Дроны это: незаменимые помощники и грозное оружие

Содержание

незаменимые помощники и грозное оружие

Образовательные материалы 17 марта 2023 года Просмотров 51384

Совсем недавно беспилотные летательные аппараты казались фантастикой. Сегодня – это реальная практика, ведь дроны используются повсеместно: в качестве игрушек и помощников, в сельском хозяйстве и армии. Для того, чтобы понять принцип их работы, мы будем двигаться от простого к сложному, разберем технологии работы обычных квадрокоптеров и доберемся до самых дорогих и технологичных военных БПЛА.

Основы принципа работы

К одним из самых простых с точки зрения конструкций летательных аппаратов относят квадрокоптеры. Стандартная компоновка предполагает наличие 4 электрических двигателей, на каждом из которых закреплён свой воздушный винт. Подъёмная тяга создаётся вращением винтов, два из которых работают по часовой стрелке, а два в противоположенном направлении.

С точки зрения аэродинамики квадрокоптер совершенно нестабильное летательное средство. Отсутствие крыльев требует от встроенного компьютера, чтобы он стабилизировал положение дрона исключительно воздушными винтами. Замедляя или ускоряя часть из них, можно добиться поворота, ускорения или замедления полёта. А стабилизируя работу всех одновременно — добиться зависания в конкретной точке. Ускорение происходит по следующему принципу: передние два двигателя немного замедляют свою работу, чтобы аппарат немного накренился вперёд. Одновременно с этим задние моторы резко ускоряются. Квадрокоптер стремительно набирает скорость и движется вперёд. Поворот происходит по похожему принципу, только на этот раз замедляются и ускоряются боковые моторы.

Разнообразие мультикоптеров

На данный момент промышленность производит очень большое разнообразие коптеров. Но их можно разделить на несколько категорий: — трикоптеры, имеют всего 3 рабочих мотора; — классические квадрокоптеры; — гексакоптеры с увеличенным количеством винтов до 6; — самые сложные и тяжёлые октокоптеры, могут похвастать 8 двигателями.

Зачем так много электрических моторов? Всё в надёжности конструкции, пока она находится в воздухе. Для примера можно посмотреть видео, где тяжёлый октокоптер в рабочими 5 двигателями без негативных последствий совершает посадку на ровную площадку. Гексакоптер при тех же условиях с единственным вышедшим из работы двигателем совершит аварийную посадку с минимальными повреждениями. Остальные модели просто рухнут с высоты.

Из чего состоит квадрокоптер?

На самом деле даже небольшой летательный аппарат состоит из множества важных и ответственных деталей. Но, для простоты понимания конструкцию можно разделить на следующие составляющие: — радиоприёмный и принимаемый блок управления; — электрическая батарея; — компьютер или контролер полёта; — рама с электрическими моторами; — направленные воздушные винты; — регуляторы скорости вращения винтов.

Стоит подробнее разобрать некоторые из компонентов, чтобы иметь полное представление о работе летательного аппарата. Так, полётный контроллер – компьютеризированное устройство, способное самостоятельно выполнять все тонкие функции по стабилизации полёта. Каждую секунду контроллер обрабатывает невероятное количество информации, поступающей со множества датчиков. К стандартным датчикам смело можно отнести следующие: датчик давления атмосферы контролирует высоту полёта; магнитный компас, помогающий ориентироваться в пространстве; гироскоп, удерживающий горизонтальное положение и другие, не менее важные датчики угловых скоростей.

Как происходит управление

Большинство датчиков радиоуправления, через которые происходит управление коптером, работают на стандартной для них частоте 2,4 ГГц. Полученные команды от передающего устройства встроенным компьютером обрабатываются и передаются на электрические двигатели. Но делает он это не напрямую, а через специально созданный регулятор оборотов. Современные модели имеют и другие дополнительные полезные функции: встроенные датчик GPS, помогающий очень точно определить положение квадрокоптера, встроенная видеокамера, передающая изображение на планшет, мобильный телефон или специальный шлем пилота.

Сама камера имеет стабилизацию, защищающую от вибрации, создаваемой воздушными винтами во время совершения резких манёвров, чтобы видео картинка всегда оставалась максимально стабильной и качественной на экране.

Качественные модели летательных аппаратов имеют специальные датчики, помогающие коптеру не сталкиваться с препятствиями, и безопасно их облетать.

Мирное использования беспилотников

Совсем недавно в Дубае прототип беспилотного такси Ehang 184 смог доставить своего первого пассажира в заранее указанное место. Запаса хода хватает всего на 30 минут полёта. Но рабочая модель доказала, что в будущем такие беспилотные модели смогут частично заменить наземный транспорт. Управление происходит полностью автоматически, человеку необходимо только указать место посадки на встроенном планшете.

Самое перспективное направление для дронов это хозяйственная деятельность. Они способны намного быстрее собирать необходимую информацию из воздуха, контролировать состояние растений в любой части поля, показывать текущую ситуацию на оживлённых участках дорог. Помогать в слежке за миграцией диких животных и быстро находить потерявшиеся суда в открытом море или океане.

Развлекательная сфера уже стремительно завоевала своих любителей простых в управлении летательных средств. Так в 2020 году планируется провести первые в мире официальные гонки на квадрокоптерах. Чаще всего это самостоятельно собранные модели или доработанные промышленные образцы, способные развить скорость до 150 км/ч на открытых участках.

Профессиональная и любительская съёмка с квадрокоптера популярна практически по всему миру. Человеку стали доступны далёкие достопримечательности с высоты птичьего полета. Качество фото и видео техники позволяет использовать отснятый материал даже в фильмах.

Грузоперевозки на дронах превратились из разряда фантастики во вполне реальное событие. Ещё в 2016 году компания Amazon успешно протестировала такой способ доставки посылок. А на данный момент беспилотники Draco-2 уже могут поднять в воздух и перемещать грузы общим весом до 2 тонн.

Военное использование беспилотников

Конечно, технологии беспилотных летательных аппаратов не могли миновать вооруженные силы разных стран мира и уже довольно давно используются для решения боевых задач. Большинство из них связано с разведкой, для обеспечения охраны войск. Однако примерно четверть от общего числа заданий — задачи по боевому поражению. По своему функционалу БПЛА, по крайней мере на сегодняшний день, не способны полностью заменить авиацию, однако органично дополняют и расширяют ее функционал.

Военные дроны серьезно отличаются от бытовых квадрокоптеров. Например, тяжелый стелс-беспилотник «Охотник», который проходит испытания в российской армии выполнен как «летающее крыло» с реактивным двигателем. Его взлетная масса составляет более 20 тонн, а по размерам он сопоставим с современным боевым самолетом.

Кстати, завесу секретности над «Охотником» приоткрыл сам Президент РФ Владимир Путин. Гуляя по экспозиции форума «МАКС-2019» вместе с турецким лидером Реджепом Эрдоганом, российский президент остановился у БПЛА и рассказал следующее: «Боевая нагрузка – шесть тонн, радиозаметность меньше, чем у Су-57. Высота полёта до 18 километров, а дальность – 6 тысяч километров». Его экспериментальные полеты крайне интересны, ведь некоторые из них уже выполнялись не в одиночку, а в паре с истребителем пятого поколения СУ-57, расширяя возможности самолета. Как пишет журнал «Армейский стандарт», по оценке экспертов, это не просто совместный полет по традиционной схеме «ведущий–ведомый». Действия обоих аппаратов были включены в общую, полностью сопряженную систему управления, наведения, целеуказания и боевого применения. Оба аппарата выполняли задачу в едином сетевом контуре.

В таком тандеме на БПЛА ложится серьезный боевой функционал. Вместо человека дроном управляет искусственный интеллект компьютера, а значит аппарат не имеет ограничений, связанных с физическими возможностями человеческого организма, например, по перегрузкам. Фактически, это кардинально меняет тактику ведения воздушного боя.

Применение привязных дронов в военной сфере — подробнее в статье

Хотя в это может показаться трудно поверить, беспилотники используются военными по всему миру уже более ста лет. Первые военные беспилотники начали появляться примерно в 1916 году в виде радиоуправляемых монопланов. С тех пор достижения в области технологий беспилотных летательных аппаратов значительно улучшились конструкции и возможности беспилотных летательных аппаратов.

Одним из последних достижений в этой отрасли стало внедрение привязных беспилотных систем или привязных дронов. Преимущества привязанных дронов идеально подходят для военных применений, таких как охрана границ, где возможности дневного и ночного наблюдения имеют решающее значение для мониторинга периметров и отслеживания перемещений противника.

Рынок привязных дронов с каждым годом растет из-за многих преимуществ, которые они предоставляют конечным пользователям. Рост в годовом исчислении в 2019 году оценивался в 53,54%. Еще более многообещающим является то, что совокупный годовой темп роста в период с 2019 по 2023 год составляет более 70%, причем чуть более половины (51%) роста приходится на североамериканские рынки.

Многие люди, знакомые с дронами, очень мало знают о привязных беспилотных системах. Без понимания преимуществ, которые они представляют для военных истребителей, военные упускают прекрасный инструмент для наблюдения и обеспечения безопасности.

Типы военных беспилотных летательных аппаратов

Прежде чем перейти к привязным беспилотным системам, следует кратко обсудить типы военных беспилотных летательных аппаратов. Существует множество способов классификации военных беспилотников. Беспилотники по всему делят на категории по весу, грузоподъемности, дальности полета, типу миссии и множеству других критериев. Мы разделим военные беспилотники на четыре категории для этого обсуждения и кратко опишем каждый тип.

Мы рассмотрим микро -нано-дроны, разведывательные дроны малой дальности, разведывательные дроны средней дальности и разведывательные дроны большой дальности в порядке возрастания по размеру.

Микро- или нано-дроны предназначены только для наблюдения. Они дают небольшим группам солдат возможность видеть дальше своего текущего положения, но ограничены продолжительностью полета и мощностью оптики.

Разведывательные беспилотники малой дальности похожи по своим возможностям на микро-дроны, но имеют несколько лучшую оптику и продолжительность полета. Примерами беспилотных летательных аппаратов этой категории являются Parrot Anafi USA, Vantage Robotics’ Vesper, Skydio X2-D, Teal Drones’ Golden Eagle и Altavian’s M440 Ion. Полезная нагрузка этих дронов имеет значительно лучшую оптику, а также большую дальность и продолжительность полета. Беспилотные летательные аппараты этой категории охватывают широкий диапазон от платформ prosumer на низком уровне, таких как DJI Phantom 4 series, до беспилотных летательных аппаратов типа AeroVironment Raven. Именно в этом классе дронов находится большинство привязанных дронов, таких как Orion Elistair.

Orion со станцией питания Elistair способен совершать более 10 часов полета и может обнаруживать транспортные средства на расстоянии 10 км, плюс опционально он может иметь защищенный канал передачи данных.

Дальние разведывательные беспилотники могут иметь несколько видов оптик в виде полезной нагрузки, иногда даже могут иметь боевое оружие в качестве полезной нагрузки

Что же такое привязные дроны и как они работают?

Как правило, более крупные дроны работают на авиационном топливе, в то время как большинство небольших дронов используют батареи. Зависимость от топлива или батарей является основным ограничивающим фактором для платформ всех размеров.

Привязные дроны решают ограничивающий фактор питания. Привязной беспилотник — это, по сути, беспилотник, подключенный к электростанции на земле через трос или кабель.

БПЛА — это одна из частей системы привязанных беспилотников. Есть три части привязанных беспилотных систем: беспилотник, кабель и электростанция. Давайте рассмотрим каждый компонент более подробно.

Привязные беспилотные станции являются основой привязной беспилотной системы. Эти устройства предназначены для работы в сложных условиях и выполняют множество различных функций.

Трос или кабель — это соединение между дроном и привязной станцией дрона. Тросы могут состоять из простых линий, предназначенных для удержания дрона на месте, также тросы могут состоять из оптоволокна, обеспечивающего связь дрона с командным пунктом.

Привязной беспилотник — это последний компонент привязной системы. Возможности различаются между платформами, но большинство из них включают в себя фотографическое и коммуникационное оборудование.

Привязные дроны очень просты в использовании. Три компонента привязной беспилотной системы просты в настройке, эксплуатации и перемещении. Питание подается на станцию, которая затем использует кабель для передачи питания дрону. Данные, собранные дроном, отправляются по кабелю обратно на станцию, где они передаются в базу сбора и анализа информации.

Преимущества привязных дронов

Привязные беспилотные станции подключаются к источнику переменного тока, который станция преобразует в постоянный. Будучи подключенным к электросети или же к генератору через станцию питания дрон имеет практический неограниченный источник питания и время полета. Также еще одним из преимуществ привязных дронов по сравнению с их обычными аналогами является безопасность передачи данных с дрона. Обычные дроны передают данные по беспроводной сети тем самым, подвергая риску взлома сети со стороны хакеров. В свою очередь, привязные дроны передают все данные по волоконно-оптическому кабелю, что делает передачу данных с привязных дронов защищенной от взлома. Привязные дроны очень просты в использовании, для выполнения той или иной миссии пилоту достаточно лишь ознакомиться с оборудованием.

Применение привязных дронов в военной сфере

Пограничная безопасность, наблюдение за контрольно-пропускными пунктами, мониторинг точек въезда/выезда, безопасность – со всем этим без проблем сможет справиться. Рассмотрим более подробно некоторые из этих вариантов использования привязных дронов.

Пограничный надзор

Поскольку многие границы простираются на сотни миль, задача мониторинга этих границ может потребовать огромных людских ресурсов. Привязные дроны могут использоваться для наблюдения вдоль государственных границ. Беспилотники, оснащенные оптическими камерами и тепловизорами, могут обнаружить транспортные средства за много километров. Имея почти неограниченный источник питания, привязные дроны могут оставаться в воздухе в течение многих часов, обеспечивая постоянное дневное и ночное наблюдение.

Станьте пилотом дрона | Федеральное авиационное управление

Чтобы управлять дроном в соответствии с правилом FAA Small UAS (часть 107), вы должны получить сертификат удаленного пилота от FAA . Этот сертификат подтверждает, что вы понимаете правила, эксплуатационные требования и процедуры безопасного управления дронами.

Являетесь ли вы пилотом-новичком или действующим владельцем Сертификата Части 61?

Нужно ли поддерживать актуальность сертификата удаленного пилота?

Пилоты-новички

Право на участие

Чтобы стать пилотом, вы должны:

Быть не моложе 16 лет
Уметь читать, говорить, писать и понимать по-английски
Быть в физическом и психическом состоянии для безопасного управления дроном
Сдать начальный экзамен по аэронавигационным знаниям: «Беспилотные летательные аппараты General – Small ( UAG )»

Требования к сертификату дистанционного пилота:

Должен быть легко доступен внешнему пилоту во время всех операций БАС
Владельцы сертификатов должны проходить повторное онлайн-обучение каждые 24 календарных месяца, чтобы поддерживать актуальность аэронавигационных знаний

Процесс получения статуса пилота дрона:

Шаг 1. Получите номер отслеживания FAA ( FTN ), создав интегрированное приложение для сертификации и рейтинга летчиков ( IACRA ) перед регистрацией профиля. проверка знаний.

Шаг 2: Запишитесь на прием в Центр проверки знаний, утвержденный FAA . Обязательно возьмите с собой на тест удостоверение личности с фотографией государственного образца.

Шаг 3: Пройдите начальный тест на аэронавигационные знания: «Беспилотный летательный аппарат общего назначения – Малый ( UAG )». Темы проверки знаний включают:

Применимые правила, касающиеся привилегий, ограничений и летной эксплуатации малых беспилотных авиационных систем
Классификация воздушного пространства и эксплуатационные требования, а также ограничения на полеты, влияющие на эксплуатацию малых беспилотных летательных аппаратов
Источники погоды в авиации и влияние погоды на характеристики малых беспилотных летательных аппаратов
Загрузка и характеристики малых беспилотных летательных аппаратов
Аварийные процедуры
Управление ресурсами экипажа
Процедуры радиосвязи
Определение характеристик малых беспилотных летательных аппаратов
Физиологические эффекты наркотиков и алкоголя
Принятие авиационных решений и суждений
Аэропортовые операции
Процедуры технического обслуживания и предполетной проверки
Работа ночью

Шаг 4: Заполните форму FAA 8710-13 для получения сертификата внешнего пилота ( FAA Сертификат летчика и/или заявление о повышении квалификации) с использованием электронной системы FAA Интегрированное заявление на получение сертификата и/или квалификационного разряда летчика ( IACRA ) *

Вход с именем пользователя и паролем
Нажмите «Запустить новое приложение» и 1) Тип приложения «Пилот», 2) Сертификаты «Удаленный пилот», 3) Другая информация о пути, 4) Запустить приложение
Следуйте подсказкам приложения
При появлении запроса введите 17-значный идентификатор экзамена проверки знаний (Примечание: может пройти до 48 часов с даты теста, прежде чем проверка знаний появится в IACRA)
Подпишите заявку в электронном виде и отправьте на обработку.

Шаг 5: Электронное письмо с подтверждением будет отправлено после того, как заявитель завершит проверку биографических данных TSA . В этом письме будут содержаться инструкции по распечатке копии временного сертификата внешнего пилота от ИАКРА .

Шаг 6: Постоянный сертификат внешнего пилота будет отправлен по почте после завершения всех других внутренних процедур FAA.

Шаг 7: Имейте при себе сертификат удаленного пилота всякий раз, когда вы летите на своем UAS .

Владельцы существующих сертификатов Части 61

Право на участие:

Должен иметь сертификат пилота, выданный в соответствии с 14 CFR часть 61
Должен пройти проверку полета в течение предыдущих 24 месяцев

Требования к сертификату дистанционного пилота:

Должен быть легко доступен для дистанционного пилота во время всех операций UAS
Владельцы сертификатов должны проходить повторное онлайн-обучение каждые 24 календарных месяца, чтобы поддерживать актуальность аэронавигационных знаний

Процесс получения статуса пилота дрона:

Шаг 1: Создайте учетную запись или войдите в существующую учетную запись в группе безопасности FAA ( FAASTeam ) веб-сайт.

Шаг 2. Пройдите курс онлайн-обучения Part 107 Small UAS Initial ( ALC-451 ) . Курс будет охватывать следующие тематические области:

Применимые правила, касающиеся привилегий, ограничений и летной эксплуатации малых беспилотных летательных аппаратов
Влияние погоды на характеристики малых беспилотных летательных аппаратов
Загрузка и характеристики малых беспилотных летательных аппаратов
Аварийные процедуры
Управление ресурсами экипажа
Определение характеристик малых беспилотных летательных аппаратов
Процедуры технического обслуживания и предполетной проверки
Работа ночью

Шаг 3: Создайте учетную запись или войдите в существующую учетную запись по номеру IACRA .

Шаг 4: Заполните форму 8710-13 для получения сертификата дистанционного пилота (сертификат пилота FAA и/или заявление о присвоении квалификации) по форме IACRA .

Войти с именем пользователя и паролем
Нажмите «Запустить новое приложение» и 1) Тип приложения «Пилот», 2) Сертификаты «Удаленный пилот», 3) Другая информация о пути, 4) Запустить приложение
Следуйте подсказкам приложения
Подпишите заявку в электронном виде и отправьте на обработку.

Шаг 5: Запишитесь на прием к одному из следующих лиц для подтверждения вашей личности. Принесите заполненную форму 8710-13, подтверждение вашего текущего рейса, фото 9.0003 ID и сертификат об окончании онлайн-курса.

В FAA Окружное управление стандартов полетов ( FSDO )
С пилотным экзаменатором, назначенным FAA ( DPE )
Представитель по сертификации летчиков ( ACR )
An FAA – сертифицированный летный инструктор ( CFI )*

Обратите внимание: * CFI не могут выдавать временные сертификаты. Они могут обрабатывать заявки от заявителей, которым не нужен временный сертификат.

Шаг 6: Представитель подпишет ваше заявление и выдаст вам временный сертификат летчика .

Вы получите постоянный сертификат по почте U.S. в течение нескольких недель.

Шаг 7: Имейте при себе сертификат удаленного пилота всякий раз, когда вы летите на своем UAS .

Поддерживайте актуальность сертификата удаленного пилота

Для всех пилотов, включая сертифицированных дистанционных пилотов, важно постоянно обновлять свои авиационные знания. Если у вас есть сертификат удаленного пилота, вы должны пройти один из следующих онлайн-курсов обучения в течение предыдущих 24 календарных месяцев, чтобы работать UAS согласно части 107:

Любой, кто имеет сертификат дистанционного пилота части 107 (независимо от давности аэронавигационных знаний):

Пройдите часть 107 Small стоимость)

Удаленные пилоты, прошедшие часть 107, которые также имеют сертификат с проверкой текущего полета по части 61:

Завершить курс Part 107 Small UAS Периодический ( ALC-515 ) онлайн-курс обучения (бесплатно)

Вы можете ознакомиться со стандартами сертификации пилотов для удаленных пилотов – малых беспилотных летательных аппаратов ( PDF ) .

Последнее обновление: вторник, 16 августа 2022 г.

Начало работы | Федеральное авиационное управление

Уведомление о местоположении

Уведомление сайта

Министерство транспорта США

Поздравляем с новым дроном!

Независимо от того, являетесь ли вы начинающим пилотом дрона или имеете многолетний опыт работы в авиации, существуют правила и советы по безопасности, которые помогут вам безопасно летать в Национальной системе воздушного пространства ( NAS ).

Используйте это руководство, чтобы понять, какие правила вам необходимо соблюдать при управлении дроном:

Все еще не знаете, какой у вас тип пилота? Мы можем помочь тебе!

Где можно запустить дрон?

Пилоты дронов могут летать в контролируемом и неконтролируемом воздушном пространстве. К вам как к пилоту предъявляются разные требования в зависимости от того, в каком воздушном пространстве вы летите.

Приведенные ниже ресурсы помогут вам определить, куда вы можете летать на законных основаниях, и нужно ли вам перед этим разрешение: помочь вам безопасно летать

Используйте приложения для авторизации и уведомления на малых высотах ( LAANC ), которые предоставляют информацию в режиме реального времени об ограничениях в воздушном пространстве и разрешениях на использование воздушного пространства в режиме, близком к реальному времени

Воздушное пространство 101 – Правила неба

Ограничения воздушного пространства

Как создать бизнес-аккаунт на

FAA DroneZone

Если вы начинаете бизнес по производству дронов, организацию или новую программу по использованию дронов (включая общественную безопасность), которые будут летать для любых целей, кроме отдыха, вам необходимо создайте учетную запись Part 107 на FAA DroneZone.

Навигация по процессу создания учетной записи компании или организации проста, как раз-два-три:

Нажмите создать учетную запись и настроить профиль.
- Информация о человеке, использованная при создании профиля учетной записи, станет владельцем учетной записи. Это лицо не обязано иметь сертификат внешнего пилота, но в конечном итоге несет ответственность за учетную запись. Используйте название компании/организации в поле «Название учетной записи Part 107» при заполнении части «Детали учетной записи Part 107» настройки профиля.
Зарегистрируйте свои дроны в инвентаре БПЛА на приборной панели Part 107.
При необходимости вы можете добавить дополнительных «Пользователей Part 107» с помощью двухэтапной проверки.
- Вы можете добавить пользователей в свою учетную запись, которые будут играть одну из двух ролей: «Администратор Part 107» или «Менеджер по инвентаризации».
- Оба имеют право управлять инвентаризацией UAS, Частью 107 Отказов и разрешений и Частью 107 Отчетами об авариях.
- Администратору Part 107 разрешено управлять профилем и пользователями Part 107, в то время как Inventory Manager может только просматривать профиль.
  No related posts.