Основы применения беспилотных летательных аппаратов

Беспилотные летательные аппараты МЧС России: виды и классификация

Современные технологии в области обнаружения и развития пожаров на сегодняшний день развиваются очень стремительно. Новейшие разработки могут удивить не только своим внешним видом, к примеру в области тушения и ликвидации последствий стихийных бедствий на сегодняшний день применяют роботизированную технику.

В нашей статье мы расскажем Вам о еще одной принципиально новой технологии которая активно внедряется и используется в современном мире.

Методический план конспект по кнопке СКАЧАТЬ

Беспилотная авиация может найти широкое применение для решения специальных задач, когда использование пилотируемой авиации невозможно или экономически невыгодно:

  • осмотр труднодоступных участков границы,
  • наблюдение за различными участками суши и водной поверхности,
  • определение последствий стихийных бедствий и катастроф,
  • выявление очагов лесных пожаров, выполнение поисковых и других работ.

Применение БПЛА позволяет дистанционно, без участия человека и без подвергания его опасности, проводить мониторинг ситуации на достаточно больших территориях в труднодоступных районах при относительной дешевизне.

Типы

По принципу полета все БПЛА можно разделить на 5 групп (первые 4 группы относятся к аппаратам аэродинамического типа):

  • с жестким крылом (БПЛА самолетного типа);
  • с гибким крылом;
  • с вращающимся крылом (БПЛА вертолетного типа);
  • с машущим крылом;
  • аэростатические.

Кроме БПЛА перечисленных пяти групп существуют также различные гибридные подклассы аппаратов, которые по их принципу полета трудно однозначно отнести к какой-либо из перечисленных групп. Особенно много таких БПЛА, которые совмещают качества аппаратов самолетного и вертолетного типов.

С жестким крылом (самолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом. Подъемная сила данных аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.

Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации, применимы и в беспилотной.

С гибким крылом

Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого композитного материала, обладающего свойством обратимой деформации. В этом классе БПЛА можно выделить беспилотные моторизованные парапланы, дельтапланы и БПЛА с упруго деформируемым крылом.

Беспилотный моторизованный параплан – аппарат на основе управляемого парашюта-крыла, снабжённый мототележкой с воздушным винтом для автономного разбега и самостоятельного полёта. Крыло обычно имеет форму прямоугольника или эллипса. Крыло может быть мягким, иметь жесткий или надувной каркас. Недостатком беспилотных моторизованных парапланов является трудность управления ими, так как навигационные датчики не имеют жесткой связи с крылом. Ограничение на их применение оказывает также очевидная зависимость от погодных условий.

С вращающимся крылом (вертолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом. Часто их называют также – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае вертикальный взлет и посадку могут иметь и БПЛА с неподвижным.

Подъемная сила у аппаратов этого типа также создается аэродинамически, но не за счет крыльев, а за счет вращающихся лопастей несущего винта (винтов). Крылья либо отсутствуют вовсе, либо играют вспомогательную роль. Очевидными преимуществами БПЛА вертолетного типа являются способность зависания в точке и высокая маневренность, поэтому их часто используют в качестве воздушных роботов.

С машущим крылом

БПЛА с машущим крылом основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми. Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического применения они пока не имеют, во всем мире проводятся интенсивные исследования в этой области. В последние годы появилось большое количество разных интересных концептов малых БПЛА с машущим крылом.

Главные преимущества, которые имеют птицы и летающие насекомые перед существующими типами летательных аппаратов – это их энергоэффективность и маневренность. Аппараты, основанные на имитации движений птиц, получили название орнитоптеров, а аппараты, в которых копируются движения летающих насекомых – энтомоптерами.

Аэростатические

БПЛА аэростатического типа– это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в основном, беспилотными дирижаблями.

Дирижабль – Л А легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движителем (обычно это винт (пропеллер, импеллер) с электрическим двигателем или ДВС) и системы управления ориентацией. По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий. В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуемую форму только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением.

В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами – мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. Баллонеты, кроме того, служат для регулирования подъемной силы и управления углом тангажа (дифференцированная откачка/закачка воздуха в баллонеты приводит к изменению центра тяжести аппарата).

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки жесткой (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивается жестким каркасом, обтянутым тканью, а газ находится внутри жёсткого каркаса в баллонах из газонепроницаемой материи. Жесткие дирижабли в беспилотном исполнении пока практически не применяются.

Классификация

Некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, лёгкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т. д. Согласно российской классификации, которая ориентирована преимущественно пока только на военное назначение аппаратов.

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

  1. Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
  2. Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
  3. Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
  4. Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
  5. Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
  6. Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
  7. Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
  8. Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Применяемые БПЛА

Гранад ВА-1000

Комплекс воздушной разведки Гранад ВА-1000

ZALA 421-16E

Для технического оснащения МЧС России беспилотными летательными аппаратами, российскими предприятиями разработано несколько вариантов, рассмотрим некоторые из них:

Это беспилотный самолет большой дальности (рис. 1.) с системой автоматического управления (автопилот), навигационной системой с инерциальной коррекцией (GPS/ГЛОНАСС), встроенной цифровой системой телеметрии, навигационными огнями, встроенным трехосевым магнитометром, модулем удержания и активного сопровождения цели («Модуль AC»), цифровым встроенным фотоаппаратом, цифровым широкополосным видеопередатчиком C-OFDM-модуляции, радиомодемом с приемником спутниковой навигационной системы (СНС) «Диагональ ВОЗДУХ» с возможностью работы без сигнала СНС (радиодальномер) системой самодиагностики, датчиком влажности, датчиком температуры, датчиком тока, датчиком температуры двигательной установки, отцепом парашюта, воздушным амортизатором для защиты целевой нагрузки при посадке и поисковым передатчиком.

Данный комплекс предназначен для ведения воздушного наблюдения в любое время суток на удалении до 50 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. Беспилотный самолет успешно решает задачи по обеспечению безопасности и контролю стратегически важных объектов, позволяет определять координаты цели и оперативно принимать решения по корректировке действий наземных служб. Благодаря встроенному «Модулю АС» БПЛА в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами. При отсутствии сигнала СНС – БПЛА автономно продолжит выполнение задания.

Рис. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Выполнен по схеме «летающее крыло» – это беспилотный самолет тактической дальности с автопилотом, имеет подобный набор функций и модулей, что и ZALA 421-16E. Данный комплекс предназначен для оперативной разведки местности на удалении до 15 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. БПЛА ZALA 421-08M выгодно отличается сверхнадежностью, удобством эксплуатации, низкой акустической, визуальной заметностью и лучшими в своем классе целевыми нагрузками.

Данный летательный аппарат не требует специально подготовленной взлетно-посадочной площадки благодаря тому, что взлет совершается за счет эластичной катапульты, осуществляет воздушную разведку при различных метеоусловиях в любое время суток.

Транспортировка комплекса с БЛА ZALA 421-08M к месту эксплуатации может быть осуществлена одним человеком. Легкость аппарата позволяет (при соответствующей подготовке) производить запуск «с рук», без использования катапульты, что делает его незаменимым при решении задач. Встроенный «Модуль АС» позволяет беспилотному самолету в автоматическом режиме вести наблюдение за статичными и подвижными объектами, как на суше, так и на воде.

Рис. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Это беспилотный вертолет с восемью несущими винтами, средней дальности действия, со встроенной системой автопилота (рис. 3). Конструкция аппарата складная, выполнена из композитных материалов, что обеспечивает удобство доставки комплекса к месту эксплуатации любым транспортным средством.

Данный аппарат не требует специально подготовленной взлетно- посадочной площадки из-за вертикально-автоматического запуска и посадки, что делает его незаменимым при проведении воздушной разведки в труднодоступных районах.

Успешно применяется для выполнения операций в любое время суток: для поиска и обнаружения объектов, обеспечения безопасности периметров в радиусе до 5 км. Благодаря встроенному «Модулю АС» аппарат в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами.

Рис. 3. БПЛА ZALA 421-22

Phantom 3 Professional

Представляет собой следующее поколение квадрокоптеров DJI. Он способен записывать видео 4K и передавать видеосигнал высокой четкости прямо из коробки. Камера интегрирована в подвес, для максимальной стабильности и весовой эффективности при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Комплект Phantom 3 Professional

Функции Phantom 3 Professional

Камера и подвес: Phantom 3 Professional вы снимает 4K видео с частотой до 30 кадров в секунду и делает 12 мегапиксельные фотографии, которые выглядят четче и чище, чем когда-либо. Улучшенный сенсор камеры дает вам большую ясность, низкий уровень шума, и лучшие снимки, чем любая предыдущая летающая камера.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, основана на системе DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery имеет новые элементы и использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, а визуальное позиционирование позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

ТТХ Phantom 3 Professional

БАС Фантом-3
Вес (с батареей и винтами) 1280 г.
Максимальная скорость набора высоты 5 м/с
Максимальная скорость снижения 3 м/с
Максимальная скорость 16 м/с (при режиме ATTI в безветренную погоду)
Максимальная высота полета 6000 м
Максимальное время полета Приблизительно 23 минуты
Рабочий диапазон температур От – 10° до 40° С
Режим GPS GPS/GLONASS
Подвес
Охват Угол наклона: от – 90° до + 30°
Визуальное позиционирование
Диапазон скоростей < 8 м/с (на высоте 2 метра над землей)
Диапазон высот 30-300 см.
Рабочий диапазон 30-300 см.
Рабочие условия Ярко освещенные (> 15 люкс) поверхности с контурами
Камера
Оптика EXMOR 1/2.3”

Эффективные пиксели: 12,4 млн. (всего пикселей: 12,76 млн.)

Объектив

Угол обзора 94° 20 мм

(эквивалент формата 35 мм) f/2,8

Регулировка ISO 100-3200 (видео) 100-1600 (фото)
Выдержка электронного затвора 8 с. – 1/8000 с.
Максимальный размер изображения 4000×3000
Режимы фотосъемки

Покадровая

Серийная съемка: 3/5/7 кадров

Автоматический экспобрекетинг (АЭБ)

брекетинг кадра 3/5 при вилке 0,7EV

Замедленная съемка

Поддерживаемые форматы карт SD

Микро-SD

Максимальная емкость 64 Гб. Требуемый класс скорости: 10 или UHS-1

Режимы видеосъемки

FHD: 1920×1080p 24/25/30/48/50/60 fps

HD: 1280×720p 24/25/30/48/50/60 fps

Максимальная скорость сохранения видео 60 Мб/с
Поддерживаемые форматы файлов

FAT32/exFAT

Фото: JPEG, DNG

Видео: MP4/MOV (MPEG-4 AVC/H.246)

Рабочий диапазон температур От -10° до 40° С
Пульт дистанционного управления
Рабочая частота 2,400 ГГц – 2,483 ГГц
Дальность передачи 2000 м (вне помещений без наличия препятствий)
Порт вывода видео USB
Рабочий диапазон температур От -10° до 40° С
Батарея 6000 мАч, литий-полимерная 2S
Держатель мобильного устройства Под планшеты и смартфоны
Мощность передатчика (EIRP) ФКС: 20 дБМ; СЕ: 16 дБм
Рабочее напряжение 1,2 А при 7,4 В
Зарядное устройство
Напряжение 17,4 В
Номинальная мощность 57 Вт
Батарея Intelligent Flight (PH3 – 4480 мАч – 15,2 В)
Емкость 4480 мАч
Напряжение 15,2 В
Тип батареи Литий-полимерная 4S
Полный заряд 68 Вт*ч
Вес нетто 365 г
Рабочий диапазон температур От -10° до 40° С
Максимальная мощность зарядки 100 Вт

Phantom 3 ProfessionalРис. 4. БПЛА Phantom 3 Professional

Inspire 1

Inspire 1 является новым мультикоптером способным записывать 4K видео и передавать видеосигнал высокой четкости (до 2 км) к нескольким устройствам прямо из коробки. Оснащен убирающимся шасси, камера может беспрепятственно поворачиваться на 360 градусов. Камера интегрирована в подвес для максимальной стабильности и весовой эффективность при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Комплект Inspire 1

Функции Inspire 1

Камера и подвес: Запись видео до 4K и фотографии 12-мегапикселей. Присутствует место для установки нейтральных (ND) фильтров для лучшего контроля экспозиции. Новый механизм подвеса, позволяет быстро снять камеру.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, это усовершенствованная версия системы DJI Lightbridge. Также существует возможность управление с двух пультов ДУ.

Шасси: Убирающиеся шасси, позволяют камере беспрепятственно делать панорамы.

Аккумулятор DJI Intelligent Flight Battery: 4500 мАч использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, и визуальное позиционирование, позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

Рис. 5. БПЛА Inspire 1

Все характеристики перечисленных выше БПЛА представлены в таблице 1 (кроме Phantom 3 Professional и Inspire 1 так как указаны в тексте)

Обучение на операторов беспилотных летательных аппаратов

ТТХ Inspire 1

Преимущества

Можно выделить следующие:

  • осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
  • проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
  • являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
  • позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
  • обнаруживают ЧС (лесные пожары, горение торфяников) на ранних стадиях;
  • исключают риск для жизни и здоровья человека.

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

  • беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;
  • мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;
  • инженерная разведка районов наводнений, землетрясений и других стихийных бедствий;
  • обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;
  • мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;
  • экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;
  • определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных метеоусловиях. Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

  • приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;
  • система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;
  • система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;
  • различные виды антенн.

Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Решаемые задачи

Можно классифицировать на четыре основные группы:

  • обнаружение ЧС;
  • участие в ликвидации ЧС;
  • поиск и спасение пострадавших;
  • оценка ущерба от ЧС.

В таких задачах старший оператор должен оптимальным образом выбрать маршрут, скорость и высоту полета ДПЛА, чтобы охватить район наблюдения за минимальное время или количество пролетов с учетом секторов обзора телевизионной и тепловизионной камер.

При этом необходимо исключать двукратный или многократный пролет одних и тех же мест с целью экономии материальных и людских ресурсов.

Дополнительный материал по кнопке СКАЧАТЬ

В настоящее время беспилотные летательные аппараты широко используются МСЧ России для управления в кризисных ситуациях и получения оперативной информации.

Тема № 9 «Основы применение беспилотных летательных аппаратов»

Занятие: Содержание предмета. Тактико-технические характеристики беспилотных летательных аппаратов, стоящих на вооружении подразделений субъекта Российской Федерации.

Занятие по решению задач, с учетом возможностей беспилотных летательных аппаратов, стоящих на вооружении подразделений субъекта

Российской Федерации.

Применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России является весьма актуальным. Беспилотная авиационная техника переживает настоящий бум. В воздушное пространство различных стран поднимаются беспилотные летательные аппараты самого различного назначения, разнообразных аэродинамических схем и с многообразием тактико-технических характеристик. Успех их применения связан, прежде всего, с бурным развитием микропроцессорной вычислительной техники, систем управления, навигации, передачи информации, искусственного интеллекта. Достижения в этой области дают возможность осуществлять полет в автоматическом режиме от взлета до посадки, решать задачи мониторинга земной (водной) поверхности, а беспилотным летательным аппаратам военного назначения обеспечивать разведку, поиск, выбор и уничтожение цели в сложных условиях. Поэтому в большинстве промышленно развитых стран широким фронтом ведутся разработки как самих летательных аппаратов, так и силовых установок к ним.

В настоящее время беспилотные летательные аппараты широко используются МСЧ России для управления в кризисных ситуациях и получения оперативной информации.

Они способны заменить самолеты и вертолеты в ходе выполнения заданий, связанных с риском для жизни их экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники. Первые беспилотные летательные аппараты поступили в МЧС России в 2009 г. Летом 2010 г. беспилотные летательные аппараты задействовались для мониторинга пожарной обстановки в Московской области, в частности, на территории Шатурского и Егорьевского районов. В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. № 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» под беспилотным летательным аппаратом понимается летательный аппарат, выполняющий полет без пилота (экипажа) на борту и управляемый в полете автоматически, оператором с пункта управления или сочетанием указанных способов

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

– беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;

– мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;

инженерная разведка районов наводнений, землетрясений и других стихийных бедствий;

– обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;

– мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;

– экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;

– определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных метеоусловиях.

Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

– приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;

– система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;

– система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;

– различные виды антенн. Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Задачи для применения беспилотных летательных аппаратов можно классифицировать на четыре основные группы:

– обнаружение ЧС;

– участие в ликвидации ЧС;

– поиск и спасение пострадавших;

– оценка ущерба от ЧС.

Под обнаружением ЧС понимается достоверное установление факта ЧС, а также времени и точных координат места его наблюдения. Воздушный мониторинг территорий с помощью беспилотных летательных аппаратов проводится на основе прогнозов повышенной вероятности возникновения ЧС или по сигналам из других независимых источников. Это может быть облет лесных массивов в пожароопасных погодных условиях. В зависимости от скорости распространения ЧС данные передаются в реальном масштабе времени или обрабатываются после возвращения беспилотного летательного аппарата. Полученные данные могут быть переданы по каналам связи (в том числе спутниковым) в штаб проведения поисково-спасательной операции, региональный центр МЧС России или в центральный аппарат МЧС России. Беспилотные летательные аппараты могут быть включены в состав сил и средств по ликвидации ЧС, а также могут оказаться крайне полезными, а порой и незаменимыми, при проведении поисково-спасательных операций на суше и на море. Беспилотные летательные аппараты применяются и для оценки ущерба от ЧС в тех случаях, когда это необходимо сделать оперативно и точно, а также без риска для здоровья и жизни наземных спасательных отрядов. Так в 2013 г. беспилотные летательные аппараты использовались сотрудниками МЧС России для мониторинга паводковой обстановки в Хабаровском крае. С помощью данных, которые передавались в реальном масштабе времени, осуществлялся контроль за состоянием защитных сооружений для предотвращения прорывов дамб, а также поиск людей в затопленных районах с последующей корректировкой действий сотрудников МЧС России.

Рассматривая опыт применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России, можно сделать следующие обобщения: – экономическая целесообразность применения беспилотных летательных аппаратов обусловлена простотой использования, возможностью взлета и посадки на любой выбранной территории; – оперативный штаб получает достоверную видео- и фотоинформацию, что позволяет эффективно управлять силами и средствами локализации и ликвидации ЧС; – возможность передачи видео и фотоинформации в реальном масштабе времени на пункты управления позволяет оперативно влиять на изменение ситуации и принимать правильное управленческое решение; – возможность ручного и автоматического использования беспилотных летательных аппаратов. В соответствии с Положением «О Министерстве Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» МЧС России осуществляет на федеральном уровне управление Единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Эффективность работы такой системы во многом определяется уровнем ее технической оснащенности и правильной организацией взаимодействия всех входящих в нее элементов. Для решения задачи сбора и обработки информации в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от ЧС, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, а также обмена этой информацией целесообразно комплексное использование технических средств космического, воздушного, наземного или надводного базирования. Фактор времени является крайне важным при планировании и проведении мероприятий по защите населения и территорий от ЧС, а также обеспечении пожарной безопасности. От своевременного получения информации о ЧС руководящим составом МЧС России разного уровня и от оперативного реагирования на происходящее во многом зависит уровень экономического ущерба от ЧС и количество пострадавших граждан. При этом для принятия соответствующих оперативных управленческих решений необходимо представление полной, объективной и достоверной информации, не искаженной или видоизмененной из-за субъективных факторов. Таким образом, дальнейшее внедрение беспилотных летательных аппаратов будет существенным образом способствовать восполнению информационных пробелов относительно динамики развития ЧС. Крайне важной задачей является обнаружение возникновения ЧС. Применение только одних беспилотных летательных аппаратов может оказаться весьма эффективным для медленно развивающейся ЧС или ЧС в относительной близости от размещенных сил и средств по ее ликвидации. При этом в сочетании с данными, полученными от других технических средств космического, наземного или надводного базирования, могут быть детально представлены реальная картина предстоящих событий, а также характер и темпы их развития. Техническое оснащение МЧС России перспективными робототехническими комплексами является актуальной и крайне важной задачей. Разработка, производство и внедрение таких средств является достаточно сложным и капиталоемким процессом. Однако государственные затраты на подобную технику будут перекрыты за счет экономического эффекта от предотвращения и ликвидации ЧС с применением этой техники. Только от ежегодных лесных пожаров Российская Федерация несет колоссальные экономические потери. Так для модернизации технической базы МЧС России разработана Программа переоснащения подразделений МЧС России современными образцами техники и оборудования на 2011–2015 гг. Анализ реагирования органов управления и сил на ЧС федерального характера, связанную с прохождением летне-осеннего паводка 2013 г. на территории Дальневосточного федерального округа, подчеркнул актуальность применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России. В связи, с чем было принято решение о создании подразделения беспилотных летательных аппаратов. Наряду с этим существует целый ряд проблем, которые необходимо решать до того, как беспилотная авиация получит широкое распространение. Среди них можно выделить интеграцию беспилотных летательных аппаратов в систему воздушного движения таким образом, чтобы они не представляли угрозу столкновений с пилотируемой авиационной техникой как гражданского, так и военного назначения. При проведении конкретных спасательных операций силы МЧС России имеют право использовать свои технические средства для проведения необходимых работ . В этой связи жестких нормативных ограничений и тем более запретов на применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России в настоящее время нет. Вместе с тем вопросы нормативно- правового регулирования разработки, производства и применения беспилотных летательных аппаратов гражданского назначения в целом до настоящего времени не решены.

Рекомендации по построению маршрута полета:

— в качестве поворотных точек рекомендуется применять характерные ориентиры, хорошо опознаваемые в полете (изгибы рек, перекрестки дорог, одиночные строения и т. д.).

— первая поворотная точка маршрута (исходный пункт маршрута (ИПМ) устанавливается рядом с точкой старта.

— глубина рабочей зоны должна быть в пределах устойчивого приема видеосигнала и телеметрической информации с борта БПЛА. (Глубина рабочей зоны

— расстояние от места нахождения антенны НСУ до максимально удаленной поворотной точки. Рабочая зона — территория, в пределах которой БПЛА выполняет заданную программу полета.).

— Линия пути, по возможности, не должна проходить возле линий электропередач (ЛЭП) большой мощности и других объектов с большим уровнем электромагнитных излучений (радиолокационные станции, приемо- передающие антенны и пр.).

— Расчетное время продолжительности полета не должно превышать 2/3 максимальной продолжительности, заявленной изготовителем.

— На выполнение взлета-посадки необходимо предусмотреть не менее 10 минут летного времени. Для общего осмотра территории наиболее целесообразным является кольцевой замкнутый маршрут. Основные достоинства этого метода – охват большой площади, оперативность и быстрота проведения мониторинга, возможность обследования труднодоступных участков местности, относительно простое планирование полетного задания и оперативная обработка полученных результатов. Маршрут полета должен обеспечивать осмотр всей рабочей зоны.

Для рационального использования энергоресурсов БПЛА маршрут полета целесообразно прокладывать с таким расчетом, чтобы первая половина полета БПЛА происходила против ветра.

Рисунок 1 – Построение маршрута полета с учетом ветра.

Для детального осмотра отдельных участков местности в пределах рабочей зоны применяются прямолинейные взаимно параллельные маршруты.

Рисунок 2 – Построение полета прямолинейного параллельного маршрута.

Параллельный маршрут рекомендуется использовать при аэрофотосъемке участков местности. При подготовке маршрута оператор должен учитывать максимальную ширину поля зрения фотокамеры БПЛА на заданной высоте его полета. Маршрут прокладывается так, чтобы края поля зрения камеры перекрывали соседние поля примерно на 15% -20%.

Рисунок 3– Параллельный маршрут.

Облет заданного объекта используется при проведении осмотров конкретных объектов. Широко применяется в случаях, когда координаты объекта известны и требуется уточнение его состояния.

Рисунок 4 – Облет заданного объекта

Области применения беспилотников

Области применения беспилотников — Беспилотники

По данным аналитиков BI Intelligence структура пользования коммерческими БЛА в США на 2016.03 выглядит так:

Источник: RoboTrends.ru по данным .

Археология

2016.06.12 . Археологи нашли с дрона большую платформу под песками в районе древнего города Petra в Иордании.

Архитектура, градостроительство и беспилотники

Система с использованием дрона и специального ПО может автономно обследовать местность и формировать 2D и 3D карты и модели местности. Или более того, обработать визуальные данные для поддержки градостроительных решений — помочь в решении проблем ирригации, проведения линий электроснабжения и т.п.

Аэродромы и беспилотники

Основное правило на сегодня — хобби-беспилотники не должны и близко приближаться к аэродромам, чтобы не создавать опасностей для пилотируемой людьми техники. Но есть ситуации, когда беспилотники на аэродромах — желанные гости. Это касается, например, инспекции самолетов (наружного осмотра), проверок аэродромного оборудования. Дроны позволяют сократить длительность и стоимость предварительных проверок.

Аэротакси

Беспилотные аэротакси для доставки пассажиров в точку назначения. Еще несколькими годами ранее беспилотные аэротакси казались исключительно атрибутом фантастических романов и фильмов. В 2016 году еще идут разработки ряда моделей, например, в Китае, Франции и США, но также проводятся испытания в Лос-Анжелосе. В том, что подобные аппараты появятся в нашем небе в ближайшие годы, сомнений практически нет.

Аэрофотосъемка

В России практически отсутствуют цифровые карты с разрешением выше 1:10 000. БЛА позволяют создавать цифровые карты практически с любым разрешением, начиная от нескольких сантиметров на точку. Идут разработки по автоматизации таких работ, например, совместная разработка Autodesk, 3D Robotics, Kimley-Horn в США — платформа Solo и продукт Site Scan. Система с использованием дрона и специального ПО может автономно обследовать местность и формировать 2D и 3D карты и модели местности.

Безопасности мониторинг

Например мониторинг безопасности при проведении строительных работ.

Ветроэлектрогенераторов обследование беспилотниками

Обследование ветроэлектрогенераторов — тяжелая, ответственная и опасная работа, требующая специальных навыков. Есть компании, которые пробуют ее автоматизировать за счет использования автономных БЛА, оснащенных системами компьютерного зрения. Собранные данные анализирует система облачная система AI, что позволяет выявлять дефекты размером, начиная от 1 до 3 мм без необходимости привлечения сотрудников с допуском на высотные работы.

Видео- и киносъемка с воздуха, аэросъемка

2016.03.02 Как дроны меняют телепроизводство

Видеонаблюдение с воздуха. Видеостриминг

Вулканология и беспилотники

Геологоразведка

2017.01.12 С БЛА можно обнаружить ресурсные месторождения.

Гонки пилотируемых мультикоптеров

2019.07.04 Австралийская компания Alauda разрабатывает скоростные соосные октокоптеры и классические квадрокоптеры для скоростных гонок пилотируемые аппаратов. Дроны смогут разгоняться до 200 км/ч, а основные события будут разворачиваться на высоте порядка 20 метров. Предельная высота полета аппаратов — 900 метров, их масса — 230 кг.

Горнодобыча

Лазерное сканирование на базе БЛА — это возможность создать 3D-модель из облака точек в ходе постобработки данных лазерного сканирования. Это позволяет определять объемы горной выработки при добыче полезных ископаемых открытым способом. Ежемесячные облеты с целью определения объемов с помощью БЛА становятся привычной рутиной горнодобывающих компаний.

2019.04.14 «Беспилотные системы» представили доклад о возможностях применения лазерного сканирования с борта БЛА в горнодобыче.

Городское хозяйство и беспилотники

Примеры: поиск несанкционированных свалок; выявление незаконной застройки; контроль качества дорожного покрытия; взятие проб воздуха; замеры уровней радиоизлучения; замеры радиации; выявление крыш, требующих ремонта; закраска граффити в труднодоступных местах.

Дефибрилляторов экстренная доставка

Когда у человека сердечный приступ, трудно переоценить значение и важность каждой секунды до прибытия команды медиков. Если у человека перестало биться сердце, его еще можно спасти при помощи разряда дефибриллятора — однако доставить соответствующее оборудования к пациенту нужно очень быстро — за считанные минуты! Это может сделать беспилотник.

Дорожная полиция и беспилотники

2019.09.07 На дорогах России стали появляться вот такие таблички, предупреждающие водителей о том, что за их действиями может следить летающий беспилотник с функцией фотофиксации нарушений.
Известно, что ГИБДД начала применять БЛА для слежения за водителями автомобилей и за мотоциклистами с 2017 года, например, в Красноярском крае. Проводились эксперименты и в других регионах.
Что именно может зафиксировать беспилотник? Вероятнее всего, «очевидные» нарушения, например, разворот через двойную сплошную или обгон с нарушением. Теоретически возможна фотофиксация данных измерения скорости, но это менее вероятно. Источник информации и фото:

С апреля 2019 года в Москве началось использование БЛА для патрулирования дорог. Соответствующие разрешения получил МосТрансПроект, здесь же разработано ПО для дронов. Пресс-служба организации сообщила, что получила необходимые разрешения на использование летательных аппаратов. При возникновении аварий с помощью БЛА можно будет сфотографировать место ДТП, снять видео, передать информацию с места происшествия в ГИБДД. Пока что в тестировании принимают участие два БЛА, управляемые операторами, в будущем рутинные полеты должны стать полностью автономными. /

В 2019 году испанская дорожная полиция использует БЛА для фотографирования водителей с высоты 120 метров. Это позволяет фиксировать случаи использования мобильного телефона за рулем и выписывать штрафы. /

Доставка беспилотниками грузов

Доставка грузов разных габаритов без пилота в автономном варианте по запрограммированному маршруту, доставка медикаментов и биологических материалов, доставка пиццы, доставка почты, доставка товаров из интернет-магазина, транспортные системы на базе дронов.

Железные дороги и беспилотники

85.5 тыс. км составляет общая протяженность железных дорог в России. Беспилотники позволяют достичь экономии при периодическом обследовании железных дорог и объектов с БЛА.

Животноводство и беспилотники

Существует целый ряд профессий БЛА, позволяющих с пользой задействовать их в животноводстве. Одно из основных применений — оперативное выявление в стаде заболевших животных с помощью тепловизора по разнице температур заболевших и здоровых особей.

Картография / кадастр и беспилотники

Получение отофотопланов для целей картографирования, постановки на кадастр и т.п. Идут разработки по автоматизации таких работ, например, совместная разработка Autodesk, 3D Robotics, Kimley-Horn в США — платформа Solo и продукт Site Scan. Система с использованием дрона и специального ПО может автономно обследовать местность и формировать 2D и 3D карты и модели местности.

Кинематограф и беспилотники

Современный беспилотник для профессиональной съемки, вместе со всем навесным оборудованием и камерой, обходится примерно в те же деньги, что и час аренды вертолета с оператором-специалистом. К тому же, дрон, при правильном обращении, может служить киностудии годами — главное — не переборщить в своих проектах с повторяющимися кадрами, снятыми с высоты птичьего полета. Беспилотник сегодня может принести разнообразие в музыкальный клип, инди-кино и даже во вполне серьезную картину, и все это за совсем небольшие деньги. Со стороны киностудий отмечается спрос на услуги квалифицированных операторов, которые умеют работать с БЛА, оснащенными профессиональным оборудованием для съемки.

Контроль радиотехнических средств

Контроль точности и надежности работы средств радиотехнического обеспечения полетов. Переход на беспилотную технику весом менее 30 кг в составе комплекса позволяет отказаться от практики использования воздушных судов с массой свыше 5 тонн. Это позволяет в разы сократить затраты на проверок, минимизировать негативное воздействие на окружающую среду и исключить влияние человеческого фактора при проведении работ.

2017.07.22 На салоне МАКС-2017 показали радиоизмерительный комплекс на базе гексакоптера.

Контроль температуры с беспилотника

Контроль токсичных веществ

2019.04.22 В Дании начали следить за содержанием серы в выхлопных газах судов, проходящих через пролив Большой Бельт с борта БЛА вертолетного типа Saab Skeldar V-200. Беспилотник следует за судном на расстоянии около 100 метров и ведет анализ выбросов судна в атмосферу. /

Кредитно-страховая деятельность

Сравнение заявленных и фактических площадей земель, объектов. Оценка фактических объемов выполненных работ. Прогноз урожайности. Визуальная оценка состояния объектов в видимом и ИК спектре. Контроль соблюдения техусловий эксплуатации объектов (расчистка территории, вырубка леса и т.п.)

Лесное хозяйство и заповедники

Борьба с браконьерами; выявление пожаров, задымлений; контроль заграждений; лесозащита; лесоустройство; мониторинг (учет) животных; поиск (выявление) и инспектирование вырубок, выявление незаконного строительства, свалок, обезлесений, ветровалов; ввосстановление леса за счет посадок семян с БЛА; публикации.

Логистика и беспилотники

Медицина и беспилотники

Медицина и доставка летающими беспилотниками

Метеорология и беспилотники

Изучение ураганов, тайфунов и других природных явлений в области метеорологии.

Усиление осадков.

2018.01.22 Китайский БЛА успешно вызвал дождь.

Мониторинг удаленных, труднодоступных или опасных объектов с беспилотника

Мониторинг мостов, высотных и прочих сооружений с беспилотника

Беспилотники могут эффективно применяться для обследования труднодоступных снаружи высотных сооружений, например, фабричных труб, высотных зданий, плотин и мостов, а также различного оборудования — ветроэлектростанций, оборудования сотовой связи, устанавливаемое на вышках и т.п.

Мониторинг протяженных объектов

2.5 млн км составляет общая протяженность линий электропередачи в России. 900 тыс. км составляет общая протяженность газо- и нефтепроводов в России. Авиамониторинг данных объектов проводится как правило не реже раза в неделю. 85.5 тыс. км составляет общая протяженность железных дорог в России. Использование беспилотников вместо авиамониторинга с пилотируемых человеком самолетов позволяет заметно сэкономить на себестоимости такого мониторинга.

Наблюдение за ходом работ с беспилотника

Нефгегазовая область и беспилотники

Зачем нужны беспилотники в нефтегазовой отрасли. Виды работ, которые помогает автоматизировать применение БЛА. Обследование факелов, инспекция трубопроводов, мониторинг проведения строительства, демонтажа, ремонтных работ. Выявление незаконной деятельности. Поиск утечек. Примеры компаний, оказывающих дрон-услуги. Статус. Новости.

Опыление растений беспилотниками

После значительного сокращения популяции пчел на планете, проблема опыления растений привлекает все больше внимания. Пчелам не повезло: насекомые попали под удар заболеваний, пестицидов и климатических изменений — сегодня вымирание грозит 40% насекомых-опылителей. Между тем, именно эти насекомые отвечают за 80% от объема опыления всех посадок. В использовании летающих и наземных беспилотниках видят возможное решение проблемы. При этом, возможны различные подходы к использованию беспилотников для опыления.

На 2016-2018 год это не более, чем уровень «проверка концепта». Несколько команд в мире изучают механизмы опыления растений пчелами и пытаются воспроизвести опыление с помощью мини- и микро-беспилотников. Пока что используются или готовые БЛА наладонного класса или специально разработанные. В любом случае речь идет о лабораторных экспериментах. БЛА такого размера пока что не автономны, зачастую не имеют бортового ИИ и даже GPS, не защищены от негативных погодных условий, их время работы от аккумулятора слишком мало для тиражирования идеи.

Орнитология и беспилотники (наблюдение за птицами с воздуха)

Есть опыт использования БЛА в орнитологии в России и за рубежом. По ссылке можно найти более подробную информацию.

Осмотр изнутри труднодоступных для человека объектов

Например, осмотр объектов со сложной геометрией — резервуары, тоннели, бойлерные котлы, другие труднодоступные участки производства.

2016.12.08 Дрон Elios и ПО Expanse проинспектируют промышленный объект

Охрана природы и беспилотники

Изучение путей миграции диких животных, ветеринарные услуги для диких животных

Перевозка людей

Автономные «беспилотники», предназначенные для перевозки пассажиров. В 2016 году начались испытания первого Аэротакси, рассчитанного на перевозку одного пассажира весом до 100 кг.

Пожарные и беспилотники

Беспилотники позволяют обеспечить своевременное обнаружение задымлений, лесных пожаров, а также провести обследование территории пожара, оконтурить территорию задымления, проанализировать состояние воздуха, наличие в нем вредных веществ и их концентрацию, чтобы определить зону поражения. А также непосредственное тушение пожаров из поднятого беспилотником на необходимую высоту пожарного рукава. Об этом можно почитать .

Поиск и обнаружение объектов с беспилотника

Поиск, обнаружение и идентификация объектов в режиме реального времени, включая определение их точных координат и передачу данных на НСУ (наземную станцию управления). Также можно осуществлять поиск объектов за счет анализа фотоснимков и/или видеозаписи. Беспилотник может быть снабжен самыми разными сенсорами — от мультиспектральных камер до датчкиков радиации, магнитного поля, тепловизоров, металлодетекторов и т.д.

Например, выявление объектов незаконной застройки, выявление мин и их подрыв и т.п.

Поисково-спасательные работы.

Проектные работы и беспилотники

Выбор трасс линейных сооружений, участие в инженерно-геодезических изысканиях, проектирование инженерной инфраструктуры. Идут разработки по автоматизации таких работ, например, совместная разработка Autodesk, 3D Robotics, Kimley-Horn в США — платформа Solo и продукт Site Scan. Система с использованием дрона и специального ПО может автономно обследовать местность и формировать 2D и 3D карты и модели местности.

2017.03.06 Дроны оптимизируют работу солнечных ферм. Обследуют ландшафт и дают рекомендации по размещению солнечных батарей на местности.

2016.06.01 .

Развлечения и беспилотники

Рассматривание или аэрофотосъемка объекта с воздуха, спорт и другие соревнования владельцев беспилотников, включая гонки беспилотников и гонки беспилотников с управлением от первого лица (FPV), курьезные применения беспилотников, управление беспилотником ради удовольствия, шоу с использованием беспилотников.

Реклама и беспилотники

Беспилотник переносит рекламный баннер, например, во время мероприятий на «открытом воздухе». При этом не нужно арендовать «точку стояния». Возможны и другие варианты. В 2015 году отмечались случаи использования дронов в рекламе и рекламных акциях в США и России.

Риэлтеры и беспилотники

Риэлтеры все чаще используют беспилотники для рекламы недвижимости. Клиентам демонстрируют видео объектов и их окрестностей. Кроме того, по мере роста распространения шлемов виртуальной реальности, растет также популярность 3D-туров.

2016.09.01 Все больше риэлторов используют дроны.

Сельское хозяйство и беспилотники

Зачем нужны БЛА в сельском хозяйстве? Плюсы и минусы использования БЛА в сельском хозяйстве. Прогнозы использования БЛА в сельском хозяйстве. Основные направления использования БЛА в сельском хозяйстве. Компании, оказывающие услуги в области сельского хозяйства с использованием беспилотников. Новости использования БЛА в сельском хозяйстве.

Селфи с беспилотников

Летающие камеры, интеллектуальные парящие селфи-палки, селфи-коптеры, предназначенные для фотографий себя любимого — такое применение беспилотников набирает популярность в «десятые годы» XXI века.

Силовые, охранные структуры и беспилотники

Полиция и спасатели все чаще задумываются об использовании беспилотников в повседневной практике. А где-то уже прошли первые внедрения и накоплен опыт использования «глаза в небе» в различных ситуациях, требующих внимания силовых структур или спасателей. В частности, в Лондоне намерены преследовать преступников с помощью БЛА — это дешевле и безопаснее для полиции и окружающих, чем при использовании мотоциклов и вертолета.

Складское хозяйство и беспилотники

Первое известное применение беспилотников на складах — инвентаризация. Дрон летит вдоль полок, делая до 30 снимков в секунду. Снимки обрабатываются системой технического зрения, данные синхронизируются в базой данных склада. Другой вариант — дрон также летит вдоль полок, ретранслируя сигнал RFID-считывателя и ответы меток, такой подход позволяет сканировать товары с расстояния до пары десятков метров с точностью позиционирования до 19 см.

Спасатели и беспилотники

Структуры типа МЧС используют беспилотники для профилактики чрезвычайных ситуаций, мониторинга чрезвычайных ситуаций, поиска людей после стихийных бедствий или пропавших людей, а также экстренной доставки необходимого туда, где это требуется в чрезвычайной ситуации. Дроны пытаются задействовать для выявления акул около пляжей.

Снабжение медикаментами и другими необходимыми вещами пострадавших от стихийных бедствий — см. в разделе Доставка беспилотниками грузов

Спасение на водах и беспилотники

Можно с уверенностью говорить о все более активном развитии такого направления использования беспилотников и роботов, как помощь утопающим, а также столь экзотическом, как автоматизированное выявление акул в прибрежных водах.

Спорт и беспилотники

Камера дрона позволяет выбирать ракурсы и создавать кадры спортивных соревнований, недостижимые для «наземных» профессионалов-операторов, даже если они используют специальные краны. В 2015 году уже есть примеры такого рода использования беспилотников, несомненно они будут множиться в ближайшем будущем. Возможно использование дронов, как для освещения крупных соревнований (с трансляциев видео на большой экран или по ТВ), так и спортсменами, например, во-время тренировок, в том числе «летающих камер», которые ведут автоматическую видеозапись спортсмена, старающегося поставить рекорд или выполнить сложный трюк.

Страховой рынок и беспилотники

Использование дронов удобно для осмотра, например, осмотра полей, угодий, леса, зданий и сооружений при заключении договора и, безусловно, при оценке ущерба после наступления страхового случая. Соответствующий рынок считается третьим по объемам, после использования беспилотников в строительстве и сельском хозяйстве.

Строительство и беспилотники

Подготовка проекта. Планирование работ и контроль за ходом их выполнения. Мониторинг соблюдения требований техники безопасности. Подготовка видео и фото-отчетов для клиентов, инвесторов, акционеров. Идут разработки по автоматизации таких работ. Система с использованием дрона и специального ПО может автономно обследовать местность и формировать 2D и 3D карты и модели местности.
Снимки с дронов также позволяют создавать с помощью дронов 3D-модели строящихся объектов, что позволяет сравнить реальное положение вещей с тем, что должно быть по-плану. Сервис, позволяющий контролировать строительство подрядчиками, взяли на вооружение некоторые российские строительные компании.

ТВ, интернет-ТВ, стрингерство и беспилотники

2016.05 Вскоре Periscope позволит желающим владельцам DJI выводить стримы со встроенной видеокамеры в Periscope в реальном времени.

Телекоммуникации и беспилотники

Беспилотники в связи могут использоваться для ретрансляции сигналов; исследования картины распространения радиосигналов; обследование вышек сотовой связи; беспилотники, как «узлы» подключения к интернету (IoD, Internet of Drones).
Сети сотовой связи могут использоваться как канал связи с беспилотником, наряду с «воздушными сетями» P2P, например, для обеспечения доступа БЛА к информации о «географической зоне» (например, запрете полетов БЛА в данной зоне), а также в системах управления воздушным движением.

Телеприсутствие и беспилотники

Обеспечение телеприсутствия для людей с ограниченной подвижностью.

В квартире или в доме — можно «слетать» в другую комнату, подсмотреть, чем занимается ваше домашнее животное, даже поговорить с ним.

Через радиооборудование, установленное на дроне, можно переговорить с «нарушителем периметра» на охраняемом объекте, подлетев к нарушителю (дрон не должен быть слишком шумным).

Транспорт и беспилотники

См. Дорожная полиция и беспилотники

Транспортные услуги и беспилотники

Аэротакси

Доставка беспилотниками грузов

Трубопроводы и беспилотники

Управление погодой и беспилотники

До недавнего времени практиковался «засев облаков» химикатами с самолетов или специальных ракет для формирования дождя. Это делается, чтобы вызвать дождь там, где он необходим или предупредить там, где он не нужен. Американские разработчики в 2016 году создали и испытали беспилотник, способный распылять йодистое серебро, который может работать даже в неблагоприятных условиях в воздухе.
2016.05.10 Дроны займутся засевом облаков. БЛА для распыления йодистого серебра в облаках для стимулирования выпадения осадков. Sandoval Silver State Seeder, Drone America, США. Самолетного типа, 3.6 метра — размах крыльев, вес — до 25 кг, может функционировать при неблагоприятных погодных условиях.

Фотографирование себя с воздуха (дрони)

Летающие камеры, интеллектуальные парящие селфи-палки, селфи-коптеры, предназначенные для фотографий себя любимого — такое применение беспилотников набирает популярность в «десятые годы» XXI века.

Чрезвычайные ситуации и беспилотники

см. раздел Спасатели и беспилотники

Экология и беспилотники

борьба с браконьерами, выявление миграционных путей животных, выявление нарушений норм экологического законодательства, изучение таяния полярных льдов, мониторинг лесов, мониторинг побережья, мониторинг акваторий, мониторинг почвы и посевов, наблюдение за редкими видами животных, определение влияния различных загрязнителей на глобальную экологическую ситуацию, определение уровня загрязнений, поиск несанкционированных свалок

Энергетика и беспилотники

2.5 млн км составляет общая протяженность линий электропередачи в России. Необходим периодический мониторинг с воздуха, как линейных, так и высотных объектов с разнообразными целями. Все это обеспечивается использованием профессиональных БЛА с обученными экипажами. Среди более экзотичных профессий БЛА в электроэнергетике отметим — сжигание с помощью установленного на дроне огнемета мусора, попавшего на провода ЛЭП, например, пластиковых пакетов. Еще одна профессия БЛА — выбор оптимального размещения солнечных панелей на местности после ее обследования с воздуха.

1.2.4. Классификация БПЛА по назначению

1.2.4. Классификация БПЛА по назначению

Во многих классификациях по назначению БПЛА разделяют на военные и гражданские. Однако, видимо, более логичным является подразделение , в котором БПЛА подразделяются вначале по укрупненным сферам использования, а именно – для научных целей и для прикладных целей; последние же подразделяются на БПЛА для военного и гражданского применения (рис. 1.79).

В научной сфере БПЛА используются для получения новых знаний, причем не имеет значения то, из какой области эти знания и где они потом будут применены. Это могут быть испытания новой техники (в т.ч. новых принципов полета) или наблюдения за природными явлениями.

Рис. 1.79. Укрупненное представление сфер применения БПЛА

Прикладная же область использования БПЛА представляет собой два основных направления – военное и гражданское.

Военные БПЛА по функциональному назначению можно классифицировать следующим образом :

– наблюдательные (могут использоваться, в частности, для корректировки огня на поле боя);

– разведывательные;

– ударные (для ударов по наземным целям посредством ракетного вооружения;

– разведывательно-ударные;

– бомбардировочные;

– истребительные (для уничтожения воздушных целей);

– радиотрансляционные;

– БПЛА РЭБ (для целей радиоэлектронной борьбы);

– транспортные;

– БПЛА-мишени;

– БПЛА-имитаторы цели;

– многоцелевые БПЛА.

Гражданская область применения БПЛА весьма обширна. Отрасли и потребители услуг, предоставляемых с помощью БПЛА, также самые разные: от сельского хозяйства и строительства до нефтегазового сектора и сектора безопасности, а также научные организации, рекламные компании, средства массовой информации и отдельные граждане. Для систематизации обзора всего многообразия назначений гражданских БПЛА условно выделим 5 укрупненных групп, сформированных по критерию выполняемых функций (группы перечислены в порядке убывания частоты применения на сегодняшний день).

1. Мониторинг и подобные задачи.

Сюда входят все задачи, связанные с наблюдением за различными объектами, сбор измерительной и другой информации. Перечислим известные применения из этой группы:

– видеонаблюдение с целью охраны различных объектов;

– мониторинг лесных массивов службой лесоохраны;

– патрулирование заданных зон полицией;

– наблюдение за движением на железных и шоссейных дорогах, контроль судоходства;

– наблюдение за посевами фермерами и предприятиями сельского хозяйства;

– контроль рыбного промысла;

– картографирование земной поверхности;

– разведка и составление планов помещений с помощью малых БПЛА внутри разрушенных или опасных зданий;

– поиск полезных ископаемых с помощью специальных средств зондирования;

– мониторинг нефтегазовых объектов, особенно трубопроводов;

– инспектирование строек;

– видеофотосъемка труднодоступных промышленных объектов (линий электропередач, опор мостов, дымовых труб, ветрогенераторов, антенн и т.д.);

– радиационная и химическая разведка на опасных территориях;

– метеорологические наблюдения;

– экологический мониторинг атмосферы и поверхности водоемов;

– мониторинг опасных природных явлений (паводков, извержений вулканов, лавиноопасных горных районов и др.);

– оценка результатов стихийных бедствий и ликвидации их последствий;

– наблюдение за дикими животными в заповедниках.

2. Презентации, реклама, развлечения, творчество.

Эта группа применений БПЛА в настоящее время быстро расширяется благодаря деятельности многочисленных фирм и отдельных энтузиастов. Сюда можно отнести следующее:

– видео- и фотосъемка объектов архитектуры, природы, бизнеса, а также массовых мероприятий с целью презентации или рекламы;

– использование БПЛА в качестве носителей рекламы (например, на поверхности дирижабля);

– использование малых БПЛА в учебных целях в школах и вузах;

– авиамоделизм и авиаконструирование для многочисленных любителей;

– использование малых БПЛА в качестве арт-объекта или объекта развлечения.

3. Доставка грузов и подобные задачи.

Специфика этой группы применений позволяет называть используемые таким образом БПЛА воздушными роботами. Сюда, в частности, можно включить такие применения БПЛА как:

– доставка почты;

– доставка инструмента, комплектующих и материалов на строительные объекты;

– монтаж различных конструкций;

– выполнение или обеспечение ремонтных работ на труднодоступных объектах;

– распыление химикатов и внесение удобрений на полях;

– прокладка кабеля в опасных зонах;

– доставка продуктов, горючего, запчастей, источников питания и т.д. в труднодоступные районы для обеспечения альпинистов, туристов, экспедиций;

– сброс маркеров (световых, радиоизлучающих) для обозначения каких-либо объектов;

– доставка медикаментов и медоборудования для пострадавших в зоны аварий и катастроф;

– эвакуация пострадавших из зоны бедствия;

– эвакуация дорогостоящих материальных ценностей из опасных зон;

– доставка спасательных средств терпящим бедствие на воде;

– сброс взрывных устройств в горах для организации превентивного схода лавин;

– дозаправка или подзарядка автономно работающих труднодоступных устройств (буев, маяков, метеостанций, ретрансляционных станций и т.д.).

4. Ретрансляция сигналов и подобные задачи.

Сюда входят следующие применения (реализуемые обычно с помощью БПЛА вертолетного или аэростатического типов):

– ретрансляция радиосигналов с целью увеличения дальности действия каналов связи;

– использование БПЛА в качестве носителей осветительного оборудования;

– установка на борту громкоговорителей для воспроизведения звука: команд, музыки и т.п.;

– использование БПЛА в качестве площадки для генерации или отражения лазерного луча.

5. Управление поведением живых объектов.

Эти пока немногочисленные и довольно экзотические применения сводятся к следующему:

– использование БПЛА в качестве «пастуха»: управление передвижением табунов лошадей, отар овец и т.д.;

– отпугивание стай птиц от аэродромов.

Оглавление книги

1.2. Беспилотные летательные аппараты

1.2.1. Основные понятия и определения

Существует большое количество различных определений БПЛА. Вот одно из самых простых: «Беспилотный летательный аппарат – это летательный аппарат без человека (экипажа) на борту» . Однако в таком случае к БПЛА нужно причислить вообще все летающие искусственные объекты, что, очевидно, неправильно.

На сегодняшний день наиболее адекватным определением БПЛА представляется то, которое практически повторяет определение для беспилотного мобильного средства, данное в подразделе 1.1. Отличие состоит лишь в указании среды функционирования. Повторим это определение применительно к БПЛА.

Беспилотный летательный аппарат – это летательный аппарат многоразового или условно-многоразового использования, не имеющий на борту экипажа (человека-пилота) и способный самостоятельно целенаправленно перемещаться в воздухе для выполнения различных функций в автономном режиме (с помощью собственной управляющей программы) или посредством дистанционного управления (осуществляемого человеком- оператором со стационарного или мобильного пульта управления).

Заметим, что к БПЛА не относятся все ракеты, снаряды, бомбы (независимо от того, управляемые они или нет), аэростаты без двигателей и другие безмоторные летательные аппараты: планеры, дельтапланы, парапланы. Но беспилотные дирижабли, моторные дельтапланы и парапланы в соответствии с данным определением вполне можно отнести к БПЛА. Существуют другие, более узкие понятия БПЛА. Например, известны такие определения, в которых к БПЛА причисляют только аппараты самолетного и вертолетного типов .

Основные термины и аббревиатуры, касающиеся БПЛА, приведены в табл. 1.2. Разница в терминах БПЛА и ДПЛА (дистанционно-пилотируемый летательный аппарат) в том, что первый является более общим понятием. ДПЛА относится к тем аппаратам, которые управляются оператором дистанционно по радио с наземного пункта, тогда как в общем случае БПЛА может выполнять задачу и автономно, по заложенной в нем программе.

Недавно появившиеся термины UAS (Unmanned Aerial System) и соответствующий русскоязычный БАС (беспилотная авиационная система) учитывают не только сам летательный аппарат (аппараты), но также всю инфраструктуру и средства обеспечения (транспортно-пусковое устройство, средства связи, наземный пункт управления и др.) . В наших источниках встречается также термин БАК (беспилотный авиационный комплекс). Многие БАС и БАК считают синонимами, однако между ними есть некоторая разница, которая заключается в том, что БАС является более широким понятием . БАК – это только совокупность материально-технических средств, необходимых для выполнения определенных функций. Однако эти функции выполнены быть не могут без наличия элементов, устанавливающих связи различного типа (информационные, информационно-управляющие и т.п.) между структурными элементами комплекса. Наличие таких элементов и таких связей является отличительной особенностью БАС. Таким образом, кроме всего того, что входит в БАК, в БАС должны быть включены еще: технический персонал, протоколы обмена информацией, нормативно-регламентирующая документация, средства интеграции с другими системами.

Таблица 1.2 Основные англоязычные термины в области БПЛА и их русскоязычные соответствия
UAV — Unmanned Aerial Vehicle, Uninhabited Aerial Vehicle БПЛА (БЛА) — беспилотный летательный аппарат
drone дрон, беспилотник
flying robot воздушный робот
ROA — Remotely Operated Aircraft, RPA — Remote Piloted Aircraft ДПЛА — дистанционно-пилотируемый летательный аппарат
UAS — Unmanned Aerial System БАС — беспилотная авиационная система,
БАК — беспилотный авиационный комплекс

Поделитесь на страничке

Следующая глава >