На какую максимальную высоту может подняться квадрокоптер?

Неочевидные изменения в полетах

Главное изменение в реальной жизни дроноводов: вне больших мероприятий можно летать совершенно спокойно, законно и без боязни полиции/штрафов.

Если закопаться глубже, станет понятно – теперь владельцам дронов летать без документов: поскольку не требуется разрешение, проверка полета и соответствующих документов не имеет законных оснований.

Это означит, что незарегистрированные летательные аппараты хотя и не получили законного основания для эксплуатации, но могут эксплуатироваться. Сбивать их при соблюдении правил полетов оснований у полиции нет, а появление на краю зоны отслеживания радаров не станет поводом для выезда наряда.

В особенности это окажется важным для разработчиков и создателей собственных аппаратов/модификаций. Опять таки, формально, регистрацию как и раньше требуется получать на каждый корпус и при каждой замене значимых узлов.

Но по крайней мере теперь комплектацию никто не будет проверять. Главное правильно выбрать место и не подниматься слишком высоко.

Все же, именно получение разрешения от муниципальных регуляторов составляло наибольшую проблему. Многие представители власти просто не считали нужным отвечать ввиду личного негативного отношения или других причин.

История беспилотных летательных аппаратов / БПЛА

Неважно то, что сегодня мы речь ведем о беспилотниках, история этих аппаратов начинается скорее на воде чем в воздухе. В конце XIX века, если быть точными, то в 1899 году, небезызвестный изобретатель, физик и инженер Никола Тесла сконструировал и продемонстрировал общественности первый в мире радиоуправляемый кораблик, что не осталось незамеченным в ученой среде и дало свой толчок развитию сферы управляемых объектов

Несмотря на общий посыл Николы Тесла, следующим «беспилотником» оказалось не судно, а самый обыкновенный летательный аппарат. Военный инженер и изобретатель Чарльз Кеттеринг в 1910 году, вдохновленный успехами братьев Райт, предложил создать летательный аппарат управляемый не человеком, а часовым механизмом, который в определенное время сбрасывал свои крылья и падал на врага. Удивительно, но, несмотря на инновационную и экстравагантную идею, Кеттерингу дали зеленый свет и с помощью финансирования из армии США ему удалось создать несколько рабочих моделей. Увы, после нескольких испытательных полетов, прошедших с переменным успехом, проект по не многу сошел на нет и в боевых действиях во время Первой Мировой войны разработка участия не принимала.

DH.82B Queen Bee – БПЛА-мишень

Впрочем, по-настоящему прорывным для беспилотников XX века стал 1933 год, который официально считается родоначальником всех дальнейших разработок. Именно в этот год, силами инженеров Великобритании был разработан первый БПЛА, который, к слову сказать, был ко всему прочему многократного использования. Проект получил название DH.82B Queen Bee, и представляли собой отреставрированные модели бипланов Fairy Queen, которыми дистанционно управляли с корабля по радио. И именно этому беспилотнику было суждено стать самолетом-мишенью для будущих асов и зенитчиков. DH.82B Queen Bee служил ВВС ее Величества с 1934 года по 1943.

Естественно, мимо подобного новшества во время Второй Мировой войны не могли пройти мимо ни Германия, ни СССР, ни США. Так, например, Германия использовала управляемые бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, которые успешно показали себя во время ведения боевых действий в Средиземном море, однако в массовое производство суждено было попасть не им, а «самолету-снаряду» ракете Фау-1, а с 1942 года, Фау-2. А вот в СССР времен Второй Мировой проектируемым конструкциям воплотиться в реальность не удалось, несмотря на попытки авиаконструктора Василия Никитина. Именно его стараниями существовал проект беспилотной летающей ракеты, чья дальность полета составляла от 100 км и более при скорости в 700 км/ч, но как уже говорилось, проект остался лишь на бумаге. Впрочем, в 1941 году СССР был успешно применен тяжелый бомбардировщик ТБ-3 в качестве беспилотного самолета для подрывов мостов.

Немецкая Фау-1

А вот США пошли по стопам Великобритании и запустили в массовое производство беспилотники Radioplane QQ-2, которые использовали как самолеты-мишени. Более того, за время Второй Мировой, фирма Radioplane создала для ВВС США почти 15 тысяч подобных БПЛА, в том числе модели QQ-3 и QQ-14. Интересно, что авторство данных беспилотников принадлежит Дени Ридженатальту, который в 30-ых года XX века был преуспевающим актером и по происхождению являлся британцем. Однако позже проявил интерес к радиоуправляемым моделям, а в 1934 году открыл свой магазин в качестве хобби. Однако наиболее успешной разработкой США можно считать беспилотный ударный бомбардировщик Interstate TDR-1, который сравним лишь с Фау-1 и может считаться первым в мире беспилотным летательным аппаратом подобного типа и специализации. По 1944 год было выпущено несколько модификаций TDR-1: XTDR-1, TDR-1, XTD2R-1, XTD3R-1, XTD3R-2, TD3R-1. Однако, несмотря на обилие модификаций, в серийный выпуск попали лишь сам TDR-1 – более 180 штук и TD3R-1 – заказ в 40 штук, который, впрочем, позже был отменен.

Модель американского Interstate TDR-1

Несмотря на то, что после Второй Мировой войны БПЛА так или иначе активно использовались лишь США и СССР, на данный момент ведущим лидером в разработке и применении беспилотников считается именно США. Достаточно сказать лишь то, что в 2012 году беспилотные летательные аппараты, состоявшие на вооружении ВВС США, составили 7494 штук, в то время как пилотируемых аппаратов насчитывается почти 11 тысяч.

В данный момент по значимости развития технологий в данной сфере необходимо отметить не только США, но и Россию, Израиль, а так же Великобританию, расширившую свой парк беспилотных летательных аппаратов в марте 2014 года.

Что такое БПЛА (беспилотный летательный аппарат)

БПЛА называют любой летательный аппарат, в котором в воздухе нет пилота. Автономность устройств различная: есть простейшие варианты с дистанционным управлением, либо полностью автоматизированные машины. Первый вариант еще называют дистанционно-пилотируемым ЛА (ДПЛА), они отличаются непрерывной подачей команд от оператора. Более совершенные системы требуют лишь эпизодической подачи команд, между которыми устройство работает автономно.

Основное преимущество таких машин перед пилотируемыми истребителями и разведчиками в том, что они до 20-ти раз дешевле своих аналогов при сопоставимых возможностях.

Вооружение «Хищника»

Недостаток устройств в уязвимости каналов связи, которые легко нарушить и вывести машину из строя.

Дрон-инспектор Elios

Квадрокоптер Elios – проект, разработанный швейцарской компанией Flyability совместно с китайским производителем мультикоптеров DJI. Благодаря видеосистеме Lightbridge-2 весом всего 70 граммов, дрон может транслировать видеозаписи в качестве 1080p на расстояние до 5 км. Видеопередача функционирует при температурном диапазоне -10°…+40°С.

Коптер можно использовать в замкнутом пространстве – защитный округлый корпус предотвратит жесткое столкновение и поломку прибора, а главное – даже в случае удара о поверхность дрон не изменит траекторию движения.

Flyability Drones for Good Semi-FinalsFlyability Drones for Good Semi-Finals

Устойчивость к температурным изменениям и прочная конструкция делает Elios идеальным инструментом для использования в местах, труднодоступных для человека – например, внутри паровых котлов для инспектирования их состояния, а также в ходе исследования ледниковых трещин.

Гражданские беспилотные летательные аппараты

Однако, несмотря на развитие БПЛА в военной сфере, нельзя забывать и о гражданском применении данных аппаратов. Во-первых, подобных аппаратов с каждым годом появляется все больше и больше. Во-вторых, некоторые из аппаратов разработанных частными компаниями являются более развитыми в технологическом плане за счет своей узкой специализации и малых объемов производства, что позволяет инженерам более оперативно реагировать на изменение рынка потребителей.

Обзор Parrot AR.DroneОбзор Parrot AR.Drone

История развития гражданских дронов насчитывает гораздо меньше времени в отличие от своих военных предков, ведь первые гражданские беспилотники появились лишь в 2000 году и существенно отличались от своих предшественников, однако темпы развития этой отдельной ветви впечатляют гораздо сильнее. Уже сейчас в США законодатели серьезно обеспокоены, а в это время все чаще и чаще появляются стартапы, предлагающие производить не только крупные беспилотные самолеты, но и дроны для быта.

Amazon drone Prime Air

Несмотря на всю демократичность США и склонность к введению инноваций, правозащитники уверенны, затея Безоса в 2015 году потерпит фиаско. На данный момент Федеральное управление гражданской авиации США просто не пойдет на такой шаг как разрешение введение в эксплуатацию подобных транспортных дронов, а вероятное «да», возможно не ранее 2020 года. Кроме того, назвать дроны безопасными вряд ли можно. Случаи сбоя техники далеко не редкость, а когда на густонаселенную территорию падает тяжелый дрон у которого в наличии взрывоопасные батареи и острые винты, то подобная затея Amazon кажется менее интересной.

Amazon Testing Drone Delivery SystemAmazon Testing Drone Delivery System

Так или иначе, Джефф Безос не теряется оптимизма, ведь всего-лишь в 2007 году, в Нью-Йорке, мужчина, запустивший своего дрона возле Статуи Свободы был оштрафован на 10 тысяч долларов, однако подал ответный иск и выиграл дело, проторив тем самым дорогу всей гражданской беспилотной технике США. А стало быть, и у Amazon остается шанс на то, что бы отстоять свою идею, более того Конгресс уже принял резолюцию о расчистке авиапространства для коммерческого использования дронов с 2015 года. Но пока это лишь декларации о намерениях. К тому же нельзя исключать, что заявление Безоса не более чем маркетинговый ход, это объясняется тем, что Штатах у компании уже есть разветвленная сеть из 52 распределительных центров общей складской площадью 3,7 млн кв. м. Причем создавалась она с условием экономии за счет аренды земель вдали от городов, а потому так кардинально менять свою стратегию как минимум не выгодно с точки зрения бизнеса.

First controlled flight of the Harvard Robotic Bee (Robobee)First controlled flight of the Harvard Robotic Bee (Robobee)

А вот в Европе все далеко не так радужно. Помимо отсутствия правовой базы касательно данного вопроса, европейцы просто не могут позволить себе вкладываться в программу по развитию беспилотных летательных аппаратов не только для военных, но и тем более для гражданских целей. Как считают эксперты, по причине общеевропейского подхода к вопросу, существует вероятность того, что рынок смогут занять производители из развивающихся стран, будь то Китай, Турция или ЮАР.

Проблемы реализации

X-47B – прототип перспективного ударного БПЛА, который предполагается принять на вооружение американской армии в 2030 году. Этот дрон называют «полуавтономным».

Ни одного ударного беспилотного летательного аппарата, который обладал бы последним, шестым уровнем автономности, в данный момент не существует. О гипотетическом «абсолютном дроне», способном самостоятельно ставить себе задачи, говорить и вовсе не приходится. Может показаться, что причина этого – недостаточный уровень развития информационных технологий или электроники.

Действительно, значительно продвинуться в деле создания искусственного интеллекта ученым не удается еще с 60-х годов прошлого века. Тем не менее добиться автономности в рамках выполнения какой-либо одной миссии это всё же не мешает. Решить проблему полностью автоматического управления можно следующим образом:

  1. Составить как можно более полный перечень «состояний», в которых способен находиться БПЛА в ходе полета.
  2. Создать алгоритм, в соответствии с которым должен действовать дрон в каждом из состояний.
  3. Организовать постоянный циклический контроль положения БПЛА. Для этого, в частности, используется система бортовых датчиков. Возможности современной электроники позволяют «опрашивать» их до 32 тысяч раз в секунду, благодаря чему точно определяется «состояние» дрона и выбирается соответствующий алгоритм его поведения.

Собственно говоря, крылатая ракета, использующая во время своего полета инерциальную систему навигации или головку самонаведения на завершающем участке траектории, может рассматриваться как один из вариантов БПЛА с шестым уровнем автономности. Как известно, такие ракеты были созданы довольно давно (правда, затем их стали дополнительно оснащать приемниками сигнала от спутниковых навигационных систем, что снизило степень «самостоятельности» полета).

Полностью автономный сельскохозяйственный БПЛА, разработанный компанией American Robotics.

Более того, в сельском хозяйстве США уже сейчас активно используются винтокрылые дроны, которым практически не нужны люди. Эти машины инспектируют посевы, пролетая над ними по определенным маршрутам, а затем возвращаются в исходную точку, в которой осуществляется автоматическая перезарядка их аккумуляторов.

Что же мешает внедрению подобного подхода в войсках? Прежде всего – проблема корректного распознавания цели. Крылатые ракеты, такие как «Томагавк» или «Калибр», этим не занимаются, они просто летят в точку с заданными координатами. Ударные беспилотники и барражирующие боеприпасы действуют иначе – они должны вначале обнаружить противника и идентифицировать его. К сожалению, в прошлом операторы дронов не раз допускали ошибки, в результате которых гибли мирные люди. Если же задачу идентификации цели передоверить электронике, масштабы «сопутствующего ущерба» могут стать поистине катастрофическими.

Отдельного упоминания заслуживают юридические и этические проблемы, связанные с применением полностью автономных ударных БПЛА. Если сегодня в результате ударов с воздуха погибают гражданские люди, или наносится ущерб собственным войскам, то отыскать ответственных за это нетрудно.

Акция протеста возле Белого Дома после уничтожения беспилотником свадебной процессии в Йемене.

Но что будет в том случае, если убийцей выступит робот? Кто понесет наказание за случившееся? Эти вопросы остаются пока без ответов, а связанные с ними этические проблемы не имеют решения.

Нестандартные устройства посадки БПЛА

Посадочной платформой для БПЛА могут служить различные, порой невероятные на первый взгляд устройства. Например, в устройстве на рисунке ниже в качестве платформы для приземления выбран провод линии электропередачи. 

Зарядка от линии электропередач. 100 БПЛА; 202 – магнитный сердечник; 212 – обмотка; 204 – подвижная часть сердечника; 216 – поверхность сопряжения частей сердечника

Источник (патент принадлежит US Air Force)

БПЛА 100 зацепляется за провод линии электропередачи с помощью магнитного сердечника 202 с обмоткой 212. Для этого сердечник 202 выполнен раскрывающимся с подвижной частью 204. После захвата провода линии электропередачи крюк замыкается в кольцо. Получившийся замкнутый сердечник имеет первичную катушку трансформатора в виде провода линии электропередачи, и вторичную обмотку 212 которая питает зарядное устройство аккумулятора.

Аналогичную задачу решает другое устройство, которое захватывает провод линии электропередачи сверху. 

Система посадки и зарядки дрона на линии электропередач

И здесь нельзя не вспомнить про «Канатоход». Круто, что его сделали в России. Это дрон, который перемещается по проводам за счет колесиков, и летает как коптер, когда нужно переместиться между столбами. Применяется для инспекции ЛЭП на предмет дефектов.

Дрон «Канатоход» для инспекции ЛЭП

История создания и развития БПЛА

История беспилотников началась в Великобритании в 1933 году, когда на базе биплана Fairy Queen был собран самолет, управляющийся по радио. До начала Второй мировой войны и в первые годы было собрано более 400 таких машин, которые использовались в качестве мишеней при Королевском ВМФ.

Первой боевой машиной этого класса стали знаменитые немецкие Фау-1, оснащенные пульсирующим реактивным двигателем. Примечательно, что запускать самолеты-боеголовки можно было как с земли, так и с воздушных носителей.

Управлялась ракета следующими средствами:

  • автопилотом, которому задавались параметры высоты и курса перед запуском;
  • дальность отсчитывалась механическим счетчиком, который приводился в действие за счет вращения лопастей в носовой части (последние запускались от набегающего воздушного потока);
  • по достижении установленной дистанции (разброс — 6 км) взводились взрыватели, и снаряд автоматически переходил в режим пикирования.

https://youtube.com/watch?v=5vhVtTF-w60

Соединенные Штаты в годы войны выпускали мишени для тренировки зенитчиков — Radioplane OQ-2. Ближе к концу противостояния появились первые ударные беспилотники многократного действия — Interstate TDR. Самолет оказался малоэффективным из-за низкой скорости и дальности, которые были обусловлены дешевизной производства. Кроме того, технические средства того времени не позволили вести прицельный огонь, вести бой на большой дистанции без следования самолета-управления. Тем не менее успехи в применении машин были.

В послевоенные годы БПЛА расценивались исключительно в роли мишеней, но ситуация изменилась после появления в войсках зенитных ракетных комплексов. С этого момента беспилотники стали разведчиками, ложными целями для вражеских «зениток». Практика показала, что их использование сокращает потери пилотируемых ЛА.

БПЛА в бою

В Советском Союзе до 70-х годов активно выпускались тяжелые разведывательные самолеты в качестве беспилотных:

  1. Ту-123 «Ястреб»;
  2. Ту-141 «Стриж»;
  3. Ту-143 «Рейс».

Значительные потери авиации во Вьетнаме для армии Соединенных Штатов обернулись возрождением интереса к БПЛА.

Здесь появляются средства для выполнения различных задач;

  • фоторазведка;
  • радиотехническая разведка;
  • цели радиоэлектронной борьбы.

В этом виде использовались 147E, которые собирали разведданные так эффективно, что многократно окупили стоимость всей программы по их же разработке.

В развитии БПЛА 80-90-х годов поучаствовали израильские специалисты. Изначально закупались устройства США, но быстро была сформирована собственная научно-техническая база для разработки. Лучше всех зарекомендовала себя фирма «Тадиран». Израильская армия тоже продемонстрировала эффективность использования БПЛА, осуществляя операции против сирийских войск в 1982.

В 80-90-е очевидные успехи ЛА без экипажа на борту спровоцировали начало разработок у многих компаний по всему миру.

В начале 2000-х появился первый ударный аппарат – американский MQ-1 Predator. На борту устанавливались ракеты AGM-114C Hellfire. В начале века беспилотники в основном использовались на Ближнем Востоке.

Беспилотник на марше

До сих пор практически все страны активно разрабатывают и внедряют БПЛА. Например, в 2013 в ВС РФ поступили разведывательные комплексы с малой дальностью действия — «Орлан-10».

Также ведется разработка в КБ Сухого и МиГ новой тяжелой машины – ударного самолета со взлетной массой до 20 тонн.

Украина

М-6 Жайвир

М-10 «Око»

  • UAV «Sparrow» “Sparrow” UAV/UAC — Разведывательный БПЛА, тип “поле боя «Спарроу»

  • UAC «Columba» “Columba” UAV/UAC — Тактический многоцелевой разведывательный БпАК «Колумба»

  • М-6 «Жайвир»
  • М-7 «Небесный патруль»
  • М-10 «Око»
  • Сокол-2 (БПЛА)
  • Стрепет (БПЛА)
  • А-3 «Ремез» — тактический разведывательный БПЛА
  • А-4К-«Альбатрос» — многоцелевой разведывательный БПЛА
  • А-5 «Орлан» — тактический разведывательный БПЛА
  • А-6 «Беркут» — многоцелевой тактический разведывательный БПЛА
  • А-10 «Феникс» — стратегический разведывательный БПЛА
  • А-11 «Стриж» — тактический разведывательный реактивный БПЛА или мишень
  • А-12 «Ураган» — разведывательный БПЛА вертикального взлёта и посадки
  • SMIC Aerospace
  • Observer SM 1
  • Supervisor SM 2
  • Supervisor SM 2B
  • Supervisor SM 2D
  • Viper SM 3
  • Microvisor SM 7
  • Microvisor SM 7М

Происшествия

Tesla Model S врезался в грузовик с выпирающей платформой, выше приборной панели. Причиной стала включенная система автоматического въезда в гараж, за рулем не было водителя.

В январе 2016 г. в КНР в провинции Хэбэй Tesla Model S с включенным автопилотом врезалась в уборочную машину, водитель Tesla Model S погиб. Возможно, густой смог помешал автопилоту распознать препятствие.

В мае 2016 г. во Флориде электромобиль Tesla Model S с включенным автопилотом врезался в фуру, которая пересекала перекресток, водитель электромобиля погиб. В Tesla полагали, что автоматика не успела распознать опасность из-за белого цвета прицепа грузовика на фоне яркого неба или из-за длинного свеса прицепа и большого дорожного просвета.

[править] СССР/Россия

В Советском Союзе БПЛА начали проектироваться в 1957 году КБ имени Туполева. Первым проектом стал БПЛА Ту 121, со взлетной массой 35 т, с проектной максимальной скоростью до 2700 км/ч на высоте 22000 м и дальностью до 4000 км. Самолёт должен был входить в автономный мобильный комплекс, который состоял бы из нескольких таких самолётов и средств наземного базирования, которые бы автономно могли передвигаться на расстояние до 500 км. Для этого пришлось решать ряд нехарактерных для авиационного КБ проблем по производству наземного оборудования, а также необычных технических решений в связи с отсутствием пилота, позволивших применять особые конструкции корпуса, воздухозаборников, двигателей. Работы по данному проекту были завершены в 1960 году, и наработки проекта легли в основу создания одиночного дальнего беспилотного самолета-разведчика «Ястреб» ДБР-1. К 1964 году испытания БПЛА были завершены и в 1965 году запущено серийное производство. «Ястреб» развивал максимальную скорость в 2700 км/ч, практическая дальность составила около 4000 км а высота полета 19-22 км. К 1972 году были выпущены новые оперативно-тактические комплексы БПЛА разведки «Рейс» и «Стриж». Комплекс «Рейс» в начале 1980-х был глубоко модернизирован до «Рейс-Д». В России КБ «Туполев» на 2010 год заявляло о разработке проекта БПЛА Ту 300 с массой до 1 тонны, скоростью до 950 км/ч, возможностью полезной нагрузки до 1 тонны, в рамках производства разведывательно-ударного комплекса средней дальности.

На данный момент в России эксплатируются, производятся и испытываются около 40-ка БПЛА различных моделей и модификаций и назначения: для целеуказания ракетного комплекса Искандер, воздушного наблюдения и разведки, морского наблюдения, ударного назначения, бесшумного наблюдения, дистанционного зондирования, ложные мишени. Несмотря на то, что СССР был мировым лидером в производстве и конструировании БПЛА в 80-е годы 20-го века, на 10-е годы 21 века, несмотря на опытные образцы превосходящие любые мировые аналоги, Россия отстаёт в применении и серийному производству БПЛА (находится на 5-ом месте в мире) и закупает некоторое их количество у Израиля и собирается производить их совместно.

Беспилотники всех стран

Руководство США стремится к военно-технологическому превосходству, считая, что чем сложнее боевая техника, тем она эффективнее. Это не всегда так, но при оценке потенциала того или иного технического образца следует учитывать и интересы фирм-производителей. Сегодня многим военным аналитикам стало ясно, что роль БЛА в реальной военной обстановке велика, но решающей ее назвать трудно, даже с самой большой натяжкой. Они, конечно, помогают наземным силам, но полностью успех обеспечить не могут, что косвенно подтверждается не очень победными итогами кампаний армии США в Афганистане и Ираке. Тем не менее многие страны включились в гонку, целью которой стало создание самого совершенного летающего робота. Характеристики беспилотников различны в зависимости от тех задач, которые им предстоит решать.

Наибольших успехов в этой области машиностроения добился Израиль. Здесь, конечно же, имеют значение особенности ближневосточного театра военных действий. Расстояния небольшие, работать разведке приходится практически в режиме реального времени. Изначально высокие требования к ТТД беспилотников задали темп развития этого класса вооружения, и в настоящее время все страны, подвергающиеся рискам локальных конфликтов, стараются заимствовать опыт Израиля, закупая технику у него либо производя собственные разработки. В их число входит Турция, Индия, Британия, практически все европейские страны-члены НАТО и, конечно же, Россия.

Беспилотный штурмовик «Предатор»

Зато в центре внимания — ударный беспилотник. Этот вид вооружения применялся во время операции против Ливии (2011). Использовался наиболее распространенный тип, Predator, обладающий достаточно неплохими характеристиками. Возможность нести ракеты для стрельбы по наземным целям или управляемые бомбы, высокий (свыше 7 тыс. м) потолок компенсируют относительно небольшую скорость. Управление производится с наземных пунктов, а в последнее время даже прорабатывается возможность удаленного пилотирования с баз, находящихся на территории США, через спутниковые каналы связи. Такая информационная завязанность порой не всегда играет на руку интересам стран, обладающих впечатляющими технологическими достижениями. Во время разведывательного полета над Ираком в 2008 году один из «Предаторов» снабжал информацией не только свои вооруженные силы, но и отряды повстанцев. Выяснилось это случайно, после пленения одного из боевиков, у которого был обнаружен портативный компьютер с видеозаписью. Для считывания видеопотока использовались программные средства, разработанные в России.

За время своей военной карьеры «Предаторы» несли потери. Сбивали их над Югославией, Ираком и Афганистаном. Несколько штук разбились из-за ошибок пилотирования и технических неполадок. В настоящее время конструкция этого типа БЛА секрета не составляет. Любой желающий может даже приобрести подобные беспилотные летательные аппараты. Цены зависят от комплектации, однако и самый скромный вариант «игрушки» обойдется в семизначную долларовую сумму (около пяти миллионов).

Платформы с активным позиционированием

Параллельные толкатели

Пожалуй, самый очевидный способ. Толкатели в виде планок передвигают БПЛА в требуемую зону позиционирования. Наиболее часто используются одна или две пары параллельных друг другу и работающих синхронно толкателей, сдвигающих БПЛА за опоры (ножки) к центру посадочной площадки (где обычно расположены вожделенные контакты питания). Как вариант, сами толкатели могут содержать элементы крепления и электрические контакты.

Примеры платформ для БПЛА с 4 параллельными толкателями (a) COEX; и (b), Университета Иннополис

Ещё и ещё примеры для полноты обзора — тут и посадочные площадки и станции (а кто-то называет их посадочные ангары).

Почтоматы с БПЛА (a bit offtop)

Поскольку системы позиционирования с параллельными толкателями являются наиболее простыми и популярными, на основе этого подхода предлагаются первые коммерческие платформы автоматической доставки, хранения и выдачи грузов. Здесь можно остановиться подробнее.

Примеры посадочных платформ-постаматов: (a) COEX, (b) Matternet/ Источники: COEX, Matternet 

Все хотят доставку дронами. Куча тестовых демо сделано, но в продакшн пока не пошло. На мой взгляд, здесь сложности как технические так и концептуальные. Куда должен приземлиться дрон при доставке, например, в многоквартирный дом? Во двор? А если там лужи? А безопасность людей, а как защитить сам дрон от кражи? К тому же нужно синхронизировать время прилета дрона и выхода к нему получателя, что не всегда удобно.

Посадочная платформа-почтомат Matternet 

Другое дело, если во дворе стоит постомат, в который дрон доставляет посылку, а получатель её забирает, когда ему удобно. Здесь дрон делает свое дело и не зависит от пользователя. А пользователь получает, что хотел, и не зависит, так сказать, от реализации — получается интерфейс междурулём и сиденьем получателем или отправителем и БПЛА. Такой сервис уже представляется юзабельным и COEX молодцы, что это делают (хотя, на мой взгляд, заявленные сроки и стоимость слишком оптимистичны).

Фигурные толкатели

Хитрый способ снизить число толкателей и при этом по-прежнему выполнять позиционирование в двух направлениях в горизонтальной плоскости. Это стало возможно с применением толкателей фигурной формы, например, с W- и V-образными кромками. При синхронном движении толкателей друг навстречу другу опоры БПЛА помимо перемещения вместе с толкателями скользят по их кромкам. Это обеспечивает правильное позиционирование как в направлении движения толкателей, так и ортогонально их движению.

Поворотные толкатели

Следующая разновидность толкателей — поворотные. Они могут располагаться по углам посадочной площадки либо в центре.

Очень оригинально выполняется позиционирование БПЛА в посадочной платформе Easy Aerial c одним поворотным толкателем. Опоры БПЛА расположены на лучах, которые установлены на корпусе эксцентрично (в этом вся фишка). В центре посадочной площадки установлен привод вращения с вертикальным валом, на который насажен вращающийся толкатель с 4 спицами (по числу опор БПЛА). После приземления БПЛА вертикальный вал начинает вращаться, спицы увлекают опоры БПЛА во вращательное движение. Взаимодействие опор БПЛА с посадочной поверхностью и спицами и наличие эксцентриситета установки лучей БПЛА приводит к тому, что центр БПЛА начинает двигаться к центру вертикального вала. Вращение прекращается в тот момент, когда опоры БПЛА встанут на установленные на посадочной поверхности электрические контакты.

Ирисовые диафрагмы как устройство позиционирования

Ирисовые диафрагмы широко применяются в объективах фотоаппаратов. Наш конструктор Муса Галимов предложил использовать их для позиционирования опор (ножек) БПЛА.

Ирисовые диафрагмы как устройство позиционирования в посадочной платформе БПЛА/ Источник

Лицензирование и сертификация

В данный момент вопрос государственной сертификации БПЛА как инструмента для проведения инженерно-геодезических и картографических работ не решен. Помимо сертификации самого аппарата, необходима сертификация эксплуатирующих организаций. Для габаритных БПЛА бригада обслуживания должна состоять как минимум из оператора и техника. Для маленьких моделей достаточно одного человека. Сертификацию на данный момент проводят непосредственно фирмы разработчики. Без получения сертификата, эксплуатация БПЛА для выполнения инженерно-геодезических и картографических работ производителями не рекомендована.

Пример результатов: цифровая модель местности, ЦФС PHOTOMOD, Кемерово, карьер, БПЛА Птеро-Е5 2013г., камера Nikon D 800, 413 снимков, 8 см/пиксель

Классификация UVS International¶

Международной ассоциацией по беспилотным летательным системам UVSI
(Association for Unmanned Vehicle Systems International, до 2004 года
она называлась Европейской ассоциацией по беспилотным системам – EURO
UVS) была предложена универсальная классификация БПЛА (Таблица 1),
которая объединяет многие из названных критериев.

Таблица 1

Группа Категория Взлетная масса, кг Дальность полета, км Высота полета, м Продолжительность полета, ч
Малые БПЛА Nano БПЛА < 0,025 < 1 100 < 0,5
  Micro БПЛА < 5 < 10 250 1
  Mini БПЛА 20 — 150 < 30 150 — 300 < 2
  Легкие БПЛА для контроля переднего края обороны 25- 150 10 — 30 3000 2 — 4
  Легкие БПЛА с малой дальностью полета 50 – 250 30 -70 3000 3 — 6
  Средние БПЛА 150 — 500 70 — 200 5000 6 — 10
Тактические Средние БПЛА с большой продолжительностью полета 500-1500 >500 8000 10 — 18
  Маловысотные БПЛА для проникновения в глубину обороны противника 250 2500 >250 50 — 9000 0,5 — 1
  Маловысотные БПЛА с большой продолжительностью полета 15 — 25 >500 3000 >24
  Средневысотные БПЛА с большой продолжительностью полета 1000-500 > 500 5000-8000 24 — 48
  Высотные БПЛА с большой продолжительностью полета 2500-5000 > 2000 20000 24 — 48
Стратегические Боевые (ударные) БПЛА >1000 1500 12000 2
  БПЛА, оснащенные боевой частью (летательного действия) 300 4000 3 — 4
  БПЛА – ложные цели 150 – 500 0 — 500 50 — 5000 < 4
Специального назначения Стратосферные БПЛА > 2500 > 2000 > 20000 > 48
  Экзостратосферные БПЛА > 30500
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий