Беспилотные летательные аппараты

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) начали широко применяться в последние десятилетия для различных видов деятельности, включая аэрогеофизические исследования. Применение БПЛА имеет следующие преимущества по сравнению с пилотируемыми ЛА[1] :

  • 1) снижение себестоимости аэрогеофизических съемок;
  • 2) расширение диапазона съемочных высот до первых метров (диапазон съемочных высот БПЛА от единиц до сотен метров);
  • 3) возможность оперативного проведения разновысотных съемок;
  • 4) простота в обслуживании и высокая технологичность (нет необходимости в специальных взлетно-посадочных площадках, их обслуживание не требует высококвалифицированного летного и технического персонала), что дает возможность эксплуатировать эти системы в условиях полевых партий и отрядов.

Конструктивно БПЛА состоит из летающей платформы (ЛП), системы управления, обеспечивающей управление в дистанционном или автономном режиме, полезной целевой нагрузки и оборудования для высокоскоростной защищенной передачи цифровой информации.

По своим конструктивным особенностям БПЛА делятся на два типа: самолетный и вертолетный (рис. 1.18, а, б). В легких классах преобладает самолетный тип ЛП как наиболее простой в изготовлении и эксплуатации. Вертолетный тип ЛП представлен во всех классах, однако они более сложны в эксплуатации, а их стоимость обычно превышает стоимость ЛП самолетного типа в 2—4 раза, поэтомуони применяются значительно реже. В последние годы началось развитие небольших мультиротационных ЛП ротационного типа, мультикоптеров (рис. 1.18, в), которые в отличие от ЛП вертолетного типа традиционной продольной схемы с несущим и рулевым винтами и аппаратов сосной схемы обладают рядом преимуществ, в их числе: простота и надежность конструкции и схемы стабилизации; компактность; малая взлетная масса при относительно большой массе полезной нагрузки; высокая маневренность; относительно низкая стоимость.

Типы БПЛА

Рис. 1.18. Типы БПЛА:

а — самолетный («летающее крыло» 7А1А-421-04-М2Ф1); б — вертолетный (Ка-1352); в — мультикоптер (квадрокоптер М1сгобгопе5 МР4-10003)

При использовании БПЛА легких и сверхлегких классов повышается оперативность аэрогеофизических работ и снижается себестоимость выполняемых аэрогеофизических съемок при выполнении многих важных видов исследований.

Основное преимущество квадрокоптеров с четырьмя несущими двигателями заключается в разнообразии их выпускаемых типов, что позволяет выбрать наиболее подходящий тип для конкретного вида аэрогеофизических исследований. На рис. 1.18, в показан квадрокоптер Microdron.es М04-1000 с фотокамерой.

Гексакоптеры по сравнению с квадрокоптерами имеют два дополнительных двигателя (всего их шесть), что обеспечивает им от1 иКЬ: https://zala-aero.com/upload/iblock/bbl/zala-421_10.jpg

  • 2 иИЬ: https://topwar.ru/uploads/posts/2012-09/1347936855_MG_5598.jpg
  • 3 иш.: Ьпр8://ьpinimg.com/originals/fd/fa/cb/fdfacb4be274e6a78c038dc53824f f5d.jpgносительно высокую скорость и мощность, хорошую грузоподъемность, высокую стабильность и повышенную живучесть при отказе одного из двигателей, что часто делает их предпочтительнее при выполнении аэрогеофизических съемок.

Примером БПЛА легкого класса может быть гексакоптер DJI Matrice 600 PRO, основные его технические характеристики: габариты — 1668 х 1518 х 727 мм с раскрытыми пропеллерами; максимальный взлетный вес — 15,5 кг; точность позиционирования при работе с GPS — по вертикали ±0,5 м, по горизонтали ±1,5 м; максимальная скорость при отсутствии ветра — 65 км/ч; максимальная высота полета над уровнем моря — до 4500 м; время полета с 6 аккумуляторами TB48S с максимальной нагрузкой 6,5 кг — 18 мин.

Другим примером БПЛА сверхлегкого класса является гексакоптер, разработанный в Краснодарском центре развития БПЛА (рис. 1.19), обладающий следующими техническими и летными характеристиками[2]: взлетная масса — 5,5 кг; масса полезной нагрузки — до 2,5 кг; скорость полета — до 15 м/с; скорость набора высоты — 7,5 м/с; предельная высота полета — до 1000 м; время полета — 70 мин. БПЛА этого типа могут применяться при выполнении детальных аэрогеофизических съемок.

Внешний вид гексакоптера Краснодарского центра развития беспилотной авиации

Рис. 1.19. Внешний вид гексакоптера Краснодарского центра развития беспилотной авиации

С примененением БПЛА могут выполняться крупномасштабные и детальные аэрогеофизические съемки, в том числе: съемки в оптическом и инфракрасном диапазонах, магниторазведочные, электроразведочные, радиометрические и гамма-спектрометрические съемки с целью решения разнообразных задач, связанных с исследованием и мониторингом состояния лесов, ледников, нефте- и газопроводов, естественных и искусственных водоемов, полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), а также участков оползнеопасных и селеопасных территорий, осуществляться картирование тепловых и радиационных загрязнений и др.

Наиболее перспективны в качестве носителей геофизической аппаратуры при выполнении крупномасштабных и детальных съемок (1 : 50 000 — 1 : 5000 и крупнее) БПЛА малого и среднего радиуса действия с взлетной массой от 5 до 10 кг и радиусом действия до 150 км. При использовании БПЛА легких и сверхлегких классов повышается оперативность аэрогеофизических исследований и снижается себестоимость выполняемых аэрогеофизических съемок.

Согласно имеющемуся опыту аэрогеофизических исследований с применением БПЛА[3], лучшие технические характеристики имеют ЛП самолетного типа, выполненные по схемам «летающее крыло» и «биплан», и мультикоптеры с массой полезной нагрузки от 1 до 20 кг. К примеру, ЛП типа МП4-1000 фирмы Microdron.es GmbH представляет собой автономный квадрокоптер со следующими техническими и летными характеристиками: взлетная масса — 5,5 кг; масса полезной нагрузки — до 2,3 кг; скорость полета — до 15 м/с; скорость набора высоты — 7,5 м/с; предельная высота полета — до 1000 м; время полета — 70 мин.

С применением БПЛА могут эффективно (в геологическом и экономическом плане) выполняться аэрогеофизические съемки по технологиям, когда источник (например, незаземленная петля, а также длинный и бесконечно длинный кабель в низкочастотных методах электроразведки) размещаются на поверхности Земли, а измерения выполняются с воздушного носителя (самолетного типа или мультикоптеров).

  • [1] URL: https://avia.pro/blog/vertolet-ka-226t 2 Эпов М. И., Злыгостев И. Н. Применение беспилотных летательных аппаратов в аэрогеофизической разведке // Международная научная конференция «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : в 2 т. Т. 2 : сб. материалов. Новосибирск, 2012.
  • [2] Беспилотные летательные аппараты в исследованиях туристско-рекреационных территорий Черноморского побережья Краснодарского края / В. В. Стог-ний [и др.] // Туристско-рекреационный комплекс в системе регионального развития : Материалы VII Международной научно-практической конференции. Краснодар : Кубанский гос. ун-т, 2019.
  • [3] Эпов М. И., Злыгостев И .Н. Применение беспилотных летательных аппаратов в аэрогеофизической разведке // Международная научная конференция «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология : в 2 т. Т. 2 : сб. материалов. Новосибирск, 2012.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >