Беспилотный летательный аппарат это: БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ • Большая российская энциклопедия

Содержание

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА): российские, профессиональные

В наше время многие развивающиеся страны выделяют из бюджета немаленькие деньги на совершенствование и разработку новых образцов БПЛА — беспилотных летательных аппаратов. На театре военных действий не редкостью стали случаи, когда при решении боевой или учебной задачи командование отдавало предпочтение цифровой машине, нежели летчику. И на это был ряд веских причин. Во-первых, это беспрерывность работы. Дроны способны выполнять задачу на протяжении до 24 часов без перерыва на отдых и сон — неотъемлемых элементов человеческих потребностей. Во-вторых, это выносливость.

Беспилотник практически бесперебойно работает, в условиях высоких перегрузок, и там, где человеческий организм попросту не в состоянии выдержать перегрузки в 9G, дрон можно продолжать работу. Ну а в-третьих, это отсутствие человеческого фактора и выполнение задания согласно заложенной в компьютерный комплекс программы. Ошибиться может разве что только оператор, который вводит информацию на выполнение миссии — роботы не ошибаются.

История развития БПЛА

Человека достаточно давно посетила мысль о создании такой машины, которой можно было бы, без вреда для себя, управлять на расстоянии. Спустя 30 лет после первого полета братьев Райт эта идея воплотилась в реальность, и в 1933 году в Великобритании был построен специальный самолет на дистанционном управлении.

Фэйри Куин может по праву считаться первым БПЛА современной истории, и англичане использовали этот аппарат в качестве учебной мишени, для тренировки своих зенитчиков.

Первым дроном, принявшим участие в боях был немецкий ФАУ-1. Это была радиоуправляемая ракета с реактивным двигателем. Она была оснащена автопилотом, в который немецкие операторы вводили информацию о предстоящем полете. За годы Второй мировой войны эта ракета успешно выполнила около 20 тыс. боевых вылетов, нанося авиаудары по важным стратегическим и гражданским объектам Великобритании.

После окончания Второй мировой, США и Советский Союз по ходу растущих взаимных претензий друг к другу, ставшими плацдармом для начала холодной войны, начали выделять огромные деньги из бюджета на развитие беспилотных летательных аппаратов.

Так, во время ведения боевых действий во Вьетнаме, обе стороны активно применяли БПЛА, для решения различных боевых задач. Радиоуправляемые аппараты делали аэрофотоснимки, вели радиолокационную разведку и их применяли в роли ретрансляторов.

В 1978 году случился настоящий прорыв в истории развития беспилотников. ИАИ Скаут был представлен военпредами Израиля и стал первым в истории боевым БПЛА.

А в 1982 году, во время войны в Ливии этот дрон практически полностью уничтожили сирийскую систему ПВО. Во время ведения тех боевых действий армия Сирии потеряла 19 зенитных батарей и было уничтожено 85 самолетов.

После этих событий американцы стали уделять максимум внимания к разработке дронов, и в 90-х годах стали мировыми лидерами в области применения беспилотных летательных аппаратов.

Дроны активно использовались в 1991 году во время «Бури в пустыне», а также в ходе военных операции на территории Югославии в 1999 году. Сейчас на вооружении армии США стоит около 8,5 тыс. радиоуправляемых дронов и это в основном малогабаритные БПЛА для выполнения разведывательных задач в интересах сухопутных войск.

Конструктивные особенности

Со времен изобретения британцами дрона-мишени, наука сделала огромный шаг вперед в развитии летающих роботов на дистанционном управлении. Современные беспилотники имеют большую дальность и скорость полета.

возможная схема беспилотника

Это происходит в основном за счет жесткой фиксации крыла, мощности встроенного в робот двигателя и применяемого топлива, конечно. Имеются беспилотники и на аккумуляторах, но они не в состоянии конкурировать по дальности полета с топливными, во всяком случае, пока.

Обширное применение при проведении разведывательных действий получили глайдеры и конвертопланы. Первые довольно просты в производстве и не требуют больших финансовых вложений, и в некоторых образцах по конструкции не предусмотрен двигатель.

Отличительной особенностью вторых, является то, что его взлет основан на вертолетной тяге, в то время как при маневрировании в воздухе, эти дроны используют самолетные крылья.

Тейлсиггеры — роботы, которых разработчики наделили способностью менять профили полета находясь непосредственно в воздухе. Происходит это за счет поворота либо всей, либо части конструкции в вертикальной плоскости. Также бывают проводные беспилотники и пилотирование дрона осуществляется посредством передачи на его борт команд управления через подсоединенный кабель.

Есть беспилотники, отличающиеся от остальных набором своих нестандартных функций или выполненные функций в необычном стиле. Это экзотические БПЛА, и некоторые из них могут без труда приземлиться на воду или закрепиться на вертикальной поверхности как рыба-прилипала.

возможная схема беспилотника

БПЛА, в основе которых лежит вертолетная конструкция, также отличаются друг от друга своими функциями и задачами. Существуют аппараты как с одним винтом, так и несколькими — такие дроны именуют квадрокоптерами, и используют их преимущественно в «гражданских» целях.

У них бывают по 2, 4, 6 или 8 винтов, парно и симметрично расположенных от продольной оси робота, и чем их больше, тем лучше БПЛА устойчив в воздухе, и он намного лучше управляем.

Какие бывают беспилотники

По способу управленияПо весовой категории
неуправляемыемикро
дистанционно управляемыемалые
автоматическиесредние
тяжелые

В неуправляемых БПЛА человек принимает участие только при запуске и введении параметров полета перед взлетом дрона. Как правило, это бюджетные беспилотники, не требующие для их эксплуатации особой подготовки оператора и специальных площадок приземления.

возможная схема беспилотника

В дистанционно управляемых дронах предусмотрена их корректировка траектории полета, а автоматические роботы выполняют задачу полностью автономно. Успех выполнения миссии здесь зависит от точности и правильности введения предполетных параметров оператором в стационарный компьютерный комплекс, находящийся на земле.

Вес аппаратов микро не более 10 кг., и они могут находиться в воздухе не более часа, дроны группы мини весят до 50 кг., и способны выполнять задачу 3…5 часов без перерыва, у средних вес некоторых образцов достигает 1 тонны и их время работы составляет 15 часов. Что касается тяжелых БПЛА, которые весят больше тонны — эти дроны могут беспрерывно летать больше 24 часов, а некоторым из них под силу межконтинентальные перелеты.

Зарубежные беспилотники

Одним из направлений в развитии БПЛА является уменьшение их габаритов без существенного ущерба для технических характеристик. Норвежская компания «Прокс Динамикс» разработала микро дрон ПД-100 Блэк Хорнет вертолетного типа.

возможная схема беспилотника

Данный беспилотник может работать около четверти часа на расстоянии до 1 км. Этот робот применяется в качестве индивидуального разведывательного средства солдата и оснащен тремя видеокамерами. Используется некоторыми регулярными подразделениями США в Афганистане с 2012 года.

ТТХ Блэк Хорнет
Длина100 мм.
Вес120 гр.
Дальность полета1000 м.
Время работы25 мин.
Оснащение3 оптические видеокамеры с разрешением в 3 МП

Самый распространенный беспилотник армии США — РКью-11 Рэйвен. Его запуск производится с руки солдата и для его приземления не требуется специальной площадки, он может летать как в автоматическом режиме, так и находясь под управлением оператора.

возможная схема беспилотника

Этот легкий беспилотник солдаты США применяют при решении задач ближней разведки на уровне роты.

ТТХ РКью-11 Рэйвен
Длина, мм790
Вес, гр.1800
Размах крыла, м1.5
Дальность полета, кмдо 5
Силовая установкаЭлектродвигатель
Время работы, мин45…60
Оснащениецифровая видеокамера дневного обзора,
камера ночного видения

Более тяжелые БПЛА американской армии представляют РКью-7 Шэдоу и РКью-5 Хантер. Оба образца предназначены для производства разведки местности на уровне бригады.

возможная схема беспилотника

Беспрерывное время работы в воздухе этих беспилотников существенно отличается от более легких образцов. Существуют множественные их модификации, некоторые из которых включают в себя функции подвешивания на них небольших управляемых бомб массой до 5.4 кг.

МКью-1 Предатор — это самый известный американский дрон. Изначально его основной задачей, как и у многих других образцов, была разведка местности. Но вскоре, в 2000 году, производители внесли в его конструкцию ряд модификаций, позволяющих ему выполнять боевые задачи, связанные с непосредственным уничтожением целей.

возможная схема беспилотника

Помимо подвешиваемых ракет (Хеллфайр-С, созданные специально для этого беспилотника в 2001 году), на борту робота установлены три видеокамеры, инфракрасная система и своя бортовая радиолокационная станция. Сейчас существуют несколько модификаций МКью-1 Предатора для выполнения задач самого различного характера.

В 2007 году появился еще один ударный БПЛА—американский МКью-9 Рипер. По сравнению МКью-1 Предатор его показатель продолжительности полета был намного выше, а также помимо ракет мог нести на борту управляемые авиабомбы и имел более современную радиоэлектронику.

Вид БПЛАМКью-1 ПредаторМКью-9 Рипер
Длина, м8.5 11
Скорость, км/чдо 215 до 400
Вес, кг1030 4800
Размах крыла, м15 20
Дальность полета, км7505900
Силовая установка, двигательпоршневой турбовинтовой
Время работы, чдо 40 16-28
Ракетная/бомбовая нагрузкадо 4-х ракет Хеллфайр-Сбомбы до 1700 кг
Практический потолок, км7.9 15

Самым большим БПЛА в мире по праву считается РКью-4 Глобал Хоук. В 1998 году он впервые поднялся в воздух и по сей день выполняет задачи разведывательного характера.

Этот дрон — первый в истории робот, который может использовать воздушное пространство и воздушные коридоры США без разрешения органа управления воздушным движением.

ТТХ РКью-4 Глобал Хоук
Длина, м13.3
Размах крыла, м35
Дальность полета, км22 000
Вес, т15
Силовая установкаТурбовентиляторный двигатель
ОснащениеИК-система, комплекс для веденияразведки, РЛК-комплекс
Время работы, ч36
Практический потолок, км18

Отечественные БПЛА

Российские беспилотники условно подразделяют на следующие категории

Ближнего радиуса действияДо 25 км
Малой дальностиОт 50 до 100 км
Средней дальностиОт 100 до 500 км
Большой дальностиСвыше 500 км

БПЛА «Элеон-ЗСВ» относится к аппаратам ближнего радиуса действия, он довольно прост в эксплуатации и его легко переносить в заплечном ранце. Запускается дрон вручную со жгута или сжатым воздухом от насоса.

возможная схема беспилотника

Способен вести разведку и передавать информацию по цифровому видеоканалу на расстоянии до 25 км. Элеон-10В схож по конструкции и правилам эксплуатации с предыдущим аппаратом. Главное их отличие — увеличение дальности полета до 50 км.

Процесс приземления этих БПЛА осуществляется при помощи специальных парашютов, выбрасываемых при выработке дроном своего заряда батареи.

Вид БПЛАЭлеон-3СВЭлеон-10В
Длина, мм740 1150
Вес, кг4.3 5.9
Скорость, км/ч70…100 75…135
Дальность полета, км2550
Время работы, ч1.5…2 2.5
Практический потолок, км55

Рейс-Д (Ту-243) — разведывательно-ударный дрон, способный нести на себе авиавооружение массой до 1 т. Аппарат, выпущенный конструкторским бюро имени Туполева, свой первый полет совершил в 1987 году.

возможная схема беспилотника

С тех пор беспилотник претерпел множественные улучшения, были установлены: усовершенствованный пилотажно-навигационный комплекс, новые приборы ведения радиолокационной разведки, а также конкурентоспособная оптическая система.

Иркут-200 — больше ударный беспилотник. И в нем в первую очередь ценится высокая автономность аппарата и маленькая масса, благодаря которой могут осуществляться перелеты продолжительностью до 12 часов. Приземляется БПЛА на специально оборудованную площадку длиной около 250 м.

Вид БПЛАРейс-Д (Ту-243)Иркут-200
Длина, м8.3 4.5
Вес, кг1400 200
Силовая установкатурбореактивный двигательДВС мощностью 60 л. с.
Скорость, км/ч940 210
Дальность полета, км360200
Время работы, ч812
Практический потолок, км55

Скат — тяжелый БПЛА большой дальности нового поколения разрабатываемый КБ МиГ. Этот дрон будет малозаметен для вражеских радаров, благодаря схеме сборки корпуса, исключающей хвостовое оперение.

возможная схема беспилотника

Задачей этого дрона нанесение точных ракетно-бомбовых ударов по наземным целям, таким как зенитные батареи войск ПВО или стационарные командные пункты. По задумке разработчиков БПЛА Скат сможет выполнять задачи как автономно, так и в составе звена самолетов.

Длина, м10,25
Скорость, км/ч900
Вес, т10
Размах крыла, м11,5
Дальность полета, км4000
Силовая установкаДвухконтурный турбореактивный двигатель
Время работы, ч36
Ракетная/бомбовая нагрузкаКорректируемые авиабомбы 250 и 500 кг.
Практический потолок, км12

Недостатки беспилотных летательных аппаратов

Одним из недостатков БПЛА является сложность при его пилотировании. Так, к пульту управления не может подойти обычный рядовой не прошедший курс специальной подготовки и не знающий определенных тонкостей при использовании компьютерного комплекса оператора.

возможная схема беспилотника

Еще одним существенным недостатком является сложность поисков беспилотников, после их приземления при помощи парашютов. Потому как некоторые модели, когда заряд батареи близок к критическому могут выдавать некорректные данные о своем местонахождении.

К этому можно еще прибавить чувствительность некоторых моделей к ветру, ввиду легкости конструкции.

Некоторые беспилотники могут подниматься на большую высоту и это в некоторых случаях занятие высоты того или иного дрона требует разрешения у органа управления воздушным движением, что может существенно осложнить выполнение задания к определенному сроку, потому как приоритет в воздушном пространстве отдается судам под управлением пилота, а не оператора.

Использование БПЛА в гражданских целях

Беспилотники нашли свое призвание не только на полях сражений или в ходе выполнений войсковых операций. Сейчас дроны активно используются для вполне мирных целей граждан в городских условиях и даже в некоторых отраслях сельского хозяйства им нашлось применение.

возможная схема беспилотника

Так некоторые курьерские службы используют роботов на вертолетной тяге для доставки самых разнообразных товаров своим клиентам. При помощи дронов ведется аэрофотосъемка многими фотографами при организации торжественных мероприятий.

А также их приняли к себе на вооружение некоторые детективные агентства.

Заключение

Беспилотные летательные аппараты — существенно новое слово в век стремительно развивающихся технологий. Роботы идут в ногу со временем, охватывают не только одно направление, а развиваются сразу в нескольких.

Но все же, несмотря на еще далекие от идеала, по меркам человека, модели в области погрешностей или дальностей полета, БПЛА имеют один огромный и неоспоримый плюс. Дроны, за время их использования сохранили сотни человеческих жизней, а это дорогого стоит.

Видео

Беспилотный летательный аппарат — Циклопедия

Беспилотники Дроны: польза и опасность БПЛА Скат

Беспилотный летательный аппарат (сокращённо БПЛА или БЛА) — летательный аппарат, пилотируемый дистанционно, или выполняющий полёт автономно, без помощи пилота (управляется оператором БПЛА дистанционно). Является примером беспилотной техники. Конструируются пропеллерные, реактивные и винтокрылые аппараты различного назначения — от разведывательных до истребительных и ударных (бомбардировщиков) вариантов. Обычно в любом случае оснащаются мощной электроникой, разведывательной аппаратурой, мощным экранированием от помех. имеют обычно довольно компактные размеры для меньшей заметности, но могут иметь и крупные размеры, сопоставимые с полноразмерными самолётами. Использующиеся для разведки и аэрофотосъёмки БПЛА могут маскироваться под птиц, в таком случае они носят название «дрон». Преимущества БПЛА в отсутствие пилота и систем его жизнеобеспечения, управления и вывода информации позволяют реализовать меньшие размеры для разведки, большую манёвренность для истребителей, больший полезную нагрузку для бомбардировщиков и ударных БПЛА. В ряде прогнозов утверждается, что БПЛА станут в будущем одним из основных факторов успешного ведения военных действий.

Первыми беспилотными аппаратами были созданные военным инженером Чарльзом Кеттерингом, при финансовой поддержке США, The Kettering Aerial Torpedo, Kettering Bug, которые должны были быть фактически крылатыми бомбами, которые по часовму механизму отстреливали крылья и падали на цель. Дальше испытания моделей дело не пошло[1].

Первый неодноразовый БПЛА был разработан Британцами в 1933 году. Разработке дали название Queen Bee. Всего было создано три БПЛА на базе биплана Fairy Queen, радиоуправление осуществлялось с корабля, два авварата в ходе испытаний разбились, третий совершил удачный полёт. Это считается первый удачный опыт создания БПЛА[1]. В ходе Второй Мировой Войны ВМС США в 1944 году применяла дистанционно управляемые самолёты B-17, которые использовались для авианалётов на базы германских подводных лодок[1].

Сегодня производятся и проектируются различные БПЛА с размерами не превосходящие крупных птиц, до полноразмерных самолётов с практическим потолком до 25 км мировым лидером в производстве БПЛА является США, на втором месте Израиль, на третьем Великобритания.

[править] Классификация

По назначению:

  1. Разведывательные
  2. Целеуказания
  3. Постановки помех
  4. Системы дистанционного контроля и наблюдения
  5. Комплексы воздушной ретрансляции
  6. Многоцелевые беспилотные комплексы
  7. Ударные

По размерам и массе:

  1. «микро» — массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра;
  2. «мини» — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3 — 5 километров;
  3. средние («миди») — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров;
  4. тяжёлые — с высотами полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.

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»[2]. 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[3].

На данный момент в России эксплатируются, производятся и испытываются около 40-ка БПЛА различных моделей и модификаций и назначения: для целеуказания ракетного комплекса Искандер[4], воздушного наблюдения и разведки[5][6], морского наблюдения[7], ударного назначения[8][9], бесшумного наблюдения[10], дистанционного зондирования[11], ложные мишени[12]. 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[13][14].

БПЛА США Global Hawk

В послевоенное время США активно проводило разработки БПЛА. Одной из самых удачных моделей того времени (которая производилось на протяжении около 40 лет) стали американские БПЛА семейства Firebee («Огненная пчела») производившиеся компанией Teledyne Ryan. Модель была оснащена турбореактивным двигателем и выпускалась в различных модификациях: БПЛА-мишени (дозвуковые и сверхзвуковые), разведывательные БПЛА, БПЛА радиоэлектронного противодействия, ударные и многофункциональные БПЛА[1]. Следующим этапом строения беспилотников в США стал инцидент сбития самолёта U 2 1 мая 1960 года, когда была захвачена аппаратура и взят в плен Ф. Пауэрс. Для целей разведки стал разрабатываться БПЛА Red Wagon (Model 136), который должен был иметь малую радиолокационную и инфракрасную заметность[1], однако серийные образцы такого типа беспилотников появились лишь в 90-е годы 20-го века. Во время Войны во Въетнаме США применяло в основном аппараты серии Firebee. Несмотря на успех применения этих БПЛА (было совершено 3,5 тысячи полётов, и только 4 % аппаратов было потеряно) в военных действиях, существенного развития эта отрасль до последнего десятилетия В США не получила[1].

На данный момент США является ведущим производителем БПЛА в мире, производя по разным оценкам около трети всех БПЛА в мире. Идеологически БПЛА США являются роботизированными комплексами, способные самостоятельно осуществлять задания[1].

БПЛА Израиля

Потребность в БПЛА у Армии обороны Израиля возникла в ходе «Войны на истощение» 1969—1970 годов. В этот период не было активных боевых действий. происходила артиллерийская и ракетная дуэль между силами Израиля и силами арабских стран. В этих условиях была весьма актуальной информация о месторасположении вражеских военных объектов, прикрытых ПВО. Традиционное применение авиации показала высокую стоимость такой разведи и весьма низкую эффективность. В связи с этим были использованы крайние меры — инициативная группа офицеров провела эксперимент по установке фотооборудования на обыкновенный радиоуправляемые модели самолётов. Их применение имело большой успех, были получены ценные разведданные, однако в то время наиболее перспективными считались крупные реактивные БПЛА, ресурсов на производство которых Израиль не имел и собирался закупать их у США.

Однако, во время Ливанской войны малые пропеллерные БПЛА широко применялись АОИ, что позволило нанести существенный урон военным силам и в основном технике Ливии, которая поражалась с помощью точного целеуказания БПЛА ракетам. С этого момента АОИ стала принимать на вооружения в основном небольшие по размеру и малозаметные БПЛА. Исключением стал БПЛА «Эйтан», сопоставимый по своим размерам (длина, размах крыльев) с самолётом F 15. На 2012 год это — один из самых крупных БПЛА по своим линейным размерам (по размаху крыльев и взлётному весу и остальным характеристикам уступает аппарату RQ-4 Global Hawk), производится полностью в Израиле и из израильских компонентов. По заявлению представителей АОИ самолёт оснащён уникальной, не имеющей аналогов в мире аппаратурой для ведения разведки и боевых действий. Практический потолок по заявлениям АИО составляет 13 км, что делает его неуязвимым для комплекса ПВО С 300, стоящего на вооружении у некоторых арабских стран, что заведомо неверно, так как данный комплекс способен поражать цели на высоте до 25 км.

Израиль является одним из ведущих производителей БПЛА в мире, не только по количеству аппаратов, но и по качеству и тактико-техническим характеристикам производимых БПЛА.

Беспилотные летательные аппараты - БПЛА. Дроны. История.

  СССР

 

 Россия

Подробнее на:

 

 Украина

 

 Белоруссия

 

 США

 

 Великобритания

 

Вьетнам

 

 Франция

 

 Германия

 

 Италия

 

 Казахстан

 

 Канада

 

 Китай

БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

В  последние годы появилось большое количество публикаций по использованию для решения топографических задач беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или беспилотных авиационных систем (БАС). Такой интерес в немалой степени вызван простотой их эксплуатации, экономичностью, относительно невысокой стоимостью, оперативностью и т.д. Перечисленные качества и наличие эффективных программных средств автоматической обработки материалов аэрофотосъемки (включая выбор необходимых точек) открывают возможности широкого использования программно-технических средств беспилотной авиации в практике инженерно-геодезических изысканий.

В  этом номере обзором технических средств беспилотной авиации мы открываем серию публикаций о возможностях БПЛА и опыте их использования при полевых и камеральных работах.

Д.П. ИНОЗЕМЦЕВ,руководитель проекта ООО«ПЛАЗ»,г. Санкт-Петербург

БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Часть 1. Обзор технических средств

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Беспилотные летательные аппараты появились в связи с необходимостью эффективного решения военных задач — тактической разведки, доставки к месту назначения боевого оружия (бомб, торпед и др.), управления боевыми действиями и пр. И не случайно первым их применением считается доставка австрийскими войсками бомб к осажденной Венеции с помощью воздушных шаров в 1849 году [1]. Мощным импульсом к развитию БПЛА послужило появление радиотелеграфа и авиации, что позволило существенно улучшить их автономность и управляемость.

Так, в 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно, а уже в 1910 году американский военный инженер Чарльз Кеттеринг предложил, построил и испытал несколько моделей беспилотных летательных аппаратов [2]. В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА

многократного использования, а созданная на его основе радиоуправляемая мишень использовалась в королевском флоте Великобритании до 1943 года.

На несколько десятков лет опередили свое время исследования немецких ученых, давших миру в 1940-х годах реактивный двигатель и крылатую ракету «Фау-1» как первый применявшийся в реальных боевых действиях беспилотный летательный аппарат.

В СССР в 1930–1940 годы авиаконструктором Никитиным был разработан торпедоносец-планер типа «летающее крыло», а к началу 40-х был подготовлен проект беспилотной летающей торпеды с дальностью полета от 100 километров и выше, однако в реальные конструкции эти разработки не превратились.

После окончания Великой Отечественной войны интерес к БПЛА существенно возрос, а начиная с 1960-х годов отмечается их широкое внедрение для решения задач невоенного характера.

В целом историю БПЛА можно условно разделить на четыре временных этапа [3]:

1.1849 год–начало ХХ века — попытки и экспериментальные опыты по созданию БПЛА, формирование теоретических основ аэродинамики, теории полета и расчета самолета в работах ученых.

2.Начало ХХ века — 1945 год — разработка БПЛА военного назначения (самолетов-снарядов с небольшой дальностью и продолжительностью полета).

3.1945–1960 годы — период расширения классификации БПЛА по назначению и создание их преимущественно для разведывательных операций.

4.1960 годы — наши дни — расширение классификации и усовершенствование БПЛА, начало массового использования для решения задач невоенного характера.

КЛАССИФИКАЦИЯ БПЛА

Общеизвестно, что аэрофотосъемка, как вид дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), — это наиболее производительный метод сбора пространственной информации, основа для создания топографических планов и карт, создания трехмерных моделей рельефа и местности. Аэрофотосъемка выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов — самолетов, дирижаблей мотодельтапланов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Беспилотные летательные аппараты, как и пилотируемые, бывают самолетного, а также вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры — летательные аппараты с четырьмя и более роторами с несущими винтами). В настоящее время в России не существует общепринятой классификации БПЛА самолетного типа. Missiles.

Ru совместно с порталом UAV.RU предлагает современную классификацию БПЛА самолетного типа [4], разработанную на основе подходов организации UAV International, но с учетом специфики и ситуации именно отечественного рынка (классы) (табл. 1):

Микро- и мини-БПЛА ближнего радиуса действия. Класс миниатюрных сверхлегких и легких аппаратов и комплексов на их основе с взлетной массой до 5 килограммов начал появляться в России относительно недавно, но уже довольно

широко представлен. Такие БПЛА предназначены для индивидуального оперативного использования на коротких дальностях на удалении до 25–40 километров. Они просты в эксплуатации и транспортировке, вы полняются складными и позиционируются как «носимые», запуск осуществляется, с помощью катапульты или с руки. Сюда относятся : Geoscan 101, Geoscan 201, 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, Т23 «Элерон», Т25, «Элерон-3», «Гамаюн-3», «Иркут-2М», «Истра-10»,

«БРАТ», «Локон», «Инспектор 101», «Инспектор 201», «Инспектор 301» и др.

Легкие БПЛА малого радиусадействия. К этому классу относятся несколько более крупные аппараты — взлетной массой от 5 до 50 килограммов. Дальность их действия — в пределах 10–120 километров.

Среди них: Geoscan 300, «ГрАНТ», ZALA 421-04, Орлан-10, ПтероСМ, ПтероЕ5, Т10, «Эле рон-10», «Гамаюн-10», «Иркут-10»,

Т92 «Лотос», Т90 (Т90-11), Т21, Т24, «Типчак» БПЛА-05, БПЛА-07, БПЛА-08.

Класс БПЛА

Взлетная масса, кг

Дальность действия, км

Микро- и мини БПЛА ближнего радиуса действия

5

25-40

Легкие БПЛА малого радиуса действия

5-50

10-120

Легкие БПЛА среднегорадиуса действия

50-100

70-150(250)

Средние БПЛА

100-300

150-1000

Среднетяжелые БПЛА

300-500

70-300

Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия

>500

70-300

Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета

>500

1500

Беспилотные боевые самолеты (ББС)

500

1500

 

Легкие БПЛА среднего радиуса действия. Ряд отечественных образцов можно отнести к этому классу БПЛА. Их масса варьируется в пределах 50–100 килограммов. К ним относится: Т92М «Чибис», ZALA 421-09,

«Дозор-2», «Дозор-4», «Пчела-1Т».

Средние БПЛА. Взлетная масса средних БПЛА лежит в диапазоне от 100 до 300 килограммов. Они предназначены для применения на дальностях 150–1000 километров. В этом классе: М850 «Астра», «Бином», Ла-225 «Комар», Т04, Е22М «Берта», «Беркут», «Иркут-200».

Среднетяжелые БПЛА. Этот класс имеют схожую с БПЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой — от 300 до 500 килограммов.

К этому классу следует отнести: «Колибри», «Данэм», «Дань-Барук», «Аист» («Юлия»), «Дозор-3».

Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия. Данный класс включает БПЛА полетной массой от 500 и более килограммов, предназначены для применения на средних дальностях 70–300 километров. В классе тяжлых следующие: Ту-243 «Рейс-Д», Ту-300, «Иркут-850», «Нарт» (А-03).

Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета. Достаточно востребованная за рубежом категория беспилотных аппаратов, к которой относятся американские БПЛА Predator, Reaper, GlobalHawk, израильские Heron, Heron TP. В России образцы практически отсутствуют: «Зонд-3M», «Зонд-2», «Зонд-1», беспилотные авиационные системы Сухого («БасС»), в рамках которой создается роботизированный авиационный комплекс (РАК).

Беспилотные боевые самолеты (ББС). В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БПЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 километров и массой от 1500 килограммов.

На сегодняшний день в России в классе ББС представлено два проекта: «Прорыв-У», «Скат» [4] .

***

На практике для аэрофотосъемки, как правило, применяются БПЛА весом до 10–15 килограммов (микро-, мини-БПЛА и легкие БПЛА). Это связано с тем, что при увеличении взлетного веса БПЛА растет сложность его разработки и, cоответственно, стоимость, но снижается надежность и безопасность эксплуатации. Дело в том, что при посадке БПЛА выделяется энергия E = mv2 / 2, а чем больше масса аппарата m, тем больше его посадочная скорость v, то есть выделяемая при посадке энергия очень быстро растет с ростом массы. А эта энергия может повредить как сам БПЛА, так и находящееся на земле имущество.

Беспилотный вертолет и мультикоптер лишены этого недостатка. Теоретически, такой аппарат можно посадить со сколь угодно малой скоростью сближения с Землей. Однако беспилотные вертолеты слишком дороги, а коптеры пока не способны летать на большие расстояния, и применяются только для съемки локальных объектов (отдельных зданий и сооружений).

 

Рис. 1. БПЛА Mavinci SIRIUS [5]                               Рис. 2. БПЛА Geoscan 101 [6]

ПРЕИМУЩЕСТВА БПЛА

Превосходством БПЛА перед пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, стоимость производства работ, а также значительное уменьшение количества регламентных операций. Само отсутствие человека на борту самолета значительно упрощает подготовительные мероприятия для проведения аэрофотосъемочных работ.

Во-первых, не нужен аэродром, даже самый примитивный. Беспилотные летательные аппараты запускаются или с руки, или с помощью специального взлетного устройства — катапульты.

Во-вторых, особенно при использовании электрической двигательной схемы, отсутствует необходимость в квалифицированной технической помощи для обслуживания летательного аппарата, не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ.

В-третьих, отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БПЛА по сравнению с пилотируемым воздушным судном.

Данное обстоятельство имеет большое значение при эксплуатации аэрофотосъемочного комплекса в удаленных районах нашей страны. Как правило, полевой сезон аэрофотосъемочных работ короток, каждый погожий день необходимо использовать для производства съемки.

УСТРОЙСТВО БПЛА

две основные схемы компоновки БПЛА: классическая (по схеме «фюзеляж+крылья+хвост»), к которой относится, например БПЛА «Орлан-10», Mavinci SIRIUS (рис. 1) и др., и «летающее крыло», к которой относятся Geoscan101 (рис. 2), Gatewing X100, Trimble UX5 и др.

Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) и аэрофотосъемочное оборудование.

Корпус БПЛА изготавливают излегкого пластика (например, углепластика или кевлара), чтобы защитить дорогостоящую фотоаппаратуру и средства управления и навигации, а его крылья — из пластика или экструдированного пенополистирола (EPP). Этот материал легок, достаточно прочен и не ломается при ударе. Деформированную деталь из ЕРР зачастую можно восстановить подручными средствами.

Легкий БПЛА с посадкой на парашюте может выдержать несколько сотен полетов без ремонта, который, как правило, включает замену крыльев, элементов фюзеляжа и др. Производители стараются удешевить части корпуса, подверженные износу, чтобы расходы пользователя на поддержа-БПЛА в рабочем состоянии были минимальными.

Надо отметить, что наиболее дорогостоящие элементы аэрофотосъемочного комплекса, наземная система управления, авионика, программное обеспечение, — вообще не подвержены износу.

Силовая установка БПЛА можетбыть бензиновой или электрической. Причем, бензиновый двигатель обеспечит намного более продолжительный полет, так как в бензине, в расчете на килограмм, запасено в 10–15 раз больше энергии, чем мож-но сохранить в самом лучшем аккумуляторе. Однако такая силовая установка сложна, менее надежна и требует значительного времени для подготовки БПЛА к старту. Кроме того, беспилотный летательный аппарат с бензиновым двигателем крайне сложно перевозить к месту работ на самолете. Наконец, он требует от оператора высокой квалификации. Поэтому бензиновый БПЛА имеет смысл применять только в тех случаях, когда необходима очень большая продолжительность полета — для непрерывного мониторинга, для обследования особо удаленных объектов.

Электрическая двигательная установка, напротив, очень нетребовательна к уровню квалификации обслу-живающего персонала. Современные аккумуляторные батареи могут обеспечить длительность непрерывного полета свыше четырех часов. Обслуживание электрического двигателя совсем несложно. Преимущественно это только защита от влаги и грязи, а также проверка напряжения бортовой сети, что осуществляется с наземной системы управления. Зарядка аккумуляторов производится от бортовой сети сопровождающего автомобиля или от автономного электрогенератора. Бесколлекторный электрический двигатель БПЛА практически не изнашивается.

Автопилот —с инерциальной системой (рис. 3) — наиболее важный элемент управления БПЛА.

Автопилот весит всего 20–30 граммов. Но это очень сложное изделие. В автопилоте, кроме мощного процессора, установлено множество датчиков — трехосевые гироскоп и акселерометр (а иногда и магнитометр), ГЛО-НАСС/GPS-приемник, датчик давления, датчик воздушной скорости. С этими приборами беспилотный летательный аппарат сможет летать строго по заданному курсу.

Рис. 3. АвтопилотMicropilot[7]

В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.

Наземная  система  управления

(НСУ) —это планшетный компьютерили ноутбук, оснащенный модемом для связи с БПЛА. Важная часть НСУ — программное обеспечение для планирования полетного задания и отображения хода его выполнения.

Как правило, полетное задание составляется автоматически, по заданному контуру площадного объекта или узловым точкам линейного объекта. Кроме того, существует возможность проектирования полетных маршрутов, исходя из необходимой высоты полета и требуемого разрешения фотоснимков на местности. Для автоматического выдерживания заданной высоты полета есть возможность учесть в полетном задании цифровую модель местности в распространенных форматах.

Во время полета на картографической подложке монитора НСУ отображается положение БПЛА и контуры снимаемых фотографий. Оператор имеет возможность во время выполнения полета оперативно перенацелить БПЛА на другой район посадки и даже оперативно посадить беспилотник с «красной» кнопки наземной системы управления. По команде с НСУ могут быть запланированы и другие вспомогательные операции, например — выброс парашюта.

Кроме обеспечения навигации и обеспечения полета автопилот должен управлять фотоаппаратом, чтобы получать снимки с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, приходится настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.

Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ.

Аэрофотосъемочное оборудование на БПЛА устанавливается в зависимости от его класса и цели использования.

На микро- и мини-БПЛА устанавливаются компактные цифровые фотокамеры, комплектуемые сменными объективами с постоянным фокусным расстоянием (без трансфокатора или zoom-устройства) весом 300–500 граммов. В качестве таких камер в настоящее время используются фотоаппараты SONY NEX-7

с   матрицей 24,3 МП, CANON600D  матрицей 18,5 МП и подобные им. Управление срабатыванием затвора и передача сигнала от затвора в спутниковый приемник производится с помощью штатных или незначительно доработанных электрических разъемов фотоаппарата.

На легкие БПЛА малого радиуса действия устанавливаются зеркальные фотокамеры с большим размером светочувствительного элемента, например CanonEOS5D(размер сенсора 36×24 мм) , NikonD800 (матрица 36,8 МП (размер сенсора 35,9×24 мм)), Pentax645D(CCD-сенсор 44×33 мм, матрица 40 МП) и им подобные, весом 1,0–1,5 килограмма.

Рис. 4. Схема размещения аэроснимков (голубые прямоугольники с подписями номеров)

ВОЗМОЖНОСТИ БПЛА

Согласно требованиям документа «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов» ГКИНП-09-32-80 носитель аэрофотосъемочной аппаратуры должен предельно точно следовать проектному положению маршрутов аэрофотосъемки, выдерживать заданный эшелон (высоту фотографирования), обеспечивать требования по соблюдению предельных отклонений по углам ориентирования фотокамеры — наклон, крен, тангаж. Кроме того, навигационная аппаратура должна обеспечивать точное время срабатывания фотозатвора и определять координаты центров фотографирования.

Выше указывалась аппаратура, интегрированная в автопилот: это микробарометр, датчик воздушной скорости, инерциальная система, навигационная спутниковая аппаратура. По проведен-ным испытаниям (в частности, БПЛА Geoscan101) были установлены следующие отклонения реальных параметров съемки от заданных:

•    уклонения БПЛА от оси маршрута — в диапазоне 5–10 метров;

•    уклонения высот фотографирования — в диапазоне 5–10 метров;

•    колебание высот фотографирования смежных снимков — не более

2 метров.

Возникающие в полете «елочки» (развороты снимков в горизонтальной плоскости) обрабатываются автоматизированной системой фотограмметрической обработки без заметных негативных последствий.

Фотоаппаратура, устанавливаемая на БПЛА, позволяет получить цифровые изображения местности с разрешением лучше 3 сантиметров на один пиксель. Применение коротко-, средне-, и длиннофокусных фотообъективов определяется ха-рактером получаемых готовых мате-риалов: будь это модель рельефа или ортофотоплан. Все расчеты производятся так же, как и в «большой» аэрофотосъемке.

Применение двухчастотной ГЛО-НАСС/GPSспутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров, а применение метода PPP(PrecisePointPositioning) — позволяет определять координаты центров снимков без использования базовых станций или на значительном удалении от них.

Конечная обработка материалов аэрофотосъемки может служить объективным критерием оценки качества выполненной работы. Для иллюстрации можно рассмотреть данные об оценке точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки с БПЛА, выполненной в ПО «PhotoScan» (производства фирмы Agisoſt, г. СанктПетербург) по контрольным точкам (табл. 2).

Номера точек

Ошибки по осям координат, м

Абс, м

Абс, пикс

Проекции

ΔХ

ΔY

ΔZ

ΔD

ΔD'

703

-0,017

-0,075

0,069

0,103

0,606

5

727

0,058

0,065

0,066

0,123

0,789

6

762

-0,060

0,020

-0,045

0,078

0,994

5

773

-0,021

0,100

-0,246

0,267

1,192

7

827

0,041

-0,111

0,138

0,181

1,346

8

(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2

ПРИМЕНЕНИЕ БПЛА

В мире, а в последнее время и в России, беспилотные летательные аппараты применяются в геодезических изысканиях при строительстве, для составления кадастровых планов промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, поселков, дачных массивов, в маркшейдерском деле для определения объемов горных выработок и отвалов, при учете движения сыпучих грузов в карьерах, портах, горнообогатительных комбинатах, для создания карт, планов и 3D-моделей городов и предприятий.

Беспилотники применяются при мониторинге линий электропередач (определение зарастания, провисания проводов, деформации опор, повреждений изоляторов и проводов), трубопроводов (выявление врезок, незаконных построек, зарастания), дорог (выявление деформации насыпи, дефектов полотна), для мониторинга госграницы, особо охраняемых объектов, зон аэропортов (выявление изменений, выявление незаконных построек), акваторий портов и др.

Эти аппараты также применяются для обнаружения лесных пожаров, при ликвидации чрезвычайных ситуаций, отслеживании нарушителей ПДД, для проводки судов во льдах. Используют их и в потребительском секторе — для съемки спортивных соревнований, рекламных роликов, съемки для создания карт и 3D-моделей личных владений.

Литература

1. Павлушенко М., Евстафьев Г., Макаренко И. БПЛА: история, применение, угроза распространения и перспективы развития. М., «Права человека», 2005.

2. www.wikipedia.org.ua.

3. Цепляева Т.П., Морозова О.В. Этапы развития беспилотных летательных аппаратов. М., «Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии», № 42, 2009.

4. Сайт www.Missiles.ru.  

5. Сайт www.mavinci.de.

6. Сайт www.geoscan.aero.

7. Сайт www.micropilot.com.

Краткая история слова «дрон» / Хабр

В начале 1930-х Реджинальд Денни, английский актёр, живущий в Лос-Анджелесе, увидел мальчика, игравшего с самолётиком, двигателем которого служила резинка. После того, как он помог мальчику подстроить резинку и контрольные поверхности самолёта, тот врезался в землю. Денни пообещал, что построит новый самолёт для мальчика, и написал запрос производителю в Нью-Йорк. Первый купленный набор для постройки самолёта вылился в собственный хобби-магазин на Голливудском бульваре, куда захаживали Джимми Стюарт и Генри Фонда.

Бизнес развился в компанию Radioplane Co. Inc., в которой Денни разработал и построил первый военный самолёт, управляемый по радио. В 1944 году капитан Рональд Рейган из первого военного киноподразделения ВВС США захотел снять фильм об этих аппаратах, и отправил фотографа Дэвида Коновера на фабрику Radioplane в аэропорту Ван-Найс. Там Коновер встретил девушку по имени Норма Джин Догерти, и убедил её пойти в модели. Позже она станет известна, как Мерилин Монро. Ядром американской культуры с 1930 по 1960 года стал хобби-магазин, пахнущий бальсовыми опилками и авиаклеем. Теперь на том месте, на съезде с шоссе 101, находится магазин 7-Eleven.

У историка науки Джеймса Бёрка было замечательное телешоу в начале 90-х – Connections – в котором предыдущие параграфы пришлись как раз бы кстати. К сожалению, направление развития общества за последние 20 лет изменилось. Революция в коммуникациях, позволяющая людям мгновенно обмениваться идеями, привела лишь к тому, что люди мгновенно обмениваются мнениями. У истории о том, как компания Dutch East India Company привела к резинке, потом к Джимми Стюарту, потом к дистанционному управлению, потом к Рональду Рейгану, потом к "Смерти коммивояжёра", есть один современный недостаток: необходимость использования слова «дрон» [drone (англ.) — трутень].

Слово «пропаганда» приобрело негативный оттенок в конце 1930-х – и теперь это «связи с общественностью». «Глобальное потепление» не вызывает отклика у идиотов зимой, и теперь это «изменение климата». Пилоты квадрокоптеров не хотят, чтобы люди думали, что их летающие машины могут обстреливать соседей, и слово «дроны» попало в запретные. Теперь это квадрокоптеры, трикоптеры, мультикоптеры, летающие крылья, беспилотные летательные аппараты с фиксированной геометрией крыла, БПЛА, или игрушки.

Меня это раздражает, как и напоминание об этом, приходящее мне по почте каждый раз, когда я использую это вредное слово на букву «д». Этимология «дрона» не связана с подглядыванием, обстрелами ракетами госпиталей и нелегальными убийствами американских граждан. Люди любят спорить, и мне нужно объяснить свою точку зрения, когда кто-то в очередной раз жалуется на неправильно использование этого слова. Вместо статьи о голливудских звёздах, первых системах с дистанционным управлением и авиамоделях вы получите статью по этимологии слова. Извините, интернет, но вам некого винить, кроме себя.


Статья посвящена этимологии слова «дрон». Во всех без исключения статьях и блогпостах, что я читал, упущена история того, почему собственно беспилотный или управляемый дистанционно летательный аппарат называли «дроном». К примеру, многие статьи ссылаются на автоматический самолёт Хьюита-Сперри [Hewitt-Sperry Automatic Airplane], как на первый «дрон». Это неправда. Словом «дрон» впервые назвали беспилотный самолёт в конце 1934 – начале 1935 года, в эксперименте времён Первой мировой, который наблюдатели того времени не могли бы назвать дроном.
До того, как слово использовали для описания летательного аппарата (ЛА), у него было два значения. Первое – глухое жужжание, второе – самец пчелы. Трутень не работает, мёд не собирает, и существует лишь для оплодотворения матки. Несложно понять, почему «дрон» стал идеальным словом для описания квадрокоптера. Phantom – безмозглый, и звучит, как мешок пчёл. Откуда же взялось третье определение «дрона» – летающая машина без пилота на борту?

Наиболее цитируемое определение слова «дрон» исходит из статьи 2013 года в Wall Street Journal [1], за авторством лингвиста и лексикографа Бена Циммера, отследившего это слово до 1935 года. В этом году адмирал США Уильям Г. Стэндли [William H. Standley] наблюдал британскую демонстрацию нового беспилотного ЛА, предназначенного для тренировок по стрельбе королевского флота. Он был основан на биплане Тайгер Мот [De Havilland Tiger Moth], тренировочном самолёте, большое количество которых было построено между двумя войнами, и затем переименованном в «Пчелиную матку» [Queen Bee – по-английски у пчёл не матка, а королева – прим. перев.]. Статья подразумевает, что слово «дрон» происходит от Пчелиной матки де Хэвилленда. Этимология затем повторена в другой статье, опубликованной вскоре после Второй мировой [2]:

Дроны – изобретение не новое. Изобретатели экспериментировали с ними уже 25 лет назад. До войны небольшие радиоуправляемые самолёты использовались в целях защиты от авиации – широко в Англии, откуда происходит слово «дрон», и реже тут, у нас. Технология радиоуправления, использовавшаяся в экспериментах, была разработана и улучшена так, чтобы подходить почти к любому виду обычных самолётов.

Я нашёл этот очевидный источник этимологии от Бена Циммера за пять минут, но из него непонятно, происходит ли название радиоуправляемого биплана Queen Bee от слова «дрон», или же наоборот. Такая этимология не даёт информации по поводу технических возможностей или тактического использования этих дронов. А БПЛА, о котором писали в New York Times, лучше было бы назвать крылатой ракетой, а не дроном. Был ли Queen Bee атакующим дроном, или всего лишь устройством, предназначенным для практики стрельбы? На эти вопросы необходимо ответить, прежде чем требовать у людей, играющихся с Phantom'ами, чтобы они «жужжали отседова».


«Пчелиная матка» и Черчилль

В биологии иногда отражается лингвистика, и лучше всего в поисках истории дронов отправится в историю Пчелиной матки, Queen Bee. Queen Bee – и это не её изначальное имя – родилась из спецификации Министерства ВВС Британии 18/33. В то время Министерство ежегодно выпускало несколько спецификаций для различных летательных аппаратов. Supermarine Spitfire изначально был известен, как F.37/34; истребитель, основанный на тридцать седьмой спецификации, вышедшей в 1934 году. Из этого следует, что спецификация для радиоуправляемого летательного аппарата, служащего целью для стрельб флота, должна была выйти в 1933 году. Дроны, в изначальном смысле, не предназначались для атаки. Они нужны были для стрельб, и с похожей целью встали на вооружение флота США в 1936 году, и авиации – в 1948. Остаётся вопрос, появилось ли название «дрон» до Queen Bee, или всё было наоборот?

Первый дрон-мишень построили между 1933 и 1935 годами в RAF Farnborough, скомбинировав фюзеляж Большого мотылька де Хэвилленда [de Havilland Moth Major] с двигателем, крыльями и управлением Тигрового мотылька де Хэвилленда [de Havalland Tiger Moth] [3]. ЛА протестировали на авиабазе, и позже запустили с корабля королевских ВМФ Орион для практики в стрельбе. Команды заметили странный эффект – самолёт не поворачивал, не менял угол тангажа и не кренился, и не менял скорости: он летел, как трутень. При пролёте над головой он издавал громкий, низкий гул. Дроном его назвали из-за жужания, а Queen Bee – просто последующая игра слов.

Слово «дрон» не произошло от названия Пчелиной матки де Хэвилленда, поскольку та изначально называлась Большим мотыльком и Тигровым мотыльком де Хэвилленда. Именно «Матка» произошла от «дрона», а «дрон» – от жужжащего звука пролетающего над головой аэроплана.


Слово «дрон» вошло в лексикон ВМФ США в 1936 году [4] вскоре после возвращения адмирала Уильяма Стэндли из Европы, где он наблюдал, как Пчелиную матку сбивают стрелки с военного корабля Орион. С этого момента слово стали использовать в ВМФ США, но официально этот термин не войдёт в обиход армии и ВВС ещё лет десять.

С 1922 года в США использовалась система обозначений ЛА для указания его роли и производителя. К примеру, четвёртый (4) истребитель (fighter, «F»), изготовленный фирмой Vought («U»), обозначался «F4U Corsair». Первый патрульный бомбардировщик (patrol bomber, «PB») от фирмы Consolidated («Y») назывался «PBY Catalina». В такой системе «дрон» появился в 1936 году, как «TD» (target drone), дрон-мишень – то есть, ЛА, предназначенный для учебных стрельб.

Почти двадцать лет после появления слова в военном жаргоне, «дрон» обозначал лишь дистанционно управляемый ЛА, предназначенный для учебной стрельбы. Бомбардировщики B-17 и PB4Y (B-24), для операции Афродита и операции Наковальня переделанные под радиоуправления, назывались «наводящимися бомбами». Вскоре после Второй мировой, вполне вероятно при помощи того же персонала и тех же технологий, что работали над операцией Афродита, оставшиеся с войны B-17 были переделаны под мишени для стрельбы, и их называли дронами-мишенями. Очевидно, что это слово использовалось в этом значении до конца 1950-х.


Дрон QB-17, схожий с тем, что использовался в операции «Афродита»

Если вы подыскиваете подходящую этимологию и определение современного значения слова «дрон», то оно вот такое. Самолёт с дистанционным управлением, служащий мишенью для учебной стрельбы. Дрон не имеет ничего общего со стрельбой по гражданскому населению или подглядыванием за ним с высоты в 13 км. В изначальном смысле слова, дрон – ЛА с дистанционным управлением, специально сделанный для стрельбы по нему.

Но язык меняется, и для успешной защиты от критиков применения слова «дрон» ко всем дистанционно управляемым ЛА, придётся проследить использование слова вплоть до современности.


Слово, используемое четверть столетия, обречено обрасти дополнительными значениями, и в начале 1960-х определение дрона было расширено, от авиацели до слова, которым можно было бы в ретроспективе назвать и немецкую летающую бомбу Фау-1. Ведь и она тоже служила летающей целью во время Второй мировой для британских военных.

Следующее развитие слова можно встретить в New York Times от 19 ноября 1964 года [5], в статье пулитцеровского лауреата Хансона В. Болдуина [Hanson W. Baldwin]. В последующие 20 лет с момента знакомства широкой публики со словом «дрон», у этого ЛА появилось ещё несколько возможностей:

Дрон, или беспилотный летательный аппарат, использовался в военных и экспериментальных целях уже более 25 лет. Со времен впечатляющей Фау-1, крылатой ракеты, во Второй мировой войне, достижения электроники и системы наведения ракет стимулировали развитие дронов, по манёвренности не отстающих от пилотируемых аппаратов.

Описание возможностей дронов распространяется на борьбу против подводных лодок, наблюдение за военными действиями, и классическое применение в качестве мишени. И даже в аэрокосмической индустрии определение дрона менялось от очень сложной мишени для стрельбы до чего-то более полезного.

В начале 1960-х для НАСА поставили задачу отправить человека на Луну. Для этого требовался стыкуемый космический аппарат, и в то время никто не знал, как достичь такого результата применения орбитальной механики. В компании Martin Marietta решили эту задачу при помощи дронов.

Задачу стыковки на орбите необходимо было решать до путешествия на Луну, и её решили благодаря программе Джемини. Начиная с неё, астронавты начали проводить орбитальные встречи и стыковки с беспилотными космическими аппаратами, запущенными на несколько часов или дней ранее. Более поздние миссии использовали двигатели Аджена для увеличения орбиты и постановки мировых рекордов высоты. В ранних экспериментах с искусственной гравитацией капсулу Джемини связывали с Адженой и раскручивали вокруг общего центра.

Беспилотный космический аппарат Agena Target Vehicle дроном не был. Однако, за несколько лет до того, как эти встречи и стыковки проложили путь на Луну, инженеры из Martin Marietta разработали метод стыковки двух аппаратов при помощи устройства, которое они называли «дроном» [6].

Патент Martin Marietta № 3 201 065 использовал автономный космический аппарат с дистанционным управлением, привязанный к носу Джемини. Оборудованный баком со сжатым газом, несколькими маневровыми двигателями и электромагнитом, этот «стыковочный дрон» под управлением астронавта входил в стыковочную полость целевого аппарата, активировал электромагнит и втягивал за привязь второй аппарат. Этот дрон, как и дроны Второй мировой, управлялся дистанционно. Полетать ему не довелось, но он показывает расширения значения слова «дрон» в аэрокосмической индустрии.

Если вы хотите увидеть невероятно крутой дрон, который всё-таки летал, вам нужно лишь обратиться к Lockheed D-21, разведывательному ЛА, разработанному для полётов над Китаем со скоростями в 3 Маха.


Носитель M-21 и дрон D-21. M-21 – разновидность разведывательного ЛА A-12, предшественника SR-71.

«D» в D-21 означает «дочка», а «M» в названии носителя M-21 – «мать». И тем не менее, современники называли D-21 дроном. Возможно, D-21 стал первым аппаратом, который назвали дроном, предназначенным исключительно для разведки.

В 1960-х дроны научились не только таскать камеры. Тогда же появился и первый атакующий дрон – первый аппарат, называемый дроном, и способный сбрасывать наводящиеся торпеды в океан для борьбы с вражескими подлодками.

Gyrodyne QH-50, также известный, как DASH, противолодочный дрон-вертолёт [Drone Anti-Submarine Helicopter] использовался в ВМФ США. В то время СССР строил подлодки быстрее, чем США успевали строить фрегаты для борьбы с ними. Старые корабли не подходили для размещения полноразмерных вертолётов. Решением стал дрон, способный взлетать с палубы, пролетать несколько миль до подозрительной точки на радаре и сбрасывать торпеду. Это был первый атакующий дрон, БПЛА, оснащённый оружием.

Это был относительно небольшой соосный вертолёт на дистанционном управлении. Он мог протащить одну торпеду на расстояние в 30 км от корабля, а она уже брала на себя всё остальное.

QH-50 стал исторической диковиной, рождённой от двух реальностей. Флот США был оснащён противолодочными кораблями, способными обнаруживать советские подлодки за десятки километров. Но у этих кораблей не было торпед с таким радиусом действия и палубы, с которой могли бы взлетать вертолёты. QH-50 стал компромиссом, но менее, чем за 10 лет новые корабли и более совершенные торпеды сделали его ненужным. Ничем не примечательная оружейная платформа, QH-50 может похвастаться тем, что стала первым вооружённым дроном.


13 июня 1963 года статья в Рейтер рассказала о совместном британско-канадском предприятии по постройке беспилотных наблюдательных самолётов. [7] Репортёр, обладавший знаниями о двух предыдущих десятилетиях развития БПЛА, написал, что «об этом проекте говорили, как о дроне». К середине 60-х слово дрон приобрело современное значение: любой БПЛА, используемый с любыми целями и управляемый любым способом. Это определение вскоре вытеснили такие названия, как «беспилотные воздушные суда» и «удалённо пилотируемые аппараты».

Термин «дрон» впоследствии начал вытесняться новым и более неуклюжим названием «беспилотного воздушного судна» [unmanned aerial vehicle, UAV]. Слово, использовавшееся для всего, от летающих мишеней до подсистем космических аппаратов, постепенно заменяли. Термин UAV впервые публично появился в отчёте Минобороны США в 1972 году. Термин «удалённо пилотируемые аппараты» [remotely piloted vehicle, RPV] впервые появился в официальных документах в конце 1980-х. От слова «дрон» произошли тысячи немного различающихся терминов в 60-х, 70-х и 80-х годах. И сегодня, «беспилотная воздушная система» [unmanned aerial system] уже чаще используется в FAA. А эту фразу придумали не более 10 лет назад.

Инженеры строили дроны для наблюдения над коммунистическим Китаем на скорости в 3 Маха. Они запатентовали дрон для стыковки космических аппаратов. Для охоты и потопления подлодок. В ВВС брали старые самолёты, раскрашивали в оранжевый цвет и называли их дронами-мишенями. Они распространились по поверхности Земли, и их прекратили называть дронами.

В 70-х, 80-х и 90-х термин «дрон» применялся к самолётам-мишеням, и с таким значением используется и сегодня. В остальных областях военного применения, обширных числом, появились новые термины для беспилотных аппаратов.

Можно спорить о том, почему появилось так много терминов. Военная и космическая отрасль никогда не стеснялись обилия акронимов и пригоршней случайных буквенных обозначений, разбросанных в отчётах в целях соблюдения секретности. Откуда враг узнает о наших действиях, если мы сами ничего не понимаем? Вопрос, могут ли новые возможности дронов оправдать большое количество новых акронимов, остаётся открытым. Создаётся впечатление, что новые акронимы просто придумывали новые капитаны, майоры и инженеры Пентагона или десятка аэрокосмических компаний. К 1990-м «дрон» заменили UAV, RPV, UAS и десятки других фраз-синонимов.


Современный вид дрона – это, конечно, MQ-1 Predator (с англ. — «Хищник») от компании General Atomics, с противотанковой ракетой AGM-114 «Хеллфаер» под каждым крылом. Predator сложно спутать с чем-то. Его распухший нос едва вмещает спутниковую антенну. Небольшая камера свисает с подбородка. Длинные тонкие крылья будто бы украдены у планера. Небольшой винт укреплён прямо на хвосте, и необычный хвост в виде перевёрнутой «V» создаёт впечатление, что без катастрофы этот аппарат приземлиться не способен.

Его разработка началась в середине 1990-х и изначально его называли «беспилотным воздушным судном» [Unmanned Aerial Vehicle, UAV]. Это поменялось 21 октября 2001 года, в статье в Washingon Post от автора Боба Вудворда [Bob Woodward] под названием «ЦРУ велели 'любыми средствами' уничтожить Бен Ладена». В статье автор вернул слово «дрон» в народ. [8] Описывая управляемый ЦРУ Predator, Вудворд, либо поговорив с официальными лицами из армии, использовавшими старый термин для нового аппарата, либо устав от каши из акронимов, использовал слово «дрон».

Если вам не нравится, что слово «дрон» применили к квадрокоптеру Phantom, обвинять вы можете двоих. Первый – Хэнсон В. Болдуин, военный редактор New York Times. За 40 лет карьеры он использовал слово «дрон» для описания всего, от самолётов-мишеней до крылатых ракет. Второй – Боб Вудворд из Washington Post. Он отвечал за Уотергейт, а также заново ввёл в обиход слово «дрон».


Слово «дрон» впервые было применено для описания БПЛА в конце 1934-начале 1935 года, поскольку низко летящие бипланы звучали, будто облако пчёл. 25 лет слово употреблялось только для обозначения самолётов, использовавшихся в качестве мишеней. С конца 1950-начала 1960 определение «дрона» расширили, и включили в него все беспилотные летательные аппараты, от крылатых ракет до космических аппаратов. Примерно с 1965 года начали появляться акронимы UAV, RPV – либо из-за более конкретного описания аппарата, либо из-за одержимости военных аббревиатурами. В конце 1990-х ВВС США и ЦРУ начали эксперименты с Predator UAV и ракетами «Хеллфаер». Первое использование этих аппаратов было зафиксировано всего через несколько недель после атак 11 сентября. Платформа стала известна как «дрон Predator» в 2001 году благодаря Бобу Вудворду. В разговорной речи дроном теперь называют всё, от военных БПЛА до квадрокоптеров, помещающихся на ладони.

Чаще всего слово дрон просят не использовать для всего, от гоночных квадрокоптеров до БПЛА с удалённым управлением и неподвижным крылом, из стремлению к лингвистической чистоте. Спорщики предлагают использовать более точные слова для описания каждого вида ЛА. Квадрокоптер – это квадрокоптер. Автономный самолёт для проверки трубопровода – беспилотная авиасистема.

Аргумент по поводу лингвистической чистоты не работает, поскольку словом «дрон» уже называли любой мыслимый ЛА. В 1960-х дрон мог означать космический корабль или разведывательный самолёт. В 1940-х дрон обозначал ЛА, неотличимый от сегодняшнего аэроплана из бальсы, с двигателем внутреннего сгорания и управляемого дистанционно. И вообще, изначально дрон означал «дрон-мишень», используемый для стрельбы. Так что, ладно, запускайте ваши дроны, а я пойду за своим 12-м калибром.

Аргумент о том, что слово «дрон» нельзя использовать для обозначения игрушек, разбивается об тавтологию. Критики утверждают, что дроном можно называть только военный ЛА, ведущий разведку или стреляющий ракетами. И, как утверждают критики, раз значение слова определяется его общепринятым использованием, то квадрокоптер от Phantom нельзя называть дроном. Но критики забывают, что этот квадрокоптер называли дроном с момента его появления, и если уж язык определяется частым использованием, тогда конечно же квадрокоптер вполне можно называть дроном.

Вместо того, чтобы играть словами, я обращаюсь к философским темам. Например, оригинал этой статьи расположен на сайте Hackaday, и в течение 30 лет нам было известно, что «хакер» – это человек, взламывающий компьютерные системы, крадущий деньги из банков, публикующий пароли в даркнете, и занимающийся другими незаконными вещами. Для обозначения подобных занятий используются и другие негативные названия. «Кракеры» [crackers] – те, кто занимается взломом, «скриптята» [script kiddies] отвечают за DDOS-атаки. И хакерами, в общем, называют тех, кто наносит ущерб.

При этом, конечно же, мы сами не вкладываем такой узкий смысл в слово «хакер». Это слово расположено на каждой странице сайта, и статьи объясняют, что мы имеем в виду под ним. Хакинг – это копание в прошивках, поиски того, что можно достичь при помощи электроники, и чего пока нет в широком доступе.

На сайте Hackaday все уже давно поняли, что педантичностью людей не впечатлить. Нельзя привлечь на свою сторону никого из тех, кто считает, что хакеры украли у тёти Маши её личные данные, просто рассказывая им, что хакер – это термин нейтральный. Всегда лучше признавать термин, чем пытаться его отвергать. Мы это поняли за последние десять лет, и надеемся, что любители дронов тоже смогут это сделать.


[1] www.wsj.com/news/articles/SB10001424127887324110404578625803736954968

[2] The ‘Drone’: Portent Of Push-Button War Hanson W Baldwin, Hanson W. “The ‘Drone’: Portent Of Push-Button War.” New York Times Magazine 5 August, 1946: 10.

[3] De Havilland Philip Birtles – Jane’s – 1984

[4]History of Communications-Electronics in the United States Navy, Captain Linwood S. Howeth, USN, 1963.

[5] Many Uses for Drones, Baldwin, Hanson W. The New York Times 19 November, 1964: 2.

[6] US Patent 3201065.

[7] Britain and Canada Plan A ‘Spy Plane’, (Reuters), The New York Times, 13 June, 1963: 5

[8] CIA Told to Do ‘Whatever Necessary’ to Kill Bin Laden, Woodward, Bob. The Washington Post, 21 October, 2001.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Авиация сил специальных операций ВВС США. В настоящее время беспилотные летательные аппараты различного назначения получили широкое распространение в американских вооруженных силах и играют важную роль в объявленной руководством США «войне с террором». Вполне естественно, что Командование сил специальных операций ВВС США приняло на вооружение несколько типов БПЛА среднего и лёгкого класса для выполнения задач разведки, наблюдения и целеуказания, а также для нанесения точечных ударов. При этом количество беспилотников в ССО ВВС США постоянно увеличивается и формируются новые эскадрильи.
Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

БПЛА MQ-9А Reaper


Основным разведывательно-ударным беспилотным летательным аппаратом имеющимся в распоряжении Командования сил специальных операций ВВС США, в данный момент является MQ-9А Reaper, принятый на вооружение в 2008 году.

БПЛА MQ-9А создан на базе MQ-1 Predator, основными отличиями от которого является турбовинтовой двигатель Honeywell TPE331-10 и удлинённый с 8,23 до 11,6 м фюзеляж. На «Жнеце» применено «более традиционное» V-образное хвостовое оперение, имеющее верхнюю V-образность. Размах крыла увеличился с 14,24 до 21,3 м. Максимальная взлётная масса возросла с 1050 до 4760 кг. Переход с поршневого двигателя мощностью 115 л.с. на турбовинтовой мощностью 776 л.с. позволил вдвое увеличить максимальную скорость полёта и потолок. Масса полезной нагрузки возросла с 300 до 1700 кг. При весе пустого «Жнеца» 2223 кг его топливные баки вмещают 1800 кг авиационного керосина. В ходе разведки и патрулирования, дрон может находиться в воздухе около 30 ч. При полной боевой нагрузке продолжительность полета не превышает 14 ч. Крейсерская скорость полёта составляет 280-310 км/ч, максимальная – 480 км/ч. С максимальной боевой нагрузкой высота полёта обычно не превышает 7500 м, но в разведывательных миссиях MQ-9А способен подниматься на высоту более 14000 м.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

MQ-9А с подвеской вооружения

Беспилотный «Жнец» теоретически способен нести до 14 ракет Hellfire класса «воздух-земля», в то время как его предшественник Predator вооружен только двумя ракетами с лазерным наведением. В состав вооружения размещаемого на шести точках внешней подвески входят ПТУР AGM-114 Hellfire, управляемые 227-кг бомбы GBU-12 и GBU-38.

Для распознавания целей и ведения визуального наблюдения используется оптоэлектронная система AN/AAS-52, производства Raytheon. Она включает в себя телекамеры в работающие видимом и инфракрасном диапазонах, телевизионную систему высокого разрешения способную прочитать номерной знак автомобиля с дистанции 3 км и лазерный дальномер-целеуказатель, предназначенный для наведения систем вооружения. Наведение и целеуказание может проводиться как посредством наземного оператора или другого летательного аппарата, так и при помощи собственной ОЭС, оснащенной лазерным целеуказателем.

Ракеты семейства Hellfire с различными типами боевых частей главным образом предназначены для поражения точечных целей: бронетехники, автомобилей, катеров, огневых точек, живой силы находящейся открыто и в лёгких полевых укрытиях. Главным фактором, ограничивающим эффективность применения относительно лёгких управляемых ракет, является малый вес боевой части по сравнению с весом самой ракеты. Компромиссом между точностью и мощностью боевой части могут выступать корректируемые авиационные бомбы, обладающие при меньшей дальности действия удовлетворительными характеристиками точности и существенно более мощным боевым зарядом.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Бомбы GBU-12 Paveway II на узлах подвески под крылом MQ-9А

Бомба GBU-12 Paveway II с лазерным наведением предназначена для поражения точечных укреплённых целей и объектов инфраструктуры, транспортных узлов, различной техники, живой силы и военно-полевых сооружений.

Корректируемая авиабомба GBU-38 JDAM с инерциально-спутниковой системой наведения, обеспечивает всепогодность применения. В отличие от GBU-12 Paveway II, для неё не требуются хорошие погодные условия, отсутствие тумана, дождя и низкой облачности, препятствующих прохождению лучу лазера. Но при этом применение бомб GBU-38 осуществляется по целям, чьи координаты заранее известны.

БРЭО «Жнеца» также включает в себя многорежимный радар AN / APY-8 Lynx II с синтезированной апертурой, предназначенный для картографирования местности и обнаружения подвижных и стационарных целей при отсутствии визуального контакта. В 2015 году для снижения риска поражения «Жнеца» современными системами ПВО часть беспилотников оснастили ловушками-имитаторами ADM-160 MALD и MALD-J, и провели испытание системы оповещения о радиолокационном облучении AN / ALR-67.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

MQ-9А с открытым отсеком БРЭО

Наземная аппаратура управления БПЛА MQ-9А совместима с оборудованием MQ-1B. Тактическая единица MQ-9А состоит из нескольких БПЛА, станции наземного управления, коммуникационного оборудования, ЗИП и технического персонала.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

В полёте БПЛА управляется автопилотом, его действиями с земли руководят пилот и оператор электронных систем. В большинстве случаев аппаратура расположенная на передовом аэродроме где непосредственно базируется беспилотник только контролирует взлёт и посадку, а управление действиями осуществляется с территории США по спутниковым каналам связи. При этом время реакции на полученную команду составляет примерно 1,5 с. Основной центр управления американскими БПЛА среднего и тяжелого класса расположен на авиабазе Крич, в штате Невада. Именно отсюда осуществляется управление операциями беспилотников по всему миру. Такой способ контроля над дронами позволяет им автономно действовать на значительном удалении от аэродрома базирования, вне дальности действия наземных передатчиков радиосигналов.

В марте 2019 года появилась информация, что компания General Atomics Aeronautical Systems испытала новую наземную станцию управления Block 50 Ground Control Station (GCS) для управления разведывательно-ударным беспилотным летательным аппаратом MQ-9А Reaper. Управление осуществлялось с комплекса управления распложенного на аэродроме Грейт-Бьютт в штате Калифорния.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Рабочее место оператора новой наземной станции управления Вlock 50 Ground Control Station

Операторское место на станции Block 50 GСS фактически имитирует кабину пилотируемого самолета, с соответствующей визуализацией и сведением всех дисплеев управления и отображением информации в «единый кокпит», что значительно повышает ситуационную осведомленность оператора. Главным преимуществом такого решения является возможность сокращения количества операторов БПЛА до одного человека. Также станция Block 50 GCS оснащена новой интегрированной многоканальной защищенной системой связи Multi-Level Secure /Integrated Communication System (MLS /ICS), позволяющей увеличить объем передаваемой по защищённым каналам информации с БПЛА в оперативный центр эскадрильи с последующей передачей другим потребителям.

Немаловажным фактором является возможность оперативной переброски БПЛА MQ-9А Reaper на оперативные аэродромы по всему миру. В 2013 году было заявлено, что Командование специальных операций использует для этого военно-транспортные самолёты C-17А Globemaster III.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Спутниковый снимок Google Earth. Военно-транспортные самолёты C-17А на авиабазе Поуп-Фильд, являющейся местом постоянного базирования 724-й тактической группы специальных операций

Наземные технические службы ССО ВВС США должны менее чем за 8 часов подготовить беспилотник, наземный комплекс управления и оборудование, обеспечивающее эксплуатацию на удалённом аэродроме и загрузить их в военно-транспортный самолёт. Ещё не более 8 часов отводится на то, чтобы после прибытия транспортника на место разгрузить его, и подготовить ударно-разведывательный MQ-9А для действий в интересах групп специального назначения. Выбор С-17А был связан с тем, что этот военно-транспортный самолёт имеет достаточную грузоподъёмность, относительно высокую скорость, хорошую дальность, систему дозаправки в воздухе и возможность взлёта и посадки со слабо подготовленных полос.

В настоящее время в распоряжении Командования специальных операций имеется пять строевых эскадрильи вооруженных БПЛА MQ-9А. 2-я эскадрилья специальных операций приписанная к авиабазе Хёрлбурт-Филд во Флориде до 2009 года размещалась на авиабазе Неллис в штате Невада. Фактически её техника и личный состав по большей части находятся на аэродромах за пределами США. В прошлом 2-я эскадрилья ССО ВВС США была оснащена БПЛА MQ-1 Predator который официально снят с вооружения в марте 2018 года. Ещё три беспилотные эскадрильи: 3-я, 12-я и 33-я, приписаны к авиабазе Кэннон в Нью-Мексико.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Особое место в ССО ВВС США занимает 12-я эскадрилья также размешённая в Кэнон. Её специалисты подготовлены для управления действиями беспилотников непосредственно с передовых аэродромов базирования. Это сделано на случай выхода из строя спутниковых коммуникационных систем. В декабре 2018 года на авиабазе Хёрлбурт-Филд была сформирована ещё одна беспилотная эскадрилья вооруженная MQ-9А.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Спутниковый снимок Google Earth. БПЛА MQ-9А на американской авиабазе Ниамее в Нигере

Боевая деятельность беспилотных эскадрилий сил специального назначения не афишируется. Однако известно, что их техника и личный состав размещались в Ираке, Aфганистане, Нигере, Эфиопии. Особенно многочисленный парк беспилотников развёрнут на авиабазе Чабелле, специально построенной в 2013 году для американских БПЛА в Джибути.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Спутниковый снимок Google Earth. БПЛА MQ-9А на американской авиабазе Чабелле в Джибути

«Хищники» и «Жнецы» базирующиеся здесь принимали активное участие в боевых действиях в Йемене. При этом как минимум два MQ-9А были поражены средствами ПВО хуситов, ещё несколько вооруженных беспилотников потеряны в Ираке и Афганистане.

Лёгкие беспилотные летательные аппараты Командования специальных операций ВВС США


Помимо разведывательно-ударных БПЛА MQ-9А ССО ВВС США используют несколько моделей лёгких беспилотников. В августе 2004 года в Ираке впервые был использован БПЛА MQ-27A, первоначально известный как ScanEagle. Этот дрон создан компанией Insitu , являющейся «дочкой» корпорации Boeing на базе гражданского аппарата SeaScan предназначенного для обнаружения косяков рыбы в открытом море. Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

БПЛА MQ-27A

БПЛА MQ-27 имеет взлётную массу 22 кг и оснащён двухтактным поршневым двигателем мощностью 1,5 л.с. Максимальная скорость – 148 км/ч. Крейсерская – 90 км/ч. Потолок – 5900 м. Время нахождения в воздухе – 20 ч. Длина — 1,55–1,71 м (в зависимости от модификации). Размах крыла – 3,11 м. Полезная нагрузка – 3,4 кг. В качестве полезной нагрузки обычно использовалась стабилизированная оптоэлектронная или ИК- камера на облегченной стабилизированной платформе и интегрированная система связи.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Запуск MQ-27A осуществляется при помощи пневматической пусковой установки, SuperWedge. Для навигации используется спутниковая аппаратура NavtechGPS. Наземная станция управления способна контролировать БПЛА и получать изображение на удалении до 100 км. В 2006 году стоимость системы ScanEagle состоявшей из четырёх беспилотников, наземной станции, пневматической катапульты, комплекта запчастей и удалённого видеотерминала составляла $3,2 млн.

В марте 2008 года специалисты Boeing совместно с представителями ImSAR и Insitu провели испытания ScanEagle с установленным на борту радиолокатором NanoSAR A. Согласно рекламным данным компании ImSAR, NanoSAR A – это самый компактный и лёгкий в мире радар синтезированной апертурой. Он весит всего 1,8 кг и имеет объём 1,6 литра. Этот радиолокатор предназначен для обеспечения высококачественной съемки наземных объектов в режиме реального времени при неблагоприятных погодных условиях или в условиях сильного задымления и запыления.

В октябре 2014 года началась эксплуатация БПЛА MQ-27В. На этой модели установлен более мощный двигатель и несколько удлинён фюзеляж. Основной причиной повышения мощности двигателя стало использование нового бортового электрического генератора. Это произошло в связи с возросшим энергопотреблением бортовой аппаратуры. Лётные данные по сравнению с MQ-27А не изменились, но продолжительность полёта снизилась до 16 ч. БПЛА MQ-27В оснащён новой универсальной системой наблюдения «день-ночь», улучшенной навигационной и связной аппаратурой. Также появилась возможность установки аппаратуры радиотехнической разведки и РЭБ.

В 2007 году на вооружение сил специальных операций поступил БПЛА RQ-11В Raven. Первоначально он предназначался для батальонного звена американской армии, но в последствии им начал активно пользоваться спецназ. Управление специальных операций заказало 179 комплексов с четырьмя БПЛА в каждом. Стоимость одного комплекта, включающего в себя две станции управления, четыре дрона и комплект запасных частей — $173 тыс. С 2004 года собрано около 1900 планеров RQ-11.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Запуск лёгкого БПЛА RQ-11 Raven

Этот беспилотник массой 1,9 кг приводится в движение толкающим двухлопастным винтом, который вращает электродвигатель Aveox 27/26/7-AV. Размах крыла – 1,5 м. Максимальная скорость полёта – около 90 км/ч. Крейсерская – 30 км/ч. Продолжительность нахождения в воздухе – до 1,5 ч.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Станция управления и БПЛА RQ-11 хранятся в защищённых контейнерах и транспортируются автомобильным транспортом. На небольшое расстояние беспилотник и контейнер с аппаратурой переносятся двумя военнослужащими.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Военнослужащий ССО ВВС США управляет БПЛА RQ-11 в Афганистане

«Ворон» может совершать полёт самостоятельно по GPS-навигации либо в ручном режиме с наземной станции управления. Одно нажатие кнопки оператором возвращает беспилотник в точку старта. Стандартная целевая нагрузка состоит из цветной дневной телекамеры, либо ночной инфракрасной камеры.

Вооруженные силы США и их союзники очень активно использовали БПЛА модификаций RQ-11А и RQ-11В в Афганистане, Ираке и Йемене. Также беспилотники этой модели были замечены в зоне боевых действий на востоке Украины. Пользователи отмечали хорошие для аппарата такого класса данные, простоту и лёгкость применения. Впрочем, украинские военные отмечали уязвимость канала управления и передачи данных к современным средствам радиоэлектронной борьбы. В связи с этим в США на вооружение в 2015 году принята модификация RQ-11B DDL (Digital Data Link) с помехозащищённой цифровой аппаратурой связи Harris SSDL.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

До этого компания-производитель AeroVironment начала поставки модификации RQ-11B Raven Rigged 3d model с вращающейся комбинированной камерой Raven Gimbal, в которой имеются дневной и ночной каналы.

Также ведутся работы по созданию модификации способной дольше находиться в воздухе. В ноябре 2012 года специалисты Исследовательской лаборатории ВВС на авиабазе Райт-Паттерсон, штат Огайо, испытали аппарат Solar Raven. На серийном RQ-11В крылья обклеили гибкими солнечными батареями и изменили схему электропитания. Благодаря этому в дневное время продолжительность полёта существенно увеличилась.

Самым миниатюрным беспилотником используемым американским спецназом на постоянной основе в Афганистане и на Ближнем Востоке является Wasp III. Этот аппарат создан по заказу Командования сил специальных операций ВВС США компанией AeroVironment и Агентством перспективных исследовательских проектов в области обороны (DARPA) и принят на вооружение AFSOC в 2008 г. Стоимость одного беспилотника и станции управления на тот момент составляла $50 тыс.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

БПЛА Wasp III

БПЛА Wasp III с электрическим двигателем имеет размах крыла 73,5 см, длину 38 см, весит 454 г и несет оптоэлектронные цветные камеры переднего и бокового обзора с цифровой стабилизацией изображения. Дальностью действия — до 5 км от наземного пункта управления. Литий-ионная батарея встроенное в крыло обеспечивает время нахождения в воздухе до 45 минут. Максимальная скорость полёта – 65 км/ч. Высота полёта – до 300 м.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

Для управления Wasp III может использоваться комплект аппаратуры от БПЛА RQ-11B. Также существует облегчённый пульт управления, который вместе с наземной станцией переносится в одном рюкзаке. Беспилотники «Оса-3» предназначались для корректировки артиллерийско-миномётного огня, ведения разведки в ближнем тылу противника, обследования местности на предмет возможных засад и выявления замаскированных огневых точек. Впрочем, методика применения малоразмерных БПЛА в КМП и ССО ВВС США различна. Морские пехотинцы эксплуатируют Wasp III в ротном и батальонном звене, а подразделения спецназа могут использовать его в отрядах, численность которых не превышает 10 человек.

Беспилотные летательные аппараты сил специального назначения ВВС США

БПЛА Wasp AE

В мае 2012 года компания AeroVironment представила улучшенную модификацию Wasp AE. Масса этого аппарата составляет 1,3 кг, и он может находиться в воздухе до 1 ч. БПЛА Wasp AE оснащён поворотной комбинированной камерой, имеющей дневной и ночной режимы.

В настоящее время беспилотники Wasp AE и Wasp III параллельно используются Силами специальных операций и Корпусом морской пехоты. Исходя из опыта боевых действий в Ираке и Афганистане был сделан вывод, что применение лёгких БПЛА, находящихся в распоряжении командиров подразделений, чьи солдаты вступают в непосредственный огневой контакт с противником, позволяет резко снизить потери в живой силе и технике, а также повысить результативность артиллерийско-миномётных ударов.

Как работают дроны и что представляет из себя технология дронов?

В данной статье простым языком рассказывается о том, что такое дрон и как они работают. Технология БПЛА постоянно развивается, так как новые инновации и инвестиции являются двигателем совершенствования дронов, новые модели которых выпускаются каждые несколько месяцев.

Ниже мы обсудим технологию БПЛА на примере самых популярных дронов, в которых использованы все новейшие технологии. У большинства дронов очень похожие системы.

Технология БПЛА охватывает все: от аэродинамики дрона и материалов изготовления до печатных плат, чипсета и программного обеспечения, которые являются мозгами дрона.

Одним из самых популярных дронов на рынке является DJI Phantom 3. Этот дрон был очень популярен среди профессиональных воздушных операторов. Хотя сейчас он считается устаревшим, в нем использованы передовые технологии, которые присутствуют в самых последних моделях БПЛА.

Этот беспилотник можно использовать для описания технологии БПЛА, поскольку в нем есть все: сам дрон, карданов подвес и камера. Также, в нем применены передовые технологии.

Всего через несколько месяцев после написания этой статьи на рынке появилось несколько новых дронов, таких как DJI Mavic 2, Mavic Air, Phantom 4 Pro, Inspire 2 и Walkera Voyager 5.

Инновации в технологии БПЛА развиваются в быстром темпе. Данная статья охватывает самые последние технологические достижения в сфере БПЛА. Так что эта статья, как и все ссылки здесь, актуальны.

Как работают дроны

Типичный беспилотный летательный аппарат изготовлен из лёгких композитных материалов с целью уменьшения веса и повышения манёвренности. Прочность композитного материала позволяет военным дронам совершать полёты на чрезвычайно больших высотах.

Беспилотники оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные камеры, GPS и лазер (бытовой, коммерческий и военный БПЛА). Дроны управляются с помощью систем дистанционного управления с земли (GSC), который также называется "наземный пульт управления".

Система БПЛА включает: сам дрон и систему управления.

В носовой части дрона расположены все датчики и навигационные системы.   Так как нет необходимости в размещении человека внутри, остальная часть корпуса заполнена системами БПЛА.

Конструкционные материалы, использованные для создания дрона, представляют собой очень сложные композиты, предназначенные для поглощения вибраций, которые уменьшают производимый шум. Эти материалы очень легкие.

Что такое дрон - технология БПЛА

Ниже мы рассмотрим научное обоснование и технологии, использованные в беспилотнике DJI Phantom 3. Также, мы владеем информацией о технологиях, применяемых в новейших моделях на рынке дронов.

Существует множество ссылок, по которым вы можете пройти, чтобы изучить различные компоненты технологии дронов. Например, вот потрясающая статья о компонентах дронов. Здесь приведён обзор отдельных компонентов, которые встречаются в большинстве дронов.

Типы и размеры дронов

Дроны бывают самых разных размеров, причём самые большие, такие как беспилотник Predator, используются в военных целях. Следующими по размеру являются дроны, которые имеют фиксированные крылья и требуют коротких взлётно-посадочных полос. Они обычно используются для охвата больших территорий, например, для географической съёмки или для борьбы с браконьерством в дикой природе.

Дроны ВВП

Следующими по размеру являются так называемые дроны ВВП. Многие из них - квадрокоптеры, но не все. Беспилотники ВВП могут взлетать, летать, зависать в воздухе и приземляться вертикально. Точное значение ВВП - «Вертикальный взлет и посадка».

Большинство последних моделей, такие как DJI Mavic Air и DJI Spark, вывели технологию ВВП на новый уровень и теперь запускаются даже с ладони.

Вывод в заданную точку с помощью РЛС и Функция возвращения домой

Большинство последних моделей дронов оснащены двойными глобальными навигационными спутниковыми системами (GNSS), такими как GPS и ГЛОНАСС.

Дроны могут летать как в GNSS, так и в не спутниковых режимах. Например, дроны DJI могут летать в режиме P (GPS & ГЛОНАСС) или ATTI, который не использует спутниковую навигацию.

Высокоточная навигация очень важна при полете, особенно, если дрон применяется для создания 3D-карт, съёмки ландшафта и миссии SAR (Search & Rescue).

При первом включении, квадрокоптер ищет и обнаруживает спутники GNSS. Высококачественные системы GNSS используют технологию. По сути, спутниковая группировка - это группа спутников, работающих синхронизированно, и обеспечивающих скоординированное покрытие. Заход (прохождение) и покрытие - это периоды, в течение которых спутник виден над местным горизонтом.

Радиолокационная технология будет сигнализировать на дисплее пульта дистанционного управления о следующем;

• обнаружение достаточного количества спутников GNSS и готовность к полёту

• текущее положение и местоположение дрона по отношению к пилоту

• фиксирование исходной точки для функции «Возвращения домой»

Большинство последних моделей беспилотных летательных аппаратов имеют 3 типа технологии «Возвращения домой»:

• Пилот инициировал возвращение домой, нажав кнопку на пульте дистанционного управления или в приложении.

• Низкий уровень заряда батареи, при котором беспилотник автоматически летит обратно в исходную точку.

• Потеря передачи между БПЛА и пультом дистанционного управления, когда БПЛА автоматически возвращается в исходную точку.

Новейшая функция Mavic Air RTH позволяет обнаруживать препятствия во время автоматического возвращения домой. Mavic Air RTH позволяет избежать препятствий, если достаточно освещения;

  1. Mavic Air замедляется при обнаружении препятствия
  2. Он останавливается и зависает в воздухе, а затем летит обратно и поднимется вверх, пока не обнаружит, что препятствий на пути нет.
  3. Затем процесс RTH возобновляется, и Mavic Air возвращается в исходную точку на новой высоте.

Технология обнаружения препятствий и предотвращения столкновений

Многие дроны оснащены системами предотвращения столкновений. В      системе искусственного зрения использованы датчики обнаружения препятствий для сканирования окружающей среды, в то время как программные алгоритмы и технология SLAM переносят изображения в трёхмерные карты, позволяя контроллеру полёта обнаруживать объект и избегать его. Эти системы объединяют один или несколько следующих датчиков для обнаружения и обхода препятствий;

• Датчик изображения

• Ультразвуковой

• Инфракрасный

• Лидар

• Время полёта (ToF)

• Монокулярное зрение

Последние модели DJI Mavic 2 Pro и Mavic 2 Zoom способны обнаруживать препятствия с 6 сторон. В Mavic 2 используются как датчики изображения, так и инфракрасные датчики, встроенные в систему наблюдения, известную как всенаправленное распознавание препятствий.

Система обнаружения препятствий DJI Mavic 2 переходит на следующий уровень, где она может фактически облетать препятствия спереди или при обратном движении. Если дрон не сможет определить траекторию полёта вокруг объекта, он зависнет в воздухе перед препятствием. Это называется APAS (усовершенствованная система помощи пилотам), которая применяется на дронах DJI Mavic 2 и Mavic Air.

Гироскопическая стабилизация, IMU и контроллеры полета

Технология гироскопической стабилизации является одним из компонентов, обеспечивающих беспилотный полет дрона. Гироскоп должен мгновенно реагировать на силы, оказывающие давление на дрон. Гироскоп предоставляет необходимую навигационную информацию центральному контроллеру полета.

Инерциальный измерительный блок (IMU) работает посредством определения текущей скорости ускорения с использованием одного или нескольких акселерометров. IMU обнаруживает изменения атрибутов вращения, таких как тангаж, крен и рыскание, используя один или несколько гироскопов. Некоторые IMU включают в себя магнитометр , чтобы упростить каллибровку при сбоях ориентации.

Гироскоп является компонентом IMU, а IMU является важным компонентом контроллера полёта дронов. Контроллер полёта является "мозгом" дрона.

Вот потрясающая статья, которая описывает гиростабилизацию и технологию IMU, применяемую в дронах.

Направление двигателя дрона и конструкция пропеллера

Двигатели и пропеллеры - это технология БПЛА, которая поднимает дрон в воздух и позволяет летать в любом направлении, а также зависать в воздухе. На квадрокоптере двигатели и пропеллеры работают в паре: 2 двигателя/пропеллера, вращающиеся по часовой стрелке (пропеллеры CW) и 2 двигателя, вращающиеся против часовой стрелки (пропеллеры CCW). Они получают команды с контроллера полёта и электронных регуляторов скорости (ESC) о направлении движения дрона либо зависнуть в воздухе, либо лететь.

Экранные параметры полёта в реальном времени

Почти во всех дронах встроен контроллер наземной станции (GSC) или приложение, позволяющее отслеживать текущую телеметрию полёта и видеть на вашем мобильном устройстве то, что видит ваш дрон.

Бесполетная зона

what-is-drone-technology-and-how-does-it-work-300x248.jpgЧтобы повысить безопасность полетов и предотвратить случайные полеты в запрещенных зонах, последние модели дронов от DJI и других производителей включают функцию «Бесполетная зона».

Бесполетные зоны были разделены на две категории: A и B. Производители могут обновить и изменить эту технологию с помощью обновлений микропрограмм.

Режим GPS "Готов к полету"

Когда компас откалиброван, дрон ищет местоположение спутников GPS. Когда найдено более 6, дрон переходит в режим «Готов к полёту».

Внутренний компас и отказоустойчивая функция

Позволяет БПЛА и системе дистанционного управления точно знать местоположение дрона в полёте. Калибровка компаса необходима, чтобы установить исходную точку. Исходной точкой является место, куда дрон вернётся в случае потери сигнала между дроном и системой дистанционного управления (также известна как «отказоустойчивая функция»).

Онлайн Передача Видео. Режим FPV

FPV означает «вид от первого лица» (First Person View). На БПЛА установлена ​​видеокамера, которая транслирует видео в реальном времени пилоту на земле. Пилот летает на дроне и видит картину так, будто он находится на борту самолёта, а не находится на земле.

FPV позволяет летать намного выше и дальше, чем вы если смотреть на дрон с земли. Режим FPV позволяет летать более аккуратно, особенно это касается обхода препятствий.

FPV позволяет запускать дрон в помещении, пролетать через леса и вокруг зданий, где было бы невозможно летать, наблюдая за ним с земли.

Исключительно быстрый рост и развитие индустрии БПЛА был бы невозможен без технологии прямой передачи видео FPV. Эта технология использует радиосигнал для передачи и приёма видео в реальном времени.

Дрон оснащен встроенным многодиапазонным беспроводным передатчиком FPV с антенной. В зависимости от дрона, приемником видеосигналов может быть пульт дистанционного управления, компьютер, планшет или смартфон. Прямая трансляция видео напрямую зависит от уровня сигнала на наземном управлении дрона. Диапазон передачи видео в реальном времени с дрона DJI Mavic 2составляет FPV 5 миль (8 км) с передачей видео в качестве 1080p.

Другие, более старые дроны, такие как DJI Mavic и Phantom 4 Pro, передают видео на расстоянии до 4,3 мили (7 км). В Phantom 4 Pro и Inspire 2 используется новейшая система DJI Lightbridge 2.

В таких дронах, как DJI Mavic, используются встроенные контроллеры и интеллектуальные алгоритмы, которые устанавливают новый стандарт беспроводной передачи изображений высокой чёткости за счёт снижения задержки и увеличения максимальной дальности и надёжности.

Передача видео в реальном времени и максимизация диапазона передачи - это захватывающая технология. В статье «Понимание передачи видео в реальном времени FPV» вы можете узнать больше об этой технологии.

FPV в сети 4G / LTEI

В 2016 году была анонсирована новая возможность трансляции видео по сети 4G / LTE с неограниченным диапазоном и с низкой задержкой. Эта технология БПЛА называется Sky Drone FPV 2. Она включает в себя модуль камеры, модуль данных и модем 4G / LTE.

Прошивка и Ассистент

Система управления полётом обменивается данными с помощником, установленным на ПК, через кабель Micro-USB. Это позволяет настраивать БПЛА и обновлять прошивку дрона.

Дрон проще всего описать так: летающий компьютер с прикреплённой камерой или датчиком.

Как и компьютеры, дроны оснащены встроенным программным обеспечением, которое отправляет команды физическим компонентам дрона или удалённого контроллера. Производители БПЛА выпускают обновления прошивки для исправления ошибок и добавления новых функций к дрону, пульту дистанционного управления или программному обеспечению, если оно используется для управления дроном.

Светодиодные индикаторы полета

Они расположены в передней и задней части дрона. Обычно светодиоды зелёного, жёлтого или красного цвета.

Передние светодиоды показывают, где находится дрон. Задние светодиоды загораются, чтобы показать состояние дрона при включении питания, обновлении прошивки и полете.

Важно понимать, о чём уведомляют светодиоды на вашем квадрокоптере. Например, медленно мигающий красный светодиод может обозначать низкий уровень заряда батареи, а постоянный красный цвет указывает на ошибку. Все дроны поставляются с руководством по эксплуатации, в котором перечислены значения каждого светодиода.

Система дистанционного управления БПЛА

Remote-Control-Drone-Technology-261x300.jpgНа DJI Phantom 3 это устройство беспроводной связи, использующее частоту 5,8 ГГц. Дрон и система дистанционного управления должны быть подключены ещё на заводе.

Дистанционное управление БПЛА, Ресивер

Расположение кнопки связи технологии ресивера на чистоте 5,8 ГГц расположена под БПЛА.

Почти все последние модели дронов работают на частоте 2,4 или 5,8 ГГц.

Расширитель диапазона БПЛА

Это устройство беспроводной связи, которое обычно работает на частоте 2,4 ГГц. Оно используется для расширения диапазона связи между смартфоном или планшетом и дроном в открытой местности.

Дальность передачи может достигать до 700 метров. Каждый расширитель диапазона имеет уникальный MAC-адрес и имя сети (SSID).

Последние модели дронов DJI способны летать на расстояние до 5 миль (8 км).

Многие старые модели или дроны других ведущих производителей не летают так далеко. Однако набирает популярность такой продукт, как расширитель диапазона, который способен увеличить расстояние полета.

Приложение для смартфона с функцией наземной станции

Сегодня многими дронами возможно управлять с пульта дистанционного управления или из приложения для смартфона, которое можно загрузить из Google Play или Apple Store. Приложение предоставляет полный контроль над дроном. Каждый производитель предлагает свое фирменное приложение, среди них Go 4 от DJI.

Высокопроизводительная камера

В последние дроны от DJI, Walkera, Yuneec и многих других производителей встроены камеры, которые могут снимать видео в формате 4k и могут делать 12-мегапиксельные кадры.

Многие из более ранних моделей дронов использовали камеры, которые не были пригодны для съемок с воздуха. Многие из этих аэрофотоснимков имели бочкообразное искажение из-за широкоугольного объектива.

Тем не менее, дроны серии DJI Mavic, DJI Inspire 1, Phantom 3 Professional и Phantom 4, оснащены, 4-к камерой предназначенной для съемки с воздуха.

Лучший дрон для профессиональной воздушной съемки - DJI Inspire 2, с камерой DJI Zenmuse X7. При использовании этой камеры, система обработки изображений Inspire 2 CineCore 2.1 записывает видео весом до 6 КБ в CinemaDNG / RAW и 5,2 К в Apple ProRes.

Inspire 2 используют продюсеры и ведущие рекламные фирмы в Голливуде. Фактически, на Inspire 2 сняты все воздушные и наземные кадры в короткометражном фильме «Сфера». Вы можете узнать больше о дроне № 1 для аеросъемок в потрясающем обзоре DJI Inspire 2.

Дроны с зум-камерами

В 2016, 2017 и 2018 годах на рынок поступил ряд интегрированных подвесов с оптическим и цифровым зумом.

DJI выпустил Zenmuse Z3, который является встроенной камерой для аэросъёмок с зумом, оптимизированной для фотосъёмки. Zenmuse Z3 с 7-кратным зумом, состоящим из 3,5-кратного оптического и 2-кратного цифрового зума без потерь, создаёт эквивалентный диапазон фокусных расстояний от 22 до 77 мм, что делает его идеальным для промышленного применения.

В октябре 2016 года DJI выпустили камеру Zenmuse Z30. Мощная камера Zenmuse Z30 представляет собой встроенную камеру для аэросъёмок, имеет 30-кратный оптический и 6-кратный цифровой зум для увеличения до 180x. Благодаря этим параметрам, камера подходит для промышленного использования, такого как осмотр вышек сотовой связи или ветряных турбин, для более детального осмотра конструкции, проводов, модулей и компонентов, и обнаружения повреждений. Zenmuse совместим с дронами DJI Matrice.

Walkera Voyager 4 поставляется с камерой с 18-кратным зумом. Камера с 18-кратным оптическим зумом на Voyager 4 обеспечивает беспрепятственную съёмку на 360 градусов. Она может снимать в формате 4k , 30 кадров в секунду. Система передачи изображений высокой чёткости использует 3-осевую бесщёточную стабилизирующую технологию подвеса. Walkera также выпустила Voyager 5. У него невероятная камера с 30-кратным оптическим зумом. Он включает в себя множество систем резервирования, таких как двойной GPS, двойной гироскоп и система с 3 аккумуляторами. Он также имеет дополнительную тепловую инфракрасную камеру и камеру ночного видения для съёмки при слабом освещении.

Подвес и регулировка наклона

Технология карданного подвеса очень важна для получения качественных аэрофотоснимков, видео или 3D-изображений. Подвес сохраняет камеру от вибраций. Используя подвес можно наклонять камеру во время полёта, делая уникальные ракурсы. Подвесы, в основном, - это 3-х осевые стабилизированные карданы с 2 режимами работы. Режим не-FPV и режим FPV.

Практически во всех последних дронах встроен карданные подвесы и камеры. Лидером в технологии воздушных подвесов является DJI в линейке Zenmuse. Вы можете прочитать больше о конструкции карданного подвеса здесь.

Съемка с дронов без карданного подвеса

На CES 2017 компания под названием Ambarella анонсировала чип h32 для камер в дронах. Этот чип позволяет снимать видео в формате 4K HD и включает в себя электронную стабилизацию изображения, устраняя необходимость в подвесе.

Дроны с сенсорами для создания 3D карт и моделей с использованием Sensor Fusion

Лидарные, мультиспектральные и фотограмметрические датчики используются для создания трёхмерных моделей зданий и ландшафтов. Датчики ночного видения для работы при слабом освещении и тепловизионные датчики используются для сканирования зданий и ландшафтов и для оказания помощи в сельском хозяйстве, пожаротушении, поисковых и спасательных операциях. У большинства дронов разные датчики с программным обеспечением, объединяющим полученные данные для лучшего результата. Эта технология известна как сенсорный синтез и работает следующим образом;

Sensor fusion - это программное обеспечение, которое комбинирует данные, полученные с нескольких датчиков, например, с тепловизоров и датчиков RGB-камеры, с целью улучшения производительности приложения или системы. Объединение данных полученных с нескольких датчиков понижает погрешности отдельных датчиков при расчете точной информации о положении и направлении движения дрона.

Например, мультиспектральные датчики на дронах могут создавать цифровые карты рельефа (DEMS), чтобы предоставлять точные данные о состоянии сельскохозяйственных культур, цветов, фауны, кустарников и деревьев.

В 2016 году на рынке появились дроны с Time-of-Flight (ToF) камерами. Камеры ToF с лидарными датчиками могут использоваться отдельно или с RGB и обычными лидарными датчиками для выполнения целого ряда функций. ToF-камеры могут использоваться для сканирования объектов, навигации в замкнутом пространстве, обхода препятствий, распознавания жестов, отслеживания объектов, измерения объёмов, для измерения высоты, для 3D-съёмки, для игр с дополненной реальностью и т.д.

Time-of-Flight камеры с лидарными датчиками имеют огромное преимущество перед другими технологиями, так как способны измерять расстояния до объектов в пределах зоны за один снимок.

С помощью лидарного и фотограмметрического картографирования дрон запрограммирован на полёты над определённой областью с использованием автономной навигации по GPS. Камера на дроне будет делать фотографии с интервалом 0,5 или 1 сек. Эти фотографии затем соединяются вместе с помощью специализированного программного обеспечения для создания 3D-изображений.

DroneDeploy является одним из лидеров в создании программного обеспечения для 3D картографирования. Их мобильное приложение и карты в реальном времени используются во многих секторах для создания 3D-карт и моделей. У них есть специализированное решение для сельскохозяйственного сектора, и их программное обеспечение работает с большинством новейших дронов.

Захват изображений с высоким разрешением на стабилизированном дроне очень важен. Использование лучшего программного обеспечения фотограмметрии для обработки изображений в реальные карты и модели также важно. Ниже приведены одни из лучших программ для картографирования с использованием дронов:

• DroneDeploy 3D Mapping Solutions

• Pix4D Mapper Фотограмметрия

• AutoDesk ReCap Фотограмметрия

• Карты Made Easy - Ортофото и 3D-модели

• 3DF Zephyr Фотограмметрия

• Agisoft PhotoScan Фотограмметрия

• PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer

• Open Drone Map

• ESRI Drone2Map для ArcGIS

В этой статье вы можете прочитать обзор программного обеспечения для фотограмметрии для 3D-карт.

Комплект против падения

Помогает держать стабилизатор и камеру подключёнными к БПЛА.

Программное обеспечение для редактирования видео

Наличие качественного программного обеспечения для видео имеет важное значение для последующей обработки. Большинство последних моделей дронов снимают в формате Adobe DNG raw, что означает, что вся исходная информация об изображении сохраняется для дальнейшей обработки.

Операционные системы

Большинство беспилотных летательных аппаратов используют Linux и только несколько - MS Windows. В 2014 году Linux Foundation запустили проект под названием Dronecode project.

Dronecode Project - это проект с открытым исходным кодом, который объединяет существующие и будущие проекты БПЛА с открытым исходным кодом в рамках некоммерческой структуры, управляемой The Linux Foundation. Результатом является общая платформа с открытым исходным кодом для БПЛА.

Безопасность и возможность взлома

Дроны напоминают летающие компьютеры с операционной системой, контроллерами полета и основными платы с программируемым кодом. Именно поэтому их также можно взломать. Существуют такие дроны, которые летают в поисках других дронов и взламывают их беспроводную сеть, отключая владельца и захватывая дрон. Однако есть несколько способов, как защитить свой беспилотник от хакеров.

Новейшие инновационные технологические дроны

DJI располагает огромным ассортиментом продуктов на рынке потребительских и профессиональных БПЛА. Ниже приведён список новейших дронов с запатентованными технологиями:

  • DJI Mavic 2 - поставляется в 2 моделях. Камера 4k и зум. Это позволяет предотвратить столкновения со всех сторон.
  • DJI Mavic 2 Enterprise или M2E - модели с зумом или тепловизором. Включает в себя дополнительные компоненты, такие как маяк, прожекторы и громкоговоритель. Разработан специально для применения в поисково-спасательных операциях или подобных работ.
  • DJI Mavic Air - это малогабаритный профессиональный дрон. Оснащён 4k камерой, очень стабильный в полёте. Есть функция предотвращения столкновений. Также способен летать, используя жесты рук, и имеет технологию распознавания лиц.
  • DJI Phantom 4 Pro - с технологией предотвращения столкновений «Vision». Многоцелевой дрон, включая 4k воздушную съемку, фотографию и фотограмметрию.
  • DJI Inspire 2 - запатентованный дизайн и двигатели. Многоцелевой дрон для профессиональной 5k воздушной съемки, фотографии, фотограмметрии, мультиспектральных и тепловизионных изображений.
  • Yuneec Typhoon H Pro - использует запатентованную технологию предотвращения столкновений Intel Realsense. Отлично подходит для профессиональной аэрофотосъемки.
  • Walkera Voyager 5 - потрясающий последний дрон от Walkera. Можно выбрать камеру с 30-кратный оптический зум, инфракрасным зумом, а также ночного видения для работы при слабом освещении.
  • Walkera Vitus Starlight - новейший малогабаритный потребительский дрон от Walkera с датчиками предотвращения столкновений и камерой ночного видения для работы при слабом освещении.
  • DJI Matrice 600- коммерческий мультикоптер, представляет собой платформу для аэросъемки с возможностью установки 7 различных камер Zenmuse.
  • Коммерческий квадрокоптер DJI Matrice 200 - резервирование с двойной батареей, IMU и спутниковой навигационной системой. Под квадрокоптером можно установить 2 камеры (например, тепловизионную и с зумом). Кроме того, установите камеру сверху на Matrice 200, что упростит съемку мостов. Matrice 200 предоствращает столкновения с 6 направлений благодаря ToF-лазеру, ультразвуковому датчику и датчику Vision.

Умные системы полета

Все эти новейшие дроны оснащены умными контроллерами полета и работают в таких режимах: Follow Me, Active Tracking, Waypoints, Return To Home и т.д. Phantom 4 Pro от DJI оснащен умными режимами полета с наивысшим уровнем автономности, по сравнению с другими дронами. Phantom 4 Pro имеет следующие умные режимы полета;

• Наблюдаемая цель (профиль, прожектор, круг)

• Ориентир местности

• TapFly

• Режим отслеживания местности

• Режим штатива

• Режим жестов

• S-Mode (Спорт)

• P-режим (Позиционироание)

• A-Mode (Отношение)

• Режим новичка

• Course Lock

• Home Lock

• Облет препятствий

Применение

Дроны можно применять как угодно. Если вы устанавливаете камеру или датчики, такие как LiDAR, Thermal, ToF, Multispectral и многие другие, диапазон применения дронов расширяется. Здесь вы найдете список применения дронов.

Учимся собирать и программировать дроны

Существует немало потрясающих дронов, наборов, а также онлайн-материалов, с помощью которых можно научиться собирать и программировать их. Есть много языков программирования дронов, которые очень легко выучить, такие как Scratch, Swift, Blockly и Tynker. Вы также можете программировать дроны, используя текстовые языки, такие как Python и JavaScript. Существует множество приложений, с помощью которых можно настраивать те или иные компоненты дронов, такие как калибровка IMU и вращение двигателей. Многие из этих образовательных дронов продаются по разумной цене и оснащены всем необходимым для сбора и программирования БПЛА. Здесь вы сможете узнать всю информацию о лучших образовательных дронах.

Лучшие видео о технологии БПЛА

Ниже я прикрепил 2 видео, в которых подробно рассказывается о технологии БПЛА. Первое видео от ведущего учёного-исследователя БПЛА Раффаэлло Д'Андреа, который потрясающе рассказывает о программном обеспечении технологии БПЛА с научной точки зрения. Он говорит об алгоритмах, теории управления и проектировании на основе моделей.


Военные Дроны

MQ-1B-Predator-and-MQ-9-Reaper-Drone-300x228.jpgВ видео ниже объясняется как настоящее, так и будущее науки и технологии, стоящих за военными БПЛА, такими как Predator и Reaper. Два военных дрона среднего размера, которые в настоящее время используются, - это MQ-1B Predator (с англ. хищник) и MQ-9 Reaper (с англ. жнец). Они широко использовались в Афганистане и Пакистане.

Лично я интересуюсь использованием технологий БПЛА в повседневной жизни в работе различных предприятий, профессионалов и любителей. Еще несколько лет назад большая часть технологий военных БПЛА перешла на потребительский и бизнес рынок.

В последние несколько лет мы наблюдаем огромные инвестиции в БПЛА, особенно в сфере бизнеса и потребительских БПЛА. За последние время технология БПЛА действительно стремительно развивалась.


Беспилотный летательный аппарат - Простая английская Википедия, свободная энциклопедия

Групповое фото участников демонстрации с воздуха во время демонстрации беспилотных летательных аппаратов ВМФ в 2005 г.

Беспилотный летательный аппарат (часто называемый дроном ) - это самолет, которым не управляет пилот на борту.

Дроны могут иметь бортовой компьютер, который отвечает за корректировку ветра и изменения давления воздуха. Иногда они запрограммированы на определенную цель. Важные решения обычно контролируются людьми на земле, общающимися по радио.

Большие БЛА в основном используются вооруженными силами, например, для разведки. Некоторые из них запрограммированы как цель, в которую нужно стрелять. Некоторые несут оружие для беспилотного боя. Дроны также используются в гражданских целях, например для тушения пожаров или фотографирования.

Дроны бывают разных размеров. Размах крыльев колеблется от нескольких сантиметров до примерно 60 метров (200 футов), что соответствует размеру обычного пилотируемого самолета.

Фотографы устанавливают камеры на дроны, чтобы делать снимки сверху.Google построил и протестировал дроны, которые будут использоваться для доставки товаров. [1] Частные дроны иногда называют неприятностью, даже опасностью. [2]

  • Беспилотный летательный аппарат, запускающий ракету

  • Пункт управления беспилотным летательным аппаратом

  • Игрушечный вертолет на радиоуправлении

  • Масаи впервые видят дрон (2018).

.

беспилотный летательный аппарат | Определение, история, типы и факты

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) , военный самолет, управляемый автономно, с помощью дистанционного управления или и тем, и другим и имеющий датчики, целеуказатели, наступательные боеприпасы или электронные передатчики, предназначенные для создания помех. или уничтожить вражеские цели. Не обремененные экипажем, системами жизнеобеспечения и требованиями к безопасности пилотируемых самолетов, беспилотные летательные аппараты могут быть чрезвычайно эффективными, предлагая значительно большую дальность и выносливость, чем аналогичные пилотируемые системы.

Israel Aircraft Industries Searcher, разведывательный беспилотный летательный аппарат, на авиабазе Тель Ноф, Израиль. Итайба

Подробнее по этой теме

Аэрокосмическая промышленность: Беспилотные летательные аппараты

Беспилотный летательный аппарат s (БПЛА), класс самолетов, подобных радиоуправляемым моделям и крылатым ракетам, стал значительным ...

БПЛА произошли от дронов-мишеней и дистанционно пилотируемых аппаратов (ДПЛА), которые использовались вооруженными силами многих стран в первые десятилетия после Второй мировой войны.Современные БПЛА дебютировали как важная система вооружения в начале 1980-х, когда Силы обороны Израиля оснастили небольшие беспилотные летательные аппараты, напоминающие большие модели самолетов, обучаемыми телевизионными и инфракрасными камерами и целеуказателями для боеприпасов с лазерным наведением, которые были подключены к станции управления. Незаметные из-за своих небольших размеров и тихих двигателей, эти машины доказали свою эффективность в наблюдении за полем боя и целеуказании. Другие вооруженные силы извлекли уроки из израильского успеха, особенно Соединенные Штаты, которые закупили некоторые из первых израильских моделей или производили их по лицензии.Самый важный американский тактический БПЛА - и тот, который отражает тенденции развития этих самолетов - это MQ-1 Predator, который впервые поднялся в воздух в 1994 году и поступил в строй в следующем году. Predator длиной 26 футов 8 дюймов (8 метров) и размахом крыльев 41 фут 8 дюймов (12,5 метра) приводится в движение поршневым двигателем, приводящим в движение толкающий винт. Он летит со скоростью 80 миль (130 км) в час и имеет запас хода 24 часа. В дополнение к телевидению в видимой и инфракрасной области спектра он оснащен радаром с синтезированной апертурой и пассивными электронными датчиками, а также может нести противотанковые ракеты.Управляющие входы и выходы датчиков передаются через спутник связи. MQ-9 Reaper, более крупный вариант Predator с турбовинтовым двигателем, имеет улучшенные характеристики и несет большую артиллерийскую нагрузку. И «Хищник», и «Жнец» использовались в конфликтах в Ираке и Афганистане и были приобретены союзниками США.

Отследите эволюцию использования дронов в военных целях и узнайте, как эта технология используется любителями. Истоки и разнообразие беспилотных летательных аппаратов или дронов, от ранних военных моделей до современных устройств потребительского уровня. Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видео к этой статье

БПЛА большего размера используются для стратегической разведки. Самым важным из них является американский RQ-4 Global Hawk, реактивный корабль длиной 44 фута (13 метров) и размахом крыльев 116 футов (35 метров). Global Hawk имеет крейсерскую скорость 400 миль (640 км) в час и запас хода около 36 часов, и он оснащен множеством фотографических, радарных и электронных датчиков.

Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk, беспилотный летательный аппарат стратегической дальности, используемый США.S Air Force для передачи данных разведки, наблюдения и разведки боевым частям на земле. Courtesy Photo / U.S. Air Force

Очень маленькие БПЛА, в некоторых случаях запускаемые вручную, используются для расширения обзора наземных боевых единиц за пределы их линии фронта. Для получения дополнительной информации, см. военный самолет: Беспилотные летательные аппараты.

AeroVironment RQ-11 Raven, беспилотный летательный аппарат, используемый для наблюдения за полем боя, запускаемый с руки солдатом США, провинция Патика, Ирак, 2006 г. Sgt. 1-й класс Майкл Гиллори / США. Армия Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня .

БПЛА - беспилотный летательный аппарат.


UAV - это аббревиатура от Unmanned Aerial Vehicle , это самолет без пилота на борту. БПЛА может быть самолетом с дистанционным управлением (например, пилотом на наземном пульте управления станции) или может летать автономно на основе предварительно запрограммированных планов полета или более комплексные системы динамической автоматизации. БПЛА в настоящее время используются для ряда миссии, в том числе разведывательные и атакующие.Для целей этого статье, и чтобы отличить БПЛА от ракет, БПЛА определяется как способный к управляемому, продолжительному горизонтальному полету и приводимый в действие реактивным или Поршневой двигатель. Кроме того, крылатую ракету можно рассматривать как БПЛА, но рассматривается отдельно на основании того, что транспортное средство является оружием. В аббревиатура БПЛА в некоторых случаях была расширена до БПЛА ( Беспилотный авиационный комплекс ). В FAA приняло аббревиатуру UAS ( Беспилотная авиационная система ), чтобы отразить этот факт. что эти сложные системы включают наземные станции и другие элементы помимо собственно воздушные транспортные средства.

Официально, термин «Беспилотный летательный аппарат» был изменен на «Беспилотный летательный аппарат» на отражают тот факт, что эти сложные системы включают в себя наземные станции и другие элементы помимо собственно воздушных транспортных средств. Термин UAS, однако, не получил широкого распространения. используется как термин БПЛА стал частью современная лексика.

военная роль БПЛА растет беспрецедентными темпами. В 2005 году тактические и Один только беспилотный самолет (UA) театрального уровня налетал более 100000 часов в поддержку Операций НЕПРЕРЫВНАЯ СВОБОДА (OEF) и Операции IRAQI FREEDOM (OIF).Быстрый прогресс в технологиях позволяет использовать все больше и больше возможностей. размещается на планерах меньшего размера, что приводит к значительному увеличению количества СУАС развертывается на поле боя. Использование СУАС в бою так ново что не были установлены официальные процедуры отчетности Министерства обороны для отслеживания Летные часы SUAS. По мере роста возможностей для всех типов БПЛА страны продолжают субсидировать свои исследования и разработки, ведущие к дальнейшим достижения, позволяющие им выполнять множество миссий.БПЛА уже не только выполнять миссии разведки, наблюдения и разведки (ISR), хотя это все еще остается их преобладающим типом. Их роли расширились до областей включая электронную атаку (EA), ударные задачи, подавление и / или уничтожение ПВО противника (SEAD / DEAD), сетевого узла или коммуникаций реле, боевой поиск и спасение (CSAR) и производные от этих тем. Эти Стоимость БПЛА варьируется от нескольких тысяч долларов до десятков миллионов долларов. и самолеты, используемые в этих системах, варьируются по размеру от Micro Air Vehicle (MAV) весом менее одного фунта до больших самолетов весом более 40 000 фунтов.

Типы БПЛА

Цель и ложная цель - обеспечение наземной и воздушной стрельбы a цель, имитирующая самолет или ракету противника

Reconnaissance - обеспечение боевой разведки

Комбат - обеспечение возможности атаки для миссий с высоким риском (см. Беспилотный боевой воздух Автомобиль)

Исследования и разработки - используется для дальнейшего развития технологий БПЛА для интеграции в полевой БПЛА

Гражданские и коммерческие БЛА - БЛА, специально разработанные для гражданских и коммерческие приложения.

Степень автономии

Некоторые Ранние БПЛА называют дронами, потому что они не более сложны, чем простой радиоуправляемый самолет, управляемый пилотом-человеком (иногда позвонил оператору) в любое время. Более сложные версии могут иметь встроенные системы управления и / или наведения для выполнения пилотом-человеком низкого уровня такие обязанности, как стабилизация скорости и траектории полета, а также простые предписанные функции навигации, такие как отслеживание путевой точки.

От с этой точки зрения, наиболее ранние БЛА являются совсем не автономный. На самом деле, область автономии воздушных транспортных средств недавно развивающаяся отрасль, экономика которой во многом определяется военными Готовая к бою технология для воина. По сравнению с производством Лётное оборудование БПЛА, рынок автономных технологий довольно незрелый и неразвитый. Из-за этого автономия была и может оставаться узкое место для будущих разработок БПЛА, а также общая стоимость и скорость расширение рынка БПЛА будущего может быть во многом обусловлено сделано в области автономности.

Технология автономности, которая станет важной для БПЛА будущего разработка подпадает под следующие категории:

Sensor fusion : объединение информации от разных датчиков для использования на сесть в автомобиль

Связь : Обеспечение связи и координации между несколько агентов при наличии неполной и неполной информации

Планирование движения (также называемое планированием траектории) : Определение оптимальный путь движения автомобиля при достижении определенных целей и ограничения, такие как препятствия

Генерация траектории : Определение оптимального маневра управления для следовать заданному пути или переходить из одного места в другое

Распределение задач и планирование : Определение оптимального распределения задач среди группы агентов, с ограничениями по времени и оборудованию

Cooperative Tactics : Формулирование оптимальной последовательности и пространственного распределение действий между агентами, чтобы максимизировать шанс успех в любом заданном сценарии миссии

Автономность обычно определяется как способность принимать решения без участия человека. вмешательство.С этой целью цель автономии - научить машины «умны» и действуют больше как люди. Внимательный наблюдатель может ассоциировать это с развитием в области искусственного интеллекта сделало популярным в 1980-х и 1990-х годах, такие как экспертные системы, нейронные сети, машины обучение, обработка естественного языка и зрение. Однако режим технологическое развитие в области автономии в основном следовало восходящий подход, и недавние достижения в значительной степени были обусловлены практикующие специалисты в области управления, а не информатики.Так же, автономия была и, вероятно, будет считаться продолжением поле управления. Однако в обозримом будущем эти два месторождения будут сливаются в гораздо большей степени, и практики и исследователи из обеих дисциплины будут работать вместе, чтобы вызвать быстрое технологическое развитие в площадь.

Кому в какой-то степени конечная цель развития автономных технологий - заменить человека-пилота. Еще неизвестно, будут ли дальнейшие разработки автономность технологии, восприятие технологии и, самое главное, политический климат, окружающий использование такой технологии, ограничит разработка и использование автономности для приложений БПЛА.

Менее Политика стандартизации НАТО 4586 все БПЛА НАТО необходимо будет летать с использованием системы тактического управления (TCS) разработан программной компанией Raytheon.

БПЛА Endurance

Потому что БПЛА не обременены физиологическими ограничениями пилотов-людей, они могут быть рассчитаны на максимальное время работы на станции. Максимальная продолжительность полета беспилотные летательные аппараты широко варьируются.Самолет с двигателем внутреннего сгорания выносливость сильно зависит от процента сожженного топлива в виде доли общий вес (уравнение выносливости Бреге), и поэтому в значительной степени не зависит от размер самолета. Солнечные электрические БЛА обладают потенциалом для неограниченного полета. концепцию отстаивал прототип Helios, который, к сожалению, был уничтожен в аварии 2003 года.

Пока БПЛА получают лишь небольшую часть суммы, потраченной на истребители и тактические ракеты большой U.Требования S., вызванные войной с террором, изменил картину. Добавьте сюда агрессивные подводные лодки и БПЛА с кораблей программы, амбициозная дорожная карта будущего БПЛА и высокая стоимость передовых такие системы, как БПЛА RQ-4 Global Hawk (производство которого в течение следующих 10 лет может достигнуть 3,5 миллиардов долларов и превысить 200 единиц) и J-UCAS, и глобальный прогноз в конечном итоге становится значительным.

Многие люди ошибочно использовали термин "беспилотная" воздушная система или беспилотная "воздушная система". Автомобильная система вместо беспилотной авиационной системы.

Сайт работает при поддержке UStates Loans - база кредиторов, законы и полезная информация.

.

Плюсы и минусы дронов и беспилотных летательных аппаратов

Unmanned aerial vehicles uavs

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны - это летательные аппараты, которыми пилот может управлять дистанционно или с помощью предварительно запрограммированных планов или систем автоматизации, которые позволяют им летать автономно. Эту технологию внедряют многие отрасли и организации, в том числе военные, государственные, коммерческие и рекреационные.

По мере развития технологий дронов эти самолеты становятся все более распространенными и доступными, что вызывает споры, в которых сравниваются их преимущества с новыми этическими и юридическими проблемами.Таким образом, решения, принятые в результате обсуждения плюсов и минусов дронов и БПЛА, могут оказать существенное влияние на частный и государственный сектор.

Плюсы дронов

Чтобы правильно взвесить все «за» и «против» дронов и их использования, важно проанализировать достоинства обеих сторон дискуссии. Например, есть масса веских причин использовать дроны.

Качественная аэрофотосъемка

Дроны

отлично подходят для получения высококачественных аэрофотоснимков и видео, а также для сбора огромных объемов данных изображений.Эти изображения с высоким разрешением можно использовать для создания трехмерных карт и интерактивных трехмерных моделей, которые имеют множество полезных применений. Например, трехмерное картографирование зон бедствий может помочь спасателям лучше подготовиться к опасным ситуациям.

точность

Поскольку беспилотные летательные аппараты используют GPS (глобальную систему позиционирования), они могут быть запрограммированы и точно маневрировать в точных местах. Это особенно полезно в самых разных ситуациях. В точном земледелии, например, беспилотные летательные аппараты используются для различных нужд сельского хозяйства, таких как распыление удобрений и инсектицидов, выявление заражения сорняками и мониторинг состояния сельскохозяйственных культур.Точность БПЛА экономит время и деньги фермеров.

Простота развертывания

С развитием технологий управления большинство дронов можно развертывать и эксплуатировать с относительно минимальным опытом. В сочетании с относительно невысокой стоимостью большинства моделей дроны становятся доступными для широкого круга операторов. БЛА также обладают большей дальностью движения, чем пилотируемые самолеты. Они могут летать ниже и в большем количестве направлений, что позволяет им легко перемещаться по традиционно труднодоступным местам.

Безопасность

Еще один плюс использования дронов - безопасность. При наличии соответствующей лицензии операторы могут использовать беспилотные летательные аппараты для обеспечения безопасности и наблюдения за частными компаниями, спортивными мероприятиями, массовыми собраниями и другими объектами. Дроны также могут собирать ценные данные во время и после стихийных бедствий, чтобы помочь в усилиях по обеспечению безопасности и восстановлению.

Минусы дронов

Несмотря на то, что у использования дронов есть множество плюсов, их развертывание сопряжено с некоторыми проблемами.Эти опасения важно учитывать, особенно учитывая широкий спектр обстоятельств, в которых могут использоваться дроны.

Законодательная неопределенность

Поскольку широкое использование беспилотных летательных аппаратов является относительно новым явлением, законодательство все еще не отстает. Федеральное управление гражданской авиации (FAA) установило определенные правила для небольших беспилотных самолетов, которые применяются в коммерческих и развлекательных целях, но все еще остаются неясности. Вопросы включают в себя, как лучше всего определить права собственности на воздушное пространство и защитить землевладельцев от проникновения с воздуха.Путаницу еще больше усугубляют конфликты между федеральными постановлениями и некоторыми законами штата и местными законами.

Безопасность

Безопасность - первоочередная задача при работе с беспилотными летательными аппаратами. Чтобы избежать столкновений в воздухе, беспилотные летательные аппараты должны быть запрограммированы с возможностью «распознавать и избегать», которые соответствуют возможностям пилотируемых самолетов. Это означает, что дроны должны уметь обнаруживать потенциальное столкновение и маневрировать в безопасное место. В случае сбоев системы падение дронов представляет собой еще одну серьезную опасность, особенно когда они используются вблизи больших скоплений людей.

Конфиденциальность

Одна из наиболее частых проблем общественности по поводу БПЛА - это конфиденциальность. Дроны могут собирать данные и изображения, не привлекая внимания, что заставляет многих американцев опасаться, что их право на неприкосновенность частной жизни в соответствии с Четвертой поправкой к поправке может оказаться под угрозой. Это может произойти, если государственные учреждения будут использовать дроны для наблюдения за населением. То, как интерпретируется Четвертая поправка, и усилия организаций по защите конфиденциальности, таких как Американский союз гражданских свобод (ACLU), продолжают влиять на то, как регулируется этот вопрос конфиденциальности.

Стать голосом в дебатах о дронах

Преимущества дронов и БПЛА и проблемы, связанные с их использованием, вызывают серьезные споры. Потребуются квалифицированные лидеры, чтобы разобраться в этих плюсах и минусах по мере развития технологий дронов.

Тем, кто хочет разработать ключевые стратегии, которые могут помочь беспрепятственно интегрировать использование дронов в государственный и частный секторы, было бы неплохо рассмотреть возможность повышения квалификации. Выпускники онлайн-программы магистра наук в области электротехники Университета Огайо готовы к исследованиям, проектированию, разработке и тестированию новых технологий и промышленных приложений.

Узнайте, как эта программа в Университете Огайо может помочь вам стать лидером в развивающейся области технологий дронов и БПЛА.

Рекомендуемая литература

Блог Университета Огайо, «Перспективы работы для инженеров-электриков»
Блог Университета Огайо, «7 известных инженеров-электриков»

Источники

BizTech Magazine, 6 преимуществ дронов для коммунальных и энергетических компаний
Ежедневные деловые новости, 10 интересных коммерческих вариантов использования дронов поднимаются в небо рядом с вами
ComputerWorld, 5 проблем, с которыми сталкиваются корпоративные дроны
Drone Guru, плюсы и минусы дронов в сельском хозяйстве
Forbes, дроны никуда не денутся, но эти четыре ключевые проблемы все еще необходимо решать
MarketWatch, преимущества и недостатки доставки дронами: потребители обеспокоены технологией
Space.com, Что такое дрон?
Счетная палата правительства США, Беспилотные авиационные системы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *