодно робити панорами.

Акумулятор DJI Intelligent Flight Battery 4500 мАг використовує інтелектуальну систему управління батареями.

Польотний контролер: польотний контролер наступного покоління, забезпечує більш надійну роботу. Новий самописець зберігає дані кожного польоту, і візуальне позиціонування, дозволяє при відсутності GPS точно зависати в одній точці.

Новий самописець зберігає дані кожного польоту, і візуальне позиціонування, дозволяє при відсутності GPS точно зависати в одній точці

Мал. 5. БПЛА Inspire 1

Всі характеристики перерахованих вище БПЛА представлені в таблиці 1 (крім Phantom 3 Professional і Inspire 1 так як вказані в тексті)

Навчання на операторів безпілотних літальних апаратів

ТТХ Inspire 1

БПЛАZALA 421-16E ZALA421-16ЕМZALA 421-08МZALA 421-08ФZALA 421-16ZALA 421-04М

Розмах крила БПЛА, мм 2815 1810 810 425 1680 1615 Тривалість польоту, ч (хв)> 4 2,5 (80 ) (80) 4-8 1,5 Довжина БПЛА, мм 1 020 900 425 - - 635 Швидкість, км / год 65-110 65-110 65-130 65-120 130-200 65-100 Максимальна висота польоту, м 3600 3600 3600 3000 3000 - Маса цільової навантаження, кг (г) До 1,5 До 1 (300) (300) - До 1

переваги

Можна виділити наступні:

  • здійснюють польоти при різних погодних умовах, складних перешкодах (порив вітру, висхідний або спадний повітряний потік, потрапляння БПЛА в повітряну яму, при середньому і сильному тумані, сильному зливі);
  • проводять повітряний моніторинг в важкодоступних і віддалених районах;
  • є безпечним джерелом достовірної інформації, надійне обстеження об'єкта або підозрюваної території, з якої виходить загроза;
  • дозволяють запобігати НС при регулярному спостереженні;
  • виявляють НС (лісові пожежі, горіння торфовищ ) На ранніх стадіях;
  • виключають ризик для життя і здоров'я людини.

Безпілотний літальний апарат призначений для вирішення наступних завдань:

  • безпілотній дістанційній моніторинг лісовіх масівів з метою Виявлення лісовіх пожеж;
  • моніторинг і передача даних по радіоактивному і хімічному зараженню місцевості і повітряного простору в заданому районі;
  • інженерна розвідка районів повеней, землетрусів та інших стихійних лих;
  • виявлення і моніторинг льодових заторів і розливу річок;
  • моніторинг стану транспортних магістралей, нафто- і газопроводів, ліній електропередач та інших об'єктів;
  • екологічний моніторинг водних акваторій і берегової лінії;
  • визначення точних координат районів НС і постраждалих об'єктів.

Моніторинг здійснюється вдень і вночі, в сприятливих і обмежених метеоумовах. Поряд з цим безпілотний літальний апарат забезпечує пошук потерпілих аварію (катастрофу) технічних засобів і зниклих груп людей. Пошук проводиться по заздалегідь введеному польотним завданням або по оперативно змінюваному оператором маршруту польоту. Він оснащений системами наведення, бортовими радіолокаційними комплексами, датчиками і відеокамерами.

Під час польоту, як правило, управління безпілотним літальним апаратом автоматично здійснюється за допомогою бортового комплексу навігації і управління, до складу якого входять:

  • приймач супутникової навігації, що забезпечує прийом навігаційної інформації від систем ГЛОНАСС і GPS;
  • система інерційних датчиків, що забезпечує визначення орієнтації і параметрів руху безпілотного літального апарату;
  • система датчиків, яка забезпечує вимірювання висоти і повітряної швидкості;
  • різні види антен.

Бортова система зв'язку функціонує в дозволеному діапазоні радіочастот і забезпечує передачу даних з борту на землю і з землі на борт.

завдання, які вирішуються

Можна класифікувати на чотири основні групи:

  • виявлення НС;
  • участь в ліквідації НС;
  • пошук і порятунок постраждалих;
  • оцінка збитку від НС.

У таких завданнях старший оператор повинен оптимальним чином вибрати маршрут, швидкість і висоту польоту ДПЛА, щоб охопити район спостереження за мінімальний час або кількість прольотів з урахуванням секторів огляду телевізійної та тепловізійної камер.

При цьому необхідно виключати дворазовий або багаторазовий проліт одних і тих же місць з метою економії матеріальних і людських ресурсів.

Додатковий матеріал по кнопці СКАЧАТИ