خصائص الأداء للطائرات بدون طيار. المركبات الجوية بدون طيار: النظرية والتطبيق. بداية عصر الطائرات بدون طيار
ثقيل طائرة بدون طيار روسية 18 سبتمبر 2016
وبطبيعة الحال، نحن متخلفون تماما في هذا المجال، ولكن في الآونة الأخيرة كنا نلحق بالركب بنشاط. تظهر التجربة الأخيرة أنه لا يمكنك العيش بدونها!
بدأت اختبارات الطيران للطائرة الثقيلة بدون طيار Altair في روسيا. "أقلعت الطائرة Altair في قازان في منتصف شهر يوليو. وقال المصدر إن الطائرة بدون طيار لديها برنامج اختبار طيران مكثف في المستقبل.
وأشار المحاور إلى أن "العمل على إنشاء مجمع للطائرات بدون طيار بتكليف من وزارة الدفاع الروسية تم تنفيذه من قبل مكتب تصميم Kazan NPO Simonov (مكتب تصميم Sokol سابقًا) منذ نهاية عام 2011".
"ينتمي الجهاز الذي يبلغ وزن إقلاعه حوالي خمسة أطنان إلى فئة الطائرات بدون طيار ذات الارتفاع المتوسط مع مدة طيران طويلة. الطائرة بدون طيار هي طائرة عالية الجناح وذيل على شكل حرف V. ويبلغ طول جناح الجهاز حوالي 28.5 م، وطوله 11.6 م.
وتم تصميم هذه الآلة، التي يبلغ وزنها 5 أطنان، للطيران بمدى أقصى يصل إلى 10 آلاف كيلومتر. وفي الوقت نفسه، يمكن للطائرة بدون طيار البقاء في الجو دون الهبوط لمدة تصل إلى يومين والعمل على ارتفاعات عالية تصل إلى 12 كيلومترًا. يُذكر أن إحدى المناطق الرئيسية التي ستُستخدم فيها الطائرات الروسية الثقيلة بدون طيار ستكون منطقة القطب الشمالي لدينا.
وبحسب المصدر فإن العناصر الهيكلية للطائرة Altair تم تصنيعها من قبل شركة كازان KAPO-Composite. وأضاف أن الطائرة بدون طيار “تعمل بمحركين ديزل من شركة Red Aircraft مع مراوح جرارة”.
تم اختبار محركات RED A03 V12 على Yak-52 في عام 2014. كان أحد المستثمرين الرئيسيين في مشروع إنشاء المحرك هو شركة الاستثمار الروسية FINAM. المطور هو شركة RED للطائرات GmbH. مؤسسها، فلاديمير رايخلين، ميكانيكي سيارات وسائق سباقات مشهور عالميًا، هو أول من تمكن من تحقيق نجاح كبير في إنشاء محرك ديزل فعال يعمل على كيروسين الطيران، والذي، بالإضافة إلى كونه موثوقًا واقتصاديًا للغاية، سيكون آمنًا ودائم وصديقة للبيئة. يتمتع محرك الديزل RED A03 ذو 12 أسطوانة على شكل حرف V بقوة إقلاع تبلغ 500 حصان. والمقصود ل
استخدامها في الطيران هدف عام(وهو).
الطائرة بدون طيار "Altius-M" في مطار كابو، كازان، 25 أغسطس 2014
وأوضح الخبير في مجال الأنظمة غير المأهولة دينيس فيدوتينوف لوكالة إنترفاكس أن شركة Altair يجب أن تصبح "النظير الروسي للطائرة الأمريكية بدون طيار Reaper".
وأشار فيدوتينوف إلى أن "الحجم المماثل للأجهزة وانتمائها إلى نفس الفئة يعطي سببًا لافتراض أن Altair لن يكون قادرًا على حل مهام الاستطلاع والمراقبة فحسب، بل أيضًا مهام الضرب".
دعونا نضيف أن المطورين سوف يكملون جميع اختبارات الطائرات بدون طيار في العام ونصف العام المقبل: ومن المقرر إطلاق السيارة في عام 2018 الإنتاج بكثافة الإنتاج بكميات ضخمة. عميل المشروع هو وزارة الدفاع الروسية.
محرك الطائرة بدون طيار "Altair" في ورشة التجميع "KAPO-composites"، كازان، 25/03/2014 (لقطات من البرنامج الإخباري).
تكتيكي تحديد:
- الوزن - ما يصل إلى 5000 كجم.
- مدى الطيران - يصل إلى 10000 كم.
- مدة الرحلة - 48 ساعة.
- نوع المحرك - محركان ديزل RED A03 / V12 مع شاحن توربيني وتبريد سائل.
- سعة المحرك - 6134 سي سي..
- شاحن توربيني للمحرك، النوع: 2 قطعة. (1800-2200 مبار).
- قوة إقلاع المحرك حصان: 500 (373 كيلو وات).
- القوة القصوى للمحرك المستمر حصان: 480.
- السرعة القصوى للمحرك - 4000 دورة في الدقيقة.
- عزم المحرك نيوتن متر: 1100 عند 3800 دورة في الدقيقة.
- عمر المحرك - 3000 ساعة.
- نوع الوقود: JET A (كيروسين) أو وقود الديزل.
ولم يتم الكشف بعد عن المعلومات المتعلقة بتسليح الطائرة بدون طيار.
بشكل عام، بأمر من وزارة الدفاع في روسيا، يجري العمل على تطوير ثلاثة أنواع من الطائرات بدون طيار. أولها الطائرة التكتيكية بدون طيار العملياتية متوسطة الارتفاع "Pacer" والتي يصل وزن إقلاعها إلى طن واحد. والثاني هو النسر نفسه. والثالث عبارة عن طائرة بدون طيار هجومية ثقيلة (عمل بحثي في مشروع Okhotnik).
من المعتقد أن Altair سيتم تجهيزه بمحطة استطلاع بصرية بنظام إلكتروني بصري على منصة ثابتة الدوران، وسيتم تركيب رادار AFAR في مقدمة الطائرة. تم تصميم الطائرة بدون طيار للقيام بأعمال الاستطلاع وضرب الأهداف الأرضية. تشير الحمولة التي تصل إلى 2 طن إلى إمكانية وضع أي شيء على متنها، حتى صاروخ كروز برأس حربي نووي.
مصادر
في أذهان معظم الناس لا علاقة لها بالطيران، بدون طيار الطائراتهي إصدارات أكثر تعقيدًا قليلاً نماذج يتم التحكم فيها عن طريق الراديوطائرات. وهذا صحيح بمعنى معين. ومع ذلك، أصبحت وظائف هذه الأجهزة في الآونة الأخيرة متنوعة جدًا لدرجة أنه لم يعد من الممكن الاقتصار على هذه النظرة إليها فقط.
بداية عصر الطائرات بدون طيار
إذا تحدثنا عن الطيران الآلي والفضاء عن بعد الأنظمة المدارة، فهذا الموضوع ليس جديدا. شيء آخر هو أنه في العقد الماضي كانت هناك موضة معينة بالنسبة لهم. في جوهرها، المكوك السوفيتي بوران، الذي قام برحلة فضائية غير مأهولة وهبط بسلام في عام 1988 البعيد الآن، هو أيضًا طائرة بدون طيار. كما تم الحصول على صور لسطح كوكب الزهرة والعديد من البيانات العلمية حول هذا الكوكب (1965) تلقائيًا وعن بعد. وتتوافق المركبات القمرية تمامًا مع فكرة المركبات غير المأهولة. والعديد من إنجازات العلم السوفييتي الأخرى في مجال الفضاء. من أين جاءت الموضة المذكورة؟ على ما يبدو، كان ذلك نتيجة للتجربة استخدام القتالتكنولوجيا مماثلة، وكان غنيا.
كيف يستعمل هذا؟
إن التحكم في المركبات الجوية بدون طيار هو نفس تخصص الطائرات العادية، حيث يمكن بسهولة أن تتحطم آلة باهظة الثمن ومعقدة على الأرض عن طريق القيام بهبوط غير كفء. يمكن أن تضيع نتيجة مناورة فاشلة أو قصف من قبل العدو. مثل طائرة عادية أو مروحية، عليك محاولة إنقاذ الطائرة بدون طيار وإزالتها من منطقة الخطر. الخطر، بالطبع، ليس هو نفسه كما هو الحال في حالة الطاقم "الحي"، ولكن أيضًا التخلص منه معدة باهظة الثمنلا يستحق أو لا يستحق ذلك. اليوم، في معظم البلدان، مدرب و عمل أكاديمييتم تنفيذها من قبل طيارين ذوي خبرة أتقنوا التحكم في الطائرات بدون طيار. هم عادة لا المعلمين المحترفينوالمتخصصين في تكنولوجيا الكمبيوترلذا فمن غير المرجح أن يستمر هذا النهج لفترة طويلة. تختلف متطلبات "الطيار الافتراضي" عن تلك التي تنطبق على الطالب المستقبلي عند القبول في مدرسة الطيران. يمكن الافتراض أن المنافسة بين المتقدمين لتخصص "مشغل الطائرات بدون طيار" ستكون كبيرة.
التجربة الأوكرانية المريرة
دون الخوض في الخلفية السياسية للنزاع المسلح في المناطق الشرقية من أوكرانيا، يمكننا أن نلاحظ المحاولات الفاشلة للغاية لإجراء استطلاع جوي بطائرات An-30 و An-26. إذا تم تطوير الأول خصيصًا للتصوير الجوي (السلمي بشكل أساسي)، فإن الثاني هو تعديل نقل حصري للركاب An-24. وتم إسقاط الطائرتين بنيران الميليشيات. ماذا عن الطائرات بدون طيار الأوكرانية؟ ولماذا لم يتم استخدامها للحصول على معلومات حول مواقع قوات المتمردين؟ الجواب بسيط. لا يوجد أي منهم.
على خلفية دائمة أزمة ماليةلم يكن لدى البلاد الأموال اللازمة لصنع أسلحة حديثة. الطائرات بدون طيار الأوكرانية في مرحلة التصاميم الأولية أو الأبسط أجهزة محلية الصنع. يتم تجميع بعضها من نماذج الطائرات التي يتم التحكم فيها عن بعد والتي تم شراؤها من متجر Pilotage. وتتصرف الميليشيات بنفس الطريقة تمامًا. منذ وقت ليس ببعيد، تم عرض طائرة بدون طيار روسية يُزعم أنها أُسقطت على شاشة التلفزيون الأوكراني. الصورة التي تظهر نموذجًا صغيرًا وليس الأغلى (بدون أي ضرر) مع كاميرا فيديو مؤقتة، بالكاد يمكن أن تكون بمثابة توضيح للقوة العسكرية العدوانية لـ "الجار الشمالي".
من غير المرجح أن تحل الروبوتات محل البشر تمامًا في مجالات النشاط التي تتطلب تبنيًا سريعًا لقرارات غير قياسية سواء في الحياة السلمية أو في القتال. ومع ذلك، أصبح تطوير الطائرات بدون طيار في السنوات التسع الماضية اتجاها عصريا في صناعة الطائرات العسكرية. العديد من الدول الرائدة عسكريا تنتج الطائرات بدون طيار بكميات كبيرة. لم تتمكن روسيا بعد من اتخاذ موقعها القيادي التقليدي في مجال تصميم الأسلحة فحسب، بل تمكنت أيضًا من التغلب على الفجوة في هذا القطاع من تقنيات الدفاع. ومع ذلك، فإن العمل في هذا الاتجاه جار.
الدافع لتطوير الطائرات بدون طيار
ظهرت النتائج الأولى لاستخدام الطائرات بدون طيار في الأربعينيات، ومع ذلك، كانت التكنولوجيا في ذلك الوقت أكثر اتساقا مع مفهوم "قذيفة الطائرة". يمكن لصاروخ كروز V-fau أن يطير في اتجاه واحد النظام الخاصالتحكم في المسار، مبني على مبدأ الجيروسكوب بالقصور الذاتي.
في الخمسينيات والستينيات، وصلت أنظمة الدفاع الجوي السوفيتية مستوى عالالفعالية وبدأت تشكل خطراً جسيماً على طائرات العدو المحتمل في حالة حدوث مواجهة حقيقية. تسببت الحروب في فيتنام والشرق الأوسط في حالة من الذعر الحقيقي بين الطيارين الأمريكيين والإسرائيليين. حالات رفض تنفيذ مهام قتالية في المناطق التي يغطيها أنظمة مضادة للطائراتالإنتاج السوفيتي. في نهاية المطاف، دفع الإحجام عن تعريض حياة الطيارين لخطر مميت شركات التصميم إلى البحث عن مخرج.
بداية التطبيق العملي
أول دولة استخدمت الطائرات بدون طيار هي إسرائيل. في عام 1982، أثناء الصراع مع سوريا (وادي البقاع)، ظهرت في السماء طائرات استطلاع تعمل بالوضع الآلي. وبمساعدتهم، تمكن الإسرائيليون من الكشف تشكيلات المعركةالدفاع الجوي للعدو مما مكن من شن هجوم صاروخي عليهم.
كانت الطائرات بدون طيار الأولى مخصصة حصريًا لرحلات الاستطلاع فوق المناطق "الساخنة". حاليًا، يتم استخدام طائرات بدون طيار هجومية أيضًا، والتي تحمل على متنها أسلحة وذخائر وتنفذ هجمات بالقنابل والصواريخ مباشرة على مواقع العدو المشتبه بها.
وتمتلك الولايات المتحدة أكبر عدد منها، حيث يتم إنتاج طائرات بريداتور وأنواع أخرى من الطائرات المقاتلة بكميات كبيرة.
تجربة التطبيق الطيران العسكريوفي الفترة الحديثة، وخاصة عملية تهدئة الصراع في أوسيتيا الجنوبية في عام 2008، أظهرت أن روسيا تحتاج أيضًا إلى الطائرات بدون طيار. إن القيام بالاستطلاع المكثف في مواجهة الدفاع الجوي للعدو أمر محفوف بالمخاطر ويؤدي إلى خسائر غير مبررة. وكما تبين، هناك بعض أوجه القصور في هذا المجال.
مشاكل
الفكرة الحديثة السائدة اليوم هي الرأي القائل بأن روسيا تحتاج إلى طائرات بدون طيار هجومية بدرجة أقل من طائرات الاستطلاع. يمكنك ضرب العدو بالنار باستخدام مجموعة متنوعة من الوسائل، بما في ذلك الصواريخ التكتيكية عالية الدقة والمدفعية. والأهم من ذلك بكثير هو المعلومات حول انتشار قواته وتحديد الهدف الصحيح. وكما أظهرت التجربة الأمريكية فإن استخدام الطائرات بدون طيار بشكل مباشر في القصف والقصف يؤدي إلى العديد من الأخطاء ومقتل المدنيين وجنودهم. وهذا لا يستبعد التخلي الكامل عن نماذج الضربات، ولكنه يكشف فقط عن اتجاه واعد سيتم من خلاله تطوير طائرات روسية بدون طيار جديدة في المستقبل القريب. يبدو أن الدولة التي احتلت مؤخرًا مكانة رائدة في إنشاء طائرات بدون طيار محكوم عليها بالنجاح اليوم. في النصف الأول من الستينيات، تم إنشاء الطائرات التي تطير في الوضع التلقائي: La-17R (1963)، Tu-123 (1964) وغيرها. ظلت القيادة في السبعينيات والثمانينيات. لكن في التسعينيات أصبحت الفجوة التكنولوجية واضحة، ولم تعط محاولة القضاء عليها في العقد الماضي، مصحوبة بإنفاق خمسة مليارات روبل، النتيجة المتوقعة.
الوضع الراهن
في الوقت الحالي، يتم تمثيل الطائرات بدون طيار الواعدة في روسيا بالنماذج الرئيسية التالية:
ومن الناحية العملية، فإن الطائرات بدون طيار التسلسلية الوحيدة في روسيا تتمثل الآن في مجمع استطلاع المدفعية "تيبتشاك"، القادر على أداء مجموعة محددة بدقة من المهام القتالية المتعلقة بتحديد الهدف. ويمكن اعتبار الاتفاق المبرم بين شركة Oboronprom وشركة IAI للتجميع واسع النطاق للطائرات بدون طيار الإسرائيلية، الموقع في عام 2010، بمثابة إجراء مؤقت لا يضمن التطوير. التقنيات الروسيةولكنها تغطي فقط فجوة في نطاق الإنتاج الدفاعي المحلي.
يمكن مراجعة بعض النماذج الواعدة بشكل فردي كجزء من المعلومات المتاحة للجمهور.
"بيسر"
خلع الوزن- طن واحد، وهو ليس بالقليل بالنسبة لطائرة بدون طيار. يتم تنفيذ تطوير التصميم من قبل شركة Transas، وتجري حاليًا اختبارات الطيران للنماذج الأولية. تخطيط التخطيط، الذيل على شكل حرف V، الجناح العريض، طريقة الإقلاع والهبوط (الطائرة)، و الخصائص العامةتتوافق تقريبًا مع أداء المفترس الأمريكي الأكثر شيوعًا حاليًا. ستكون الطائرة الروسية بدون طيار "Inokhodets" قادرة على حمل مجموعة متنوعة من المعدات التي تسمح بالاستطلاع في أي وقت من اليوم والتصوير الجوي ودعم الاتصالات. من المفترض أنه سيكون من الممكن إجراء تعديلات على الضربات والاستطلاع والمدنية.
"يشاهد"
النموذج الرئيسي هو الاستطلاع، وهو مجهز بكاميرات الفيديو والصور، والتصوير الحراري وغيرها معدات التسجيل. يمكن أيضًا إنتاج الطائرات بدون طيار الهجومية على أساس هيكل الطائرة الثقيل. تحتاج روسيا إلى Dozor-600 أكثر كمنصة عالمية لاختبار تقنيات إنتاج طائرات بدون طيار أكثر قوة، ولكن لا يمكن استبعاد إطلاق هذه الطائرة بدون طيار في الإنتاج الضخم أيضًا. المشروع قيد التطوير حاليًا. تاريخ الرحلة الأولى هو 2009، في نفس الوقت الذي تم فيه تقديم العينة المعرض الدولي"الأعلى". صمم بواسطة ترانساس.
"النسر"
يمكن الافتراض أن أكبر الطائرات بدون طيار الهجومية في روسيا حاليًا هي Altair، التي طورها مكتب تصميم Sokol. للمشروع أيضًا اسم آخر - "Altius-M". يبلغ وزن إقلاع هذه الطائرات بدون طيار خمسة أطنان، وسيتم بناؤها من قبل مصنع كازان جوربونوف للطيران، وهو جزء من شركة مساهمة"توبوليف". وتبلغ تكلفة العقد المبرم مع وزارة الدفاع حوالي مليار روبل. ومن المعروف أيضًا أن هذه الطائرات بدون طيار الروسية الجديدة لها أبعاد مماثلة لأبعاد الطائرات الاعتراضية:
- الطول - 11600 مم؛
- جناحيها - 28500 ملم؛
- امتداد الذيل - 6000 ملم.
تبلغ قوة محركي الديزل اللولبيين للطيران 1000 حصان. مع. وستكون طائرات الاستطلاع والضرب الروسية بدون طيار قادرة على البقاء في الجو لمدة تصل إلى يومين، وتغطي مسافة 10 آلاف كيلومتر. لا يُعرف سوى القليل عن المعدات الإلكترونية، ولا يسع المرء إلا أن يخمن قدراتها.
أنواع أخرى
وهناك طائرات روسية بدون طيار أخرى أيضًا في مرحلة تطوير واعدة، على سبيل المثال، "Okhotnik" المذكورة أعلاه، وهي طائرة ثقيلة بدون طيار قادرة أيضًا على أداء وظائف مختلفة، سواء المعلوماتية أو الاستطلاعية أو الهجومية. بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا تنوع في مبدأ الجهاز. الطائرات بدون طيار تأتي في كل من أنواع الطائرات والمروحيات. يوفر عدد كبير من الدوارات القدرة على المناورة والتحليق بشكل فعال فوق الجسم محل الاهتمام، مما ينتج عنه تصوير فوتوغرافي عالي الجودة. يمكن نقل المعلومات بسرعة عبر قنوات الاتصال المشفرة أو تجميعها في الذاكرة المدمجة بالجهاز. يمكن أن يكون التحكم في الطائرات بدون طيار عبارة عن برنامج خوارزمي، عن بعد أو مدمج، حيث تتم العودة إلى القاعدة تلقائيًا في حالة فقدان السيطرة.
على ما يبدو بدون طيار الأجهزة الروسيةوسرعان ما لن يكونوا أقل جودة أو كمًا من النماذج الأجنبية.
حاليا بدون طيار أنظمة الطيرانتشهد نموا سريعا في جميع أنحاء العالم. إن الدول التي لم تقم من قبل بالتطوير العلمي وإنتاج هذه المجمعات ذات التقنية العالية تدخل سوق هذه الشريحة من التكنولوجيا الحديثة وهي: الهند, باكستان, إيران, سوريا , بولندا, التشيكية, النرويج. هم القادة بلا منازع الولايات المتحدة الأمريكية , إسرائيل, ألمانياالذي ترك وراءه بعيدا روسيا. سمة مميزةالسوق المحلية للأنظمة غير المأهولة ضعيفة التمويل من الدولة. يتم تخصيص أموال كبيرة لتطوير وإنتاج الأنظمة غير المأهولة من قبل وزارة الدفاع فقط.
ومع ذلك، فإن الطلب على الحديثة السوق الروسيةفي الأنظمة غير المأهولة يتجلى ليس فقط في احتياجات وكالات إنفاذ القانون، ولكن أيضًا في مجالات مدنية بحتة أخرى، وهي: المراقبة البيئية; مراقبة خطوط الأنابيب وخطوط أنابيب الغاز. رسم الخرائط؛ حماية الغابات، حماية الأسماك. وحتى التطبيق البسيط للأنظمة غير المأهولة في هذه المناطق يؤدي إلى نتائج ملموسة. خلال عهد الاتحاد السوفيتي، تم تطوير الأنظمة غير المأهولة من قبل كبار مصنعي الطيران، مثل مكتب تصميم توبوليف، والآن تعمل العديد من الشركات في هذا، في البداية لم تكن مرتبطة بالطيران، والتي جاءت إلى هذا القطاع من شركات أخرى ذات صلة الصناعات. يتم التطوير العلمي وإنتاج الأنظمة غير المأهولة من قبل شركات VEGA و Aerocon و Transas و Irkut و Rissa وغيرها.
التجارب. طائرات بدون طيار
وبحسب تصنيف وزارة الدفاع هناك 4 فئات من الأنظمة غير المأهولة
- مجمعات قصيرة المدى (تصل إلى 25 كم)؛
- الطائرات بدون طيار قصيرة المدى (حتى 100 كم)؛
- المدى المتوسط (حتى 500 كم)؛
- طويلة المدى (أكثر من 500 كم).
هناك طلب على كل من الأجهزة باهظة الثمن مع مدة طيران طويلة (أكثر من يوم)، والأجهزة منخفضة الميزانية، وهي عبارة عن مسدس هوائي يطلق حمولة مستهدفة على ارتفاع 200 متر مع صورة وكاميرا فيديو وبيانات نظام النقل، يتم إنزاله على الأرض باستخدام المظلة خلال 20-30 ثانية
من بين الطائرات بدون طيار من الدرجة الأولى، حصلت مجمعات Eleron-3SV وEleron-10SV من شركة Kazan Enix على تقييم جيد من المتخصصين في وزارة الدفاع. يوصى باستخدام هذه الأنظمة في القوات البرية الروسية. يتم تصنيع هياكل طائراتهم باستخدام دائرة متكاملة.
طائرات بدون طيار قصيرة المدى
تبلغ كتلة جهاز Eleon-3SV بدون الحمل المستهدف 4.3 كجم. ويمكن نقلها في حاوية الكتف أو عن طريق البر. مدة الرحلة حوالي ساعتين، وارتفاع الرحلة 5 كم. الحد الأقصى لمدى نقل البيانات عبر قناة الفيديو الرقمية هو 25 كم. يتم إطلاق الجهاز باستخدام شريط مطاطي أو دليل هوائي؛ ويتم الهبوط باستخدام مظلة يتم تحريرها عند الهبوط بواسطة أمر لاسلكي.
تبلغ مدة طيران "Elern-10SV" 2.5 ساعة وبسرعة تتراوح بين 75-135 كم/ساعة، وينقل البيانات على مسافة تصل إلى 50 كم. ويهبط الجهاز بمساعدة المظلة في وضع مقلوب على ظهره، مما يضمن سلامة المعلومات وهشاشة الحمولة. وبطريقة مماثلة، هبطت الطائرة الإسرائيلية بدون طيار BirdEye-400، التي تم شراؤها الوزارة الروسيةالدفاع للدراسة.
ولتلبية احتياجات وزارة حالات الطوارئ ووزارة الداخلية للاستخدام في الظروف الحضرية، قام معهد موسكو للطيران بتطوير مروحية صغيرة "رافين" يبلغ وزن إقلاعها 32 كجم. (وزن الحمولة يصل إلى 16 كجم). مع مدة طيران مدتها ساعتين بسرعة 100-120 كم/ساعة، يسمح لك المجمع بالتمييز بين الأشخاص ولوحات أرقام السيارات... يمكن استخدام "Raven" في الظروف الجوية الصعبة، وهو غير واضح صوتيًا.
المنافسون الأقوياء لطائرات الهليكوبتر هي الطائرات بدون طيار من النوع التوربيني، وهي مركبات ذات إقلاع عمودي وتستخدم لأداء المهام التي تتطلب مراقبة فيديو قريبة المدى وهبوطًا دقيقًا في نقطة معينة. يمكن استخدامها في أي مكان، بما في ذلك. في المناطق الحضرية وفي الغابة، لأن يقع الدوار الرئيسي في هذه الأجهزة داخل السكن. إحدى الشركات القليلة التي تطور مثل هذه الطائرات بدون طيار الواعدة هي شركة ريسا. الأكثر شهرة هو تطورها "تايفون". تم تصميم الجهاز لمدة 50 دقيقة من زمن الرحلة ويمكن أن يكون لا غنى عنه لدراسة حالة المباني أثناء الرحلة اختبار غير مدمرلرفع المعدات إلى ارتفاعات صغيرة، والتحكم في حركة المرور على الطرق السريعة.
الجنيح-3SV الجنيح-10SV عين الطير 400
مروحية صغيرة "رافين" Flight-D إيركوت-200
الطائرة بدون طيار "يوليا" Dozor-2 Dozor-3
دوزور-4
طائرات بدون طيار متوسطة المدى
تم تطوير الأنظمة غير المأهولة متوسطة المدى "Reis-D"، الموجودة في الخدمة مع الجيش الروسي، من قبل مكتب التصميم الذي سمي بهذا الاسم. توبوليف. حاليًا، يجري تطوير مشروع طائرات بدون طيار متوسطة المدى يعتمد على مجمع استطلاع وضرب بمركبة Tu-300 (وزن الإطلاق - 3 طن، سرعة تصل إلى 950 كم/ساعة، مدى الطيران - 300 كم، قادرة على حمل أسلحة تزن ما يصل إلى 1 طن).
قامت شركة Irkut بتطوير مجمع Irkut-200 (الطول 4.53 م، جناحيها 5.34 م، ويصل مداها إلى 200 كم). ومن الناحية الهيكلية، فهي طائرة عالية الأجنحة. الاستخدام المواد المركبةجعل من الممكن تقليل وزن الجهاز. تتحمل الطائرة بدون طيار حمولة يصل وزنها إلى 30 كجم. وما يصل إلى 60 كجم. الوقود الذي يسمح برحلات جوية تصل مدتها إلى 12 ساعة. يتم الإقلاع والهبوط على منصة يصل طولها إلى 250 مترًا. ميزة المجمع هي درجة عالية من الاستقلالية، فضلا عن التكلفة المنخفضة دورة الحياةوالتشغيل.
الجهاز الأكبر هو طائرة Yulia UAV التي يبلغ وزن إقلاعها 550 كجم. مع حمولة تصل إلى 100 كجم. - تم تطويره من قبل معهد أبحاث موسكو "القلادة". تم تصميم الطائرة بدون طيار للطيران لمدة 12 ساعة ونقل المعلومات على مسافة تصل إلى 250 كم. يتم الإقلاع والهبوط "مثل الطائرة".
متى ستبدأ طائراتنا بدون طيار في قصف داعش؟
أنظمة غير مأهولة بعيدة المدى
مسألة ضمان جودة عاليةتحظى المعلومات التي ترسلها الطائرات بدون طيار بأهمية كبيرة من قبل شركة ترانساس، وهي مطور للبحرية والطيران أنظمة الملاحة. أصبحت هذه المشكلة أساسية في إنشاء مجمع Dozor-3، الذي ينتمي إلى فئة الطائرات بدون طيار الثقيلة ذات الارتفاع المتوسط مع مدة طيران طويلة. يمكن أن تكون حمولة الطائرة بدون طيار: كاميرات فيديو ورادار أمامي وجانبي، وتصوير حراري، وتلقائي كاميرا رقمية دقة عاليةونظام إدارة الحمل المستهدف وأجهزة تخزين المعلومات. للقيام بدوريات على الحدود البحرية والبرية، ومراقبة الكوارث الطبيعية، وحالات الطوارئ، وتوفير عمليات البحث والإنقاذ، تقدم ترانساس Dozor-2 وDozor-4. يتم استخدام "Dozor-4" على وجه الخصوص من قبل خدمة الحدود FSB للتحليق خطوط أنابيب الغاز الرئيسيةوالتصوير الجوي.
إن استخدام Transas لتقنية النانو يجعل من الممكن جعل أجهزتها أكثر استقرارًا وأقل وضوحًا للرادار.
المركبة الروسية الجديدة بدون طيار ORION نسخة من المركبة الأمريكية بدون طيار MQ-9 Reaper
مشاكل وآفاق تطوير الصناعة
يعتمد المصنعون الروس على المكونات المستوردة (محركات الاحتراق الداخلي، المعدات الإلكترونية، إلخ). وينطبق هذا التأخر أيضًا على أنظمة الرؤية صغيرة الحجم، وإمدادات الطاقة عالية السعة، وأنظمة الدفع المكبسية والكهربائية. إن إنتاج المواد المركبة الرخيصة والواعدة لم يتم تطويره بشكل كافٍ. ومع ذلك، فإن العمل في مجال الطائرات بدون طيار مستمر. وفقا للخبراء، مع التمويل الكافي، يمكن التغلب على الفجوة بين روسيا والدول الرائدة في تطوير وإنتاج الطائرات بدون طيار في غضون 5 إلى 6 سنوات. الآن، بأمر من وزارة الدفاع، تقوم شركة "سوخوي" بتطوير طائرتين بدون طيار من نوع الطائرات - الاستطلاع والضرب. تعمل Transas على تطوير طائرات بدون طيار يصل وزنها إلى طن واحد، وتعمل مؤسسة OKB Sokol في كازان على إنشاء طائرات بدون طيار تزن 5 أطنان. وفقًا لأمر دفاع الدولة، يتم تطوير 3 طائرات بدون طيار، ولكن من نوع المروحية (طائرة بدون طيار قصيرة المدى تزن 300 كجم، وطائرة بدون طيار يبلغ وزن إقلاعها 700 كجم وطائرة هليكوبتر هجومية ثقيلة بدون طيار) يتم تنفيذها بواسطة شركة المروحيات الروسية القابضة. وينبغي توقع اختبار المجمعات التي أنشأتها هذه الشركات في موعد لا يتجاوز عام 2014.
توضح المقالة جميع الخصائص التقنية المهمة لنماذج المركبات الجوية بدون طيار وتأثيرها على النتيجة التي تم الحصول عليها، وتقدم حسابات الأداء و أنظمة، تم وصف معايير اختيار الطائرات بدون طيار لحل بعض مشاكل رسم الخرائط.
تصنيف الطائرات بدون طيار
| أنواع الطائرات بدون طيار | الأنواع الفرعية | مخطط |
|---|---|---|
| طائرة | الجناح الطائر, جسم الطائرة |
|
| متعدد الدوار | 4, 8 الدوار |
|
| هليكوبتر |
|
عند اختيار الأنظمة غير المأهولة لحل مشاكل رسم الخرائط، من المهم فهم الاختلافات في التصميم والحلول التقنية لأنواع ونماذج مختلفة من الطائرات بدون طيار. ستنظر المراجعة في خصائص الطائرات بدون طيار من نوع الطائرات (النماذج التي تتمتع فقط بالقدرة على الإقلاع والهبوط بحرية، دون الحاجة إلى قاعدة جوية)؛ multirotors وطائرات الهليكوبتر. وبغض النظر عن الأنواع والموديلات، فإن الخصائص الرئيسية للأجهزة هي الحجم والوزن والشكل. هذه المعلمات هي التي تحدد طريقة الإطلاق والهبوط والقدرة الاستيعابية، والأهم من ذلك، سلوك اللوحة أثناء الطيران والتصوير.
وزن الجهاز
يشير الوزن الفارغ والحد الأقصى لوزن الإقلاع إلى الأجهزة التي يمكن استخدامها لإجراء التصوير الجوي. كلما زاد وزن الإقلاع، زادت دقة استخدام المعدات للحصول على نتائج عالية الجودة. تعتمد قوة اهتزازات الطائرة بدون طيار مع تيارات الهواء على وزن الجهاز، لذا كلما كان الجانب أثقل، كان مسار الحركة أكثر استقرارًا وكانت هندسة الصورة أكثر استقرارًا.
أبعاد وشكل الأجهزة
تعتمد الخصائص الديناميكية الهوائية للطائرة بدون طيار على طول وامتداد الجناح. بناءً على شكلها، تنقسم الطائرات بدون طيار من نوع الطائرات إلى جناح طائر وجسم الطائرة. تتمثل مزايا نوع جسم الطائرة في القدرة على حمل المزيد من الحمولة وإجراء المسوحات بشكل أكثر استقرارًا عادة ما يكون وزن هذه الجوانب أكبر. عيب هذا النوع من الطائرات بدون طيار هو تعقيد التصميم، مما يزيد من متطلبات قواعد التشغيل وتكلفة الإصلاحات. تتمثل مزايا نوع الجناح الطائر في بساطته في التصميم والتشغيل. العيوب: صغر الحجم والوزن مما لا يسمح بحمل حمولة إضافية.
بالنسبة للعفن المتعدد، فإن السمة المهمة هي عدد البراغي. كان يُعتقد أن عدد المراوح يؤثر على استقرار الطيران، لذا فإن المروحيات ذات 8 مراوح تطير بشكل أكثر استقرارًا من تلك التي تحتوي على 4 و6 مراوح، ولكن اليوم، بفضل تطور خوارزميات الطيران، تطير جميع المروحيات بثبات متساوٍ، حتى لو فشلت إحداها. أفسد.
|
|
محركات
تستخدم معظم نماذج الطائرات بدون طيار المحركات الكهربائية. خصائص المحرك هي المسؤولة عن المدى الأقصى ووقت الرحلة. يتم تشغيل المحركات الكهربائية بواسطة البطاريات أنواع مختلفةوتعتمد على حجم الطائرة بدون طيار. نماذج مدمجةيمكن للنماذج الكبيرة أن تقضي 40 دقيقة في الهواء - ما يصل إلى 4 ساعات، وتغطي مسافة تصل إلى 300 كم. تستخدم بعض النماذج محرك الاحتراق الداخلي. كقاعدة عامة، هذه نماذج ثقيلة (من 20 كيلوغراما)، تصل مدة الرحلة إلى 10 ساعات، مما يسمح لها بتغطية ما يصل إلى 1000 كيلومتر. لمحركات البنزين، يتم استخدام خليط البنزين AI-92.95 النفط الاصطناعيةللمحركات ثنائية الشوط. يبلغ استهلاك الوقود حوالي 0.5 لتر/ساعة في وضع الطيران الأفقي. حجم خزان الوقود القياسي هو 5 لتر. لتصوير الأجسام ذات المساحة الكبيرة، يعد استخدام النماذج المزودة بمحركات الاحتراق الداخلي أمرًا فعالاً من حيث التكلفة.
ارتفاع الطيران
يؤثر ارتفاع التصوير على حجم البكسل وعدد الصور. التشريع الروسيلا يحد من خيارات مهام الطيران، على عكس معظم الدول الأوروبية، حيث يوجد تنظيم صارم لاستخدام المجال الجوي يصل إلى 100 متر، ويمكن الاطلاع على ميزات تنظيم الطيران في تقرير أمير فيلييفيتش فالييف، المدير العامشركة "AFM-Servers" في المؤتمر المساحي لجمعية نظم المعلومات الجغرافية لعام 2012. الحد الأقصى لسقف الطيران العملي للأجهزة مناسب للمساحات الروسية، لأنه ومن خلال ضبط ارتفاع التصوير، يمكنك تغيير قيم حجم البكسل وعدد الصور.
سرعة
تؤثر السرعة القصوى والإبحار على القدرة على استخدام الطائرات بدون طيار في ظروف الرياح وأداء المسح. يبلغ متوسط سرعة إبحار النماذج الصغيرة (الأجنحة الطائرة) حوالي 50 - 60 كم/ساعة، وسرعة النماذج الأكبر حوالي 100 كم/ساعة. تبلغ القيود المفروضة على استخدام الطائرات بدون طيار من حيث سرعة الرياح أثناء الإقلاع والهبوط في المتوسط حوالي 10 م/ث. عادة ما يكون من الصعب التنبؤ بسرعة وهبوب الرياح على ارتفاع الطيران. إنها تؤثر على هندسة التصوير والحفاظ على التداخلات، فضلاً عن جودة الصور، على سبيل المثال، التمويه.
الإقلاع والهبوط
يتم تصنيف الطائرات بدون طيار حسب طريقة الإطلاق والهبوط. طرق البدء الرئيسية هي: من اليدين ومن المنجنيق. طرق الهبوط الرئيسية هي: بالمظلة وعلى الهيكل.
بداية اليد |
إطلاق من المنجنيق |
على عكس الطائرات المأهولة والمروحيات، لا تتطلب الأنظمة غير المأهولة قواعد جوية، ويتم تنفيذ مهمة الطيران تلقائيًا، وهي آمنة للطاقم.
الهبوط بالمظلة |
تناسب الجسم |
في الآونة الأخيرة، تحتوي جميع نماذج الطائرات بدون طيار تقريبًا على وضع التشغيل التلقائي، منذ الإطلاق وحتى إكمال المهمة والهبوط. بالنسبة لبعض النماذج فمن الممكن التحكم اليدويمن خلال محطة أرضية وتحكم شبه آلي (إمكانية تعديل المسار والارتفاع ونقطة الهبوط أثناء المهمة).
الطيار الآلي
الطيار الآلي هو "عقل" الطائرة بدون طيار. حتى وقت قريب، في معظم الحالات، تم استخدام الطيارين الآليين البسيطين المصممين لنماذج طائرات الهواة، والتي لا تلبي متطلبات التصوير الجوي. على هذه اللحظةيعمل معظم مطوري الطائرات بدون طيار على تطوير الطيارين الآليين الخاصين بهم لتلبية متطلبات التصوير الجوي.
معدات التصوير
معظم الطائرات بدون طيار صغيرة الحجم وقدرة التحمل. في هذا الصدد، غالبًا ما تُستخدم كاميرات التوجيه والتقاط الصور في التصوير الجوي. تم تجهيز الطرازات شديدة التحمل بكاميرات SLR كاملة التنسيق مثل Canon (EOS) أو Nikon (D800). يعد تشغيل مصاريع الكاميرا أمرًا مهمًا في عملية التصوير الجوي؛ بالنسبة للأعمال الخرائطية والجيوديسية، يوصى باستخدام كاميرات ذات مصراع مركزي أو إلكتروني.
تم تجهيز بعض نماذج الطائرات بدون طيار بكاميرات جوية احترافية مصممة خصيصًا للاستخدام على الطائرات بدون طيار، مثل المرحلة الأولى. توفر هذه الكاميرا الجودة المطلوبةالصور، ولكن بتكلفة عالية (35-45000 يورو) ويزن 2.9 كجم. يؤثر حجم المستشعر وأداء الكاميرا على عدد اللقطات وبالتالي على الوقت اللازم للمعالجة اللاحقة. ويعرض الجدول مثالاً لأداء بعض الكاميرات:
أداء الكاميرات الاستهلاكية في التصوير الجوي للطائرات بدون طيار
| خيارات | نيكون D800 | ريكو جي آر | كانون اكسس | سوني ار اكس 1 | سوني نيكس5 | Canon_EOS 5D mark2 | المرحلة الأولى IXU 150 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| المساحة (كم مربع) | 30 | ||||||
| عرض الإطار (بكسل) | 4912 | 2736 | 3000 | 4000 | 3264 | 3744 | 6208 |
| طول الإطار (بكسل) | 7360 | 3168 | 4000 | 6000 | 4912 | 5616 | 8280 |
| MPix. | 36 | 9 | 12 | 24 | 16 | 21 | 51 |
| فيز. حجم البكسل (ميكرومتر) | 5,0 | 2,0 | 1,5 | 6,0 | 4,9 | 6,5 | 5,3 |
| جي إس دي، سم | 5 | ||||||
| مساحة الإطار (كم مربع) | 0,09 | 0,02 | 0,03 | 0,06 | 0,04 | 0,05 | 0,13 |
| التداخل الطولي (%) | 80 | ||||||
| التداخل المتقاطع (%) | 60 | ||||||
| البعد البؤري (مم) | 50 | 6 | 4 | 35 | 16 | 50 | 55 |
| الفاصل الزمني (الفترات) للتصوير الفوتوغرافي | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1 | 1 | 0,8 | 0,8 |
| عدد الصور | 4149 | 17306 | 12500 | 6250 | 9356 | 7134 | 2918 |
| وقت التصوير (ساعة) | 0,7 | 2,9 | 2,1 | 1,7 | 2,6 | 1,6 | 0,6 |
| ارتفاع الرماية (م) | 500 | 150 | 133 | 292 | 163 | 385 | 519 |
معدات الملاحة
بالنسبة للملاحة بدون طيار، يتم استخدام أجهزة GPS/IMU (نظام تحديد المواقع العالمي/وحدة القياس بالقصور الذاتي) رخيصة الثمن أحادية التردد. كما أنها تستخدم لعناصر التوجيه الخارجي للصور. في الآونة الأخيرة، استخدم بعض المطورين أجهزة استقبال GPS مزدوجة التردد وقارنوا قياساتهم مع البيانات الواردة من محطات GNSS الأساسية. لأن لا تتمتع معظم نماذج الطائرات بدون طيار بالقدرة على استخدام منصات التثبيت للكاميرات بسبب عدم كفاية القدرة الاستيعابية؛ يوصى باستخدام أنظمة القصور الذاتي الدقيقة INS، والتي ستسمح بتحديد عناصر اتجاه المسح بدقة مرضية. تُستخدم قنوات الراديو للتواصل مع الطائرة بدون طيار أثناء الرحلة. تتراوح ترددات هذه القنوات من 433 ميجا هرتز إلى 2.4 جيجا هرتز. يعد الاتصال ضروريًا للمشغل لمراقبة تنفيذ المهمة في الوقت الفعلي وضبط المهمة. في بعض الأحيان يتم إرسال مواد الفيديو والصور الفوتوغرافية التي تم الحصول عليها أثناء التصوير باستخدام قناة إذاعية.
قيود التشغيل
استخدام الطائرات بدون طيار له جغرافية واسعة. يسمح نطاق درجة حرارة التشغيل (من -30 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية) باستخدام الطائرات بدون طيار في المناطق المناخية المختلفة. القيد التشغيلي الوحيد للمصنعين، المصمم لضمان التشغيل الدقيق، هو سرعة الرياح عند الإقلاع والهبوط. في المتوسط، تتراوح من 4 إلى 15 م/ث حسب نوع الجهاز ووزنه.
بالإضافة إلى الكاميرات، يمكن تركيب أجهزة أخرى مختلفة على متن الطائرة بدون طيار، مثل جهاز التصوير الحراري، أو الماسح الضوئي الليزري، أو كاميرا الفيديو. باستخدام هذه الأجهزة، يمكنك حل مشاكل الإنتاج المتعلقة بالمراقبة والتشخيص الفني للكائنات.
الضمان والتأمين
كقاعدة عامة، يكون الضمان لجميع طرازات الطائرات بدون طيار هو 12 شهرًا. وفي الوقت نفسه، أصبح من الممكن مؤخرًا تأمين الطائرات بدون طيار كأداة جيوديسية كاملة.
الترخيص والشهادة
في الوقت الحالي، لم يتم حل مسألة شهادة الدولة للطائرات بدون طيار كأداة لتنفيذ الأعمال الهندسية والجيوديسية ورسم الخرائط. بالإضافة إلى شهادة الجهاز نفسه، يلزم الحصول على شهادة من منظمات التشغيل. بالنسبة للطائرات بدون طيار الكبيرة، يجب أن يتكون فريق الصيانة من مشغل وفني على الأقل. بالنسبة للنماذج الصغيرة، شخص واحد يكفي. يتم حاليًا تنفيذ الشهادة مباشرة من قبل المطورين. دون الحصول على شهادة، لا ينصح المصنعون باستخدام الطائرات بدون طيار لأداء الأعمال الهندسية والجيوديسية ورسم الخرائط.
المعايير الرئيسية لاختيار الطائرات بدون طيار
يمكن تحديد معايير الاختيار الرئيسية بناءً على نوع العمل. لأن إذا تم أخذ نماذج للقياسات عالية الدقة بعين الاعتبار، فيجب أن تتوافق المادة مع الوثائق التنظيمية الحالية لأعمال القياس التصويري والجيوديسي وإدارة الأراضي. وفقًا لتعليمات GKINP (GNTA)-02-036-02 الخاصة بأعمال القياس التصويري عند إنشاء خرائط وخطط طبوغرافية رقمية، تعتبر مواد رسم الخرائط بمثابة مسح مخطط له حتى 3˚ من النظير، مما يلبي معايير فك التشفير المحددة اعتمادًا على المقياس . في الوقت الحالي، لم يتم إنشاء وثائق خاصة لمراقبة جودة المواد التي تم الحصول عليها من الطائرات بدون طيار، لذلك من الضروري مراعاة التعليمات الحالية لعمل القياس التصويري. تلبي النماذج ذات الوزن الكافي أو منصة التثبيت متطلبات التصوير المماثلة. يوضح الجدول التالي متطلبات الدقة وطرق تحديد النقاط المميزة لحدود قطعة الأرض، بالإضافة إلى النقاط المميزة لكفاف مبنى أو هيكل أو كائن بناء غير مكتمل عليه قطعة أرض، المستخدمة في إدارة الأراضي.
أمر وزارة التنمية الاقتصادية في الاتحاد الروسي بتاريخ 17 أغسطس 2012. ن 518 موسكو
| ص / ص | فئة الأرض | جذر متوسط مربع الخطأ في موقع النقاط المميزة، لا يزيد عن م |
|---|---|---|
| 1 | أرض المستوطنات | 0,10 |
| 2 | قطع الأراضي المخصصة للأغراض الشخصية الزراعة الفرعيةأو البستنة أو البستنة النباتية أو المرآب الفردي أو بناء المساكن الفردية على أراضي المستوطنات والأراضي الزراعية | 0,20 |
| 3 | ارض زراعية | 2,50 |
| 4 | أراضي الصناعة والطاقة والنقل والاتصالات والبث الإذاعي والتلفزيوني وعلوم الكمبيوتر والأراضي الداعمة للأنشطة الفضائية وأراضي الدفاع والأمن وغيرها من الأغراض الخاصة | 0,50 |
| 5 | أراضي الأراضي والأشياء الطبيعية المحمية بشكل خاص | 2,50 |
| 6 | أراضي صندوق الغابات، أراضي صندوق المياه، أراضي المحمية | 5,00 |
للحصول على الجودة المطلوبةوهندسة مسح المناطق المأهولة والمنشآت الصناعية، مطلوب نماذج طائرات بدون طيار ذات حجم ووزن يسمحان باستخدام أدوات عالية الدقة (GPS/INS) وكاميرات ذات مصفوفة كبيرة ومصراع مركزي. من المهم جدًا أن يتم تكييف خوارزميات الطيار الآلي للنماذج للتصوير باستخدام معلمات محددة بدقة. لحل مشاكل الضرائب أو مراقبة الأراضي الزراعية أو أراضي الغابات والموارد المائية، يمكنك استخدام نماذج أصغر وزنا وحجما وإهمال أدوات أكثر دقة، ولكن تبرز مسألة الإنتاجية، لأن فئات مماثلة من الأراضي تحتل مساحات واسعة. من المهم هنا أن تتمتع نماذج الطائرات بدون طيار بمقاومة عالية للظروف الجوية.
»