UAV tsiviilkasutuseks. Droon: Venemaa ja välismaiste mehitamata õhusõidukite (UAV) ülevaade
"Tachyon" on Venemaa väike mehitamata õhusõiduk, mille on loonud ettevõtte Izhmash - Unmanned Systems LLC (Izhevsk) insenerid. Seda drooni tutvustati esmakordselt 2012. aastal. "Tachyon" on mõeldud vaatlemiseks, tulekahju reguleerimiseks, sihtmärgi määramiseks ja kahjustuste hindamiseks. See on efektiivne piirkondade aerofotograafiate ja videote pildistamisel, vajadusel saab seda kasutada sidesignaali kordajana. Praegu kasutatakse seda drooni nii maavägedes kui ka Vene mereväe üksustes.
Teadus- ja tootmisühing “Izhmash - Unmanned Systems” on oma tööd lugenud alates 2006. aastast. Ettevõtte üheks töövaldkonnaks sai koheselt mehitamata õhusõidukite arendus, tootmine, remont, hooldus, müük ja paigaldus. Ettevõte tegeleb praegu oma toodete taktikaliste ja tehniliste võimaluste laiendamisega ning uute mehitamata õhusüsteemide väljatöötamisega. Väärib märkimist, et viimastel aastatel on Iževskist saanud Venemaa mehitamata süsteemide maamärk. Tänapäeval tegutseb Udmurtia pealinnas kolm tõsiseltvõetavat ettevõtet, mis tegelevad droonide arendamisega. See on juba määratud uurimis- ja tootmisühing “Izhmash – Unmanned Systems”, Zala lennufirma, mille aktsiatest kuulub 51% Kalašnikovi relvakontsernile, ja ettevõte Finiko LLC, tuntud ka kui “Unmanned Systems” grupp. ettevõtetest.
Samal ajal võib droonidest saada Udmurtia uus kaubamärk. Sellest rääkis 2017. aasta septembris Ida majandusfoorumi raames vabariigi alalise esinduse juhi kohusetäitja Venemaa presidendi juures Mihhail Khomich. Tema sõnul on paljude kuberneride jaoks saanud prioriteediks Udmurtia juhtroll droonide loomisel ja tootmisel. Tänapäeval leiavad nad oma tarbijaid mitte ainult sõjaväes, vaid ka tsiviilsfääris ning on Venemaa turul laialdaselt esindatud.
Mehitamata õhusõiduki Tachyon arendus ja projekteerimine algas 2000. aastate lõpus, seda seadet esitleti laiemale avalikkusele 2012. aastal. 2014. aasta lõpus asusid droonid teenistusse Ida sõjaväeringkonna UAV üksustega. Hoolimata asjaolust, et see lennuk töötati algselt välja ja oli mõeldud kasutamiseks eranditult sõjalises sfääris, muudavad selle lennujõudlus ja tööomadused UAV-i väga paljulubavaks. See mudel on nõutud, nii et drooni toodetakse üsna aktiivselt riigikaitsekorralduse raames. Tulevikus võidakse seda mehitamata õhusõidukit eksportida teiste riikide armeedesse.
2015. aasta jaanuaris algasid Venemaal drooni uue modifikatsiooni riiklikud katsetused, mille toiteallikaks olid mitte akud, vaid kütuseelemendid. Samal aastal hakkasid ilmuma uudised nende droonide vägedele tarnimise kohta, eriti 2015. aasta alguses asusid nad teenistusse Kesksõjaväeringkonna (CMD) luureüksustes ja 2016. aastal. teenistus Venemaa sõjaväebaasis Armeenias. Hiljuti ilmus Venemaa ajakirjanduses teave uue eriüksuse loomise kohta Kaspia laevastiku koosseisus. Kaspia mere laevastiku sabotaaživastaste jõudude ja vahendite (PDSS) baasil luuakse "ranniku erivägede" üksus. Teatatakse, et muuhulgas hakatakse selle üksusega teenistuses kasutama ka Tachyoni droone. Nad aitavad eriüksuslaste sõdureid luurerühmade salajasel maandumisel kaldal, samuti vaenlase saboteerijate avastamisel, sealhulgas vee all.
Nii katsetasid Põhjalaevastiku eriüksuste hävitajad 2015. aastal Tahhüone Koola poolsaare rannikul asuvates lahtedes. Eelkõige huvitasid nad drooni kasutamise võimalust lahingusujujate ja nende kohaletoimetamismasinate tuvastamiseks erinevatel sügavustel, samuti diversantide mobiilsete baaside, saladuste ja maskeeritud varitsuste tuvastamine, sealhulgas öösel spetsiaalsete seiresüsteemide abil. Katsetati väikeste ja üliväikeste objektide tuvastamise võimalusi kaldal, veepinnal ja vee all.
Väike mehitamata õhusõiduk "Tachyon" on konstrueeritud "lendava tiiva" aerodünaamilise disaini järgi. See skeem on vähendatud kerega variatsioon “sabata” skeemist, mille rolli mängib tiib, mis kannab kõiki komponente ja kandevõimet. Lendava tiiva kujunduse järgi ehitatud lennukite üks eredamaid esindajaid on Ameerika strateegiline pommitaja B2 Spirit. Tachyon UAV koosneb automaatse autopiloodi juhtimissüsteemiga purilennukist, elektrijaamast, juhtseadmetest, pardal olevast toitesüsteemist, samuti langevarju maandumissüsteemist ja eemaldatavatest sihtkoormusüksustest, mis võivad muutuda olenevalt lahendatavatest ülesannetest. droon. Droon lastakse õhku kummikatapuldi abil ja maandutakse langevarjuga.
Mehitamata õhusõiduk Tachyon on spetsiaalselt loodud kasutamiseks karmides ilmastikutingimustes, seda saab varustada videokaamera, termokaamera ja muu varustusega. Seadmel on väikesed kaalu- ja suuruseomadused ning seda saab kasutada laias temperatuuri- ja kõrgusvahemikus ning ka märkimisväärse tuulekiiruse korral. Drooni stardikaal ei ületa 25 kg, kandevõimega 5 kg. Neid väikeseid droone saab sõjaväeluure huvides kasutada päeval ja öösel kuni 40 kilomeetri kaugusel ka ebasoodsate ilmastikutingimuste korral, opereerimine on lubatud tuuleiilidega kuni 15 m/s. Tachyon UAV on võimeline läbi viima luuret tegelikule lähedases ajaskaalas ning seda saab kasutada ka video- ja kõneside korraldamiseks, toimides signaali kordajatena.
Väikesel mehitamata õhusõidukil Tachyon on üsna kompaktne disain, selle pikkus ei ületa 61 cm ja tiibade siruulatus on kaks meetrit. Vaatamata väikesele suurusele on see tänu oma erilisele aerodünaamilisele kujule väga manööverdusvõimeline ja lennul stabiilne. Elektrijaamas on kasutusel üks elektrimootor, mis võimaldab multifunktsionaalsel seadmel saavutada kiirust kuni 120 km/h. Sellisel juhul on seadme maksimaalne õhus viibimise kestus piiratud kahe tunniga. Kütuseelementidel töötavate elektrimootoritega varustatud Tachyoni droonidel toodab lennuenergiat elektromehaaniline elektrigeneraator. Selline mehitamata õhusõiduk kasutab kütusena kokkusurutud vesinikku ja oksüdeerijana atmosfääriõhku.
Mehitamata kompleks koosneb kahest Tachyoni mehitamata õhusõidukist, vahetatavate kandemoodulite komplektist (fotokaamera, telekaamera, infrapunakaamera, termokaamera), maapealsest juhtimisjaamast ja katapuldist. Kompleksi meeskond koosneb kahest maapealsest inimesest. Mõlemad töötavad arvutiga. Üks neist juhib mehitamata õhusõidukit ning teise ekraanil kuvatakse droonilt tuleva info.
UAV Tachyon lennuomadused:
Pikkus - 610 mm.
Tiibade siruulatus - 2000 mm.
Stardi kaal - 25 kg.
Kandevõime kaal - 5 kg.
Mootor on elektriline.
Lennukiirus: maksimaalne - 120 km/h, ristlemine - 65 km/h.
Lennu kestus on 2 tundi.
Tegevusulatus - 40 km.
Maksimaalne lennukõrgus on 4000 m.
Töötemperatuuri vahemik: -30 kuni +40 °C.
Drooni Tachyon kasutamine õppustel Gorjatši Kljutši lähedal Molkinos asuval kombineeritud relvastusväljakul, jaanuar 2016, foto.
Raamat on peamiselt informatiivsel eesmärgil ning on kirjutatud arvukate kirjanduslike ja Interneti-allikate arvustuste ja analüüside tulemuste põhjal. See tutvustab lugejale mehitamata õhusõidukite valdkonna praegust terminoloogiat ja klassifikatsiooni, tänapäevaseid suundumusi mehitamata õhusõidukite tootmises, aga ka mehitamata õhusõidukite süsteemide turu olukorda.
1.2.4. UAV-de klassifitseerimine eesmärgi järgi
Paljudes klassifikatsioonides jagunevad UAV-d otstarbe järgi sõjaväe- ja tsiviilotstarbelisteks. Ilmselt on aga loogilisem jaotus see, et mehitamata õhusõidukid jagatakse esmalt suuremateks kasutusvaldkondadeks, nimelt teaduslikul ja rakenduslikul eesmärgil; viimased jagunevad sõjaväe- ja tsiviilotstarbelisteks UAV-deks (joonis 1.79).
Teadusvaldkonnas kasutatakse UAV-sid uute teadmiste saamiseks ning pole vahet, millisest valdkonnast need teadmised pärinevad ja kus neid hiljem rakendatakse. See võib olla uue tehnoloogia katsetamine (sealhulgas uued lennupõhimõtted) või loodusnähtuste vaatlemine.
UAV kasutusala koosneb kahest põhisuunast - sõjalisest ja tsiviilotstarbelisest.
Sõjaväe UAV-d võib nende funktsionaalse otstarbe järgi klassifitseerida järgmiselt:
– vaatlus (saab kasutada eelkõige tule reguleerimiseks lahinguväljal);
– luure;
– löök (rünnak maapealsete sihtmärkide vastu, kasutades raketirelvi;
– luure ja streik;
– pommitaja;
– hävitaja (õhusihtmärkide hävitamiseks);
– raadiosaadete edastamine;
– UAV elektrooniline sõjapidamine (elektroonilise sõjapidamise eesmärgil);
– transport;
– UAV sihtmärgid;
– UAV-simulaatorid;
– mitmeotstarbelised UAV-d.
UAV-de tsiviilotstarbeline kasutusala on väga ulatuslik. UAV-teenuste tööstused ja tarbijad ulatuvad ka põllumajandusest ja ehitusest nafta- ja gaasi- ning julgeolekusektorini, aga ka teadusorganisatsioonid, reklaamifirmad, meedia ja üksikisikud. Tsiviil UAV-de kogu kasutusotstarbe ülevaate süstematiseerimiseks eristame tinglikult 5 suurendatud rühma, mis moodustatakse vastavalt täidetavate funktsioonide kriteeriumile (rühmad on loetletud tänapäeval kasutussageduse kahanevas järjekorras).
1. Seire jms ülesanded.
See hõlmab kõiki ülesandeid, mis on seotud erinevate objektide jälgimise, mõõtmis- ja muu teabe kogumisega. Loetleme selle grupi teadaolevad rakendused:
– videovalve erinevate objektide kaitse eesmärgil;
– metsaalade seire metsakaitseteenistuse poolt;
– politsei poolt määratud piirkondades patrullimine;
– liiklusseire raudteedel ja maanteedel, navigatsioonikontroll;
– põllumajandustootjate ja põllumajandusettevõtete saagi seire;
– kalanduse kontroll;
– maapinna kaardistamine;
– hävinud või ohtlikes hoonetes väikeste mehitamata õhusõidukitega tutvumine ja ruumide plaanide koostamine;
– mineraalide otsimine spetsiaalsete sensorivahendite abil;
– nafta- ja gaasirajatiste, eelkõige torujuhtmete seire;
– ehitusplatside ülevaatus;
– raskesti ligipääsetavate tööstusrajatiste (elektriliinid, sillatoed, korstnad, tuulegeneraatorid, antennid jne) videopildistamine;
– kiirgus- ja keemilised luured ohtlikes piirkondades;
– meteoroloogilised vaatlused;
– veekogude atmosfääri ja pinna keskkonnaseire;
– ohtlike loodusnähtuste (üleujutused, vulkaanipursked, laviiniohtlikud mägipiirkonnad jne) seire;
– loodusõnnetuste tulemuste hindamine ja nende tagajärgede likvideerimine;
– metsloomade vaatlus looduskaitsealadel.
See UAV-rakenduste rühm laieneb praegu kiiresti tänu arvukate ettevõtete ja üksikhuviliste tegevusele. See võib hõlmata järgmist.
– arhitektuuri-, loodus-, äriobjektide, samuti avalike ürituste video ja fotograafia esitluse või reklaami eesmärgil;
– mehitamata õhusõidukite kasutamine reklaamikandjana (näiteks õhulaeva pinnal);
– väikeste mehitamata õhusõidukite kasutamine hariduslikel eesmärkidel koolides ja ülikoolides;
– õhusõidukite modelleerimine ja lennukite projekteerimine paljudele amatööridele;
– väikeste mehitamata õhusõidukite kasutamine kunsti- või meelelahutusobjektina.
3. Kauba kohaletoimetamine jms ülesanded.
Selle rakenduste rühma spetsiifilisus lubab sel viisil kasutatavaid UAV-sid nimetada õhurobotiteks. Eelkõige võib see hõlmata selliseid UAV-rakendusi nagu:
- posti kohaletoimetamine;
– tööriistade, komponentide ja materjalide tarnimine ehitusplatsidele;
– erinevate konstruktsioonide paigaldus;
– raskesti ligipääsetavate objektide remonditööde teostamine või osutamine;
– põldudele kemikaalide pritsimine ja väetiste laotamine;
– kaablite paigaldamine ohtlikesse kohtadesse;
– toodete, kütuse, varuosade, toiteallikate jms kohaletoimetamine. raskesti ligipääsetavatesse piirkondadesse mägironijate, turistide ja ekspeditsioonide jaoks;
– markerite lähtestamine (valgus, raadio kiirgavad), et näidata objekte;
– ravimite ja meditsiiniseadmete tarnimine ohvritele õnnetus- ja katastroofipiirkondades;
– ohvrite evakueerimine katastroofipiirkonnast;
– kallite materiaalsete varade evakueerimine ohtlikest aladest;
– päästevarustuse kohaletoimetamine vees hätta sattunutele;
– lõhkekehade viskamine mägedesse, et korraldada ennetavaid laviine;
– autonoomselt töötavate raskesti ligipääsetavate seadmete (poid, majakad, ilmajaamad, releejaamad jne) tankimine või laadimine.
4. Signaalirelee jms ülesanded.
Nende hulka kuuluvad järgmised rakendused (tavaliselt rakendatakse helikopterite või aerostaatiliste UAV-de abil):
– raadiosignaalide edastamine sidekanalite ulatuse suurendamiseks;
– mehitamata õhusõidukite kasutamine valgustusseadmete kandjatena;
– kõlarite paigaldamine pardale heli taasesitamiseks: käsud, muusika jne;
– UAV kasutamine laserkiire tekitamise või peegeldamise platvormina.
5. Elusobjektide käitumise kontroll.
Need endiselt vähesed ja üsna eksootilised rakendused taanduvad järgmistele:
– UAV kasutamine “karjaseks”: hobusekarjade, lambakarjade jms liikumise kontrollimine;
– linnuparvede peletamine lennuväljadelt.
Viimastel aastatel on ilmunud suur hulk publikatsioone mehitamata õhusõidukite (UAV) või mehitamata õhusõidukisüsteemide (UAS) kasutamise kohta topograafiliste probleemide lahendamisel. See huvi on suuresti tingitud nende kasutusmugavusest, efektiivsusest, suhteliselt madalast kulust, efektiivsusest jne. Loetletud omadused ja tõhusa tarkvara olemasolu aerofotograafia materjalide automaatseks töötlemiseks (sh vajalike punktide valimiseks) avavad võimaluse mehitamata õhusõidukite tarkvara ja riistvara laialdaseks kasutamiseks inseneri- ja geodeetiliste uuringute praktikas.
Selles numbris avame mehitamata õhusõidukite tehniliste vahendite ülevaatega väljaannete sarja mehitamata õhusõidukite võimekusest ning nende kasutamise kogemustest väli- ja lauatöödel.
D.P. INOZEMTSEV, projektijuht, PLAZ LLC, Peterburi
MEHITAMATA ÕHUSÕIDUKID: TEOORIA JA PRAKTIKA
Osa 1. Tehniliste vahendite ülevaade
AJALOOLINE VIIDE
Mehitamata õhusõidukid ilmusid seoses vajadusega tõhusalt lahendada sõjalisi probleeme - taktikaline luure, sõjaväerelvade (pommid, torpeedod jne) sihtkohta toimetamine, lahingujuhtimine jne. Ja pole juhus, et nende esmakordset kasutamist kaalutakse. Austria vägede poolt õhupallide abil pommide toimetamine ümberpiiratud Veneetsiasse 1849. aastal. Võimas tõuke mehitamata õhusõidukite arendamiseks oli raadiotelegraafide ja lennunduse tekkimine, mis võimaldas oluliselt parandada nende autonoomiat ja juhitavust.
Nii töötas Nikola Tesla 1898. aastal välja ja demonstreeris miniatuurset raadio teel juhitavat alust ning juba 1910. aastal pakkus Ameerika sõjaväeinsener Charles Kettering välja, ehitas ja katsetas mitmeid mehitamata õhusõidukite mudeleid. 1933. aastal töötati Suurbritannias välja esimene UAV.
korduvkasutatav ning selle baasil loodud raadio teel juhitavat sihtmärki kasutati Suurbritannia kuninglikus mereväes kuni 1943. aastani.
Saksa teadlaste uurimused olid oma ajast mitukümmend aastat ees, 1940. aastatel kinkisid nad maailmale reaktiivmootori ja tiibrakett V-1 kui esimese mehitamata õhusõiduki, mida reaalses lahingutegevuses kasutati.
NSV Liidus töötas lennukikonstruktor Nikitin aastatel 1930–1940 välja “lendava tiiva” tüüpi torpeedopommitaja-purilennuki ning 40. aastate alguseks koostati mehitamata lendava torpeedo projekt, mille lennuulatus on 100 kilomeetrit ja rohkem. ette valmistatud, kuid need arendused ei muutunud tõelisteks kavanditeks.
Pärast Suure Isamaasõja lõppu kasvas huvi mehitamata õhusõidukite vastu märkimisväärselt ning alates 1960. aastatest on nende laialdast kasutamist täheldatud mittesõjaliste probleemide lahendamiseks.
Üldiselt võib mehitamata õhusõidukite ajaloo jagada neljaks etapiks:
1.1849 - kahekümnenda sajandi algus - katsed ja eksperimentaalsed katsed UAV-de loomiseks, aerodünaamika, lennuteooria ja lennukiarvutuste teoreetiliste aluste kujunemine teadlaste töödes.
2. Kahekümnenda sajandi algus - 1945 - militaar-UAV-de (lühikese lennukauguse ja lennukestusega mürsulennukid) väljatöötamine.
3.1945–1960 - UAV-de eesmärgipõhise klassifikatsiooni laiendamise ja nende loomise periood eelkõige luureoperatsioonide jaoks.
4.1960 - tänapäeva - UAV-de klassifikatsiooni laiendamine ja täiustamine, massilise kasutamise algus mittesõjaliste probleemide lahendamiseks.
UAV KLASSIFIKATSIOON
On hästi teada, et aerofotograafia kui Maa kaugseire (ERS) liik on kõige produktiivsem ruumiandmete kogumise meetod, topograafiliste plaanide ja kaartide koostamise, reljeefi ja maastiku kolmemõõtmeliste mudelite loomise aluseks. Aerofotograafiat tehakse nii mehitatud õhusõidukitelt - lennukitelt, õhulaevadelt, triikidelt ja õhupallidelt kui ka mehitamata õhusõidukitelt (UAV).
Mehitamata õhusõidukeid, nagu mehitatud, on lennuki- ja helikopteritüüpi (helikopterid ja multikopterid on nelja või enama pearootoriga õhusõidukid). Praegu puudub Venemaal õhusõiduki tüüpi UAV-de üldtunnustatud klassifikatsioon. Raketid.
Ru pakub koos portaaliga UAV.RU kaasaegset lennukitüüpi mehitamata õhusõidukite klassifikatsiooni, mis on välja töötatud UAV International organisatsiooni lähenemisviiside põhjal, kuid arvestades siseturu (klasside) spetsiifikat ja olukorda (tabel 1) :
Lühimaa mikro- ja mini-UAV-d. Miniatuursete ülikergete ja kergete seadmete klass ning nendel põhinevad kompleksid stardimassiga kuni 5 kilogrammi hakkasid Venemaal ilmuma suhteliselt hiljuti, kuid juba üsna
laialdaselt esindatud. Sellised mehitamata õhusõidukid on ette nähtud individuaalseks operatiivkasutuseks lühikestel vahemaadel kuni 25–40 kilomeetri kaugusel. Neid on lihtne kasutada ja transportida, need on kokkupandavad ja positsioneeritud „kaasaskantavatena“, käivitatakse katapuldiga või käsitsi. Nende hulka kuuluvad: Geoscan 101, Geoscan 201, 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, T23 "Aileron", T25, "Aileron-3", "Gamayun-3", "Irkut-2M", " Istra-10",
“VEND”, “Lokk”, “Inspektor 101”, “Inspektor 201”, “Inspektor 301” jne.
Kerged lühimaa UAV-d. Sellesse klassi kuuluvad veidi suuremad lennukid - stardimassiga 5–50 kilogrammi. Nende leviala on 10–120 kilomeetrit.
Nende hulgas: Geoscan 300, “GRANT”, ZALA 421-04, Orlan-10, PteroSM, PteroE5, T10, “Eleron-10”, “Gamayun-10”, “Irkut-10”,
T92 “Lotos”, T90 (T90-11), T21, T24, “Tipchak” UAV-05, UAV-07, UAV-08.
Kerged keskmise ulatusega UAV-d. Sellesse UAV-de klassi võib liigitada mitmeid kodumaiseid mudeleid. Nende kaal on 50–100 kilogrammi. Nende hulka kuuluvad: T92M "Chibis", ZALA 421-09,
“Dozor-2”, “Dozor-4”, “Pchela-1T”.
Keskmised UAV-d. Keskmise suurusega UAV-de stardimass jääb vahemikku 100–300 kilogrammi. Need on mõeldud kasutamiseks vahemikus 150–1000 kilomeetrit. Selles klassis: M850 “Astra”, “Binom”, La-225 “Komar”, T04, E22M “Berta”, “Berkut”, “Irkut-200”.
Keskmise raskusega UAV-d. Selle klassi sõiduulatus on sarnane eelmise klassi mehitamata õhusõidukitega, kuid sellel on veidi suurem stardimass - 300–500 kilogrammi.
Sellesse klassi peaks kuuluma: “Kolibri”, “Dunham”, “Dan-Baruk”, “Toonekurg” (“Yulia”), “Dozor-3”.
Rasked keskmaa UAV-d. Sellesse klassi kuuluvad mehitamata õhusõidukid, mille lennumass on 500 kilogrammi või rohkem ja mis on mõeldud kasutamiseks keskmisel lennukaugusel 70–300 kilomeetrit. Raskeklassi kuuluvad: Tu-243 “Flight-D”, Tu-300, “Irkut-850”, “Nart” (A-03).
Pika lennuajaga rasked UAV-d. Mehitamata õhusõidukite kategooria on välismaal üsna nõutud, kuhu kuuluvad Ameerika UAV-d Predator, Reaper, GlobalHawk, Israeli Heron, Heron TP. Venemaal näidiseid praktiliselt pole: Zond-3M, Zond-2, Zond-1, Sukhoi mehitamata õhusüsteemid (BasS), mille raames luuakse robotlennukompleks (RAC).
Mehitamata lahingulennuk (UCA). Praegu käib kogu maailmas aktiivne töö, et luua paljutõotavaid mehitamata õhusõidukeid, millel on võimalus pardal kanda relvi ning mis on mõeldud maapealsete ja maapealsete statsionaarsete ja mobiilsete sihtmärkide ründamiseks vaenlase õhutõrjejõudude tugeva vastuseisu korral. Neid iseloomustab sõiduulatus umbes 1500 kilomeetrit ja kaal 1500 kilogrammi.
Täna esitatakse Venemaal BBS-klassis kahte projekti: “Proryv-U”, “Scat”.
Praktikas kasutatakse aerofotograafiaks tavaliselt kuni 10–15 kilogrammi kaaluvaid UAV-sid (mikro-, mini- ja kergeid UAV-sid). Selle põhjuseks on asjaolu, et mehitamata õhusõiduki stardimassi suurenemisega suureneb selle arendamise keerukus ja vastavalt ka kulud, kuid töökindlus ja tööohutus vähenevad. Fakt on see, et UAV maandumisel vabaneb energia E = mv2 / 2 ja mida suurem on sõiduki mass m, seda suurem on selle maandumiskiirus v, see tähendab, et maandumisel vabanev energia kasvab massi suurenedes väga kiiresti. Ja see energia võib kahjustada nii UAV-d ennast kui ka maapealset vara.
Mehitamata helikopteril ja multikopteril seda puudust pole. Teoreetiliselt saab sellise seadme maanduda suvaliselt madalal Maale lähenemise kiirusel. Mehitamata kopterid on aga liiga kallid ning kopterid ei ole veel võimelised lendama pikki vahemaid ning neid kasutatakse vaid kohalike objektide (üksikhooned ja rajatised) pildistamiseks.
Riis. 1. UAV Mavinci SIRIUS Joon. 2. UAV Geoscan 101
UAV EELISED
UAV-de paremus mehitatud lennukitest on ennekõike töö maksumus, aga ka tavapäraste operatsioonide arvu märkimisväärne vähenemine. Juba ainuüksi inimese puudumine lennuki pardal lihtsustab oluliselt aerofotograafia ettevalmistavaid tegevusi.
Esiteks pole teil vaja lennuvälja, isegi kõige primitiivsemat. Mehitamata õhusõidukid lastakse õhku kas käsitsi või spetsiaalse stardiseadme – katapuldi – abil.
Teiseks, eriti elektriajamiga vooluahela kasutamisel puudub vajadus lennuki hooldamiseks kvalifitseeritud tehnilise abi järele ning meetmed ohutuse tagamiseks töökohal pole nii keerulised.
Kolmandaks, mehitamata õhusõidukiga võrreldes puudub või on palju pikem regulatsioonidevaheline tööperiood.
Sellel asjaolul on meie riigi kaugemates piirkondades aerofotograafiakompleksi kasutamisel suur tähtsus. Aerofotograafia välihooaeg on reeglina lühike, mõõdistamiseks tuleb kasutada iga ilusat päeva.
UAV SEADE
kaks peamist UAV paigutusskeemi: klassikaline (vastavalt skeemile "kere + tiivad + saba"), mis sisaldab näiteks UAV-d Orlan-10, Mavinci SIRIUS (joon. 1) jne, ja "lendav tiib" , mille hulka kuuluvad Geoscan101 (joonis 2), Gatewing X100, Trimble UX5 jne.
Mehitamata aerofotograafia süsteemi põhiosad on: kere, mootor, pardajuhtimissüsteem (autopiloot), maapealne juhtimissüsteem (GCS) ja aerofotograafia seadmed.
UAV kere on valmistatud kergest plastikust (näiteks süsinikkiust või kevlarist), et kaitsta kallist kaameravarustust ja juhtnuppe ning navigatsiooni, ning selle tiivad on valmistatud plastikust või pressitud vahtpolüstüreenist (EPP). See materjal on kerge, üsna vastupidav ega purune löögi ajal. Deformeerunud EPP-osa saab sageli taastada improviseeritud vahenditega.
Langevarjuga maandumisega kerge UAV peab ilma remondita vastu mitusada lendu, mis hõlmab tavaliselt tiibade, kereelementide jms vahetust. Tootjad püüavad vähendada kuluvate kereosade kulusid, et kasutaja kulud UAV töökorras hoidmine on minimaalne.
Tuleb märkida, et aerofotograafiakompleksi kõige kallimad elemendid, maapealne juhtimissüsteem, avioonika ja tarkvara, ei kulu üldse.
UAV-i elektrijaam võib olla bensiin või elektrijaam. Veelgi enam, bensiinimootor tagab palju pikema lennu, kuna bensiin salvestab kilogrammi kohta 10–15 korda rohkem energiat kui parimasse akusse mahub. Selline elektrijaam on aga keeruline, vähem töökindel ja nõuab UAV-i käivitamiseks ettevalmistamiseks palju aega. Lisaks on bensiinimootoriga mehitamata õhusõidukit äärmiselt keeruline lennukiga töökohale transportida. Lõpuks nõuab see kõrgelt kvalifitseeritud operaatoreid. Seetõttu on bensiinimootoriga UAV-d mõttekas kasutada ainult juhtudel, kui on vaja väga pikka lennu kestust - pidevaks jälgimiseks, eriti kaugete objektide uurimiseks.
Vastupidi, elektriline tõukejõusüsteem on operatiivpersonali kvalifikatsiooni osas väga vähenõudlik. Kaasaegsed akud suudavad tagada pideva lennu kestuse üle nelja tunni. Elektrimootori hooldamine pole üldse keeruline. Enamasti on see ainult kaitse niiskuse ja mustuse eest, samuti pardavõrgu pinge kontrollimine, mis toimub maapealse juhtimissüsteemi kaudu. Akusid laetakse kaasasoleva sõiduki pardavõrgust või autonoomsest elektrigeneraatorist. UAV harjadeta elektrimootoril praktiliselt puudub kulumine.
Autopiloot – inertsiaalsüsteemiga (joonis 3) – on UAV kõige olulisem juhtimiselement.
Autopiloot kaalub vaid 20–30 grammi. Kuid see on väga keeruline toode. Autopiloot sisaldab lisaks võimsale protsessorile palju andureid – kolmeteljeline güroskoop ja kiirendusmõõtur (ja vahel ka magnetomeeter), GLO-NAS/GPS vastuvõtja, rõhuandur, õhukiiruse andur. Nende seadmetega saab mehitamata õhusõiduk lennata rangelt etteantud kursil.
Riis. 3. Autopiloot Mikropiloot
UAV-l on lennumissiooni allalaadimiseks vajalik raadiomodem, mis edastab maapealsesse juhtimissüsteemi telemeetrilisi andmeid lennu ja hetkeasukoha kohta töökohal.
Maapealne juhtimissüsteem
(NSU) on tahvelarvuti või sülearvuti, mis on varustatud modemiga UAV-ga suhtlemiseks. NCS-i oluline osa on tarkvara lennumissiooni planeerimiseks ja selle rakendamise edenemise kuvamiseks.
Lennuülesanne koostatakse reeglina automaatselt, vastavalt pindalaobjekti etteantud kontuurile või joonobjekti sõlmpunktidele. Lisaks on võimalik kavandada lennumarsruute lähtuvalt vajalikust lennukõrgusest ja maapinnal tehtavate fotode nõutavast eraldusvõimest. Etteantud lennukõrguse automaatseks säilitamiseks on võimalik lennumissioonis arvestada levinud vormingutes digitaalse maastikumudeliga.
Lennu ajal kuvatakse NSU monitori kartograafilisel taustal UAV asukoht ja tehtud fotode kontuurid. Lennu ajal on operaatoril võimalus maapealse juhtimissüsteemi “punase” nupu abil UAV kiiresti ümber suunata teisele maandumisalale ja isegi kiiresti UAV maanduda. NCS-i käsul saab planeerida muid abioperatsioone, näiteks langevarju vabastamist.
Lisaks navigatsiooni- ja lennutoe pakkumisele peab autopiloot juhtima kaamerat, et teha pilte etteantud kaadriintervalliga (niipea, kui UAV on eelmisest pildistamiskeskusest vajaliku kaugusele lennanud). Kui eelarvutatud kaadriintervall ei püsi stabiilselt, tuleb säriaega reguleerida nii, et ka taganttuulega piisaks pikisuunalisest kattumisest.
Autopiloot peab registreerima geodeetilise satelliidivastuvõtja GLONASS/GPS pildistamiskeskuste koordinaadid, et automaatne pilditöötlusprogramm saaks kiiresti mudeli ehitada ja maastikuga siduda. Vajalik täpsus pildistamiskeskuste koordinaatide määramisel sõltub aerofotograafiatööde teostamise tehnilistest näitajatest.
Aerofotograafia seadmed paigaldatakse UAV-le olenevalt selle klassist ja kasutusotstarbest.
Mikro- ja mini-UAV-d on varustatud kompaktsete digikaameratega, mis on varustatud fikseeritud fookuskaugusega (ilma suumobjektiivi või suumseadmeta) 300–500 grammi kaaluvate vahetatavate objektiividega. Praegu kasutatakse selliste kaameratena SONY NEX-7 kaameraid.
24,3 MP maatriksiga, CANON600D 18,5 MP maatriksiga jms. Katikut juhitakse ja katiku signaal edastatakse satelliidivastuvõtjasse kaamera standardsete või veidi muudetud elektripistikute abil.
Kerged lühimaa UAV-d on varustatud suure valgustundliku elemendiga peegelkaameratega, näiteks CanonEOS5D (sensori suurus 36×24 mm), NikonD800 (maatriks 36,8 MP (sensori suurus 35,9×24 mm)), Pentax645D (CCD sensor 44x33 mm, 40 MP maatriks) jms, mis kaaluvad 1,0–1,5 kilogrammi.
Riis. 4. Aerofotode paigutus (sinised ristkülikud numbriallkirjadega)
UAV VÕIMALUSED
Vastavalt dokumendi “Aerofotograafia põhisätted topograafiliste kaartide ja plaanide koostamiseks ja ajakohastamiseks” GKINP-09-32-80 nõuete kohaselt peab aerofotograafia seadmete kandja äärmiselt täpselt järgima aerofotograafia marsruutide projekteerimisasendit, säilitama etteantud ešelon (pildistamiskõrgus) ja tagada vastavusnõuetele maksimaalsed kõrvalekalded kaamera orientatsiooninurkades – kalle, kaldenurk, kaldenurk. Lisaks peavad navigatsiooniseadmed tagama fotokatiku täpse tööaja ja määrama pildistamiskeskuste koordinaadid.
Eespool oli märgitud autopiloodi integreeritud seadmed: mikrobaromeeter, õhukiiruse andur, inertsiaalsüsteem ja navigatsioonisatelliitseadmed. Läbiviidud testide (eriti Geoscan101 UAV) põhjal tehti kindlaks järgmised tegelike võtteparameetrite kõrvalekalded määratud parameetritest:
UAV kõrvalekalded marsruudi teljest jäävad vahemikku 5–10 meetrit;
Pildistamise kõrguse kõrvalekalded jäävad vahemikku 5–10 meetrit;
Kõrvalolevate piltide kõrguste kõikumine pildistamisel – mitte enam
Lennu ajal ilmuvad kalasabad (piltide ümberpööramine horisontaaltasapinnas) töödeldakse automatiseeritud fotogrammeetrilise töötlussüsteemiga ilma märgatavate negatiivsete tagajärgedeta.
UAV-le paigaldatud fotoseadmed võimaldavad teil saada piirkonnast digitaalseid pilte eraldusvõimega, mis on parem kui 3 sentimeetrit piksli kohta. Lühi-, keskmise ja pika fookusega fotoobjektiivide kasutamise määrab valmivate valmismaterjalide iseloom: olgu selleks reljeefne mudel või ortomosaiik. Kõik arvutused tehakse samamoodi nagu “suure” aerofotograafia puhul.
Kahe sagedusega GLO-NASS/GPS satelliidi geodeetilise süsteemi kasutamine pildikeskuste koordinaatide määramiseks võimaldab järeltöötluse käigus saada pildistamiskeskuste koordinaate täpsusega üle 5 sentimeetri ja PPP (PrecisePoint Positioning) meetodi kasutamine võimaldab määrata pildikeskuste koordinaate ilma tugijaamu kasutamata või neist olulisel kaugusel.
Aerofotograafia materjalide lõplik töötlemine võib olla objektiivseks kriteeriumiks tehtud töö kvaliteedi hindamisel. Illustreerimiseks võime vaadelda andmeid UAV aerofotograafia materjalide fotogrammeetrilise töötlemise täpsuse hindamise kohta, mis teostati PhotoScan tarkvaras (tootja Agisoſt, Peterburi) vastavalt kontrollpunktidele (tabel 2).
Punktide numbrid |
Vead piki koordinaattelgesid, m |
Kõhulihased, pix |
Prognoosid |
|||
(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2 |
UAV RAKENDUS
Maailmas ja viimasel ajal ka Venemaal kasutatakse mehitamata õhusõidukeid ehitusaegsetel geodeetilistel uuringutel, tööstusrajatiste, transpordi infrastruktuuri, asulate, suvilate katastriplaanide koostamisel, kaevanduste ja puistangute mahu määramiseks mõõdistamisel, võttes arvesse. arvestada puistlasti liiklust karjäärides, sadamates, kaevandus- ja töötlemistehastes, koostada linnade ja ettevõtete kaarte, plaane ja 3D mudeleid.
3. Tsepljajeva T.P., Morozova O.V. Mehitamata õhusõidukite arenguetapid. M., “Avatud info ja arvutiga integreeritud tehnoloogiad”, nr 42, 2009.
Tänapäeval eraldavad paljud arengumaad oma eelarvest palju raha uut tüüpi UAV-de – mehitamata õhusõidukite – täiustamiseks ja arendamiseks. Sõjaliste operatsioonide teatris ei olnud harvad juhud, kui väejuhatus eelistas lahingu- või väljaõppemissiooni lahendamisel piloodile digitaalset masinat. Ja selleks oli mitu head põhjust. Esiteks on see töö järjepidevus. Droonid on võimelised täitma ülesannet kuni 24 tundi ilma katkestusteta puhkamiseks ja uneks – need on inimese vajaduste lahutamatud elemendid. Teiseks on see vastupidavus.
Droon töötab suurte ülekoormuste tingimustes peaaegu katkematult ning seal, kus inimkeha lihtsalt ei talu 9G ülekoormusi, saab droon edasi töötada. Noh, kolmandaks on see inimfaktori puudumine ja ülesande täitmine arvutikompleksi sisseehitatud programmi järgi. Ainus inimene, kes võib eksida, on operaator, kes sisestab missiooni täitmiseks infot – robotid ei eksi.
UAV arendamise ajalugu
Inimesel on juba pikka aega olnud idee luua masin, mida saaks distantsilt juhtida, ilma et see kahjustaks ennast. 30 aastat pärast vendade Wrightide esimest lendu sai see idee teoks ja 1933. aastal ehitati Ühendkuningriigis spetsiaalne kaugjuhitav lennuk.
Esimene droon, mis lahingutes osales, oli. See oli reaktiivmootoriga raadio teel juhitav rakett. See oli varustatud autopiloodiga, millesse Saksa operaatorid sisestasid teabe eelseisva lennu kohta. Teise maailmasõja ajal täitis see rakett edukalt umbes 20 tuhat lahingumissiooni, andes õhulööke Suurbritannia olulistele strateegilistele ja tsiviilobjektidele.
Pärast Teise maailmasõja lõppu hakkasid USA ja Nõukogude Liit külma sõja alguse hüppelauaks saanud vastastikuste nõuete suurenemise käigus eraldama eelarvest tohutuid rahasummasid. mehitamata õhusõidukite arendamine.
Nii kasutasid mõlemad pooled Vietnamis lahingutegevuse käigus aktiivselt UAV-sid erinevate lahinguülesannete lahendamiseks. Raadio teel juhitavad sõidukid tegid aerofotosid, viisid läbi radariga luuret ja neid kasutati repiiteridena.
1978. aastal toimus droonide arengu ajaloos tõeline läbimurre. IAI Scouti tutvustasid Iisraeli sõjaväe esindajad ja sellest sai ajaloo esimene lahingulennuk.
Ja 1982. aastal, Liibüa sõja ajal, hävitas see droon Süüria õhutõrjesüsteemi peaaegu täielikult. Nende vaenutegevuse käigus kaotas Süüria armee 19 õhutõrjepatareid ja 85 lennukit hävitati.
Pärast neid sündmusi hakkasid ameeriklased pöörama maksimaalset tähelepanu droonide arendamisele ja 90ndatel tõusid nad mehitamata õhusõidukite kasutamises maailmas liidriks.
Droone kasutati aktiivselt 1991. aastal kõrbetormi ajal, samuti sõjaliste operatsioonide ajal Jugoslaavias 1999. aastal. Praegu on USA armeel kasutuses umbes 8,5 tuhat raadio teel juhitavat drooni ning need on peamiselt väikesemõõtmelised UAV-d, mis on mõeldud maavägede huvides luuremissioonide sooritamiseks.
Disaini omadused
Pärast sihiku drooni leiutamist brittide poolt on teadus teinud suuri edusamme kaugjuhitavate lendavate robotite väljatöötamisel. Kaasaegsetel droonidel on suurem ulatus ja lennukiirus.
See juhtub peamiselt tänu tiiva jäigale fikseerimisele, robotisse ehitatud mootori võimsusele ja loomulikult kasutatavale kütusele. On olemas ka akutoitel droone, kuid need ei suuda vähemalt veel lennuulatuses konkureerida kütusega töötavatega.
Purilennukeid ja tiltrootoreid kasutatakse luureoperatsioonidel laialdaselt. Esimesi on üsna lihtne valmistada ja need ei nõua suuri rahalisi investeeringuid ning mõned konstruktsioonid ei sisalda mootorit.
Viimase eripäraks on see, et selle õhkutõus põhineb helikopteri tõukejõul, õhus manööverdamisel kasutavad need droonid aga lennukitiibu.
Tailsiggerid on robotid, millele arendajad on andnud võimaluse õhus olles lennuprofiile muuta. See juhtub kas kogu konstruktsiooni või selle osa pöörlemise tõttu vertikaalsel tasapinnal. Olemas on ka juhtmega droone ja drooni juhitakse ühendatud kaabli kaudu juhtkäskluste edastamisega selle pardale.
On droone, mis erinevad teistest oma mittestandardsete funktsioonide komplekti või ebatavalises stiilis täidetavate funktsioonide poolest. Need on eksootilised UAV-d ja mõned neist võivad kergesti vee peale maanduda või vertikaalsele pinnale kinni jääda nagu kinni jäänud kala.
Helikopteri disainil põhinevad UAV-d erinevad üksteisest ka oma funktsioonide ja ülesannete poolest. Seadmeid on nii ühe kui ka mitme sõukruviga - selliseid droone nimetatakse kvadrokopteriteks ja neid kasutatakse peamiselt tsiviilotstarbel.
Neil on 2, 4, 6 või 8 kruvi, mis on paaris ja paiknevad roboti pikiteljest sümmeetriliselt ning mida rohkem neid on, seda paremini püsib UAV õhus stabiilsena ja on palju paremini juhitav.
Mis tüüpi droone on olemas?
Kontrollimatutes mehitamata õhusõidukites osaleb inimene vaid stardilaskmisel ja lennuparameetrite sisestamisel enne drooni õhkutõusmist. Reeglina on tegemist soodsa hinnaga droonidega, mille tööks ei ole vaja spetsiaalset operaatori väljaõpet ega spetsiaalseid maandumiskohti.
Kaugjuhitavad droonid on loodud oma lennutrajektoori reguleerima, automaatsed robotid aga täidavad seda ülesannet täiesti autonoomselt. Missiooni edukus sõltub siinkohal operaatori täpsusest ja õigsusest, kui ta sisestab lennueelsed parameetrid maapinnal asuvasse statsionaarsesse arvutikompleksi.
Mikrodroonide kaal ei ületa 10 kg ja õhus püsib kuni tund, minigrupi droonid kaaluvad kuni 50 kg ja on võimelised täitma ülesande 3...5 tundi ilma vaheajata, keskmise suurusega proovide kaal ulatub 1 tonnini ja nende tööaeg on 15 tundi. Mis puudutab raskeid UAV-sid, mis kaaluvad üle tonni, siis need droonid suudavad lennata pidevalt üle 24 tunni ja mõned neist on võimelised mandritevahelisteks lendudeks.
Välismaa droonid
Üks UAV-de arendamise suundi on nende mõõtmete vähendamine ilma tehnilisi omadusi oluliselt kahjustamata. Norra ettevõte Prox Dynamics on välja töötanud helikopteri tüüpi mikrodrooni PD-100 Black Hornet.
See droon võib töötada umbes veerand tundi kuni 1 km kaugusel. Seda robotit kasutatakse sõduri isikliku luureseadmena ja see on varustatud kolme videokaameraga. Kasutanud mõned USA regulaarüksused Afganistanis alates 2012. aastast.
Levinuim USA armee droon on RQ-11 Raven. See käivitatakse sõduri käest ja ei vaja maandumiseks spetsiaalset platvormi, see võib lennata nii automaatselt kui ka operaatori juhtimisel.
USA sõdurid kasutavad seda kerget drooni lähimaa luuremissioonide lahendamiseks ettevõtte tasandil.
Ameerika armee raskemaid UAV-sid esindavad RQ-7 Shadow ja RQ-5 Hunter. Mõlemad näidised on ette nähtud maastikuga tutvumiseks brigaadi tasemel.
Nende droonide pidev tööaeg õhus erineb oluliselt kergematest mudelitest. Neid on arvukalt modifikatsioone, millest mõned hõlmavad kuni 5,4 kg kaaluvate väikeste juhitavate pommide riputamise funktsiooni.
MKyu-1 Predator on Ameerika kuulsaim droon. Algselt oli selle, nagu paljude teiste mudelite, peamiseks ülesandeks maastikuluure. Kuid peagi, aastal 2000, tegid tootjad selle disainis mitmeid muudatusi, mis võimaldasid sellel sooritada sihtmärkide otsese hävitamisega seotud lahinguülesandeid.
Lisaks rippuvatele rakettidele (Hellfire-S, mis loodi spetsiaalselt selle drooni jaoks 2001. aastal) on roboti pardale paigaldatud kolm videokaamerat, infrapunasüsteem ja oma pardaradar. Nüüd on MKyu-1 Predatoril mitu modifikatsiooni, et täita mitmesuguseid ülesandeid.
2007. aastal ilmus veel üks rünnak UAV - Ameerika MKyu-9 Reaper. Võrreldes MKyu-1 Predatoriga oli selle lennuaeg tunduvalt pikem ning lisaks rakettidele võis pardale kanda ka juhitavaid pomme ning sellel oli kaasaegsem raadioelektroonika.
UAV tüüp | MKyu-1 Predator | Niidumasin MKew-9 |
---|---|---|
Pikkus, m | 8.5 | 11 |
Kiirus, km/h | kuni 215 | kuni 400 |
Kaal, kg | 1030 | 4800 |
Tiibade siruulatus, m | 15 | 20 |
Lennuulatus, km | 750 | 5900 |
Elektrijaam, mootor | kolb | turbopropeller |
Tööaeg, h | kuni 40 | 16-28 |
kuni 4 Hellfire-S raketti | pommid kuni 1700 kg | |
Hoolduslagi, km | 7.9 | 15 |
RQ-4 Global Hawki peetakse õigustatult maailma suurimaks UAV-ks. 1998. aastal tõusis see esimest korda õhku ja täidab tänaseni luureülesandeid.
See droon on esimene robot ajaloos, mis saab kasutada USA õhuruumi ja õhukoridore ilma lennujuhtimise loata.
Kodused UAV-d
Vene droonid jagunevad tinglikult järgmistesse kategooriatesse
Eleon-ZSV UAV on lähitoimeseade, seda on üsna lihtne kasutada ja seda saab hõlpsasti seljakotis kaasas kanda. Droon käivitatakse käsitsi rakmetest või suruõhust pumbast.
Võimeline läbi viima luuret ja edastama teavet digitaalse videokanali kaudu kuni 25 km kaugusel. Eleon-10V on disainilt ja tööreeglitelt sarnane eelmise seadmega. Nende peamine erinevus on lennuulatuse suurenemine 50 km-ni.
Nende UAV-de maandumisprotsess viiakse läbi spetsiaalsete langevarjude abil, mis visatakse välja siis, kui drooni aku laeb.
Reis-D (Tu-243) on luure- ja löögidroon, mis on võimeline kandma kuni 1 tonni kaaluvaid lennukirelvi.Tupolevi disainibüroos toodetud seade tegi oma esimese lennu 1987. aastal.
Sellest ajast peale on droon läbinud mitmeid täiustusi; paigaldatud on täiustatud lennu- ja navigatsioonisüsteem, uued radariga tutvumisseadmed ning konkurentsivõimeline optiline süsteem.
Irkut-200 on pigem ründedroon. Ja see väärtustab eelkõige seadme suurt autonoomiat ja väikest kaalu, tänu millele saab sooritada kuni 12 tundi kestvaid lende. UAV maandub spetsiaalselt varustatud umbes 250 m pikkusele platvormile.
UAV tüüp | Reis-D (Tu-243) | Irkut-200 |
---|---|---|
Pikkus, m | 8.3 | 4.5 |
Kaal, kg | 1400 | 200 |
Toitepunkt | turboreaktiivmootor | ICE võimsusega 60 hj. Koos. |
Kiirus, km/h | 940 | 210 |
Lennuulatus, km | 360 | 200 |
Tööaeg, h | 8 | 12 |
Hoolduslagi, km | 5 | 5 |
Skat on uue põlvkonna raske pikamaa UAV, mida arendab MiG disainibüroo. See droon on vaenlase radaritele nähtamatu tänu kerekoostu disainile, mis välistab saba.
Selle drooni ülesandeks on sooritada täpseid raketi- ja pommirünnakuid maapealsetele sihtmärkidele, näiteks õhutõrjejõudude õhutõrjepatareidele või statsionaarsetele komandopunktidele. UAV arendajate sõnul suudab Skat ülesandeid täita nii autonoomselt kui ka lennukilennu osana.
Pikkus, m | 10,25 |
---|---|
Kiirus, km/h | 900 |
Kaal, t | 10 |
Tiibade siruulatus, m | 11,5 |
Lennuulatus, km | 4000 |
Toitepunkt | Kahe ahelaga turboreaktiivmootor |
Tööaeg, h | 36 |
Reguleeritavad pommid 250 ja 500 kg. | |
Hoolduslagi, km | 12 |
Mehitamata õhusõidukite puudused
Üks UAV-de miinuseid on nende piloteerimise raskus. Seega ei saa juhtpaneelile läheneda tavaline reamees, kes pole läbinud spetsiaalset koolituskursust ega tunne operaatori arvutikompleksi kasutamisel teatud peensusi.
Teiseks oluliseks puuduseks on droonide otsimise raskus pärast langevarjude abil maandumist. Kuna mõned mudelid, kui aku laetus on kriitilise piiri lähedal, võivad esitada oma asukoha kohta valeandmeid.
Sellele võib lisada ka osade mudelite tuuletundlikkuse, tänu disaini kergusele.
Mõned droonid võivad tõusta suurtesse kõrgustesse ning mõnel juhul on konkreetse drooni kõrgusele jõudmiseks vaja lennujuhtimise luba, mis võib missiooni teatud tähtajaks sooritamise oluliselt keerulisemaks muuta, sest eelisõigus õhuruumis on laevadel. piloodi, mitte operaatori kontrolli all.
UAV-de kasutamine tsiviileesmärkidel
Droonid on leidnud oma kutsumuse mitte ainult lahinguväljal või sõjaliste operatsioonide ajal. Nüüd kasutavad droone linnakeskkonnas kodanikud aktiivselt täiesti rahumeelsetel eesmärkidel ja isegi mõnes põllumajandusharus on need kasutust leidnud.
Seega kasutavad mõned kullerteenused helikopteri jõul töötavaid roboteid, et toimetada klientidele mitmesuguseid kaupu. Paljud fotograafid kasutavad eriürituste korraldamisel droone aerofotode tegemiseks.
Mõned detektiivibürood võtsid need ka kasutusele.
Järeldus
Mehitamata õhusõidukid on kiiresti arenevate tehnoloogiate ajastul oluliselt uus sõna. Robotid käivad ajaga kaasas, hõlmates mitte ainult ühte suunda, vaid arenedes mitmes korraga.
Kuid vaatamata sellele, et mudelid on endiselt ideaalsest kaugel, on UAV-del vigade või lennukauguste osas üks suur ja vaieldamatu eelis. Droonid on nende kasutamise ajal päästnud sadu inimelusid ja see on palju väärt.
Video
Raamat on peamiselt informatiivsel eesmärgil ning on kirjutatud arvukate kirjanduslike ja Interneti-allikate arvustuste ja analüüside tulemuste põhjal. See tutvustab lugejale mehitamata õhusõidukite valdkonna praegust terminoloogiat ja klassifikatsiooni, tänapäevaseid suundumusi mehitamata õhusõidukite tootmises, aga ka mehitamata õhusõidukite süsteemide turu olukorda.
1.2.3.1. UVS rahvusvaheline klassifikatsioon
Lisaks lennuprintsiibile saab UAV-de klassifitseerimisel kasutada suurt hulka objektiivseid kriteeriume: stardimass, kaugus, kõrgus ja lennu kestus, sõiduki mõõtmed jne. .
International Association for Unmanned Vehicle Systems International AUVSI (Association for Unmanned Vehicle Systems International, kuni 2004. aastani kandis seda nime Euroopa Unmanned Vehicle Systems – EURO UVS) on välja pakkunud UAV-de universaalse klassifikatsiooni, mis ühendab endas paljusid ülaltoodud kriteeriume. Tabelis Joonis 1.4 näitab seda klassifikatsiooni koos kategooriate ja lühendite ingliskeelsete vastetega.
Tabel 1.4 UAV-de universaalne klassifikatsioon lennuparameetrite järgi | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Grupp | Kategooria | Stardi kaal, kg | Lennuulatus, km | Lennukõrgus, m | Lennu kestus, h | |
rus. | Inglise | |||||
Väikesed UAV-d Nano-UAV-d | Nano | < 0,025 | < 1 | 100 | 1 | |
Mikro UAV | Mikro(?) | <5 | < 10 | 250 | 1 | |
Mini UAV | Mini | 5-150* | < 10 | 150-300* | <2 | |
Taktikaline | Kerged UAV-d eesmise kaitseliini jälgimiseks | Lähivahemik (CR) | 25-150 | 10-30 | 3000 | 2-4 |
Kerged lühimaa UAV-d | Lühiulatus (SR) | 50-250 | 30-70 | 3000 | 3-6 | |
Keskmised UAV-d | Keskmine ulatus (MR) | 150-500 | 70-200 | 5000 | 6-10 | |
Keskmise pikkusega UAV-d pika lennuajaga | Keskmise ulatuse vastupidavus (MRE) | 500-1500 | >500 | 8000 | 10-18 | |
Madala kõrgusega UAV-d vaenlase kaitse sügavustesse tungimiseks | Madalal kõrgusel sügav tungimine (LADP) | 250-2500 | >250 | 50-9000 | 0,5-1 |
Tabeli 1.4 jätk
Grupp | Kategooria | Stardi kaal, kg | Lennuulatus, km | Lennukõrgus, m | Lennu kestus, h | |
rus. | Inglise | |||||
Taktikaline | Madala kõrgusega UAV-d pika lennuajaga | Madalal kõrgusel pikk kestvus (LALE) | 15-25 | >500 | 3000 | >24 |
Pika lennu kestusega keskmise kõrgusega mehitamata õhusõidukid | Keskmise kõrgusega pikk vastupidavus (MALE) | 1000-1500 | >500 | 5000-8000 | 24-48 | |
Strateegiline | Pika lennuajaga kõrgmäestikused UAV-d | Kõrgmäestiku pikk vastupidavus (HALE) | 2500-5000 | >2000 | 20000 | 24-48 |
Võitlus (rünnak) UAV-dega | Mehitamata lahingulennukid (UCAV) | >1000 | 1500 | 12000 | 2 | |
Eriotstarbeline | Lõhkepeaga varustatud mehitamata õhusõidukid (surmav tegevus) | Surmav (LET) (ründav) | 300 | 4000 | 3-4 | |
UAV - peibutusvahendid | Peibutusvahendid (DEC) | 150-500 | 0-500 | 50-5000 | <4 | |
Stratosfääri UAV-d | Stratosfääri (STRA) | >2500 | >2000 | >20000 | >48 | |
Eksostratosfääri UAV-d | Eksostratosfääri (EXO) | - | - | > 30500 | - | |
* - sõltub konkreetses riigis kehtestatud piirangutest |
Ülaltoodud klassifikatsioon kehtib nii olemasolevate kui ka paljutõotavate UAV-de kohta, mida arendatakse. Põhimõtteliselt moodustati see klassifikatsioon 2000. aastaks, kuid pärast seda on seda korduvalt muudetud. Ka praegu ei saa seda pidada väljakujunenud. Lisaks on paljusid eritüüpi mittestandardsete parameetrite kombinatsioonidega seadmeid raske mõnda konkreetsesse klassi liigitada. Mõned selle klassifikatsiooni versioonid liigitavad sõjaväespetsiifilised UCAV-, Lethal- ja Decoys-klassid UAV-de eraldi rühmaks. Samuti on täheldatav tendents, et mehitamata õhusõidukite tsiviilrakenduste kiiresti kasvav hulk ei jaga UAV-sid üldse strateegilisteks ja taktikalisteks.
Joonisel fig. Joonisel 1.68 on näidatud Mini ja Micro kategooriatesse kuuluvate UAV-de näited. Näidetes on näidatud riik ja seadme tootja ning mudel. Nendes kategooriates on väga erinevate lennupõhimõtetega seadmeid: lennukid, helikopteritüübid, painduvate ja lehvivate tiibadega, aerostaatilised. Mini-kategoorias moodustavad spetsiaalse alarühma aerostaatilised UAV-d (Mini – õhust kergemad), kuna Vormiliselt ei ületa nende mass tavaliselt 150 kg, kuid mahu poolest eristuvad nad teistest teravalt. Nano-UAV kategooria on viimastel aastatel ilmunud seoses ülikergete (‹ 25 g) seadmete (sh putukalaadsete – entomopterite) loomise eduga.
Close Range ja Short Range kategooria UAV-sid on väga palju (joonis 1.69). Tüüpilised rakendused on luure ja suurtükiväe tule reguleerimine, raadio segamine.Selle kategooria lennukite puhul on tavaline stardiviis katapuldist.
MR (Medium Range) UAV kategooriat esindavad lennukid, helikopteritüübid või nende hübriidid (joonis 1.70) Lisaks seireülesannetele on nende ülesandeks sageli raadiosignaalide edastamine, et tagada side raadiuses asuvate maa- ja õhuobjektidega. umbes 200 km kaugusel.
Eelmise rühma seadmetest eristab neid võimsam jõujaam, täiustatud aerodünaamilised omadused ja keerulisem juhtimissüsteem.
MRE kategoorias (joonis 1.71) leidub helikopteri tüüpi seadmeid juba harva – seda esindavad peamiselt mehitamata õhusõidukid. Nende omadus on reeglina spetsiaalsed aerodünaamilised konstruktsiooniparameetrid, mis aitavad kaasa lennu efektiivsusele.
LADP UAV kategooria (joonis 1.72) eripäraks on seadmete suur kiirus, mis on mõeldud kiireks tungimiseks sügavale vaenlase territooriumile. Peamised funktsioonid on luure ja sihtmärgi määramine. Elektrijaamadena kasutatakse reaktiivmootoreid.
LALE grupi seadmed (joon. 1.73) on mõeldud pikaajalisteks lendudeks luure, videofilmimise, meteoroloogiliste ja keskkonnavaatluste eesmärgil. Lennukiirus on umbes 100-150 km/h. Neid eristab väike kaal ja ökonoomne elektrijaam.
UAV-d kategooriast MALE (joonis 1.74) on taktikaliste ja strateegiliste mehitamata õhusõidukite vahel vahepealsel positsioonil. Tavaliselt on need mitmeotstarbelised seadmed. Lisaks tavapärastele luure-, seire-, sihtimis- ja raadiorepiiteri funktsioonidele saavad nad pardal kanda relvi (tavaliselt ülitäpsete rakettide kujul) ja täita transpordiülesandeid (lasti mahalaskmine või vastuvõtmine määratud kohas).
HALE klassi UAV-d (joonis 1.75) on mõeldud strateegiliste missioonide täitmiseks. Selle kategooria kuulsaim on American Global Hawk. Reeglina ühendavad sellised UAV-d luure- ja ründefunktsioone. Nad suudavad sooritada kõiki lennufaase (sh õhkutõus ja maandumine rajale) automaatrežiimis. Mittesõjalised HALE seadmed täidavad valve-, pildistamis-, signaalirelee ja atmosfääri jälgimise funktsioone. Seadme pika lennu kestuse ja efektiivsuse tagamiseks rakendatakse elektrijaama sageli elektrimootoritel, akudel ja päikesepaneelidel põhineva elektrisüsteemi kujul.
Lisaks HALE-le on strateegilisteks klassifitseeritud ka UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle) klassi UAV-d (joonis 1.76). Venemaal nimetatakse selle klassi UAV-sid mehitamata lahingulennukiks (UCA). BBS on ründe- ja luurelennuk, mis on mehitamata luurelennuk, mis on võimeline üheaegselt läbi viima luuret, otsima sihtmärke ja neid hävitama.
Selleks on seadmel ülitäpsed löögirelvad. Selliste masinate tüüpilised näited on Ameerika Predator MQ-1B ja Reaper MQ-9. BBS on juba tõeline lahinguüksus. Tegelikult on see mehitamata hävitaja või ründelennuk. Pole juhus, et selliseid lennukeid tehti ettepanek teha seeriaviisiliste mehitatud lennukite, eelkõige Lockheed Martin F-16 hävitajate või Fairchild A-10 ründelennukite baasil. Praegu käib töö Venemaal ja välismaal mitmete BBS-projektide ja nende demonstratsiooniprototüüpide kallal. Nii on Venemaal alustatud tööd BBS-i loomisega, mille aluseks saab uus viienda põlvkonna hävitaja PAK-FA T-50.
Kaasaegsed õhudessantsüsteemid eristuvad lisaks raketirelvadele keerukate raadionavigatsioonisüsteemide, radarite (tavaliselt AFAR-i baasil - aktiivsed faasantenni massiivid), ülitõhusate seire- ja andmeedastusvahendite olemasolu. Stealth-tehnoloogiat, mida kasutatakse uute põlvkondade mehitatud hävitajates ja mis tagab lennuki nähtamatuse vaenlase radaritele, kasutatakse ka õhudessantsüsteemides, kuid väga piiratud koguses. Nende vastupidavuse tagavad lihtsamad meetodid – väiksus, sobiv paigutus, madal müratase ja kamuflaažvärvimine. Paljud BBS-i mudelid on mõeldud kasutamiseks tekil.
Väga spetsialiseerunud surmavate ja peibutusvahendite kategooriad on seotud ainult sõjaliste rakendustega. Mõnikord ei sisaldu need klassifikatsioonis, paigutades sõidukimudelid eespool kirjeldatud kategooriatesse vastavalt nende stardimassile ja lennuparameetritele.
Surmava klassi mehitamata õhusõidukid ühendavad endas luure-UAV ja suunamispommi või raketi funktsioonid. Vajadusel suunatakse seade valitud objektile ja hävitab selle. Erinevaks otstarbeks on spetsiaalsed modifikatsioonid: tanki-, radari-, laevatõrje jne. Selliseid seadmeid saab käivitada nii maapinnalt kui ka laevalt või lennukilt (tavaliselt katapuldi või reaktiivkiirendiga).
Peibutuskategooria UAV-d on lendavad sihtmärgid, mis on mõeldud vaenlase ründerelvade desorienteerimiseks, diversioonimanöövrite sooritamiseks vaenlase reaktsiooni hindamiseks, samuti nende personali koolitamiseks ning lennukite, rakettide ja elektroonikaseadmete katsetamiseks.
Stratosfääri (Strato) ja superstratosfääri (Exo Strato) seadmete kategooriad ei ole seni seotud mitte toodetavate, vaid väljatöötatavate seadmete kategooriatega. Nende eesmärk on pikaajaline (sh pidev) maapinna ja atmosfääri seisundi jälgimine, signaalide edastamine. Mõnes kasutusvaldkonnas suudavad sellised mehitamata õhusõidukid ilmselt konkureerida orbitaalkosmoselaevadega ja mõne projekti puhul eeldatakse, et neid kasutatakse koos.
Maailmas eksisteerivate mehitamata õhusõidukite arenduste arv on nendes kategooriates väga ebaühtlaselt jaotunud. Andmete järgi näeb see välja selline (joon. 1.77).
Nagu diagrammil näha, on arenduste arvu liider Mini kategooria. See on täiesti arusaadav, sest... Selle klassi seadmete kiire areng on tingitud mitme soodsa teguri kokkulangemisest. Esiteks on see nende kasutamise suhteline lihtsus ja juurdepääsetavus (sealhulgas maksumus) suure hulga lõpptarbijate jaoks. Teiseks sobivad need seadmed väga erinevate ülesannete täitmiseks mitte ainult militaarvaldkonnas, vaid ka tsiviilvaldkonnas ning just nõudlus tsiviilkasutuses olevate seadmete järele on viimastel aastatel nende arengut peamiselt ärgitanud. Ja kolmandaks, viimasel kümnendil on just selliste seadmete väljatöötamiseks ja tootmise alustamiseks küpsenud kõik vajalikud tingimused - kaalult ja mõõtmetelt suhteliselt väikesed, kuid suudavad täita üsna tõsiseid ülesandeid. Need küpsed eeldused hõlmavad järgmist: edusammud mikrosüsteemide tehnoloogia vallas (eelkõige güroskoopide ja kiirendusmõõturite ilmumine mikrominiatuursetes versioonides), globaalsete positsioneerimissüsteemide (nt GPS) laialdane kasutuselevõtt, muude vajalike elementide esilekerkimine minisüsteemide lõpuleviimiseks. UAV-d: tõhusad videokaamerad, harjadeta elektrimootorid ja vastavad draiverid, energiamahukad liitiumpolümeerakud jne.