Charakterystyki użytkowe bezzałogowych statków powietrznych. Bezzałogowe statki powietrzne: teoria i praktyka. Początek ery bezzałogowej

Ciężki Rosyjski dron 18 września 2016 r

Oczywiście jesteśmy w tej dziedzinie dość zapóźnieni, ale ostatnio aktywnie nadrabiamy zaległości. Ostatnie doświadczenia pokazują, że nie da się bez nich żyć!

W Rosji rozpoczęły się testy w locie ciężkiego drona Altair. „Altair wystartował z Kazania w połowie lipca. Dron ma przed sobą obszerny program testów w locie” – podało źródło.

Rozmówca przypomniał, że „prace nad stworzeniem kompleksu BSP na zlecenie rosyjskiego Ministerstwa Obrony prowadzą od końca 2011 roku Kazańskie Biuro Projektowe NPO Simonov (dawniej Biuro Projektowe Sokol).

„Urządzenie o masie startowej około pięciu ton należy do klasy bezzałogowych statków powietrznych średniowysokościowych o długim czasie lotu. UAV to górnopłat z ogonem w kształcie litery V. Rozpiętość skrzydeł urządzenia wynosi około 28,5 m, a długość 11,6 m” – powiedział.

Ta ważąca 5 ton maszyna jest przeznaczona do latania z maksymalnym zasięgiem do 10 000 kilometrów. Jednocześnie UAV może pozostawać w powietrzu bez lądowania do 2 dni i operować na dużych wysokościach do 12 kilometrów. Z doniesień wynika, że jednym z głównych terytoriów, na których będzie używany ciężki rosyjski dron, będzie nasza Arktyka.

Według źródła elementy konstrukcyjne Altaira zostały wyprodukowane przez kazańską firmę KAPO-Composite. UAV jest „napędzany dwoma silnikami wysokoprężnymi Red Aircraft ze śmigłami ciągnika” – dodał.

Silniki RED A03 V12 były testowane na Jaku-52 w 2014 roku. Jednym z głównych inwestorów w projekt stworzenia silnika był rosyjski holding inwestycyjny FINAM. Deweloperem jest firma RED samoloty GmbH. Jej założyciel, Władimir Raikhlin, światowej sławy mechanik samochodowy i kierowca wyścigowy, jako pierwszy odniósł znaczący sukces w stworzeniu wydajnego silnika wysokoprężnego zasilanego naftą lotniczą, który oprócz tego, że jest wysoce niezawodny i ekonomiczny, będzie bezpieczny , trwałe i przyjazne dla środowiska. 12-cylindrowy silnik wysokoprężny RED A03 w kształcie litery V ma moc startową 500 KM. i jest przeznaczony
zastosowanie w lotnictwie ogólny cel(I ON).

UAV „Altius-M” na lotnisku KAPO, Kazań, 25 sierpnia 2014 r.

Ekspert w dziedzinie systemów bezzałogowych Denis Fedutinow wyjaśnił Interfaxowi, że Altair powinien stać się „rosyjskim odpowiednikiem amerykańskiego UAV Reaper”.

„Podobne rozmiary urządzeń i przynależność do tej samej klasy pozwalają przypuszczać, że Altair będzie w stanie rozwiązywać nie tylko misje rozpoznawcze i obserwacyjne, ale także uderzeniowe” – zauważył Fiedutinow.

Dodajmy, że twórcy zakończą wszystkie testy BSP w ciągu najbliższego półtora roku: wprowadzenie pojazdu na rynek zaplanowano na rok 2018 produkcja masowa. Klientem projektu jest Ministerstwo Obrony Rosji.

Silnik UAV „Altair” w hali montażowej „KAPO-kompozyty”, Kazań, 25.03.2014 (materiał z programu informacyjnego).

Taktyczny specyfikacje:
- Waga - do 5000 kg.
- Zasięg lotu - do 10 000 km.
- Czas lotu - 48 godzin.
- Typ silnika - 2 silniki wysokoprężne RED A03 / V12 z turbodoładowaniem i chłodzeniem cieczą.
- Pojemność silnika - 6134 cm3..
- Turbosprężarka silnika, typ: 2 szt. (1800–2200 MBAR).
- Moc startowa silnika, KM: 500 (373 KW).
- Maksymalna ciągła moc silnika, KM: 480.
- Maksymalna prędkość obrotowa silnika - 4000 obr./min.
- Moment obrotowy silnika, Nm: 1100 przy 3800 obr./min.
- Żywotność silnika - 3000 godzin.
- Rodzaj paliwa: JET A (nafta) lub olej napędowy.

Informacje na temat uzbrojenia drona nie zostały jeszcze ujawnione.

Ogólnie rzecz biorąc, na zlecenie Ministerstwa Obrony Rosji, trwają prace nad opracowaniem trzech typów UAV. Pierwszym z nich jest średniowysokościowy dron operacyjno-taktyczny „Pacer” o masie startowej do 1 tony. Drugi to sam Altair. Trzeci to ciężki szturmowy UAV (prace badawcze nad projektem Okhotnik).

Zakłada się, że Altair będzie wyposażony w stację rozpoznania optycznego z systemem optyczno-elektronicznym na platformie stabilizowanej żyroskopowo, a na dziobie zainstalowany zostanie radar AFAR. Bezzałogowiec przeznaczony jest do prowadzenia prac rozpoznawczych i rażenia celów naziemnych. Ładowność do 2 ton sugeruje możliwość umieszczenia na pokładzie czegokolwiek, nawet rakiety manewrującej z głowicą nuklearną.

źródła

W świadomości większości osób niezwiązanych z lotnictwem są to samoloty bezzałogowe samoloty są nieco bardziej skomplikowane wersje modele sterowane radiem samoloty. W pewnym sensie jest to prawdą. Jednak funkcje tych urządzeń stały się ostatnio na tyle różnorodne, że nie można już ograniczać się tylko do tego spojrzenia na nie.

Początek ery bezzałogowej

Jeśli mówimy o automatycznym lataniu i zdalnym kosmosie systemy zarządzane, to ten temat nie jest nowy. Inna sprawa, że w ostatniej dekadzie panuje na nie pewna moda. W swej istocie radziecki wahadłowiec Buran, który odbył lot kosmiczny bez załogi i bezpiecznie wylądował w odległym już 1988 roku, jest również dronem. Zdjęcia powierzchni Wenus i wiele danych naukowych na temat tej planety (1965) uzyskano także automatycznie i telemetrycznie. A łaziki księżycowe w pełni wpisują się w ideę pojazdów bezzałogowych. I wiele innych osiągnięć nauki radzieckiej w dziedzinie przestrzeni kosmicznej. Skąd wzięła się wspomniana moda? Najwyraźniej było to wynikiem doświadczenia zastosowanie bojowe podobną technologię i był bogaty.

Jak z tego skorzystać?

Sterowanie bezzałogowymi statkami powietrznymi to ta sama specjalność, co zwykłymi. Kosztowną i skomplikowaną maszynę można łatwo rozbić o ziemię w wyniku nieudolnego lądowania. Może zostać utracony w wyniku nieudanego manewru lub ostrzału wroga. Podobnie jak w przypadku zwykłego samolotu lub helikoptera, musisz spróbować uratować drona i usunąć go ze strefy zagrożenia. Ryzyko oczywiście nie jest takie samo jak w przypadku „żywej” załogi, ale także wyrzucenie drogi sprzęt nie jest tego warte. Dziś w większości krajów instruktor i Praca akademicka przeprowadzane są przez doświadczonych pilotów, którzy opanowali sterowanie UAV. Zwykle tak nie jest nauczyciele zawodowi i specjaliści ds technologia komputerowa, więc jest mało prawdopodobne, aby takie podejście trwało długo. Wymagania stawiane „wirtualnemu pilotowi” różnią się od tych, które obowiązują przyszłego kadeta przy przyjęciu do szkoły lotniczej. Można przypuszczać, że konkurencja wśród kandydatów na specjalność „operator BSP” będzie duża.

Gorzkie ukraińskie doświadczenie

Nie wchodząc w tło polityczne konfliktu zbrojnego we wschodnich obwodach Ukrainy, można odnotować skrajnie nieudane próby przeprowadzenia rozpoznania powietrznego przez samoloty An-30 i An-26. Jeśli pierwszy z nich został opracowany specjalnie do fotografii lotniczej (głównie pokojowej), to drugi jest wyłącznie modyfikacją transportową pasażera An-24. Oba samoloty zostały zestrzelone przez ogień milicji. A co z ukraińskimi dronami? Dlaczego nie wykorzystano ich do uzyskania informacji o lokalizacji sił rebeliantów? Odpowiedź jest prosta. Nie ma żadnego z nich.

Na tle trwałym kryzys finansowy kraj nie miał środków niezbędnych do stworzenia nowoczesnej broni. Ukraińskie drony są na etapie projektów wstępnych lub najprostszych domowe urządzenia. Część z nich składana jest z modeli samolotów sterowanych radiowo zakupionych w sklepie Pilotage. Milicja działa dokładnie w ten sam sposób. Niedawno ukraińska telewizja pokazała rzekomo zestrzelony rosyjski dron. Zdjęcie przedstawiające niewielki i niezbyt drogi model (bez uszkodzeń) z dołączoną prowizoryczną kamerą wideo raczej nie ilustruje agresywnej siły militarnej „północnego sąsiada”.

Jest mało prawdopodobne, aby roboty kiedykolwiek całkowicie zastąpiły człowieka w tych obszarach działalności, które wymagają szybkiego podejmowania niestandardowych decyzji zarówno w życiu pokojowym, jak i podczas walki. Niemniej jednak rozwój dronów w ciągu ostatnich dziewięciu lat stał się modnym trendem w przemyśle samolotów wojskowych. Wiele krajów wiodących pod względem militarnym zajmuje się masową produkcją UAV. Rosji nie udało się jeszcze nie tylko zająć tradycyjnej pozycji lidera w projektowaniu uzbrojenia, ale także przezwyciężyć lukę w tym segmencie technologii obronnych. Prace w tym kierunku jednak trwają.

Motywacja do rozwoju UAV

Pierwsze rezultaty wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych pojawiły się już w latach czterdziestych, jednak ówczesna technologia była bardziej zgodna z koncepcją „samolotu-pocisku”. Rakieta manewrująca V-fau mogła latać w jednym kierunku własny system kontrola kursu, zbudowana na zasadzie inercyjno-żyroskopowej.

W latach 50. i 60. dotarły radzieckie systemy obrony powietrznej wysoki poziom skuteczność i zaczął stanowić poważne zagrożenie dla samolotu potencjalnego wroga w przypadku realnej konfrontacji. Wojny w Wietnamie i na Bliskim Wschodzie wywołały prawdziwą panikę wśród pilotów amerykańskich i izraelskich. Przypadki odmowy przeprowadzenia zadań bojowych na terenach objętych art systemy przeciwlotnicze Produkcja radziecka. Ostatecznie niechęć do narażania życia pilotów na śmiertelne ryzyko skłoniła firmy projektowe do poszukiwania wyjścia.

Rozpoczęcie stosowania praktycznego

Pierwszym krajem, który zastosował bezzałogowe statki powietrzne, był Izrael. W 1982 roku podczas konfliktu z Syrią (Dolina Bekaa) na niebie pojawił się samolot rozpoznawczy działający w trybie robotycznym. Z ich pomocą Izraelczykom udało się wykryć formacje bojowe Obrona powietrzna wroga, co umożliwiło przeprowadzenie na nich ataku rakietowego.

Pierwsze drony przeznaczone były wyłącznie do lotów rozpoznawczych nad „gorącymi” terytoriami. Obecnie wykorzystywane są także drony szturmowe, które posiadają na pokładzie broń i amunicję i bezpośrednio dokonują ataków bombowych i rakietowych na podejrzane pozycje wroga.

Najwięcej ich jest w Stanach Zjednoczonych, gdzie masowo produkowane są Predatory i inne typy samolotów bojowych.

Doświadczenie aplikacyjne lotnictwo wojskowe w okresie nowożytnym, w szczególności operacja pacyfikacji konfliktu w Osetii Południowej w 2008 roku pokazała, że Rosja również potrzebuje BSP. Prowadzenie ciężkiego rozpoznania w obliczu obrony powietrznej wroga jest ryzykowne i prowadzi do nieuzasadnionych strat. Jak się okazało, w tym obszarze występują pewne niedociągnięcia.

Problemy

Dominującą współczesną ideą jest pogląd, że Rosja potrzebuje w mniejszym stopniu bezzałogowców bojowych niż rozpoznawczych. Możesz atakować wroga ogniem, korzystając z różnych środków, w tym precyzyjnych rakiet taktycznych i artylerii. Dużo ważniejsza jest informacja o rozmieszczeniu jego sił i prawidłowym wyznaczeniu celu. Jak pokazały amerykańskie doświadczenia, użycie dronów bezpośrednio do ostrzału i bombardowań prowadzi do licznych błędów, śmierci cywilów i własnych żołnierzy. Nie wyklucza to całkowitej rezygnacji z modeli uderzeniowych, a jedynie wskazuje obiecujący kierunek, w jakim w najbliższej przyszłości będą rozwijane nowe rosyjskie BSP. Wydawać by się mogło, że kraj, który jeszcze niedawno zajmował wiodącą pozycję w tworzeniu bezzałogowych statków powietrznych, jest dziś skazany na sukces. Już w pierwszej połowie lat 60. powstały samoloty latające w trybie automatycznym: Ła-17R (1963), Tu-123 (1964) i inne. Kierownictwo pozostało w latach 70. i 80. XX wieku. Jednak w latach dziewięćdziesiątych luka technologiczna stała się oczywista, a próba jej wyeliminowania w ostatniej dekadzie, towarzysząca wydatkom pięciu miliardów rubli, nie dała oczekiwanego rezultatu.

Obecna sytuacja

W tej chwili najbardziej obiecujące UAV w Rosji reprezentowane są przez następujące główne modele:

W praktyce jedynymi seryjnymi bezzałogowcami w Rosji są obecnie reprezentowane przez artyleryjski kompleks rozpoznawczy Tipchak, zdolny do wykonywania wąsko określonego zakresu zadań bojowych związanych z wyznaczaniem celów. Podpisaną w 2010 roku umowę Oboronpromu z IAI na montaż izraelskich dronów na dużą skalę można postrzegać jako rozwiązanie tymczasowe, nie zapewniające rozwoju Rosyjskie technologie, a jedynie pokrycie luki w zakresie krajowej produkcji obronnej.

Niektóre obiecujące modele można poddać indywidualnej ocenie w ramach publicznie dostępnych informacji.

„Pacer”

Masa startowa- jedna tona, czyli jak na drona nie tak mało. Opracowaniem projektu zajmuje się firma Transas, obecnie trwają próby w locie prototypów. Układ układu, ogon w kształcie litery V, szerokie skrzydło, sposób startu i lądowania (samolot) oraz Ogólna charakterystyka w przybliżeniu odpowiadają wydajności obecnie najpopularniejszego amerykańskiego Predatora. Rosyjski BSP „Inokhodets” będzie mógł przenosić różnorodne wyposażenie pozwalające na rozpoznanie o każdej porze dnia, fotografię lotniczą i obsługę telekomunikacyjną. Zakłada się, że możliwa będzie produkcja modyfikacji uderzeniowych, rozpoznawczych i cywilnych.

"Oglądać"

Podstawowy model jest rozpoznawczy, jest wyposażony w kamery wideo i fotograficzne, kamerę termowizyjną i inne sprzęt rejestracyjny. UAV szturmowe mogą być również produkowane na bazie ciężkiego płatowca. Rosja bardziej potrzebuje Dozora-600 jako uniwersalnej platformy do testowania technologii do produkcji potężniejszych dronów, ale nie można też wykluczyć wprowadzenia tego konkretnego drona do masowej produkcji. Projekt jest obecnie w fazie rozwoju. Data pierwszego lotu to rok 2009, w tym samym czasie zaprezentowano próbkę wystawa międzynarodowa„MAX”. Zaprojektowane przez Transas.

„Altair”

Można przypuszczać, że w tej chwili największym atakiem UAV w Rosji są Altair, opracowane przez biuro projektowe Sokol. Projekt ma również inną nazwę - „Altius-M”. Masa startowa tych dronów wynosi pięć ton, zostaną zbudowane przez Zakłady Lotnicze w Kazaniu Gorbunow, będące częścią Spółka Akcyjna„Tupolew”. Koszt kontraktu zawartego z Ministerstwem Obrony wynosi około miliarda rubli. Wiadomo również, że te nowe rosyjskie UAV mają wymiary porównywalne z wymiarami samolotu przechwytującego:

długość - 11 600 mm;
rozpiętość skrzydeł - 28 500 mm;
rozpiętość ogona - 6000 mm.

Moc dwóch śrubowych lotniczych silników wysokoprężnych wynosi 1000 KM. Z. Te rosyjskie bezzałogowce rozpoznawczo-szturmowe będą mogły przebywać w powietrzu do dwóch dni, pokonując dystans 10 tysięcy kilometrów. Niewiele wiadomo o sprzęcie elektronicznym; można się jedynie domyślać jego możliwości.

Inne rodzaje

Inne rosyjskie UAV również są w fazie rozwoju, na przykład wspomniany „Ochotnik”, bezzałogowy ciężki dron, który również może pełnić różne funkcje, zarówno informacyjne, jak i rozpoznawcze i szturmowe. Ponadto istnieje również różnorodność zasady działania urządzenia. UAV występują zarówno w wersji samolotowej, jak i helikopterowej. Duża liczba wirników zapewnia możliwość skutecznego manewrowania i zawisu nad interesującym obiektem, tworząc wysokiej jakości zdjęcia. Informacje mogą być szybko przesyłane szyfrowanymi kanałami komunikacyjnymi lub gromadzone w pamięci wbudowanej urządzenia. Sterowanie UAV może mieć charakter algorytmiczno-programowy, zdalny lub kombinowany, w którym powrót do bazy odbywa się automatycznie w przypadku utraty kontroli.

Najwyraźniej bezzałogowy Urządzenia rosyjskie już niedługo nie będą one ustępować jakościowo i ilościowo wzorcom zagranicznym.

Obecnie bezzałogowy systemy lotnicze odnotowują szybki rozwój na całym świecie. Kraje, które wcześniej nie zajmowały się rozwojem naukowym i produkcją tych zaawansowanych technologicznie kompleksów, wchodzą na rynek tego segmentu nowoczesnych technologii, a mianowicie: Indie, Pakistan, Iran, Syria , Polska, Czech, Norwegia. Niekwestionowanymi liderami są USA , Izrael, Niemcy który pozostał daleko w tyle Rosja. Osobliwość Krajowy rynek systemów bezzałogowych charakteryzuje się słabym finansowaniem ze strony państwa. Znaczące środki na rozwój i produkcję systemów bezzałogowych przeznacza wyłącznie Ministerstwo Obrony Narodowej.

Jednak popyt na nowoczesne Rynek rosyjski w systemach bezzałogowych przejawia się nie tylko na potrzeby organów ścigania, ale także w innych, czysto cywilnych obszarach, a mianowicie: monitorowanie środowiska; monitorowanie rurociągów i gazociągów; mapowanie; ochrona lasów, ochrona ryb. Nawet niewielkie zastosowanie systemów bezzałogowych w tych obszarach daje wymierne rezultaty. W czasach Związku Radzieckiego rozwojem systemów bezzałogowych zajmowali się duzi producenci lotnictwa, jak np. Biuro Projektowe Tupolewa, obecnie zajmuje się tym wiele firm, początkowo niezwiązanych z lotnictwem, które przybyły do tego segmentu z innych powiązanych branże. Rozwój naukowy i produkcja systemów bezzałogowych prowadzona jest przez koncern VEGA, Aerocon, Transas, Irkut, Rissa itp.

Eksperymenty. Drony

Według klasyfikacji Ministerstwa Obrony Narodowej wyróżnia się 4 klasy systemów bezzałogowych

kompleksy krótkiego zasięgu (do 25 km);
UAV krótkiego zasięgu (do 100 km);
średni zasięg (do 500 km);
duży zasięg (ponad 500 km).

Jest zapotrzebowanie zarówno na drogie urządzenia o długim czasie lotu (ponad dobę), jak i niskobudżetowe, czyli działo pneumatyczne, które wystrzeliwuje ładunek docelowy na wysokość 200 metrów ze zdjęciem, kamerą wideo i danymi system transmisji, opuszczany na ziemię za pomocą spadochronu w ciągu 20-30 sekund

Wśród BSP I klasy kompleksy Eleron-3SV i Eleron-10SV kazańskiej firmy Enix otrzymały dobrą ocenę od specjalistów Ministerstwa Obrony Narodowej. Systemy te są zalecane do stosowania w rosyjskich Siłach Lądowych. Ich płatowce są wykonane przy użyciu układu scalonego.

Dron krótkiego zasięgu

Masa urządzenia Eleon-3SV bez obciążenia docelowego wynosi 4,3 kg. Można go przewozić w kontenerze naramiennym lub transportem drogowym. Czas lotu wynosi około 2 godzin, wysokość lotu wynosi 5 km. Maksymalny zasięg transmisji danych cyfrowym kanałem wideo wynosi 25 km. Urządzenie uruchamiane jest za pomocą gumki lub prowadnicy pneumatycznej, lądowanie odbywa się za pomocą spadochronu, który po wylądowaniu jest zwalniany komendą radiową.

„Elern-10SV” ma czas lotu 2,5 godziny w zakresie prędkości 75–135 km/h, przesyła dane na odległość do 50 km. Urządzenie ląduje za pomocą spadochronu w pozycji odwróconej na plecach, co zapewnia bezpieczeństwo informacji i delikatnego ładunku. W podobny sposób ląduje izraelski BSP BirdEye-400, który został zakupiony Ministerstwo Rosyjskie obrona, żeby się uczyć.

Na potrzeby Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych i Ministerstwa Spraw Wewnętrznych do użytku w warunkach miejskich Moskiewski Instytut Lotniczy opracował minihelikopter „Raven” o masie startowej 32 kg. (masa ładunku do 16 kg). Przy 2-godzinnym czasie lotu z prędkością 100-120 km/h kompleks pozwala na rozróżnienie osób, tablic rejestracyjnych samochodów... „Kruk” może być używany w trudnych warunkach atmosferycznych, jest akustycznie niepozorny.

Silną konkurencją dla śmigłowców są drony typu turbinowego, które są pojazdami pionowego startu i służą do wykonywania zadań wymagających monitoringu wizyjnego z bliskiej odległości i precyzyjnego lądowania w zadanym punkcie. Można je stosować wszędzie, m.in. na obszarach miejskich i w lesie, ponieważ Główny wirnik w takich urządzeniach znajduje się wewnątrz obudowy. Jedną z niewielu firm opracowujących tak obiecujące UAV jest firma Rissa. Najbardziej znanym jest jego rozwój „Tajfun”. Urządzenie przeznaczone jest na 50 minut lotu i może być niezbędne do badania stanu budynków w trakcie lotu badania nieniszczące, do podnoszenia sprzętu na małe wysokości, kontroli ruchu na autostradach.

Lotka-3SV Lotka-10SV Bird-Eye 400
Minihelikopter „Raven” Flight-D Irkut-200
UAV „Julia” Dozor-2 Dozor-3
Dozor-4

Dron średniego zasięgu

Bezzałogowe systemy średniego zasięgu „Reis-D”, które służą armii rosyjskiej, zostały opracowane przez Biuro Projektowe im. Tupolew. Obecnie opracowywany jest projekt BSP średniego zasięgu w oparciu o kompleks rozpoznawczo-uderzeniowy z pojazdem Tu-300 (masa startowa – 3 tony, prędkość do 950 km/h, zasięg lotu – 300 km, możliwość przenoszenia broni o masie do 1 tony).

Firma Irkut opracowała kompleks Irkut-200 (długość 4,53 m, rozpiętość skrzydeł 5,34 m, zasięg do 200 km). Konstrukcyjnie jest to samolot górnopłatowy. Stosowanie materiały kompozytowe pozwoliło zmniejszyć wagę urządzenia. UAV zabiera ładunek o masie do 30 kg. i do 60 kg. paliwo, które pozwala na loty trwające do 12 godzin. Start i lądowanie odbywa się na platformie o długości do 250 m. Zaletą kompleksu jest wysoki stopień autonomii, a także niski koszt koło życia i działanie.

Większym urządzeniem jest UAV Yulia o masie startowej 550 kg. o udźwigu do 100 kg. - opracowany przez Moskiewski Instytut Badawczy „Wisior”. Dron ma latać przez 12 godzin i przesyłać informacje na odległość do 250 km. Start i lądowanie odbywa się „jak w samolocie”.

KIEDY nasze drony zaczną bombardować ISIS?

Systemy bezzałogowe dalekiego zasięgu

Kwestia zapewnienia Wysoka jakość do informacji przekazywanych przez UAV przywiązuje dużą wagę firma Transas, będąca twórcą rozwiązań morskich i lotniczych systemy nawigacji. Problem ten stał się kluczowy przy tworzeniu kompleksu Dozor-3, który należy do klasy ciężkich UAV na średnich wysokościach i charakteryzujących się długim czasem lotu. Ładownością UAV mogą być: kamery wideo oraz radar przedni i boczny, kamera termowizyjna, automatyczna aparat cyfrowy wysoka rozdzielczość, docelowy system zarządzania obciążeniem i urządzenia do przechowywania informacji. Do patrolowania granic morskich i lądowych, monitorowania klęsk żywiołowych, sytuacji awaryjnych oraz prowadzenia akcji poszukiwawczo-ratowniczych, Transas oferuje Dozor-2 i Dozor-4. W szczególności „Dozor-4” jest używany przez służbę graniczną FSB do przelotów główne gazociągi i fotografii lotniczej.

Wykorzystanie nanotechnologii przez firmę Transas sprawia, że jej urządzenia są bardziej stabilne i mniej zauważalne dla radarów.

Nowy rosyjski bezzałogowy pojazd ORION Kopia amerykańskiego bezzałogowego pojazdu MQ-9 Reaper

Problemy i perspektywy rozwoju przemysłu

Rosyjscy producenci są uzależnieni od importowanych komponentów (silniki spalinowe, sprzęt elektroniczny itp.). Opóźnienie dotyczy także małych systemów wizyjnych, zasilaczy o dużej mocy, tłokowych i elektrycznych układów napędowych. Produkcja tanich, obiecujących materiałów kompozytowych nie jest dostatecznie rozwinięta. Jednak prace w dziedzinie bezzałogowych statków powietrznych trwają. Zdaniem ekspertów, przy wystarczających funduszach, przepaść Rosji w stosunku do wiodących krajów rozwijających i produkujących UAV można pokonać w ciągu 5-6 lat. Obecnie na zlecenie Ministerstwa Obrony firma Suchoj opracowuje dwa samoloty UAV - rozpoznawczy i uderzeniowy. Transas opracowuje UAV o masie do 1 tony Kazańskie przedsiębiorstwo OKB Sokol pracuje nad stworzeniem UAV o masie do 5 ton. Zgodnie z rozkazem obronności państwa opracowaniem 3 dronów, ale typu helikopterowego (BSP krótkiego zasięgu o masie 300 kg, dron o masie startowej 700 kg i bezzałogowy śmigłowiec ciężkiego ataku) prowadzi firma holdingu Russian Helicopters. Testowania kompleksów tworzonych przez te firmy należy się spodziewać nie wcześniej niż w 2014 roku.

W artykule opisano wszystkie istotne parametry techniczne modeli bezzałogowych statków powietrznych i ich wpływ na uzyskiwany wynik, przedstawiono obliczenia wydajnościowe i przepisy prawne opisano kryteria doboru bezzałogowych statków powietrznych do rozwiązywania określonych problemów kartograficznych.

Klasyfikacja UAV

typy UAV	Podtypy	Schemat
Samolot	latające skrzydło, Kadłub samolotu
Wielowirnikowy	4, 8 wirników
Śmigłowiec

Wybierając bezzałogowe systemy do rozwiązywania problemów kartograficznych, ważne jest zrozumienie różnic w konstrukcji i rozwiązaniach technicznych różnych typów i modeli UAV. W przeglądzie uwzględniona zostanie charakterystyka bezzałogowych statków powietrznych (tylko modele z możliwością swobodnego startu i lądowania, bez konieczności posiadania bazy lotniskowej); wielowirnikowce i helikoptery. Niezależnie od rodzaju i modelu, głównymi cechami urządzeń są rozmiar, waga i kształt. To właśnie te parametry determinują sposób startu, lądowania, nośność i, co najważniejsze, zachowanie deski podczas lotu i filmowania.

Waga urządzenia

Masa własna i maksymalna masa startowa wskazują, jakiego sprzętu można użyć do wykonywania zdjęć lotniczych. Im większa masa startowa, tym dokładniejszy sprzęt można zastosować w celu uzyskania wysokiej jakości wyników. Siła wibracji UAV z prądami powietrza zależy od ciężaru urządzenia, zatem im cięższy bok, tym stabilniejsza trajektoria ruchu i stabilniejsza geometria obrazu.

Wymiary i kształt urządzeń

Właściwości aerodynamiczne UAV zależą od długości i rozpiętości skrzydła. Ze względu na kształt samoloty UAV dzielą się na latające skrzydła i kadłuby. Zaletami typu kadłubowego jest możliwość przenoszenia większej ładowności i stabilniejszego wykonywania badań, ponieważ Waga takich boków jest zwykle większa. Wadą tego typu UAV jest złożoność konstrukcji, co zwiększa wymagania dotyczące zasad eksploatacji i kosztów napraw. Zaletami typu latającego skrzydła jest prostota konstrukcji i obsługi. Wady: małe rozmiary i waga, które nie pozwalają na przenoszenie dodatkowego ładunku.

W przypadku wielu zgnilizn ważną cechą jest liczba śrub. Uważano, że liczba śmigieł wpływa na stabilność lotu, dlatego helikoptery z 8 śmigłami latały znacznie stabilniej niż te z 4 i 6 śmigłami, ale dziś, dzięki rozwojowi algorytmów lotu, wszystkie helikoptery latają równie stabilnie, nawet jeśli któryś zawiedzie śruba

Silniki

Większość modeli UAV wykorzystuje silniki elektryczne. Charakterystyka silnika odpowiada za maksymalny zasięg i czas lotu. Silniki elektryczne zasilane są z akumulatorów różne rodzaje i zależą od wielkości UAV. Modele kompaktowe mogą spędzić w powietrzu 40 minut, duże modele – do 4 godzin, pokonując dystans do 300 km. Niektóre modele wykorzystują silnik spalinowy. Z reguły są to modele ciężkie (od 20 kilogramów), których czas lotu sięga 10 godzin, co pozwala na pokonanie do 1000 km. W silnikach benzynowych stosuje się mieszaninę benzyny AI-92,95 olej syntetyczny do silników dwusuwowych. Zużycie paliwa wynosi około 0,5 l/h w trybie lotu poziomego. Pojemność standardowego zbiornika paliwa wynosi 5 l. Do fotografowania obiektów o dużej powierzchni opłacalne jest stosowanie modeli z silnikami spalinowymi.

Wysokość lotu

Wysokość fotografowania wpływa na rozmiar piksela i liczbę zdjęć. ustawodawstwo rosyjskie nie ogranicza możliwości misji lotniczych, w przeciwieństwie do większości krajów europejskich, gdzie istnieją ścisłe regulacje dotyczące wykorzystania przestrzeni powietrznej do 100 m. Cechy regulacji lotów można znaleźć w raporcie Amira Vilievicha Valieva, dyrektor generalny firma „AFM-Servers” na konferencji katastralnej Stowarzyszenia GIS za rok 2012. Maksymalny praktyczny pułap lotu urządzeń jest istotny dla przestrzeni rosyjskich, ponieważ Dostosowując wysokość fotografowania, możesz zmienić wartości rozmiaru pikseli i liczbę zdjęć.

Prędkość

Prędkość maksymalna i przelotowa wpływają na możliwość wykorzystania UAV w wietrznych warunkach oraz na wydajność pomiarów. Średnia prędkość przelotowa małych modeli (latających skrzydeł) wynosi około 50 - 60 km/h, prędkość większych modeli to około 100 km/h. Ograniczenia w użytkowaniu BSP pod względem prędkości wiatru podczas startu i lądowania wynoszą średnio około 10 m/s. Zwykle trudno jest przewidzieć prędkość i porywy wiatru na wysokości lotu. Wpływają one na geometrię fotografowania i utrzymanie nakładania się, a także na jakość zdjęć, np. rozmycie.

Start i lądowanie

Bezzałogowe statki powietrzne są klasyfikowane według sposobu startu i lądowania. Główne metody startu to: z rąk i z katapulty. Główne metody lądowania to: ze spadochronem i na kadłubie.

Start ręczny

Wystrzel z katapulty

W odróżnieniu od samolotów i helikopterów załogowych, systemy bezzałogowe nie wymagają bazowania na lotnisku, misja lotnicza odbywa się automatycznie i są bezpieczne dla załogi.

Lądowanie spadochronowe

Dopasowanie do ciała

Ostatnio prawie wszystkie modele UAV mają automatyczny tryb pracy, od startu do całkowitego zakończenia misji i lądowania. W przypadku niektórych modeli jest to możliwe sterowanie ręczne poprzez stację naziemną i sterowanie półautomatyczne (możliwość dostosowania trasy, wysokości i miejsca lądowania w trakcie misji).

Autopilot

Autopilot jest „mózgiem” UAV. Do niedawna w większości przypadków stosowano proste autopiloty przeznaczone do amatorskich modeli samolotów, które nie spełniają wymagań fotografii lotniczej. NA ten moment Większość twórców UAV pracuje nad opracowaniem własnych autopilotów, aby sprostać wymaganiom fotografii lotniczej.

Sprzęt filmujący

Większość UAV ma niewielkie rozmiary i nośność. W związku z tym do zdjęć lotniczych często używa się aparatów typu „wyceluj i zrób zdjęcie”. Modele o dużej wytrzymałości są wyposażone w pełnoformatowe lustrzanki jednoobiektywowe, takie jak Canon (EOS) lub Nikon (D800). W procesie fotografii lotniczej istotna jest obsługa przesłon aparatów, do prac kartograficznych i geodezyjnych zaleca się stosowanie aparatów z migawką centralną lub elektroniczną.

Niektóre modele UAV są wyposażone w profesjonalne kamery lotnicze zaprojektowane specjalnie do użytku w UAV, np. Phase One. Ten aparat zapewnia wymagana jakość obrazów, ale ma wysoki koszt (35-45 000 euro) i waży 2,9 kg. Rozmiar czujnika i wydajność aparatu wpływają na liczbę zdjęć, a tym samym na czas wymagany do przetwarzania końcowego. Przykład działania niektórych kamer przedstawiono w tabeli:

Wydajność aparatów konsumenckich w fotografii lotniczej UAV

Opcje	Nikona D800	Ricoh GR	Canon IXUS	Sony RX1	Sony NEX5	Znak Canon_EOS 5D2	Faza pierwsza IXU 150
Powierzchnia (km²)	30
Szerokość ramki (w pikselach)	4912	2736	3000	4000	3264	3744	6208
Długość ramki (piksele)	7360	3168	4000	6000	4912	5616	8280
MPix.	36	9	12	24	16	21	51
Fiz. rozmiar piksela (µm)	5,0	2,0	1,5	6,0	4,9	6,5	5,3
GSD, cm	5
Powierzchnia ramy (km2)	0,09	0,02	0,03	0,06	0,04	0,05	0,13
Nakładanie się wzdłużne (%)	80
Nakładanie się krzyżyków (%)	60
Ogniskowa (mm)	50	6	4	35	16	50	55
Interwał fotografowania (y)	0,6	0,6	0,6	1	1	0,8	0,8
Liczba zdjęć	4149	17306	12500	6250	9356	7134	2918
Czas fotografowania (godzina)	0,7	2,9	2,1	1,7	2,6	1,6	0,6
Wysokość strzelania (m)	500	150	133	292	163	385	519

Sprzęt nawigacyjny

Do nawigacji UAV wykorzystuje się tanie, jednoczęstotliwościowe urządzenia GPS/IMU (Global Positioning System/Inertial Measurement Unit). Wykorzystuje się je także do zewnętrznych elementów orientacyjnych obrazów. W ostatnim czasie niektórzy deweloperzy wykorzystują dwuczęstotliwościowe odbiorniki GPS i porównują swoje pomiary z danymi ze stacji bazowych GNSS. Ponieważ Większość modeli BSP nie ma możliwości zastosowania platform stabilizujących dla kamer ze względu na niewystarczającą nośność, zaleca się stosowanie dokładnych układów inercyjnych INS, które pozwolą na określenie elementów orientacji geodezyjnej z zadowalającą dokładnością. Kanały radiowe służą do komunikacji z UAV podczas lotu. Częstotliwości takich kanałów wahają się od 433 MHz do 2,4 GHz. Komunikacja jest konieczna, aby operator mógł monitorować wykonanie zadania w czasie rzeczywistym i korygować zadanie. Czasami materiały wideo i fotograficzne uzyskane podczas kręcenia filmu transmitowane są za pomocą kanału radiowego.

Ograniczenia operacyjne

Zastosowanie UAV ma szeroki zasięg geograficzny. Zakres temperatur pracy (od -30°C do +50°C) pozwala na użytkowanie UAV w różnych strefach klimatycznych. Jedynym ograniczeniem operacyjnym dla producentów, mającym na celu zapewnienie ostrożnej obsługi, jest prędkość wiatru podczas startu i lądowania. Średnio waha się od 4 do 15 m/s w zależności od rodzaju i wagi urządzenia.

Oprócz kamer na pokładzie UAV można zainstalować różne inne urządzenia, takie jak kamera termowizyjna, skaner laserowy lub kamera wideo. Za pomocą tych urządzeń można rozwiązywać problemy produkcyjne związane z monitorowaniem i diagnostyką techniczną obiektów.

Gwarancja i ubezpieczenie

Z reguły gwarancja na wszystkie modele UAV wynosi 12 miesięcy. Jednocześnie od niedawna możliwe stało się ubezpieczanie UAV jako pełnoprawnego instrumentu geodezyjnego.

Licencjonowanie i certyfikacja

Na chwilę obecną nie została rozwiązana kwestia państwowej certyfikacji BSP jako narzędzia wykonywania prac inżynieryjnych, geodezyjnych i kartograficznych. Oprócz certyfikacji samego urządzenia wymagana jest certyfikacja organizacji obsługujących. W przypadku dużych UAV zespół konserwacyjny musi składać się co najmniej z operatora i technika. W przypadku małych modeli wystarczy jedna osoba. Certyfikacja prowadzona jest obecnie bezpośrednio przez spółki deweloperskie. Bez uzyskania certyfikatu producenci nie zalecają wykorzystywania UAV do wykonywania prac inżynieryjnych, geodezyjnych i kartograficznych.

Główne kryteria wyboru UAV

Główne kryteria wyboru można określić na podstawie rodzaju pracy. Ponieważ Jeśli brane są pod uwagę modele do pomiarów o wysokiej precyzji, materiał musi być zgodny z aktualną dokumentacją regulacyjną dotyczącą prac fotogrametrycznych, geodezyjnych i zarządzania gruntami. Zgodnie z instrukcją GKINP (GNTA)-02-036-02 dotyczącą prac fotogrametrycznych przy tworzeniu cyfrowych map i planów topograficznych za materiał kartograficzny uważa się pomiar planowy do 3˚ od nadiru, spełniający ustalone kryteria dekodowania w zależności od skali . W chwili obecnej nie stworzono specjalnej dokumentacji dotyczącej kontroli jakości materiałów pozyskiwanych z UAV, dlatego konieczne jest uwzględnienie aktualnych instrukcji prac fotogrametrycznych. Podobne wymagania strzeleckie spełniają modele o odpowiedniej masie lub platformie stabilizującej. Poniższa tabela przedstawia wymagania dotyczące dokładności i metody wyznaczania charakterystycznych punktów granic działki, a także charakterystycznych punktów konturu budynku, budowli lub obiektu niedokończonej budowy na działka, stosowane w gospodarce gruntami.

Zarządzenie Ministra Rozwoju Gospodarczego Federacji Rosyjskiej z dnia 17 sierpnia 2012 r. N 518 Moskwa

p/s	Kategoria gruntów	Pierwiastkowy błąd średniokwadratowy położenia punktów charakterystycznych, nie większy niż m
1	Ziemia osady	0,10
2	Działki udostępnione do użytku osobistego rolnictwo zależne, ogrodnictwo, warzywnictwo, garaże indywidualne lub indywidualne budownictwo mieszkaniowe na terenach zabudowanych i gruntach rolnych	0,20
3	Grunty rolne	2,50
4	Tereny przemysłu, energetyki, transportu, łączności, radiofonii, telewizji, informatyki, tereny wspierające działalność kosmiczną, tereny obronności, bezpieczeństwa i innych celów specjalnych	0,50
5	Tereny i obiekty przyrodnicze specjalnie chronione	2,50
6	Grunty funduszu leśnego, grunty funduszu wodnego, grunty rezerwowe	5,00

Za zdobycie wymagana jakość i geometrii pomiarów obszarów zaludnionych i obiektów przemysłowych wymagane są modele UAV o wymiarach i wadze umożliwiającej zastosowanie precyzyjnych przyrządów (GPS/INS) oraz kamer z dużą matrycą i centralną migawką. Bardzo ważne jest, aby algorytmy autopilota modeli były dostosowane do strzelania o ściśle określonych parametrach. Aby rozwiązać problemy podatkowe lub monitorujące grunty rolne lub grunty leśne i zasoby wodne, można zastosować modele o mniejszej wadze i rozmiarze i zaniedbać dokładniejsze instrumenty, ale pojawia się problem produktywności, ponieważ Podobne kategorie gruntów zajmują duże obszary. Ważne jest tutaj, aby modele UAV charakteryzowały się dużą odpornością na warunki atmosferyczne.