что такое беспилотник и как он работает
Как все начиналось: история летающих дронов
Дроны — беспилотные летательные аппараты, которыми либо удаленно управляет оператор, либо они двигаются по заранее заданному маршруту. Сейчас эти устройства находятся на пике популярности. Удивляться не приходится, ведь их можно использовать для развлечения, фото- и видеосъемки (в том числе и профессиональных), военной разведки и ведения наблюдения за промышленными системами.
Дроны вовсе не новинка 21 века. Первые прототипы появились даже не в 20-м, а в 19-м веке, когда «цифра» еще не существовала. Что собой представляли предки современных беспилотников и что они умеют сейчас?
Начало всего
Если говорить о дроне как об устройстве, которое управляется удаленно, то первым идею представил Никола Тесла. Ученый не просто теоретизировал, а зарегистрировал патент, в котором говорилось о транспортном средстве, управляемом при помощи радиоволн. Тесла разработал концепцию боевых дронов, которые, как он считал, смогут усмирить воинственный дух наций и прекратить войны благодаря угрозе применения «безошибочной и неограниченной разрушительной силы».
Демонстрацию первого в мире радиоуправляемого дрона он провел в 1898 году, в пруду Мэдисон-сквер-гарден. Большинство идей, предложенных Тесла, получили дальнейшее развитие и привели к появлению дронов в их современном обличии.
Tesla wrote in his drone patent that unmanned vehicles would bring world peace through mutually assured destruction. pic.twitter.com/3a9Vra5iNS
Эволюция идеи
Одним из первых таких дронов стал «Автоматический аэроплан Хьюитта-Сперри», созданный в 1917 году. Правда, он не имел радиоуправления, для полета по заданному курсу его создатели настраивали гироскопы (на борту их было два). О том, как все это работало, информации практически не сохранилось. Но зато есть фотография автоматического аэроплана.
Первым боевым дроном стала «воздушная торпеда Кеттеринга», разработанная во время Первой мировой войны.
Говоря о дронах, не стоит забывать о квадрокоптерах, которые тоже далеко не новинка. Первые прототипы (правда, пилотируемые) были разработаны еще в 20-х годах прошлого века. Над созданием устройств такого типа работали сразу два человека. Первый — это конструктор Георгий Ботезат, живший в США и французский инженер Этьен Эмишен. Идея создания аппарата с четырьмя противопоставленными пропеллерами витала в воздухе, так что в том, что над ней независимо работало сразу два человека, нет ничего удивительного.
Коптеры того времени смогли поучаствовать лишь в тестовых полетах без дальнейшей практической реализации. Как оказалось, системы имеют три главных недостатка:
очень сложная трансмиссия, которая должна передавать крутящий момент с двигателя сразу на все роторы. Она работала, но часто ломалась.
Аппараты никак не были стабилизированы в воздухе, поэтому малейшее дуновение ветерка могло вывести летательный аппарат из строя.
Слишком большое число пропеллеров (Эмишен предложил восемь), плюс недостаточная маневренность. Так, коптер Георгия Ботезата мог более-менее нормально передвигаться только при наличии ветра определенного направления и силы.
В 30-х годах прошлого века серийно производился дрон DH.82B Queen Bee. Он представлял собой биплан, разработанный на основе двух летательных аппаратов — DH.60 Moth и DH.82 Tiger Moth. В качестве управляющей аппаратуры служил передатчик на вакуумных электронных лампах и электромеханических реле. Этот дрон был военным, но использовался не в боях, а в учениях — летчики отрабатывали на них приемы воздушного боя.
Немецкие самолеты-снаряды вроде «Фау-1» тоже являются дронами, их относительная успешность дала толчок развития не только ракетной техники, но и автономных летательных аппаратов.
Далее дроны применялись, в основном, военными. Среди прочих моделей стоит указать самолет-разведчик Ryan Model 147E, разработанный в США и применявшийся во Вьетнаме, советские дроны Ту-123, Ту-141 и Ту-143. Все это — крупногабаритные летательные аппараты, размеры которых примерно такие же, как и у самолетов с сопоставимой функциональностью.
Самолет-разведчик Tу-143
В 1982 году вступили в дело радиоуправляемые дроны, разработанные израильтянами. Они использовались в ходе Ливанской войны. Чаще всего применялись IAI Scout и Tadiran Mastiff. Их разработали «с нуля», это уже не были переделанные под автономный полет самолеты. Размах их крыльев составлял не более пяти метров, а вес — около 100 кг. Снизить размеры беспилотников удалось благодаря появлению и развитию полупроводниковой электроники, что привело к миниатюризации как бытовой, так и военной техники.
Примерно со второй половины 20 века активно стало развиваться и такое направление, как бытовые радиоуправляемые дроны. Изначально это были сплошь DIY-модели, которые представляли собой имитацию самолетов. Но затем бизнес, видя востребованность радиоуправляемых летательных аппаратов, взял инициативу в свои руки.
Появление современных невоенных дронов
Специалисты считают, что эпоха современных невоенных дронов началась в 2006 году. Именно в этом году Федеральная авиационная администрация США одобрила полеты небольших пользовательских беспилотников. Распространение получили все же не бытовые дроны для развлечения, а летательные аппараты для научных задач и промышленности.
Так, правительственные организации отслеживали при помощи таких систем распространение пожаров, изучали ситуацию в эпицентре катастроф (землетрясения, наводнения и т.п.). Коммерческие компании изучали состояние нефтепроводов, посевов и морских угодий (наблюдение за перемещениями косяков рыбы). Использовались (и используются) дроны на стройке, в геодезии и других сферах.
С течением времени все большую популярность стали получать пользовательские дроны, которые служат развлечением для любителей полетов. С самого начала рынок радиоуправляемых дронов разделился на два направления:
После того, как в дронах появились камеры, передающие видеопоток прямо в телефон, видео-очки или ноутбук, популярность персональных БПЛА взлетела до небес. На Хабре опубликована масса материалов о персональных дронах — самых разных моделях.
Этика и безопасность как часть истории
Появление камер и персональных дронов, которые способны отдаляться от оператора на многие километры, подняло ряд вопросов об этической стороне работы с «домашними» БПЛА. Ведь любой желающий теперь мог заглянуть в окно соседа, или окно соседней компании, направляя аудио- и видеопоток прямо на свой телефон или компьютер. Стало известно о большом количестве злоупотреблений, когда владельцы дронов снимали происходящее в частных домах, офисах коммерческих и правительственных организаций.
Дроны падали на головы зрителям на спортивных стадионах, создавали угрозу пассажирским самолетам и промышленным объектам. Дрон — практически идеальный инструмент для любителя подглядывать, шпиона (коммерческого или государственного), анархиста и т.п.
В итоге во многих странах законодатели стали спешно принимать новые законы, регулирующие продажи и эксплуатацию дронов. В каждой стране свои законы, но в большинстве случаев владельцам дронов запрещается снимать людей без явного их согласия, БПЛА нельзя использовать рядом с аэропортами, вокзалами, объектами военного и промышленного значения. В большинстве случаев дрон не может взлететь на высоту более 150 метров, производители устанавливают ограничения как на расстояния, преодолеваемые дроном, так и на максимальную скорость.
В России получение разрешение на съемку с мультикоптера обязательно. При нарушении правила на виновника может быть наложен штраф в размере 3–50 тыс. рублей. Да и для получения разрешения на полеты необходимо получать разрешение. Для этого требуется:
Что дальше?
Будущее дронов не ограничено лишь персональными моделями. После того, как стали популярны мультикоптеры, их возможности активно изучаются бизнесом:
Доставку грузов при помощи дронов опробовала компания DHL еще в 2013 году, сейчас эта практика постепенно получает все более широкое распространение.
Не отстает от DHL и Amazon — в том же 2013 году компания анонсировала сервис Prime Air (он работает в ограниченном количестве регионов), который позиционируется как самый быстрый способ доставки покупок. С его помощью покупки доставляются в течении получаса, это минимум в четыре раза быстрее самого быстрого наземного сервиса Amazon Prime Now.
В России в свое время тестировали сервис доставки грузов коптерами Коптер-Экспресс. 21 июня 2014 года «Додо Пицца» в рекламных целях начала доставлять пиццу дронами, причем доставили всего шесть коробок. После этого чиновники решили оштрафовать создателя компании, поставляющей дроны на 50 тысяч рублей. Но хотя штраф потом отменили, доставка грузов дронами в РФ особого распространения не получила.
Доставляют (вернее, планируют доставлять) при помощи дронов и людей. Так, некоторые компании, включая Uber и Lyft, разрабатывают аэротакси. Аналогичные работы ведут и другие компании, включая стартап из Саудовской Аравии.
Технологии ИИ постепенно развиваются, а емкости батарей растут, поэтому нет сомнений, что дроны станут умнее, маневреннее и функциональнее. Они станут неотъемлемой частью многих сфер нашей жизни: работы и учебы, включая транспорт, исследования, доставку грузов и все прочее, о чем я говорил выше.
Как работает дрон — конструкция беспилотного аппарата
Главная страница » Как работает дрон — конструкция беспилотного аппарата
Чем характерна конструкция беспилотного летательного аппарата (дрон) и как функционирует такое устройство? Собственно, сама конструкция позволяет сделать логичный вывод — это самолёт, способный летать без управления пилотом (БПЛА – беспилотный летательный аппарат). На жаргоне социума подобную аппаратуру именуют просто – дроны. С момента появления дронов, технология стабильно совершенствуются. На рынке несколько раз за год появляются БПЛА, превосходящие в том или ином свойстве своих предшественников. Рассмотрим ассортимент зарубежного рынка БПЛА с целью общего знакомства с этой современной техникой.
Современные технологии внутри конструкций дронов
Технология беспилотных летательных систем охватывает множество приборов и механизмов. Здесь аэродинамика беспилотного летательного аппарата и материальная основа изготовления физического БПЛА, печатные платы, наборы микросхем, программное обеспечение и прошивки. Всё это можно считать основой беспилотного летательного аппарата.
Одним из популярных беспилотных летательных аппаратов зарубежного рынка видятся разработки серии «DJI Phantom 3». Даже на устаревших моделях этой серии отмечается масса передовых технологий. Высокотехнологичные решения присутствуют в конструкциях самых передовых разработок.
БПЛА этой серии идеально подходит для рассмотрения технологии дронов. Конструкция имеет всё из того набора, который следует считать технологически продвинутым. Совсем недавно на зарубежном рынке появились новые дроны:
Типы и габаритные размеры дронов
Дроны производят в самых разных конфигурациях и размерах. Наиболее габаритными считаются конструкции армейского назначения, например — дроны «Predator».
Классическая конструкция армейского дрона — прообраза классической конструкции самолёта, но управляемой без участия пилотов, непосредственно с диспетчерского армейского пункта
Несколько меньшими по величине являются беспилотные летательные аппараты, наделённые фиксированными крыльями. Эти конструкции не требуют длинных взлетно-посадочных полос.
Дроны, конструкция которых имеет фиксированные крылья, обычно используются под перелёты на расстояния в несколько километров. Эти машины часто применяются для нужд народного хозяйства, к примеру, для ландшафтной съемки, выслеживания браконьеров и т.п.
Следующий тип беспилотных аппаратов для полёта – VTOL (Vertical Take-Off and Landing) – конструкции вертикального взлёта и посадки. Обычно имеют небольшие габариты и отличаются наличием четырёх вертикально установленных пропеллеров хода в дополнение к силовой установке. По сути, речь идёт о гибридных конструкциях, наделённых уникальными свойствами.
Принцип действия дрона (БПЛА)
Типовой беспилотный летательный аппарат делается на основе облегчённых композитов, благодаря чему снижается вес и увеличивается маневренность конструкции. Эти свойства позволяют профессиональным дронам летать на значительных высотах.
Система беспилотного воздушного транспорта содержит две основы:
Носовая часть дрона – это, как правило, область корпуса, где установлены датчики навигационной системы. Остальная корпусная часть предназначена для размещения механики, электроники, электрооборудования.
Система полёта любого дрона действует благодаря устройству, которое именуется как радар позиционирования и возвращения домой. Большинство современных беспилотников наделяются двумя глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС).
Традиционно в конструкциях современных дронов задействованы системы GPS и ГЛОНАСС. Дроны способны летать под управлением ГНСС, но с тем же успехом поддерживают полёт в режиме без ГНСС.
Например, дроны «DJI» поддерживают полёт в режиме P-Mode (GPS и GLONASS) либо в режиме ATTI (Advanced Technology Transfer and Infusion), не предусмотренным в спутниковой навигации.
В зависимости от конструктивной конфигурации БПЛА может иметь разные элементы: 1, 2, 3 — силовые двигатели и винты; 4 — карданный подвес; 5 — активная видеокамера; 6 — отсек с батареей питания; 7 — лапа
Когда дрон запускается пользователем, система машины выполняет поиск с последующим обнаружением спутников ГНСС. Высокопроизводительные системы ГНСС рассчитаны под технологию «Satellite Constellation».
В принципе, спутниковая группировка представляет собой набор аппаратов, работающих совместно, обеспечивая скоординированный охват и синхронизацию с целью качественного покрытия сигналом зоны обслуживания. Пропуск или охват — это период, в течение которого спутник видим над локальным горизонтом.
Радиолокационное оборудование дрона обнаруживает сигнал и транслирует результат на дисплее пульта дистанционного управления. В частности, показывает следующие установки:
Большинство современных беспилотных летательных аппаратов поддерживают три способа возвращения «домой»:
Во всех трёх случаях автоматически задействуется функция «Mavic Air RTH», благодаря которой дрон эффективно обходит препятствия, встречающиеся на пути возвращения «домой».
Гироскопическая стабилизация ИББ (IMU) и контроллеры полёта
Технология гироскопической стабилизации является одним из тех компонентов, который «жизненно» необходим беспилотным летательным аппаратам.
Гироскоп предназначен для моментальной обработки нагрузок, возникающих от внешних сил, воздействующих на конструкцию дрона. Гироскоп обеспечивает вывод необходимой навигационной информации на пульт ДУ.
Инерциальный измерительный блок – ИББ (IMU) работает по принципу вычисления текущей скорости и ускорения с использованием одного или нескольких акселерометров.
Конструкция дрона из серии аппаратов VTOL, где используется механизм вертикального взлёта и посадки, тогда как полёт осуществляется в горизонтальном направлении
Модулем ИББ обнаруживаются малейшие изменения систем вращения, таких как шаг винта, разворот, отклонение элеронов, используя один или несколько гироскопов. Некоторые модели ИББ содержат магнитометр под калибровку дрейфа ориентации.
Контроллер полёта, присутствующий в конструкции дрона – по факту представляет собой обычный компьютер, оснащённый соответствующим программным обеспечением.
Таким компьютером БПЛА автоматически управляются все системы с учётом сигналов, поступающих от пульта ДУ пользователя. Кроме того, в качестве базового управления используется код так называемой «прошивки» — микросхемы памяти, действующей в паре с микроконтроллером.
Дрон — функции компаса и видеонаблюдения
Встроенная в систему дистанционного управления функция компаса обеспечивает дрону точные координаты местоположения в процессе полёта.
Калибровкой компаса устанавливается точка возврата «домой» — место, куда дрону необходимо возвращаться в случае потери сигнала управления. Часто функцию компаса называют «отказоустойчивой функцией».
Одним из важных предметов оснащения дрона является вид от первого лица (FPV — First Person View). Устройство видеокамеры смонтированной на беспилотном летательном аппарате и предназначенной для трансляции видео в реальном времени диспетчеру ДУ.
Таким образом, диспетчер управления дроном наблюдает картину полёта аналогично тому, как если бы находился непосредственно на борту БПЛА и рассматривал вид Земли сверху — от фактического положения кресла пилота.
Одна из последних разработок — конструкция THOR: 1 — подшипник; 2 — сервопривод; 3 — аккумулятор; 4, 9 — моторы; 5 — электронный контроль устойчивости (ESC); 6 — контроллер полёта; 7 — IMU; 8 — ESC 2
Функция и оснащение FPV позволяет беспилотным летательным аппаратам совершать перелёты на значительных высотах и на дальние расстояния, ограниченные только зарядом батареи питания. Также «First Person View» обеспечивает безопасность полётов среди препятствий.
Конструкции современных дронов имеют широкодиапазонный беспроводной передатчик FPV, который устанавливается в комплекте с антеннами.
В зависимости от конфигурации, приемником видеосигналов может выступать не только пульт дистанционного управления, но также компьютер, планшет, смартфон.
Последние разработки дронов, например, «DJI Mavic» и «Phantom 4 Pro», обеспечивают передачу видео в реальном времени на расстоянии до 7 км. Системы «Inspire 2» и «Phantom 4 Pro» используют новейшую систему передачи видеосигнала «DJI Lightbridge 2».
Дроны подобные «DJI Mavic Pro» характерны интеграцией контроллеров с интеллектуальными алгоритмами установки нового стандарта беспроводной передачи изображений.
Эта технология даёт высокий уровень разрешения путём снижения латентности и увеличения максимального диапазона частот.
Система дистанционного управления БПЛА
Модуль дистанционного управления БПЛА представляет собой устройство с функциями беспроводной связи. Как правило, для организации связи используется частотный диапазон 5,8 ГГц.
В процессе изготовления дрона, система дистанционного управления предварительно настраивается на полную ассоциацию с летательным аппаратом.
Нередко с целью расширения параметров связи используется усилитель сигналов, благодаря чему удаётся увеличить покрываемое расстояние.
Система контроля дистанционно для беспилотника также как и сам летательный аппарат может иметь самое разное конструктивное исполнение. Главный критерий — удобство для пользователя
Теоретически дальность связи самых простых систем составляет до 700 м, тогда как профессиональные конструкции устойчиво принимают сигнал на расстоянии 7 км и более.
Многие из конструкций дронов последних разработок способны летать при помощи управления смартфоном через специальное приложение.
Такие программы управления дронами можно найти и загрузить на сервисах «Google Play» или «Apple Store». Приложения позволяют полноценно управлять беспилотным летательным аппаратом.
Продукты производства известной компании DJI
Под завершение список конструкций дронов фирмы DJI, имеющихся в продаже на рынке, и представляющих интерес для пользователей:
«DJI Mavic Air» — портативный профессиональный дрон. Оснащён 4-кратной камерой, способной распознавать лица, системой предотвращения столкновений. Конструкцию отличает высокая стабильность полёта.
«DJI Mavic Pro» — маленький складной дрон с датчиками предотвращения столкновения спереди и снизу. Супер стабильный полёт и 4k памяти для съёмок.
«DJI Phantom 4 Pro» — оснащение технологией предотвращения столкновения «Vision». Многоцелевой беспилотный летательный аппарат, включающий в конструкцию 4-кратную аэрофотосъемку, фотографию и фотограмметрию.
«DJI Inspire 2» — запатентованная конструкция двигателя и системы. Многоцелевой дрон профессиональной 5-кратной аэрофотосъемки, фотографии, фотограмметрии, мультиспектрального и тепловизионного изображения.
«Yuneec Typhoon H Pro» — дрон использует запатентованную технологию от Intel — «Realsense» — предотвращение столкновений. Отлично подходит для профессиональной аэрофотосъемки.
«Walkera Voyager 5» — Варианты камеры включают 30-кратный оптический зуммер, инфракрасный порт и камеру ночного видения высокой чувствительности.
«DJI Matrice 200 Commercial Quadcopter» — резервирование с двойной батареей, системами IMU и спутниковой навигации. Дрон допускает монтаж 2 камер. Аппарат контролирует 6 направлений предотвращения столкновений за счёт ToF-лазера, ультразвуковых датчиков и датчиков «Vision».
«DJI Matrice 600» — коммерческий проект дрона — настоящая платформа для аэрофотосъемки. Варианты установки предусматривают до 7 различных камер «Zenmuse».
При помощи материалов: Dronezon и DroneNodes
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Беспилотный летательный аппарат
Возможность сохранить наиболее ценный ресурс – бойцов на поле боя с начала первых войн являлось наиболее важным и перспективным. Современные технологии позволяют использовать боевые машины дистанционно, что исключает потерю оператора даже при уничтожении единицы. Одним из наиболее актуальных в наши дни является создание беспилотных летательных аппаратов.
Что такое БПЛА (беспилотный летательный аппарат)
БПЛА называют любой летательный аппарат, в котором в воздухе нет пилота. Автономность устройств различная: есть простейшие варианты с дистанционным управлением, либо полностью автоматизированные машины. Первый вариант еще называют дистанционно-пилотируемым ЛА (ДПЛА), они отличаются непрерывной подачей команд от оператора. Более совершенные системы требуют лишь эпизодической подачи команд, между которыми устройство работает автономно.
Основное преимущество таких машин перед пилотируемыми истребителями и разведчиками в том, что они до 20-ти раз дешевле своих аналогов при сопоставимых возможностях.
Недостаток устройств в уязвимости каналов связи, которые легко нарушить и вывести машину из строя.
История создания и развития БПЛА
История беспилотников началась в Великобритании в 1933 году, когда на базе биплана Fairy Queen был собран самолет, управляющийся по радио. До начала Второй мировой войны и в первые годы было собрано более 400 таких машин, которые использовались в качестве мишеней при Королевском ВМФ.
Управлялась ракета следующими средствами:
Соединенные Штаты в годы войны выпускали мишени для тренировки зенитчиков — Radioplane OQ-2. Ближе к концу противостояния появились первые ударные беспилотники многократного действия — Interstate TDR. Самолет оказался малоэффективным из-за низкой скорости и дальности, которые были обусловлены дешевизной производства. Кроме того, технические средства того времени не позволили вести прицельный огонь, вести бой на большой дистанции без следования самолета-управления. Тем не менее успехи в применении машин были.
В послевоенные годы БПЛА расценивались исключительно в роли мишеней, но ситуация изменилась после появления в войсках зенитных ракетных комплексов. С этого момента беспилотники стали разведчиками, ложными целями для вражеских «зениток». Практика показала, что их использование сокращает потери пилотируемых ЛА.
В Советском Союзе до 70-х годов активно выпускались тяжелые разведывательные самолеты в качестве беспилотных:
Значительные потери авиации во Вьетнаме для армии Соединенных Штатов обернулись возрождением интереса к БПЛА.
Здесь появляются средства для выполнения различных задач;
В этом виде использовались 147E, которые собирали разведданные так эффективно, что многократно окупили стоимость всей программы по их же разработке.
Практика применения БПЛА показала значительно больший потенциал в качестве полноценных боевых машин. Поэтому после начала 80-х в Соединенных Штатах начинают разработку тактических и оперативно-стратегических беспилотников.
В развитии БПЛА 80-90-х годов поучаствовали израильские специалисты. Изначально закупались устройства США, но быстро была сформирована собственная научно-техническая база для разработки. Лучше всех зарекомендовала себя фирма «Тадиран». Израильская армия тоже продемонстрировала эффективность использования БПЛА, осуществляя операции против сирийских войск в 1982.
В 80-90-е очевидные успехи ЛА без экипажа на борту спровоцировали начало разработок у многих компаний по всему миру.
В начале 2000-х появился первый ударный аппарат – американский MQ-1 Predator. На борту устанавливались ракеты AGM-114C Hellfire. В начале века беспилотники в основном использовались на Ближнем Востоке.
До сих пор практически все страны активно разрабатывают и внедряют БПЛА. Например, в 2013 в ВС РФ поступили разведывательные комплексы с малой дальностью действия — «Орлан-10».
Также ведется разработка в КБ Сухого и МиГ новой тяжелой машины – ударного самолета со взлетной массой до 20 тонн.
Предназначение беспилотника
Беспилотные летательные аппараты в основном задействуются для решения следующих задач:
Эффективность аппарата при выполнении задач определяется качеством следующих средств: разведка, связь, автоматизированные системы управления, вооружение.
Сейчас подобные ЛА успешно снижают потери личного состава, доставляют информацию, которую невозможно получить на дистанции прямой видимости.
Разновидности БПЛА
Боевые дроны обычно классифицируются по типу управления на дистанционные, автоматические и неуправляемые.
Кроме того, в ходу классификация по массе и ТТХ:
В этих группах есть и гражданские устройства, разумеется, они легче и проще. Полноценные боевые машины зачастую не меньше пилотируемых самолетов по габаритам.
Неуправляемые
Неуправляемые системы – это простейшая форма БПЛА. У них управление происходит за счет бортовой механики, установленных характеристик полета. В такой форме можно использовать мишени, разведчики или снаряды.
Дистанционного управления
Дистанционное управление обычно происходит за счет радиосвязи, что ограничивает радиус действия машины. Например, гражданские ЛА могут действовать в пределах 7-8 км.
Автоматические
В основном это боевые машины, способные самостоятельно выполнять сложные задачи в воздухе. Этот класс машин самый многофункциональный.
Принцип работы
Принцип работы БПЛА зависит от его конструктивных особенностей. Существует несколько компоновочных схем, которым соответствует большинство современных ЛА:
В зависимости от типа двигателя, меняется и используемое топливо. Электромоторы питает аккумулятор, ДВС – бензин, реактивные двигатели – соответствующее топливо.
Силовая установка крепится в корпусе, здесь же размещается управляющая электроника, средства управления и связи. Корпус представляет собой обтекаемый объем для придания конструкции аэродинамической формы. Основой же прочностных характеристик является рама, которая обычно собирается из металла или полимеров.
Простейший набор управляющих систем следующий:
Военные устройства управляются при помощи пульта (если дальность действия небольшая) либо по спутникам.
Сбор информации для оператора и программного обеспечения самой машины поступает из датчиков различных типов. Используются лазерные, звуковые, инфракрасные и прочие типы.
Навигация проводится за счет GPS и электронных карт.
Поступающие сигналы трансформируются контроллером в команды, которые передаются уже на исполняющие устройства, например, рули высоты.
Преимущества и недостатки БПЛА
По сравнению с пилотируемой техникой, БПЛА имеют серьезные преимущества:
Недостатки любой летающий дрон тоже имеет:
Тем не менее продолжаются работы по усовершенствованию техники, в том числе повлиять на будущее БПЛА могут нейросети.
Беспилотные аппараты России
Як-133
Это дрон разработки компании «Иркут» — малозаметный аппарат, способный вести разведку и при необходимости уничтожать боевые единицы противника. Предполагается оснащение управляемыми ракетами, бомбами.
А-175 «Акула»
Комплекс, способный вести всепогодный мониторинг климата, в том числе на сложном рельефе. Изначально модель разрабатывалась ООО «АэроРоботикс» для мирных целей, но производители не исключают выпуск военных модификаций.
«Альтаир»
Разведывательно-ударный аппарат, способный продержаться в воздухе до двух суток. Практический потолок – 12 км, скорость в пределах 150-250 км/ч. На взлете масса достигает 5 тонн, из них 1 т – это полезная нагрузка.
БАС-62
Гражданская разработка «ОКБ Сухого». В разведывательной модификации способен собирать разносторонние данные об объектах на воде и суше. Допускается применение для контроля линий электропередач, картографирования, мониторинга метеорологической обстановки.
Беспилотные аппараты США
Разработка компании Northrop Grumman. В 2017 год в армию Соединенных Штатов поступило три машины. Они были направлены в ОАЭ.
Беспилотник компании Lockheed Martin, предназначенный не только для наблюдения и рекогносцировки, но и для радиоэлектронной борьбы. Способен продолжать полет до 15 часов.
«LightingStrike»
MQ-1B «Predator»
Разработка General Atomics – средневысотная машина, которая изначально создавалась как разведывательная. Позже ее модифицировали в многоцелевую технику.
Беспилотные аппараты Израиля
«Mastiff»
Первым созданным израильтянами БПЛА стал «Мастиф», совершивший полет в 1975 году. Целью этой машины была разведка на поле боя. Простоял на вооружении до начала 90-х.
«Shadmit»
Эти устройства использовались для разведки в начале 80-х, когда шла первая Ливанская война. Часть использованных систем передавало в режиме реального времени разведданные, часть имитировала вторжение авиации. Благодаря им, успешно велась борьба с ЗРК.
IAI «Scout»
«Скаут» был создан в качестве тактической разведывательной машины, для чего оснащался телевизионной камерой и системой транслирования собранной информации в реальном времени.
I-View MK150
Другое название — «Наблюдатель». Аппараты разработаны израильской компанией IAI. Это тактическая машина, оснащенная инфракрасной системой наблюдения и комбинированной оптико-электронной начинкой.
Беспилотные аппараты Европы
MALE RPAS
Одна из недавних разработок – перспективная разведывательно-ударная машина, которая создается совместно итальянскими, испанскими, немецкими и французскими компаниями. Первая демонстрация прошла в 2020 году.
«Sagem Sperwer»
Одна из французских разработок, которая успела проявить себя на Балканах в конце прошлого века (1990-е). Создание велось с опорой на национальные и общеевропейские программы.
«Eagle 1»
Еще одна французская машина, которая предназначена для ведения разведывательных операций. Предполагается, что аппарат будет работать на высотах в 7-8 тысяч метров.
Высотный БПЛА, который может подниматься до 18 километров. В воздухе аппарат может продержаться до трех суток.
В целом в Европе ведущую роль в разработке беспилотных ЛА занимает Франция. Постоянно появляются новинки по всему миру, в том числе модульные многофункциональные модели, на базе которых можно собрать различные боевые и гражданские машины.