Perspektivy vývoje bezpilotních vzdušných prostředků. Bezpilotní letoun

  • 08.12.2019

Na závěr další výstavy „Unmanned Multi-Purpose Systems“ – UVS-TECH 2009 je všem zainteresovaným čtenářům nabídnut přehled ruských bezpilotních letecké systémy typ letadla. Je to možná nejúplnější seznam projektů UAV, jak dříve realizovaných, tak těch, na kterých v současné době probíhají práce. UAV jsou systematizovány podle hmotnosti a dosahu.

V Rusku, v oblasti vytváření komplexů s UAV, jeden a půl tuctu velkých a malé firmy. Všichni vývojáři zpravidla jdou směrem k vytváření široké škály multifunkčních komplexů schopných provádět různé úkoly. V důsledku toho se potenciálním zákazníkům nabízí mnoho, ve skutečnosti stejný typ UAV, které řeší podobné problémy.

Bohužel v Rusku není přijata žádná klasifikace UAV. Klasifikujte dostupné tento moment na tuzemském trhu vzorky a projekty UAV využívající kategorie sdružení bezpilotních systémů UVS International nejsou zcela možné. Kromě toho existují problémy s interpretací určitých vlastností ruskými vývojáři, například rozsahu UAV. Pro systematizaci systémů UAV v současnosti dostupných v Rusku je navržena následující klasifikace na základě vzletové hmotnosti a/nebo dosahu.

Mikro a mini UAV krátkého dosahu

Třída miniaturních ultralehkých a lehkých vozidel a na nich založených komplexů se vzletovou hmotností do 5 kg se v Rusku začala objevovat poměrně nedávno, ale je již poměrně široce zastoupena. UAV jsou navrženy pro individuální provozní použití na krátké vzdálenosti na vzdálenost do 25 ... 40 km. Snadno se obsluhují a přepravují, jsou skládací a jsou umístěny jako „nositelné“, zpravidla se spouštějí z ruky.

Iževská společnost "Unmanned Systems" aktivně pracuje v oblasti vytváření UAV tohoto typu. Patří mezi ně ultralehký monitorovací UAV ZALA 421-11, jehož první let byl proveden v roce 2007. Celý komplex je umístěn ve skříni standardní velikosti. Podle nastavené cílové zátěže je zařízení shodné s jiným modelem - . Tento přenosný malý komplex obsahuje dva bezpilotní letouny, řídicí stanici a kontejnerový batoh pro přepravu. Celková hmotnost komplexu je pouhých 8 kg. Pro monitorování slouží výměnná jednotka (TV, IR kamery, kamera). V létě 2008 byly z ledoborce provedeny zkušební lety modifikace lodi k provádění průzkumu a hledání objektů na vodě. V souladu s požadavky Pohraniční stráže společnost nedávno vyvinula lehký UAV ZALA 421-12 se zvýšenou dobou letu. Zařízení umožňuje sledování pomocí plnohodnotné gyrostabilizované kamery na dvou osách s možností pohledu na spodní polokouli a s optickým zvětšením 26x. UAV je schopen monitorovat ve dne i v noci. Navigace je založena na signálech GPS/GLONASS.

Kazaňská společnost "ENIKS" představuje v této třídě celou rodinu zařízení a komplexů, pro které se stala základna. Jedná se o UAV pro dálkové pozorování objektů a sledování pozemní situace. Zařízení je vyrobeno podle schématu „létajícího křídla“ se sklopnými konzolami, v ocasní části je umístěn elektromotor s tlačnou vrtulí. UAV lze vybavit širokou škálou sledovacích zařízení, včetně stabilizovaného TV systému, kamery atd.). Celý komplex je možné přepravovat v ramenních kontejnerech nebo po silnici. Vývoj základní verze byl dokončen v roce 2003 a její výroba byla zahájena v roce 2004. V roce 2008 byl pilotní provoz komplexu proveden na polární stanici SP-35 společně se Státním vědeckým centrem Ruské federace AARI. Civilní verze Eleronu se nazývá T25. Užitnou zátěží je stabilizovaný TV systém (v modifikaci T25D), IR kamera (T25N) nebo kamera. Vývojem T23 je rodina UAV Eleron-3 a Gamayun-3. Jejich vytvoření bylo oznámeno v roce 2008. UAV „Eleron-3“ se plánuje vytvořit v minimálně sedmi modifikacích, které se liší především cílovým zatížením, které může zahrnovat TV, IR kameru, kameru, opakovač, RTR stanici a rušení. Při simulaci vzdušných cílů lze instalovat čočky Luneberg a IR zářiče. Navigace je založena na signálech GPS/GLONASS. Řídicí stanice je sjednocena s komplexem Eleron-10 (T10). Na základě aparátu typu "Eleron" byl vytvořen OJSC "Irkut". letecký komplex dálkového průzkumu Země "". V roce 2007 byl UAV přijat k dodání ruským ministerstvem pro mimořádné události.

SKB "Topaz" nabízí svůj vlastní přenosný vzdálený monitorovací systém. Jeho součástí je malý UAV "Lokon". Užitečná zátěž zahrnuje TV, IR kamery a kameru. Pozemní složka komplexu zahrnuje kontrolní bod, příjem a zpracování informací a kontejnery pro přepravu UAV. Výroba probíhá v Istra Experimental Mechanical Plant (IEMZ).

Řada vlastních vývojů IEMZ také patří k mikro- a mini-UAV. Specialisté závodu vyvinuli zejména základní UAV "Istra-010" o hmotnosti 4 kg pro letecký fotografický průzkum. Podnik vyrobil pět sad takových UAV pro experimentální vojenský provoz a předal je Ministerstvu obrany RF. Součástí komplexu je pozemní stanice a dvě letadla. V roce 2008 podnik vytvořil fotoprůzkumné vozidlo o hmotnosti 2,5 ... 3 kg, což je lehká verze dříve postaveného UAV o hmotnosti 4 kg.

Výzkumné, výrobní a konstrukční centrum "Novik-XXI století" je již dlouho známé svým vývojem v oblasti bezpilotních systémů. Jedním ze systémů vyvinutých společností je komplex BRAT UAV. Součástí je malé bezpilotní vozidlo o hmotnosti 3 kg. Standardní cílovou zátěží jsou dvě TV kamery nebo jedna digitální kamera.



K dnešnímu dni obsahuje řada bezpilotních systémů ruské inovativní společnosti Aerocon tři zařízení řady Inspector. Dva z nich patří do třídy mini-UAV a „nejmladší“ se blíží třídě „mikro“. Komplexy jsou navrženy tak, aby řešily různé úkoly dohledu, včetně obtížných a stísněných podmínek, v městském prostředí.

Jedním z „čerstvých“ vývojů v oblasti systémů třídy mini je komplex s UAV T-3, který vytvořila společnost Rissa. UAV T-3 je určen pro použití v denních a nočních úlohách video dohledu, leteckého snímkování, pro použití jako nosič opakovače rádiového signálu. V současné době areál prochází fází testování předsériových vzorků a dolaďování pozemního vybavení


Lehké UAV s krátkým dosahem

Třída lehkých UAV s krátkým dosahem zahrnuje poněkud větší zařízení - v hmotnostním rozmezí od 5 do 50 kg. Dosah jejich působení je v rozmezí 10 - 70 km.

Společnost "Novik-XXI století" v této třídě nabízí bezpilotní komplex "Grant". Obsahuje základní automatizované pracoviště na podvozku UAZ-3741, transportní a odpalovací zařízení na podvozku UAZ-3303 a dva bezpilotní prostředky Grant o hmotnosti 20 kg.

UAV ZALA 421-04 nabízejí „bezpilotní systémy“. Zařízení je vyrobeno podle schématu "létajícího křídla" s tlačnou vrtulí. UAV je vybaveno automatickým řídicím systémem, který umožňuje nastavit trasu, řídit a korigovat let v reálném čase. Užitečné zatížení je barevná videokamera na gyroskopicky stabilizované platformě. Od roku 2006 komplex zásobuje Ministerstvo vnitra Ruské federace.

Na výstavě UVS-TECH 2008 CJSC ENIKS poprvé oznámila vytvoření dvou monitorovacích systémů založených na dronu T10, přizpůsobených pro konkrétní úkoly - Eleron-10 a Gamayun-10. V komplexu Eleron-10 je možné použít UAV v několika variantách cílového zatížení, včetně TV, IR kamery, kamery, opakovače, RTR stanice a rušení. V letech 2007-2008 komplex "Eleron-10" prošel cyklem letových testů. Podobné zařízení je také v řadě UAV společnosti Irkut. Komplex Irkut-10 se skládá ze dvou UAV, pozemních řídicích a údržbových zařízení a je vybaven komunikační linkou se dvěma digitálními bezpečnými řídicími a datovými kanály. Připravuje se sériová výroba.


Dalším „mozkovým dítětem“ ENIKS CJSC je T92 Lotos UAV. Je určen k dodání cílové zátěže do dané oblasti nebo k provádění monitorování. Jako užitečné zatížení lze použít TV a/nebo IR kamery. UAV se účastnilo výzkumných cvičení Pozemních sil na cvičišti Alabinskij Moskevského vojenského okruhu a cvičení Ministerstva pro mimořádné situace Republiky Tatarstán v roce 1998. V současné době je komplex v provozu. Tento UAV je aerodynamicky podobný malému UAV T90 (T90-11), který je určen pro monitorování prostoru, operativní vyhledávání a detekci pozemních objektů. Jeho jedinečnost spočívá v tom, že se používá jako součást Smerch MLRS. Úprava palby MLRS prováděná zařízením na vzdálenost až 70 km snižuje chyby střelby a snižuje spotřebu granátů. Užitečné zatížení - TV kamera. Ve složeném stavu je UAV umístěn do speciálního kontejneru a vystřelen pomocí standardního raketového projektilu ráže 300 mm. Podle zpráv je komplex v současné době testován v zájmu Ministerstva obrany RF.

V této třídě navíc ENIKS vyvíjí vzdálený pozorovací komplex s lehkým UAV T21. Užitečné zatížení je televizní kamera. Konstrukce UAV umožňuje jeho přepravu v malém kontejneru. Existuje projekt T24 UAV určený pro dálkové monitorování prostoru a přenos foto a video snímků do pozemního dispečinku. Jeho uspořádání je podobné jako u Eleron UAV. Užitná zátěž je standardní - TV / IR systém.


Rybinsk Design Bureau "Luch" vytvořil několik UAV pro letecký průzkumný komplex "Tipchak". Nejpokročilejší z nich je BLA-05. Jeho státní zkoušky byly ukončeny v roce 2007, v roce 2008 byla zahájena jeho sériová výroba. UAV je schopen vyhledávat objekty a přenášet data v reálném čase na pozemní velitelské stanoviště v kteroukoli denní dobu. Užitnou zátěží je kombinovaná dvouspektrální TV/IR kamera, kterou lze nahradit fotografickou výbavou. Kromě BLA-05 společnost před časem oznámila další dvě zařízení určená pro použití v areálu. Jedním z nich je BLA-07, malý taktický UAV. Jako cílovou zátěž nese kombinovanou dvouspektrální TV / IR kameru nebo kameru. Jeho konstrukce začala v roce 2005. Dalším vozidlem je BLA-08. Jedná se o nízkorychlostní UAV s dlouhou dobou letu. Je určen pro použití ve zpravodajských systémech v zájmu různých druhů ozbrojených sil a vojenských složek.


Lehké UAV středního dosahu

Řadu domácích vzorků lze připsat třídě lehkých UAV středního dosahu. Jejich hmotnost se pohybuje v rozmezí 50 - 100 kg.

Mezi ně patří zejména víceúčelový UAV T92M „Chibis“, vytvořený společností JSC „ENIKS“. Zařízení je aerodynamicky téměř zcela sjednoceno s komerčně dostupnými vzdušnými cíli E95M a E2T. Jako užitečné zatížení lze použít TV a IR kamery. Pohonným systémem je pístový motor namísto M135 PuVRD. Areál je ve fázi přípravy k provozu.

Nedávno společnost "Unmanned Systems" vytvořila nový UAV ZALA 421-09, který je určen pro sledování zemského povrchu a má dlouhou dobu letu - 10,5 hodiny. Dodává se s lyžařským nebo kolovým podvozkem. Cílová zátěž - TV, IR kamera, kamera na gyroskopicky stabilizované platformě.

Vývoj společnosti "Transas" - UAV "Dozor-2" a "Dozor-4" je velmi zajímavý. Obě zařízení mají podobné uspořádání. UAV "Dozor-2" se používá ke sledování objektů národohospodářských a vojenských účelů, doručování potřebného nákladu, hlídkování hranic, digitální kartografie. Jeho užitečným zatížením je automatická digitální kamera, přední a boční kamery s vysokým rozlišením a IR systém na blízko i na dálku. Celý areál je umístěn na bázi terénního vozidla. Komplex začal vznikat v roce 2005. Letos byl testován v zájmu Pohraniční stráže, několik sad bylo objednáno jednou z ruských ropných společností na sledování ropovodů. "Dozor-4" - modifikace UAV "Dozor-2". Do výroby již byla uvedena šarže těchto UAV v počtu 12 zařízení pro provádění vojenských zkoušek v zájmu Pohraniční stráže FSB Ruské federace.


Do uvažované třídy patří i poměrně starý komplex Stroy-P, vyvinutý Moskevským výzkumným ústavem Kulon s UAV Pchela-1T. V současné době je areál zmodernizován ("Stroy-PD") z hlediska nepřetržitého užívání. Kromě toho se v budoucnu očekává zavedení dalších UAV do jeho složení.


Střední UAV

Vzletová hmotnost středních UAV je v rozmezí od 100 do 300 kg. Jsou určeny pro použití na vzdálenost 150 - 1000 km.

CJSC "ENIKS" v této třídě vytvořil víceúčelový UAV M850 "Astra". Jeho hlavním účelem je být použit jako opakovaně použitelný vzdušný cíl pro nácvik výpočtů protivzdušné obrany. Lze jej však využít i k provádění prací souvisejících s provozním sledováním zemského povrchu. K tomu je možné nainstalovat další cílové zařízení. Zařízení je zajímavé tím, že má vzduchový start, který lze provést z vnějšího zavěšení letadla nebo vrtulníku. Uspořádání je podobné jako u opakovaně použitelného leteckého cíle E22 / E22M „Berta“, nového dronu T04 s dlouhým dosahem. Vývoj aparatury určené pro multispektrální monitorování byl zahájen v roce 2006.

Poprvé na výstavě UVS-TECH-2007 byl předveden nový UAV Berkut pro operativní sledování území a objektů. Developerem je OAO Tupolev. Zařízení má dlouhou dobu letu. Cílová zátěž - TV a IR kamery, sledovací senzory, vedení rádiového přenosu dat a telemetrické zařízení. V roce 2007 byl vypracován technický návrh tohoto UAV.

Mezi systémy uvažovaného sortimentu patří i komplex dálkového průzkumu Irkut-200. Součástí komplexu jsou dva UAV, pozemní řídící stanice a zařízení pro údržbu. Užitnou zátěží je TV kamera, termovizní kamera, radarová stanice a digitální kamera. Komplex je v současné době ve vývoji a testování.

Nedávno je NPO. S.A. Lavočkina představila jeden ze svých UAV projektů pro dálkový průzkum Země – La-225 Komar. Během dlouhého letu na velkou vzdálenost je schopen přenášet obrazové informace v reálném čase na pozemní stanici. Start, přistání a řízení se provádí z mobilního pozemního komplexu. UAV je ve vývoji a přípravě na testování. Prototyp byl poprvé předveden na MAKS-2007.

Firma "Istra-Aero" vyvinula nejméně dvě verze UAV s hmotností 120-130 kg. Jedná se o multifunkční UAV a UAV EW ("Binom"). Poslední z nich je podle vyjádření firmy součástí areálu elektronický boj procházejí letovými zkouškami. Je navržen tak, aby rušil radary protiraketové obrany nebo satelitní navigační systémy. Rušivé stanice dodává Aviaconversion. Navigace se provádí bez použití satelitních systémů GPS/GLONASS. Projekt se vyvíjí, jeho tvorba je navržena dlouhodobě.


Středně těžké UAV

Středně těžké bezpilotní letouny mají dolet podobný jako bezpilotní letouny předchozí třídy, ale mají o něco větší vzletovou hmotnost – od 300 do 500 kg.

Tato třída by měla zahrnovat „potomky“ leteckého terče „Dan“, vytvořeného Kazaňským konstrukčním úřadem „Sokol“. Jedná se o komplex monitorování životního prostředí Dunham, určený k řešení problémů kontroly, kontroly a ochrany objektů velké plochy a délky nad povrchem země a vody. Skládá se z UAV (jednoho nebo více), mobilní pozemní řídicí stanice a pozemních podpůrných zařízení. Řídicí systém - kombinovaný (softwarové a rádiové příkazy). Cílovým zařízením je opticko-elektronický systém s TV a termovizními kanály. Projekt je v současné době ve fázi vývoje systému. Stejná společnost nabízí komplex bezpilotních prostředků "Dan-Baruk", určených pro provádění leteckého průzkumu. Je zajímavý tím, že má schopnost udeřit na jednotlivé cíle. UAV má dlouhou dobu letu a nadmořskou výšku. Součástí komplexu je také jedno nebo více bezpilotních prostředků, mobilní pozemní řídící stanice a také pozemní podpůrná zařízení. Nákladem je zaměřovací systém, palubní zbraně (dva kontejnery se samozaměřovacími a kumulativními fragmentačními hlavicemi). Realizace projektu je ve fázi R&D.


Letecký systém dálkového ovládání a kontroly s průzkumným UAV "Kolibřík" byl vyvinut společností M.A.K. Je určen k provádění průzkumu v zájmu různých druhů vojsk v taktické a operačně-taktické hloubce. Součástí komplexu je UAV-O (sledovací) a UAV-R (retransmiter), pozemní stanice pro dálkové ovládání, příjem a zpracování informací o cíli, stanice pro řízení a přistávání UAV na dráhu. UAV má být vybaveno nejrůznějšími průzkumnými zařízeními – televizní kamerou nebo termovizním zařízením umístěným na stabilizované plošině. Informace jsou přenášeny v reálném čase. Tvrdí se, že při konstrukci UAV se používají povlaky pohlcující záření. První let se uskutečnil v roce 2005.

Novinkou ve Výzkumném ústavu "Kulon" je letecký sledovací komplex s UAV "Aist". Zařízení má na rozdíl od ostatních UAV jako součást elektrárny dva pístové motory s tažnými vrtulemi na křídle. Pozemní stanice komplexu může nejen zpracovávat informace přicházející z UAV, ale také zajišťovat výměnu informací s externími spotřebiteli. Užitečné zatížení je širokoúhlé dvouspektrální (TV / IR) linkové zařízení, palubní radar se syntetickou aperturou, palubní záznamník informací, rádiové spojení. Pro detailní pozorování lze použít gyroskopicky stabilizovaný opticko-elektronický systém sestávající z kombinovaných TV a IR kamer a laserového dálkoměru. Vojenská verze má označení „Julia“. Bezpilotní prostředky mohou být integrovány do jiných komplexů spolu s UAV jiného typu.

Nedávno Transas a R.E.T. Kronštadt“ oznámil jejich slibný vývoj – komplex s těžkým středním UAV s dlouhou dobou letu „Dozor-3“. Je navržen tak, aby shromažďoval informace o rozsáhlých a plošných objektech nacházejících se ve značné vzdálenosti od letiště, za jednoduchých i obtížných povětrnostních podmínek, ve dne i v noci. Užitné zatížení UAV může zahrnovat různé sady vybavení, včetně předních a bočních videokamer, termokamery, předního a bočního radaru se syntetickou aperturou, automatického digitální fotoaparát vysoké rozlišení. Přenos vysoce kvalitních informací bude probíhat v reálném čase. Komplex bude vybaven kombinovaným řídicím systémem s autonomním řízením a režimy dálkové pilotáže.


Těžké UAV středního dosahu

Tato třída zahrnuje UAV s letovou hmotností 500 kg nebo více, určená pro použití na střední vzdálenosti 70-300 km.

V „těžké“ třídě Irkut OJSC vyvíjí letecký komplex dálkového průzkumu Irkut-850. Je určen jak pro sledování, tak pro doručování nákladu. Jeho originalita spočívá ve schopnosti provádět bezpilotní i pilotované lety, neboť je vytvořen na bázi motorového kluzáku Stemme S10VT. Užitnou zátěží UAV je TV kamera, termovizní kamera, radarová stanice a digitální kamera. Přechod z pilotované na dálkově ovládanou verzi nevyžaduje speciální práci. Charakteristické vlastnosti - multitasking, použití různého užitečného zatížení, nízké náklady na provoz a životní cyklus, autonomie. Zkoušky ukončeny, sériová výroba připravena.

Dalším zástupcem této třídy je multifunkční letecký monitorovací komplex Nart (A-03). Vývojář je Scientific and Production Center Antigrad-Avia LLC. Vyznačuje se také schopností dodat zboží. Možnosti provedení - stacionární nebo mobilní. Sada sledovacích zařízení se může lišit. Komplex je určen pro použití v zájmu společnosti Roshydromet, ministerstva pro mimořádné situace, ministerstva přírodních zdrojů, donucovacích orgánů atd.


Do stejné třídy lze přiřadit i Tu-243 UAV, který je součástí foto a televizního průzkumného komplexu Reis-D. Jedná se o modernizovanou verzi Tu-143 "Reis" UAV a liší se od ní zcela aktualizovaným složením průzkumného vybavení, novým letovým a navigačním systémem, zvýšenou kapacitou paliva a některými dalšími funkcemi. Komplex je ve výzbroji ruského letectva. V současné době je navržena další modernizace UAV ve variantách průzkumný letoun Reis-D-R a úderný UAV Reis-D-U. V úderové verzi může být vybaven zaměřovacím systémem a FCS. Výzbroj se může skládat ze dvou bloků KMGU uvnitř nákladového prostoru. V roce 2007 byl oznámen záměr „reanimovat“ projekt víceúčelového operačně-taktického bezpilotního komplexu s bezpilotními letouny Tu-300 Korshun, určeného k řešení široké škály průzkumných úkolů, ničení pozemních cílů a přenášení signálů. Užitečné zatížení - elektronické zpravodajské vybavení, radar s bočním pohledem, kamery, infračervené kamery nebo letecké zbraně na vnějším závěsu a ve vnitřním prostoru. Zpřesnění by se mělo dotknout zlepšení výkonu a použití nového vybavení. Plánuje se rozšíření sortimentu používaných zbraní o konvenční a řízené pumy, hlubinné nálože a řízené střely vzduch-země.


Těžké UAV s dlouhou dobou letu

V zahraničí dosti žádaná kategorie bezpilotních prostředků dlouhé životnosti, kam patří americké bezpilotní prostředky Predator, Reaper, Global Hawk, izraelské bezpilotní prostředky Heron, Heron TP, je u nás zcela prázdná. JSC Sukhoi Design Bureau pravidelně informuje o pokračování prací na řadě komplexů s dlouhým dosahem řady Zond. Plánovalo se jejich použití pro monitorování v radarové a optoelektronické oblasti, jakož i pro řešení problémů ATC a přepojování komunikačních kanálů. Tyto projekty však zjevně probíhají v pomalém tempu a vyhlídky na jejich realizaci jsou spíše vágní.

Bezpilotní bojový letoun (UBS)

V současné době svět aktivně pracuje na vytvoření perspektivních bezpilotních letounů, které mají schopnost nést na palubě zbraně a jsou určeny k úderům na pozemní a povrchové stacionární a mobilní cíle tváří v tvář silné opozici nepřátelských sil PVO. Vyznačují se doletem asi 1500 km a hmotností 1500 kg. K dnešnímu dni jsou v Rusku prezentovány dva projekty ve třídě BBS.

Takže, JSC "OKB im. TAK JAKO. Yakovleva“ pracuje na jednotné rodině těžkých UAV „Breakthrough“. Široce využívá jednotky a systémy bojového cvičného letounu Jak-130. V rámci vyvíjené rodiny se plánuje vytvoření úderného UAV „Breakthrough-U“. Zařízení je plánováno na výrobu podle nenápadného schématu „létajícího křídla“ s vnitřním umístěním bojové zátěže.


Dalším projektem v této kategorii je Skat BBS ruské letecké korporace MiG. V roce 2007 byla předvedena maketa této BBS v plné velikosti. Tento slibný těžký bojový UAV je také vyroben podle nenápadného schématu „létajícího křídla“ bez ocasní jednotky s horním přívodem vzduchu. Zbraň je umístěna ve vnitřních přihrádkách přístroje.


Závěr

Přibližně polovina stávajících a plánovaných UAV systémů v Rusku patří do prvních kategorií, tedy do těch nejlehčích. To je vysvětleno skutečností, že vývoj těchto zařízení vyžaduje nejmenší finanční investice.

Naplnění posledních dvou kategorií je spíše podmíněné. Jak je uvedeno výše, nika těžkých UAV s dlouhou životností je prakticky prázdná. Možná tato okolnost přiměla naši armádu, aby věnovala pozornost rozvoji zahraničních společností. Co se týče bojových UAV, jejich vznik je otázkou ještě vzdálenější budoucnosti.

Federální agentura pro vzdělávání Ruské federace

Stát vzdělávací instituce vyšší odborné vzdělání

"South Ural State University"

Letecká fakulta

Ústav letadel a řízení

v historii leteckého inženýrství

Popis řídicích systémů pro bezpilotní prostředky

Čeljabinsk 2009


Úvod

Samotný UAV je pouze součástí komplexního multifunkčního komplexu. Hlavním úkolem komplexů UAV je zpravidla průzkum těžko dostupných oblastí, kde je získání informací konvenčními prostředky včetně leteckého průzkumu obtížné nebo ohrožující zdraví nebo dokonce životy lidí. Využití UAV komplexů kromě vojenského využití otevírá možnost rychlého a levného způsobu průzkumu těžko dostupných oblastí terénu, periodického sledování určených oblastí a digitálního fotografování pro použití při geodetických pracích a v případech nouzový. Informace přijaté palubními monitorovacími prostředky musí být přenášeny v reálném čase do kontrolního bodu pro zpracování a přijetí odpovídajících rozhodnutí. V současné době se nejvíce používají taktické komplexy mikro a mini-UAV. Vzhledem k větší vzletové hmotnosti mini-UAV představuje jejich užitečné zatížení z hlediska svého funkčního složení nejplněji složení palubního vybavení, které splňuje moderní požadavky k multifunkčnímu průzkumnému UAV. Proto budeme dále zvažovat složení užitečného zatížení mini-UAV.


Příběh

V roce 1898 Nikola Tesla navrhl a předvedl miniaturní rádiem řízenou loď. V roce 1910, inspirován úspěchem bratří Wrightů, mladý americký vojenský inženýr z Ohia Charles Kettering navrhl použití bezpilotních letadel. Podle jeho plánu mělo zařízení ovládané hodinovým strojem v daném místě shodit křídla a dopadnout jako bomba na nepřítele. Poté, co obdržel finanční prostředky od americké armády, postavil a testoval s různým úspěchem několik zařízení, nazvaných The Kattering Aerial Torpedo, Kettering Bug (nebo jednoduše Bug), ale nikdy nebyly použity v boji. V roce 1933 bylo ve Velké Británii vyvinuto první opakovaně použitelné UAV Queen Bee. Byly použity tři zrestaurované dvouplošníky Fairy Queen, dálkově ovládané z lodi rádiem. Dva z nich havarovaly a třetí úspěšně letěl, čímž se Spojené království stalo první zemí, která těžila z UAV. Tento rádiem řízený bezpilotní cíl, nazvaný DH82A Tiger Moth, byl používán Royal Navy od roku 1934 do roku 1943. Americká armáda a námořnictvo používalo od roku 1940 Radioplane OQ-2 RPV jako cílový letoun. Výzkum německých vědců, kteří v průběhu 40. let dali světu proudový motor a řízenou střelu, na několik desetiletí předběhl svou dobu. Téměř až do konce osmdesátých let byla každá úspěšná konstrukce UAV „z řízené střely“ vyvinuta na základě V-1 a „z letadla“ byl Focke-Wulf Fw 189. Střela V-1 byla první k použití v reálných bojových operacích bezpilotní letoun. Během druhé světové války němečtí vědci vyvinuli několik rádiem řízených zbraní, včetně řízených bomb Henschel Hs 293 a Fritz X, rakety Enzian a rádiem řízených letadel naplněných explozivní . Přes neúplnost projektů byly Fritz X a Hs 293 použity ve Středozemním moři proti obrněným válečným lodím. V1 Buzz Bomb, méně složitý a navržený spíše pro politické než vojenské účely, byl pulzní proudový letoun, který mohl být vypuštěn ze země nebo ze vzduchu. V SSSR v letech 1930-1940. letecký konstruktér Nikitin vyvinul speciální torpédový kluzák (PSN-1 a PSN-2) typu „létající křídlo“ ve dvou verzích: pilotovaný cvičný a zaměřovací a bezpilotní letoun s plnou automatikou. Do začátku roku 1940 byl předložen projekt bezpilotního létajícího torpéda s letovým dosahem 100 km a více (při rychlosti letu 700 km/h). Tento vývoj však nebyl předurčen k tomu, aby se převedl do skutečných návrhů. V roce 1941 došlo k úspěšnému použití těžkých bombardérů TB-3 jako UAV k ničení mostů. Během druhé světové války se americké námořnictvo pokusilo použít dálkově pilotované systémy založené na letadlech B-17 k úderům na německé ponorkové základny. Po druhé světové válce pokračoval vývoj některých typů UAV ve Spojených státech amerických. Během korejské války byla rádiem řízená bomba Tarzon úspěšně použita k ničení mostů. Dne 23. září 1957 obdržel Tupolev Design Bureau státní zakázku na vývoj mobilní jaderné nadzvukové řízené střely středního doletu. První vzlet modelu Tu-121 byl uskutečněn 25. srpna 1960, ale program byl uzavřen ve prospěch balistických střel Korolev Design Bureau. Vytvořený návrh byl použit jako cíl, stejně jako při vytváření bezpilotních průzkumných letounů Tu-123 „Hawk“, Tu-143 „Flight“ a Tu-141 „Strizh“, které byly ve výzbroji letectva SSSR od r. 1964 až 1979. 143 „Flight“ v průběhu 70. let bylo dodáváno do afrických a blízkovýchodních zemí, včetně Iráku. Tu-141 "Swift" je ve výzbroji ukrajinského letectva dodnes. Komplexy Reis s Tu-143 BRLA jsou stále v provozu, byly dodány do Československa (1984), Rumunska, Iráku a Sýrie (1982), byly nasazeny v bojových operacích během libanonské války. V Československu v roce 1984 vznikly dvě letky, z nichž jedna se v současnosti nachází v České republice a druhá na Slovensku. Počátkem 60. let 20. století využívaly dálkově řízená letadla Spojené státy ke sledování vývoje raket v Sovětském svazu a na Kubě. Po sestřelení RB-47 a dvou U-2 byl zahájen vývoj výškového bezpilotního průzkumného letounu Red Wadon (model 136) pro provádění průzkumných prací. UAV měl vysoká křídla a nízkou radarovou a infračervenou viditelnost. Během vietnamské války, s nárůstem ztrát amerických letadel z vietnamských raket protivzdušné obrany, vzrostlo použití UAV. Používaly se hlavně pro fotografický průzkum, někdy pro účely elektronického boje. Zejména 147E UAV byly použity k provádění elektronického zpravodajství. Navzdory tomu, že byl nakonec sestřelen, dron během celého letu přenášel na pozemní stanici vlastnosti vietnamského systému protivzdušné obrany C75. Hodnota této informace byla úměrná plné náklady programy vývoje bezpilotních vzdušných prostředků. Zachránil také životy mnoha amerických pilotů, ale i letadel během následujících 15 let, až do roku 1973. Během války uskutečnily americké bezpilotní letouny téměř 3500 letů se ztrátami asi čtyř procent. Zařízení sloužila pro fotoprůzkum, retranslaci signálu, průzkum elektronických prostředků, elektronický boj a jako návnady ke zkomplikování vzdušné situace. Celý program UAV byl však zahalen tajemstvím do té míry, že jeho úspěch, který měl po skončení nepřátelských akcí urychlit vývoj UAV, zůstal do značné míry bez povšimnutí. Bezpilotní letouny používal Izrael během arabsko-izraelského konfliktu v roce 1973. Sloužily ke sledování a průzkumu a také jako návnady. V roce 1982 byly UAV použity během bojů v údolí Bekaa v Libanonu. Izraelský AI Scout UAV a malý dálkově řízený letoun Mastiff prováděl průzkum a sledování syrských letišť, pozic SAM a přesunů jednotek. Podle informací obdržených od UAV způsobila rozptylující skupina izraelského letectví před úderem hlavních sil zařazení radarových stanic syrských systémů protivzdušné obrany, které byly zasaženy samonaváděcími antiradarovými střelami, a těch, které nebyly zničeny byly potlačeny zásahem. Úspěch izraelského letectví byl působivý – Sýrie ztratila 18 baterií SAM. Ještě v 70.-80. letech byl SSSR lídrem ve výrobě UAV, vyrobilo se jen asi 950 Tu-143. Dálkově řízená letadla a autonomní UAV byly během války v Perském zálivu v roce 1991 používány oběma stranami, především jako sledovací a průzkumné platformy. USA, Anglie a Francie nasadily a efektivně využívaly systémy jako Pioneer, Pointer, Exdrone, Midge, Alpilles Mart, CL-89. Irák používal Al Yamamah, Makareb-1000, Sahreb-1 a Sahreb-2. Během operace Pouštní bouře provedly taktické průzkumné UAV koalice více než 530 bojových letů, doba letu byla asi 1700 hodin. Zároveň bylo poškozeno 28 vozidel, z toho 12 sestřelených. Ze 40 bezpilotních letounů Pioneer používaných v USA bylo 60 procent poškozeno, ale 75 procent bylo shledáno jako opravitelných. Ze všech ztracených UAV byly pouze 2 bojové ztráty. Nízký počet obětí je s největší pravděpodobností způsoben malou velikostí bezpilotních letounů, a proto irácká armáda usoudila, že nepředstavují velkou hrozbu. UAV byly také použity v mírových operacích OSN v bývalá Jugoslávie. V roce 1992 povolila Organizace spojených národů použití vzdušné síly NATO k zajištění vzdušného krytí Bosny a podpořila tak pozemní jednotky rozmístěné po celé zemi. Ke splnění tohoto úkolu byl nutný nepřetržitý průzkum.

V srpnu 2008 dokončilo americké letectvo přezbrojení první bojové letecké jednotky, 174. stíhacího křídla Národní gardy, bezpilotními letouny MQ-9 Reaper, přezbrojování probíhalo tři roky. Útočné UAV prokázaly vysokou účinnost v Afghánistánu a Iráku. Hlavní výhody oproti nahrazeným F-16: nižší náklady na pořízení a provoz, delší doba letu, bezpečnost obsluhy.

Složení palubního vybavení moderních UAV

Pro zajištění úkolů pozorování podložního povrchu v reálném čase za letu a digitálního fotografování vybraných oblastí terénu včetně těžko dostupných oblastí, jakož i určování souřadnic studovaných oblastí oblasti, nosnost hl. UAV by měl obsahovat:

Zařízení pro získávání informací o zobrazení:

Satelitní navigační systém (GLONASS/GPS);

Zařízení rádiového spojení pro vizuální a telemetrické informace;

Velitelská a navigační rádiová spojovací zařízení s anténním napáječem;

Zařízení pro výměnu příkazových informací;

Zařízení pro výměnu informací;

Palubní digitální počítač (BTsVM);

Zobrazení zařízení pro ukládání informací.

Moderní televizní (TV) kamery poskytují operátorovi obraz pozorovaného prostoru v reálném čase ve formátu nejbližším charakteristikám lidského zrakového aparátu, což mu umožňuje libovolně se pohybovat v terénu a v případě potřeby pilotovat UAV. Příležitosti pro detekci a rozpoznávání objektů jsou určeny vlastnostmi fotodetektoru a optického systému televizní kamery. Hlavní nevýhodou moderních televizních kamer je jejich omezená citlivost, která neposkytuje 24hodinové použití. Použití termovizních (TPV) kamer umožňuje zajistit používání UAV 24 hodin denně. Nejslibnější je použití kombinovaných televizních a termovizních systémů. V tomto případě je operátorovi předložen syntetizovaný obraz obsahující nejinformativnější části obsažené ve viditelném a infračerveném rozsahu vlnových délek, což může výrazně zlepšit výkonnostní charakteristiky sledovacího systému. Takové systémy jsou však technicky složité a poměrně drahé. Použití radaru vám umožňuje přijímat informace 24 hodin denně a za nepříznivých povětrnostních podmínek, kdy TV a TV kanály neposkytují informace. Použití vyměnitelných modulů umožňuje snížit náklady a překonfigurovat složení palubního zařízení pro vyřešení problému v konkrétních podmínkách aplikace. Zvažte složení palubního zařízení mini-UAV.

▪ Průzkumné zařízení je upevněno pod určitým úhlem k bojové ose letounu a poskytuje tak nezbytnou zónu zachycení na zemi. Zařízení kurzu průzkumu může obsahovat televizní kameru (TK) s širokoúhlým objektivem (SHPZ). V závislosti na řešených úkolech jej lze rychle nahradit nebo doplnit termovizní kamerou (TPV), digitální kamerou (DFA) nebo radarem.

▪ Zařízení pro detailní zobrazení se zařízením PTZ se skládá z objektivu s úzkým polem (NFI) a zařízení PTZ se třemi souřadnicemi, které poskytuje rotaci kamery podél kurzu, náklonu a sklonu podle příkazů operátora pro podrobnou analýzu konkrétní oblasti. terénu. Pro zajištění provozu za špatných světelných podmínek lze TC doplnit termovizní kamerou (TPV) na mikrobolometrické matrici s úzkou čočkou. Je také možné nahradit TC za CFA. Takové řešení umožní použití UAV pro letecké snímkování, když je optická osa DFA otočena do nadiru.

▪ Zařízení rádiového spoje vizuálních a telemetrických informací (vysílač a anténní napáječ) musí zajistit přenos vizuální a telemetrické informace v reálném nebo blízkém reálném čase na odpalovací zařízení v rámci rádiové viditelnosti.

▪ Zařízení velitelského a navigačního rádiového spojení (přijímač a zařízení anténního napáječe) musí zajistit příjem povelů pilotáže UAV a ovládání jeho zařízení v rámci rádiové viditelnosti.

▪ Zařízení pro výměnu příkazových informací zajišťuje distribuci příkazových a navigačních informací spotřebitelům na palubě UAV.

▪ Zařízení pro výměnu informací zajišťuje distribuci vizuálních informací mezi palubními zdroji vizuálních informací, vysílačem vizuální informace rádiového spoje a palubním paměťovým zařízením pro vizuální informace. Toto zařízení také zajišťuje výměnu informací mezi všemi funkčními zařízeními, která jsou součástí cílové zátěže UAV prostřednictvím zvoleného rozhraní (například RS-232). Prostřednictvím externího portu tohoto zařízení je před vzletem UAV zadán letový úkol a je prováděno předstartovní automatizované vestavěné řízení fungování hlavních komponent a systémů UAV.

▪ Satelitní navigační systém zajišťuje souřadnicovou (topografickou) vazbu UAV a pozorovaných objektů podle signálů globálního satelitního navigačního systému GLONASS (GPS). Satelitní navigační systém se skládá z jednoho nebo dvou přijímačů (GLONASS/GPS) s anténními systémy. Použití dvou přijímačů, jejichž antény jsou rozmístěny podél konstrukční osy UAV, umožňuje určit kromě souřadnic UAV i hodnotu jeho úhlu směru.

▪ Palubní digitální počítač (OCVM) zajišťuje řízení palubního komplexu UAV.

▪ Zařízení pro ukládání informací o zobrazení zajišťuje shromažďování informací o zobrazení vybraných operátorem (nebo v souladu s letovým úkolem) až do přistání UAV. Toto zařízení může být odnímatelné nebo pevné. V druhém případě by měl být poskytnut kanál pro získávání nashromážděných informací do externích zařízení po přistání UAV. Informace načtené ze zařízení pro ukládání informací o zobrazení umožňují provádět podrobnější analýzu při dešifrování informací o zobrazení získaných za letu UAV.

▪ Vestavěný zdroj zajišťuje napěťové a proudové přizpůsobení palubního zdroje a zařízení, která jsou součástí užitečného zatížení, a také provozní ochranu proti zkratu a přetížení v elektrické síti. V závislosti na třídě UAV může být užitečné zatížení doplněno o různé typy radarů, environmentálních, radiačních a chemických monitorovacích senzorů. Řídící komplex UAV je komplexní, víceúrovňová struktura, jejímž hlavním úkolem je zajistit stažení UAV do daného prostoru a provádění operací v souladu s letovým úkolem, jakož i zajistit dodávku informace přijaté palubními prostředky UAV do řídicího bodu.

Palubní navigační a řídicí systém UAV

Palubní komplex "Aist" je plnohodnotným prostředkem navigace a řízení bezpilotního vzdušného prostředku (UAV) schématu letadla. Komplex zajišťuje: stanovení navigačních parametrů, úhlů orientace a parametrů pohybu UAV (úhlové rychlosti a zrychlení); navigace a řízení UAV během letu po dané trajektorii; stabilizace úhlů orientace UAV za letu; výstup do přenosového kanálu telemetrických informací o navigačních parametrech, úhlech orientace UAV. Ústředním prvkem BC "Aist" je malý inerciální navigační systém (INS) integrovaný s přijímačem satelitního navigačního systému. Systém je postaven na bázi mikroelektromechanických senzorů (MEMS gyroskopy a akcelerometry) na principu strapdown INS a je unikátním high-tech produktem, který zaručuje vysokou přesnost navigace, stabilizace a řízení letadel jakékoli třídy. Vestavěný snímač statického tlaku poskytuje dynamickou detekci nadmořské výšky a vertikální rychlosti. Složení palubního komplexu: blok inerciálního navigačního systému; přijímač SNS; jednotka autopilota; ukládání letových dat; snímač rychlosti vzduchu V základní konfiguraci je ovládání prováděno prostřednictvím následujících kanálů: křidélka; výtah; kormidlo; ovladač motoru. Komplex je kompatibilní s rádiovým kanálem PCM (pulzní kódová modulace) a umožňuje ovládat UAV jak v manuálním režimu ze standardního dálkového ovládání, tak v automatickém režimu podle příkazů autopilota. Řídicí povely autopilota jsou generovány ve formě standardních signálů s modulací šířkou pulzu (PWM) vhodných pro většinu typů akčních členů. Fyzikální vlastnosti:

rozměry, mm: blok autopilota - 80 x 47 x 10; INS - 98 x 70 x 21; Přijímač SNS - 30 x 30 x 10; hmotnost, kg: jednotka autopilota - 0,120; INS - 0,160; Přijímač SNS - 0,03. Elektrické charakteristiky: napájecí napětí, V - 10...27; příkon (max.), W - 5. životní prostředí: teplota, deg С - od –40 do +70; vibrace / otřesy, g - 20.

Ovládání: RS-232 porty (2) - příjem/přenos dat; Porty RS-422 (5) – komunikace s externími zařízeními; PWM kanály (12) - ovládací zařízení; programovatelné průjezdní body (255) - otočné body trasy. Pracovní rozsahy: role - ±180°; rozteč - ±90°; kurz (úhel stopy) - 0...360; zrychlení - ±10 g; úhlová rychlost - ±150°/s

Systém prostorového řízení polohy pro vysoce směrové anténní systémy v UAV komplexech

Samotný bezpilotní letoun (UAV) je pouze částí komplexní komplex, jehož jedním z hlavních úkolů je rychlé doručení přijatých informací operačnímu personálu kontrolního bodu (CP). Schopnost zajistit stabilní komunikaci je jednou z nejdůležitějších charakteristik, které určují operační schopnosti řídicího komplexu UAV a zajišťují, že informace přijaté UAV jsou v reálném čase sdělovány provoznímu personálu odpalovacího zařízení. Pro zajištění komunikace na značné vzdálenosti a zvýšení odolnosti proti šumu v důsledku prostorového výběru v řídicích komplexech UAV se široce používají vysoce směrové anténní systémy (AS) jak na odpalovacích zařízeních, tak na UAV. Funkční schéma prostorového systému řízení polohy vysoce směrového AS, který zajišťuje optimalizaci procesu vstupu do komunikace v řídicích komplexech UAV, je na Obr. jeden.

Řídicí systém vysoce směrového AS (viz obr. 1) zahrnuje:

Vlastně vysoce směrový AS, jehož radiotechnické parametry jsou voleny na základě požadavků na zajištění potřebného komunikačního dosahu po rádiovém spoji.

Servopohon AS zajišťující prostorovou orientaci AS DN ve směru předpokládaného vzhledu záření komunikačního objektu.

Automatický systém sledování ve směru (ASN), který zajišťuje stabilní automatické sledování komunikačního objektu v zóně spolehlivého zachycení směrových charakteristik systému ASN.

Rádiový přijímač, který zajišťuje vytvoření signálu "Komunikace", indikující příjem informací s danou kvalitou.

Řídicí procesor anténního systému, který analyzuje aktuální stav řídicího systému AU, generuje řídicí signály servopohonu pro zajištění prostorové orientace AU v souladu s letovou úlohou a algoritmem prostorového skenování, analýza přítomnosti komunikace, analýza možnost převodu AU servopohonu z " Externí ovládání» do režimu «Auto-tracking», generující signál pro přepnutí AC servopohonu do režimu «Externí řízení».

Rýže. Obr. 1. Funkční schéma systému prostorového řízení polohy vysoce směrového AS v řídicích komplexech UAV

Hlavním úkolem, který plní systém řízení letové polohy vysoce směrového AS, je zajistit stabilní vstup do komunikace s objektem specifikovaným letovým úkolem.

Tento úkol je rozdělen do několika dílčích úkolů:

Zajištění prostorové orientace AP DN ve směru předpokládaného vzhledu záření komunikačního objektu a jeho prostorové stabilizace pro případ umístění AU na palubě letadla.

Rozšíření zóny stabilního zachycení záření komunikačního objektu pomocí diskrétního prostorového skenovacího algoritmu s deterministickou časoprostorovou strukturou.

Přepnutí do režimu stabilního automatického sledování komunikačního objektu systémem ASN při detekci komunikačního objektu.

Zajištění možnosti opětovného vstupu do komunikace v případě jejího výpadku. U diskrétního prostorového skenovacího algoritmu s deterministickou časoprostorovou strukturou lze rozlišit následující vlastnosti:

Skenování AS DN se provádí diskrétně v čase a prostoru. Prostorové posuny AS DN při skenování jsou prováděny tak, aby nezůstaly žádné prostorové zóny, které by nebyly překryty zónou důvěrného zachycení systému ASN po celý cyklus skenování (viz obr. 2).

Obr.2. Příklad organizace diskrétního prostorového skenování v rovinách azimutu a elevace

Pro každou konkrétní prostorovou polohu určenou skenovacím algoritmem lze rozlišit dvě fáze: "Automatické sledování" a "Vnější řízení".

Ve fázi „Auto tracking“ systém ACH vyhodnocuje možnost příjmu záření komunikačního objektu pro vybranou prostorovou polohu RCH.

V případě kladného výsledku posouzení: Prostorové skenování je ukončeno. Systém ASN pokračuje v automatickém sledování záření komunikačního objektu podle svého interního algoritmu. Na vstupu AC servopohonu jsou přijímány signály prostorové orientace AC podle aktuálního směru komunikačního objektu ze systému ACH X ACH (t). V případě negativního výsledku hodnocení: RSN SS se prostorově posune do další prostorové polohy určené skenovacím algoritmem.

Ve fázi „Externí řízení“ generuje výstup řídicího procesoru anténního systému řídicí signály pro střídavý servopohon. Komponenty řídicího signálu serva poskytují:

X 0 - počáteční prostorová orientace AP AP ve směru komunikačního objektu; ∆X LA (t) - odvrácení prostorového vývoje letadla; X ALG (t) je rozšíření zóny stabilního záchytu záření komunikačního objektu systému ASN v souladu s diskrétním prostorovým skenovacím algoritmem s deterministickou časoprostorovou strukturou.

V případě výpadku komunikace, počínaje okamžikem času T CB=0 (ztráta signálu „KOMUNIKACE“), se signál X ASN (T CB=0) uloží do zařízení „Výpočet a uložení“ a je dále použito řídicím procesorem AC jako hodnota očekávaného azimutu komunikačního objektu. Proces zapojení se opakuje, jak je popsáno výše. V režimu „External control“ lze zaznamenat signál pro ovládání servopohonu vysoce směrového reproduktoru prostřednictvím kanálů „heading“, „pitch“ a „roll“


(1)

V režimu "Autotracking" lze zaznamenat signál řízení serva vysoce směrového reproduktoru

(2)

Určuje se konkrétní typ řídicích signálů Designové vlastnosti servo anténního systému.

Inerciální systém UAV

Klíčovým bodem ve zmíněném řetězci je „měření stavu systému.“ Tedy souřadnice polohy, rychlost, nadmořská výška, vertikální rychlost, orientační úhly, ale i úhlové rychlosti a zrychlení. V palubním navigačním a řídicím komplexu vyvinutém a vyráběném společností TeKnol LLC funkci měření stavu systému plní malý inerciální integrovaný systém (MINS). Systém má ve svém složení triádu inerciálních senzorů (mikromechanické gyroskopy a akcelerometry), dále barometrický výškoměr a tříosý magnetometr a kombinuje data těchto senzorů s daty přijímače GPS, vyvíjí kompletní navigaci řešení z hlediska souřadnic a orientačních úhlů. MINS vyvinutý společností TeKnola je kompletní inerciální systém, který implementuje algoritmus strapdown INS integrovaného s přijímačem satelitního navigačního systému. Právě v tomto systému je obsaženo „tajemství“ fungování celého řídicího komplexu UAV. Ve skutečnosti pracují tři navigační systémy současně v jednom počítači a využívají stejná data. Říkáme jim „platformy“. Každá z platforem implementuje své vlastní principy řízení, které mají své vlastní „správné“ frekvence (nízké nebo vysoké). Hlavní filtr vybere optimální řešení z kterékoli ze tří platforem v závislosti na povaze pohybu. To zajišťuje stabilitu systému nejen při přímočarém pohybu, ale také při zatáčkách, nekoordinovaných zatáčkách a nárazovém bočním větru. Systém nikdy neztrácí horizont, což zajišťuje správné reakce autopilota na vnější poruchy a adekvátní rozložení vlivů mezi ovládací prvky UAV.

UAV systém vzdušného řízení

Struktura palubního komplexu pro navigaci a řízení UAV zahrnuje tři základní prvek(Obrázek 1).

1. Integrovaný navigační systém;

2. Přijímač satelitního navigačního systému

3. Modul autopilota.__

Modul autopilota generuje řídicí příkazy ve formě signálů PWM (pulse-width modulated) v souladu s řídicími zákony zabudovanými v jeho počítači. Kromě ovládání UAV je autopilot naprogramován k ovládání palubního zařízení:

Stabilizace videokamery

Časově a souřadnicově synchronizovaná spoušť

Fotoaparát,

uvolnění padáku,

Spuštění nákladu nebo odběr vzorků v daném místě

a další funkce. Do paměti autopilota lze uložit až 255 trasových bodů. Každý bod je charakterizován souřadnicemi, nadmořskou výškou a rychlostí letu.

Za letu autopilot také poskytuje vysílání telemetrických informací do přenosového kanálu pro sledování letu UAV (obrázek 2).

A co je potom „kvaziautopilot“? Mnoho firem nyní prohlašuje, že poskytují svým systémům automatický let pomocí „nejmenšího autopilota na světě“.

Nejnázornějším příkladem takového řešení je produkce kanadské firmy Micropilot. Pro generování řídicích signálů se zde používají „surová“ data – signály z gyroskopů a akcelerometrů. Podle definice není takové řešení robustní (odolné vůči vnějším vlivům a citlivé na letové podmínky) a v té či oné míře je provozuschopné pouze při letu ve stabilní atmosféře.



Jakákoli významná vnější porucha (poryv větru, vzestupný proud nebo vzduchová kapsa) je spojena se ztrátou orientace letadla a nehodou. Každý, kdo se s takovými produkty někdy setkal, proto dříve či později pochopil omezení takových autopilotů, které nelze použít v komerčních sériových UAV systémech.

Odpovědnější vývojáři, kteří si uvědomují, že je zapotřebí skutečné navigační řešení, se snaží implementovat navigační algoritmus pomocí dobře známých Kalmanových filtračních přístupů.

Bohužel ani zde není vše tak jednoduché. Kalmanova filtrace je pouze pomocný matematický aparát, nikoli řešení problému. Proto je nemožné vytvořit robustní stabilní systém pouhým převedením standardního matematického aparátu na integrované systémy MEMS. Vyžaduje jemné a jemné doladění pro konkrétní aplikaci. V tomto případě pro manévrovatelný objekt okřídleného schématu. Náš systém implementuje více než 15 let zkušeností ve vývoji inerciálních systémů a algoritmů pro integraci INS a GPS. Mimochodem, jen málo zemí na světě má know-how inerciálních systémů. to

Rusko, USA, Německo, Francie a Velká Británie. Za tímto know-how stojí vědecké, designové a technologické školy a minimálně

je naivní si myslet, že takový systém lze vyvinout a vyrobit „na koleni“ v ústavní laboratoři nebo v letištním hangáru. Amatérský přístup je zde, stejně jako ve všech ostatních případech, v konečném důsledku spojen s finančními ztrátami a ztrátou času. Proč je automatický let tak důležitý ve vztahu k úkolům, které řeší podniky palivového a energetického komplexu? Je jasné, že samotné monitorování ovzduší nemá alternativu. Monitorování stavu potrubí a dalších zařízení, úkoly zabezpečení, monitorování a video dohledu se nejlépe řeší pomocí letadel. Ale snižování nákladů, zajištění pravidelnosti letů, automatizace sběru a zpracování informací – zde je zcela oprávněně věnována pozornost bezpilotním prostředkům, což dokazuje vysoký zájem specialistů o probíhající výstavu a fórum. Jak jsme však viděli na výstavě, bezpilotní systémy mohou být také složité a drahé systémy, které vyžadují podporu, údržbu, pozemní infrastrukturu a provozní služby. V největší míře se to týká komplexů, které byly původně vytvořeny k řešení vojenských problémů, a nyní se jim narychlo přizpůsobují ekonomické aplikace. Podívejme se blíže na provozní problémy. Ovládání UAV je úkolem pro dobře vyškoleného profesionála. V americké armádě se operátoři UAV stávají aktivními piloty letectva po roce výcviku a výcviku. V mnoha ohledech je to obtížnější než řízení letadla, a jak víte, většina nehod bezpilotních letadel je způsobena chybou pilota a operátora. Automatické systémy UAV vybavené plnohodnotným systémem automatického řízení vyžadují minimální výcvik pozemního personálu, při řešení úkolů ve velké vzdálenosti od základny, mimo kontakt s pozemní stanicí, za jakýchkoliv povětrnostních podmínek. Jsou snadno ovladatelné, mobilní, rychle nasazené a nevyžadují pozemní infrastrukturu. Lze tvrdit, že vysoké charakteristiky UAV systémů vybavených plnohodnotným ACS snižují provozní náklady a personální nároky.

Automatické UAV systémy

Jaké jsou praktické výsledky použití palubního komplexu se skutečnou inerciální soustavou? Společnost TeKnol vyvinula a nabízí zákazníkům automatické rychlé nasazení UAV systémy pro řešení úkolů monitorování a leteckého dohledu. Tyto systémy jsou prezentovány na našem stánku na výstavě.

Autopilot jako součást palubního navigačního a řídicího komplexu zajišťuje

Automatický let po dané trase;

Automatický vzlet a přistání;

Udržování dané výšky a rychlosti letu;

Stabilizace úhlů orientace;

Softwarové ovládání palubních systémů.

Provozní UAV.

Víceúčelový UAV systém vyvíjí společnost Transas a je vybaven navigačním a řídicím systémem TeKnola.

Protože řízení malého UAV je nejnáročnější úkol, uvedeme příklady provozu palubního navigačního a řídicího komplexu pro operační mini-UAV se vzletovou hmotností 3,5 kg.

Při provádění leteckého průzkumu terénu letí UAV po liniích s intervalem 50-70 metrů. Autopilot zajišťuje sledování trasy s odchylkou nepřesahující 10-15 metrů při rychlosti větru 7 m/s (obrázek 5).

Je jasné, že nejzkušenější pilot-operátor není schopen zajistit takovou přesnost řízení.

Rýže. 5: Trasa a dráha letu mini UAV při průzkumu oblasti

Udržování dané výšky letu zajišťuje také MINS, která vyvíjí integrované řešení založené na datech GPS, barometrickém výškoměru a inerciálních senzorech. Během automatického letu po trase zajišťuje vzdušný komplex přesnost udržování nadmořské výšky do 5 metrů (obrázek 6), což vám umožňuje s jistotou létat v malých výškách a s vyhýbáním se terénu.

Obrázek 7 ukazuje, jak ACS vyvede UAV z kritického náklonu 65º v důsledku nárazu bočního větru během manévru. Pouze skutečný INS jako součást palubního řídicího komplexu je schopen poskytnout dynamické měření úhlů orientace UAV, aniž by došlo ke ztrátě horizontu. Během testování a provozu našich bezpilotních letounů se proto při letu pod kontrolou autopilota neztratilo ani jedno letadlo.

Ještě jeden důležitou funkci UAV je ovládání videokamery. Za letu je stabilizace dopředné kamery zajištěna nácvikem kmitání náklonu UAV podle signálů autopilota a údajů MINS. Obraz videa je tedy stabilní i přes kolísání náklonu letadla. V úlohách leteckého snímkování (například při sestavování leteckého snímku navrhované oblasti práce) jsou přesné informace o úhlech orientace, souřadnicích a výšce UAV naprosto nezbytné pro opravu leteckých snímků a automatizaci spojování rámečků.


Společnost TeKnol LLC rovněž vyvíjí bezpilotní letecký fotografický komplex. K tomu revize digitální fotoaparát a jeho zařazení do řídící smyčky autopilota. První lety jsou naplánovány na jaro 2007. Kromě zmíněných systémů rychlého nasazení UAV je Navigační a řídicí systém UAV provozován společností SKB Topaz (Voron UAV), instalovaný na novém UAV vyvinutém společností Transas (víceúčelový komplex UAV Dozor) a testován na Global Teknik mini UAV (Turecko). S dalšími ruskými a zahraničními klienty probíhají jednání. Výše uvedené informace a hlavně výsledky letových testů jasně naznačují, že bez plnohodnotného palubního řídicího komplexu vybaveného skutečným inerciálním systémem nelze vybudovat moderní komerční UAV systémy, které dokážou řešit problémy bezpečně, rychle, v za jakýchkoli povětrnostních podmínek s minimálními provozními náklady. Takové komplexy masově vyrábí TeKnol.


závěry

Uvažovaná skladba palubního vybavení UAV umožňuje řešit širokou škálu úkolů pro monitorování terénu a oblastí, které jsou pro člověka těžko dostupné v zájmu národní ekonomika. Použití televizních kamer v palubním zařízení umožňuje poskytovat vysoké rozlišení a detailní sledování podkladového povrchu v reálném čase za podmínek dobré viditelnosti a osvětlení. Využití DFA umožňuje použití UAV pro letecké snímkování v dané oblasti s následnou podrobnou interpretací. Použití zařízení TPV umožňuje zajistit nepřetržité používání UAV, i když s nižším rozlišením než při použití televizních kamer. Nejúčelnější je použití komplexních systémů, jako je TV-TVS, s tvorbou syntetizovaného obrazu. Takové systémy jsou však stále poměrně drahé. Přítomnost radaru na palubě umožňuje přijímat informace s nižším rozlišením než TV a TVW, ale nepřetržitě a za nepříznivých povětrnostních podmínek. Použití vyměnitelných modulů zařízení pro získávání vizuálních informací umožňuje snížit náklady a překonfigurovat skladbu palubního zařízení pro řešení problému v konkrétních podmínkách aplikace. Schopnost zajistit stabilní komunikaci je jednou z nejdůležitějších vlastností, které určují provozní schopnosti řídicího komplexu UAV. Navržený systém řízení prostorové polohy vysoce směrového AS v řídicích komplexech UAV zajišťuje optimalizaci procesu vstupu do komunikace a možnost obnovení komunikace v případě ztráty. Systém je použitelný pro použití na UAV, stejně jako na pozemních a vzdušných kontrolních bodech.


Použité knihy

1. http://www.airwar.ru/bpla.html

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/UAV

3. http://www.ispl.ru/Sistemy_upravleniya-BLA.html

4. http://teknol.ru/products/aviation/uav/

5. Orlov B.V., Mazing G.Yu., Reidel A.L., Stepanov M.N., Topcheev Yu.I. - Základy konstruování náporových motorů pro bezpilotní prostředky.

Oblast činnosti (technologie), do které popsaný vynález patří

Skupina vynálezů se týká bezpilotních letounů (UAV).

PODROBNÝ POPIS VYNÁLEZU

Bezpilotní letouny (UAV) lze použít k řešení nejrůznějších úkolů, jejichž realizace pilotovanými letouny je z různých důvodů nepraktická. Mezi takové úkoly patří monitorování vzdušného prostoru, pozemních a vodních ploch, kontrola životního prostředí, řízení letového provozu, řízení námořní navigace, vývoj komunikačních systémů atd.

Při sledování vzdušného prostoru, pozemních a vodních ploch se v závislosti na konkrétních řešených úkolech provádí letecké snímkování, sledování hydro-, meteorologických podmínek, atmosférický průzkum, radiometrické sledování kalamitních zón, seismické sledování, kontrola dodržování smluvních závazků, sledování stav plynovodů a ropovodů, elektrické vedení, geologická pozorování, podpovrchové sondování země, výzkum ledových poměrů, mořské vlny.

Zájem o bezpilotní prostředky je způsoben jejich hospodárností v provozu, eliminací ohrožení života posádky, omezením provozní zátěže daným fyziologickými možnostmi člověka, možností sledování z mnoha bodů v krátkém období času.

Charakteristickým rysem použití UAV je možnost nepřetržitého pozorování povrchu a vzdušného prostoru ve velké vzdálenosti od objektu pozorování pomocí různých senzorů.

Bezpilotní prostředky lze využít nejen pro výše uvedené účely, ale i pro jiné, například kontrolu státních hranic.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Vše výše uvedené charakterizuje širokou škálu úkolů, které lze v případě použití UAV řešit velmi efektivně a hospodárně.

Bezpilotní prostředek je znám ze stavu techniky (viz RF patent 2065379, třída B 64 C 39/02, zveřejněno 20.08.1996). Uvedené letadlo obsahuje trup, dvě nosné plochy spojené dohromady na jejich koncích, svislé a vodorovné ocasní plochy a motory. Jedna nosná plocha je instalována v přední části trupu a druhá nosná plocha je umístěna v ocasní části letounu na svislé ocasní ploše - kýlu. Obě nosné plochy jsou instalovány šikmo k vodorovné rovině trupu a vzájemně spojeny tak, že tvoří pravidelný mnohoúhelník, např. kosočtverec, z podmínky zajištění stejného rozlišení ve všech směrech vyzařovacího diagramu. Další konzoly jsou umístěny na spojích nosných ploch. Horizontální ocas se skládá z přední části a ocasu. Přední horizontální ocasní jednotka je umístěna rovnoběžně s nosnou plochou instalovanou v přídi trupu a ocasní horizontální ocasní jednotka je vyrobena kloubově z nosných ploch tvořících tvar uzavřeného mnohoúhelníku. Motory jsou umístěny ve střední části trupu na pylonech s možností rotace ve vertikální rovině. Letoun je vybaven radarovým zařízením, řídicí a informační jednotkou, vysílací a přijímací jednotkou. Antény jsou umístěny uvnitř křídla a vodorovné ocasní plochy a jsou vyrobeny ze dvou typů - pasivní, tzn. pracující v režimu příjmu signálu a aktivní. Nevýhodou tohoto schématu je nízká nosnost křídla, která nezajišťuje požadovaný poměr vztlaku a odporu, a tedy ani požadovanou dobu letu.

Známý je také bezpilotní letoun vyvinutý společností Northrop Grumman (viz AVIATION WEEK & SPACE TECHNOLOGY, 20. listopadu 2000, str. 52). Tento letoun má křídlo sestávající ze dvou nosných ploch - přední, upevněné v přední části trupu, a zadní, instalované v zadní části trupu letadla. Křídlo je tedy vyrobeno ve tvaru kosočtverce, podél jehož větší úhlopříčky je umístěn trup s elektrárnou. V místech kloubu nosných ploch jsou konzoly křídla upevněny k sobě. Letoun má vertikální ocas ve tvaru V. Tento bezpilotní letoun je vybaven sadou zařízení pro sledování vzdušného prostoru, sběr a shromažďování dat, komunikaci a přenos dat na zem. Nevýhodou tohoto schématu je velké vychýlení přední a zadní nosné plochy, což snižuje aerodynamickou kvalitu křídla. Elektrárna skládající se z jediného motoru navíc snižuje spolehlivost letadla.

Známý je také letoun obsahující dva trupy navzájem spojené třemi nosnými plochami. Příďové části letounu jsou spojeny přední vodorovnou ocasní plochou. Ve střední části jsou trupy spojeny středovou částí křídla. Přídavná dosedací plocha je umístěna před středovou částí. Kromě toho jsou přední vodorovná ocasní plocha, přídavná nosná plocha a křídlo výškově odsazeny vzhledem k horizontále budovy letadla. Svislá ocasní plocha je tvořena dvěma kýly namontovanými na ocasních výložnících trupů. Elektrárna se skládá ze dvou motorů umístěných ve střední části křídla. Specifikovaný letoun je popsán v RF patentu 2104226, tř. B 64 C 39/04, publ. 02/10/1998. Nevýhodou tohoto letounu je instalace kýlů na vzdálených ocasních výložnících, což zvyšuje hmotnost konstrukce a navíc zhoršuje flutter charakteristiku letounu.

Nejblíže navrhovanému letadlu je letadlo vyvinuté společností Boeing (viz. technické informace TsAGI 24 pro rok 1990). Uvedené bezpilotní letadlo je tvořeno dvěma trupy navzájem spojenými v přídi jednou nosnou plochou a druhou nosnou plochou - v ocasní části. Elektrárna je tvořena dvěma motory instalovanými v ocasních částech trupu za druhou nosnou plochou. Koncové aerodynamické plochy jsou instalovány na koncích druhé nosné plochy. Popsaný letoun má sfázovaný radar. Implementace dvoutrupu letadla a umístění elektrárny s tlačnými vrtulemi v zadní části trupu zlepšuje činnost radaru a poskytuje výhled 240 o . Nevýhodou tohoto schématu je, že neposkytuje radaru všestranný výhled, v důsledku čehož radar nemůže pracovat dostatečně efektivně, charakteristiky vzletu a přistání jsou zhoršeny, protože úhly náběhu jsou omezeny na malé hodnoty. z důvodu odstranění zadních částí trupů s motory za zadní hranu druhé nosné plochy.

Navrhovaná skupina vynálezů je zaměřena na vytvoření UAV s vysokými výkonnostními charakteristikami, které splňují požadavky na výšku a dobu letu. Kromě toho musí být letadla pilotována na dálku a létat podle daného programu, nést na palubě komplex cílových zařízení (blok přijímacích a vysílacích přístrojů) určených k plnění úkolu, například sledování vzdušného prostoru za každého počasí.

Také varianty navrhovaného vynálezu (bezpilotní vzdušný prostředek) jsou zaměřeny na vytvoření UAV, které poskytují kruhový výhled v azimutu pro efektivní provoz cílového zařízení.

Podle prvního provedení je uvedeného technického výsledku dosaženo tím, že bezpilotní prostředek obsahuje dva trupy navzájem spojené v ocasní části křídlem a v příďové části přední vodorovnou ocasní plochou, svislou ocasní plochu, výkon rostlina a přistávací zařízení. Trupy v ocasní části jsou propojeny středovou částí křídla a zároveň nepřesahují odtokovou hranu křídla. Přední horizontální ocas je vyroben s malým prodloužením.

Svislá ocasní plocha je tvořena dvěma ploutvemi namontovanými pod úhlem k rovině symetrie letadla na středové části křídla. Kýly jsou namontovány na střední části křídla při pohledu zepředu šikmo k sobě.

Bezpilotní letoun může mít kapotáž spojenou s kýly. Poměr největšího příčného rozměru kapotáže k její délce je v rozmezí od 0,18 do 0,35.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

V jedné z úprav je elektrárna umístěna na střední části křídla mezi kýly.

Křídlo je vyrobeno lichoběžníkové s velkým průtahem a konzoly křídla jsou instalovány s kladným příčným úhlem V. Křídlo má mechanizaci odtokové hrany. Přední horizontální ocas má také mechanizaci.

Obrys příčného řezu trupů je proveden ve formě konvexního mnohoúhelníku. Podvozek letounu je čtyřložiskový. Každý trup má dva podvozky. Přední podpěry jsou kolové a zadní - lyže.

Podle druhého provedení je technického výsledku dosaženo tím, že bezpilotní prostředek obsahuje dva trupy navzájem spojené v ocasní části křídlem a v přídi přední vodorovnou ocasní plochou, svislou ocasní plochu sestávající ze dvou kýly, elektrárna a podvozek. Trupy jsou v ocasní části propojeny středovou částí křídla. Vertikální ocasní část je namontována na střední části křídla a je vyrobena ze dvou k sobě nakloněných kýlů spojených s kapotáží. Jeden kýl nebo oba kýly jsou výklopně uloženy na středové části křídla s možností rotace kolem osy rovnoběžné s osou symetrie letounu. Jeden z kýlů je spojen s kapotáží s možností konektoru. Přední vodorovný ocas má malé prodloužení. Elektrárna je umístěna ve střední části křídla mezi kýly.

Křídlo je namontováno vzhledem k trupu tak, že ocasní plocha trupu nepřesahuje odtokovou hranu křídla. Křídlo je lichoběžníkové s velkým průtahem a konzoly křídla jsou instalovány s kladným příčným úhlem V. Křídlo má mechanizaci umístěnou na odtokové hraně křídla. Také přední horizontální ocas je vybaven mechanizací.

Poměr největšího příčného rozměru kapotáže k její délce je v rozmezí od 0,18 do 0,35.

Trupy jsou v příčném řezu provedeny ve formě konvexního mnohoúhelníku.

Podvozek letounu je čtyřložiskový. Každý trup má dva podvozky. Přední podvozek je vyroben z kol a zadní - lyže.

Charakteristické znaky navrhované skupiny vynálezů jsou podrobněji popsány v popisu níže v kombinaci s doprovodnými výkresy.

Výkresy ukazují:

obrázek 1 - pohled shora na bezpilotní letoun (1. možnost);

na Obr. 2 - čelní pohled na navrhovaný letoun (1. verze);

obrázek 3 je boční pohled na letadlo (1. možnost);

obrázek 4 je pohled shora na jednu z možných modifikací letadla;

obrázek 5 je pohled shora na bezpilotní letoun (2. možnost);

obrázek 6 je pohled zepředu na letadlo (2. možnost);

obrázek 7 je boční pohled na letadlo (2. možnost);

obrázek 8 je pohled zezadu na letadlo (2. možnost).

Popsané varianty letounu jsou určeny pro dlouhé flákání ve velkých výškách. Letadla se používají ve spojení s pozemním řídícím, komunikačním a informačním centrem.

Bezpilotní prostředek podle prvního provedení (viz obr. 1, 2) má dva trupy 1. Trupy 1 jsou propojeny dvěma nosnými plochami 2 a 3 tak, že při pohledu shora je vytvořena rámová konstrukce. ve tvaru obdélníku.

Jedna z nosných ploch 2 je umístěna v ocasní části letadla, ve své funkci je křídlem.

Další nosná plocha 3 je umístěna v přední části letadla a spojuje přední části trupů 1. Přední nosná plocha 3 je ve své funkci přední vodorovnou ocasní plochou.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Je třeba poznamenat, že trup 1 v uspořádání nepřesahuje odtokovou hranu křídla 2, umístěné v ocasní části letadla.

Popsané uspořádání je jakýmsi aerodynamickým schématem „kachna“ a poskytuje snížení ztrát v důsledku podélného vyvážení, zvýšení aerodynamické kvality letadla.

Konstrukčně se každý trup 1 letounu skládá ze dvou podélných oddílů - vnitřního 4 a vnějšího 5 - oddělených podélnou svislou stěnou. Ve vnitřních oddílech 4 se nachází palubní radioelektronické zařízení, prvky napájení a vzduchových chladicích systémů. Ve vnějších odděleních 5 jsou radarové antény. Vnitřní prostor 4 každého trupu 1 má dokovací body s přední vodorovnou ocasem 3, výklenky pro umístění podvozku a palivové nádrže. Trupy 1 mohou mít v průřezu různé tvary. Tvar průřezu trupů se volí z podmínek pro zajištění efektivního provozu cílového zařízení instalovaného na letounu. Tvar průřezu může být proveden ve tvaru připomínajícím tvar kruhu, oválu, trojúhelníku, čtyřúhelníku, pravidelného nebo nepravidelného konvexního mnohostěnu. Při provádění řezů trupů 1 ve formě mnohostěnu jsou jeho rohy zaoblené a okraje jsou kruhové oblouky velkého poloměru. Na obrázcích je tvar trupů 1 v příčných řezech proveden ve formě mnohoúhelníku připomínajícího trojúhelník.

Křídlo 2 (viz obrázek 1) je umístěno v ocasní části letounu a je tvořeno třemi vzájemně propojenými provozně-technologickými spojovacími díly: středovou částí 6 a dvěma konzolami 7. Středová část 6 křídla 2 spojuje ocasní plochu trupu 1. Uzly pro ukotvení trupu 1 jsou umístěny na koncích středové části 6. V tomto případě ocasní části trupů 1 nepřecházejí k vnějšímu obrysu středové části 6. Také v přední části trupy 1 nepřesahují náběžnou hranu PGO 3, tzn. umístění trupů 1, středové části 6 křídla 2 a PGO 3 při pohledu shora (viz obrázek 1) tvoří uzavřený obrys - obdélník, který poskytuje kruhový pohled na cílové zařízení (radarovou stanici) a navíc uzavřený tvar z hlediska zvyšuje tuhost konstrukce a zároveň snižuje její hmotnost.

Spojení trupů 1 mezi středovou částí 6 křídla 2 umožňuje částečně odlehčit křídlo 2 od ohybového momentu, který na něj působí za letu, a tím snížit hmotnost křídla.

V závislosti na úpravě popisované verze uspořádání letounu mohou být na střední části 6 křídla 2 umístěny upevňovací body svislé ocasní plochy 8 (viz obr.4) a pohonné jednotky 9. (Na grafických materiálech ilustrující první verzi (Obr.1-3) ukazuje rozložení letadla s umístěním elektrárny na střední sekci 9.)

Ve výše uvedeném uspořádání (viz obrázek 1, 2) se svislá ocasní plocha 8 skládá ze dvou kýlů instalovaných v ocasní části letadla na trupu 1. Toto uspořádání však neomezuje rozsah nároků. Vertikální ocas 8 může také sestávat z jednoho kýlu, ale je třeba poznamenat, že instalace dvou kýlů místo jednoho je účelná z hlediska hmotnostních charakteristik.

V popsaném uspořádání jsou kýly 8 namontovány na trupech 1 v jejich ocasních částech rovnoběžně s osou symetrie letadla. Přední a zadní okraje svislé ocasní plochy 8 jsou zahnuté. Navíc umístění svislé ocasní plochy 8 a elektrárny 9 v odtokové hraně křídla umožňuje zvýšit úhel náběhu při přistání. Na kýlech 8 namontována kormidla 15 (obrázek 3).

Kýly 8 mohou být také namontovány na střední sekci 6 křídla 2 pod úhlem k rovině symetrie letadla. Úprava bezpilotního letounu s takovým uspořádáním svislé ocasní plochy je popsána níže.

Pokud jsou kýly 8 instalovány pod úhlem k rovině symetrie letadla, například při pohledu zepředu k sobě, mohou být vzájemně propojeny kapotáží 14 (na grafických materiálech vysvětlujících první verzi navrhovaného toto uspořádání není znázorněno, ale je podobné uspořádání podle obrázku 5). V tomto případě při pohledu zepředu tvoří kýly 8 spolu se střední částí 6 křídla 2 uzavřený obrys ve formě trojúhelníku. Umístění kýlů 8 šikmo k sobě a jejich spojení skrz kapotáž 14 zvyšuje tuhost svislé ocasní plochy. V kapotáži 14 je v závislosti na typu plánované práce instalováno výzkumné zařízení. Poměr průměru kapotáže 14 a její délky je v rozmezí od 0,18 do 0,35.

Elektrárna 9 může být umístěna jak na středové sekci 6 křídla 2, tak i na jiném místě, např. na konzolách 7 křídla 2 na straně trupů 1. Součástí elektrocentrály 9 je gondola a motory instalované v posledně jmenovaném. V závislosti na typu navrhovaných úloh, které mají být řešeny, se může počet motorů lišit. Upřednostňuje se konfigurace letadla se dvěma motory. Do letadla lze instalovat různé typy motorů - obtokový proudový, turbovrtulový, přeplňovaný pístový. Elektrárna 9 (viz obrázek 2) je umístěna na pylonu 16 namontovaném na střední sekci 6. motory jsou instalovány co nejblíže k ose symetrie letadla, což také umožňuje snížit plochu svislé ocasní plochy a její hmotnost. Při použití letadla pro řízení letového provozu navíc elektrárna 9 s popsaným uspořádáním nezakrývá výhled na radarovou stanici.

Letoun má čtyřkolový podvozek (viz obrázek 3). Dvě podpěry 17 podvozku jsou instalovány v předních částech trupů 1 a jsou kolové. Další dvě podpěry 18 jsou umístěny v ocasní části letadla na každém trupu 1 a jsou vyrobeny z lyží. Podvozek pro snížení odporu během letu se zatahuje do výklenků vytvořených ve vnitřních prostorech trupu letadla.

Výše popsaná verze letadla, jak již bylo zmíněno dříve, může být upravena. Rozložení modifikace je na obr.4. V tomto uspořádání letoun obsahuje dva trupy 1, propojené dvěma nosnými plochami 2 (křídlo) a 3 (přední vodorovná ocasní plocha) tak, že při pohledu shora je rámová konstrukce vytvořena ve tvaru obdélníku.

Křídlo 2 je umístěno v ocasní části letadla a přední horizontální ocasní plocha 3 spojuje přední části trupů 1.

V této úpravě lze křídlo 2 vzhledem k trupům 1 umístit tak, aby zadní části trupů 1 nepřesahovaly odtokovou hranu křídla 2. V přídi letounu také trupy 1 nepřesahují přesahují náběžnou hranu PGO 3.

Křídlo 2 (viz obrázek 4) je rovněž tvořeno třemi vzájemně propojenými provozně-technologickými spojovacími díly: středovou částí 6 a dvěma konzolami 7. Středová část 6 křídla 2 spojuje ocasní plochu trupu 1. Umístění trupu 1 , středová část 6 křídla 2 a PGO 3 při pohledu shora (viz obrázek 4) tvoří uzavřenou smyčku - obdélník, který poskytuje kruhový pohled na cílové zařízení (radarovou stanici).

Na střední části 6 jsou také umístěny upevňovací body svislé ocasní plochy 8 a elektrárny 9.

Křídlo 2 je vyrobeno ve tvaru lichoběžníku a má velké prodloužení. Konzoly 7 křídla 2 jsou instalovány vzhledem k rovině souměrnosti letounu s kladným příčným úhlem V. Na konzolách 7 jsou aerodynamické ovladače a mechanizace křídla - výškovky 10, vztlakové klapky 11, křidélka 12. Pro Pro pohodlí při přepravě letadla jsou konzoly 7 křídla 2 provedeny odnímatelné. Umístění konektorů se nachází přibližně v polovině rozpětí každé konzoly 7.

Svislá ocasní plocha 8 (viz obrázek 4) se skládá ze dvou žeber namontovaných na středové části 6 křídla 2 v oblasti dokovacích uzlů s trupem 1. Kýly 8 jsou instalovány pod úhlem k rovině symetrie křídla 2. letadlo. Jak je znázorněno na výkrese, kýly 8 jsou nakloněny při pohledu zepředu k sobě navzájem vzhledem k rovině symetrie letadla. Přední a zadní okraje svislé ocasní plochy 8 jsou zahnuté. Na kýlech 8 namontovaných kormidel 15 (obrázek 4). Posledně jmenované lze použít také jako podélné ovladače. Například přímé ovládání zdvihací síla se provádí za současného vychýlení křídelních výškovek 2 a PGO 3. V tomto případě použití směrových kormidel 15 svislé ocasní plochy 8 usnadní, s nejmenší námahou, provádění podélného vyvážení letadla.

Také kýly 8 mohou být propojeny kapotáží 14 (na obrázku vysvětlujícím modifikaci první varianty navrhovaného vynálezu toto rozložení není znázorněno, ale je podobné rozložení druhé varianty vynálezu na Obr. .5). V tomto případě při pohledu zepředu tvoří kýly 8 spolu se střední částí 6 křídla 2 uzavřený obrys ve formě trojúhelníku. V kapotáži 14 je v závislosti na typu plánované práce instalováno výzkumné zařízení. Poměr průměru kapotáže 14 a její délky je v rozmezí od 0,18 do 0,35.

Na střední části 6 křídla 2 jsou připevňovací body elektrárny 9. Elektrárna 9 obsahuje gondolu a v ní instalované motory. Preferované uspořádání elektrárny se dvěma motory. Elektrárna 9 je umístěna na pylonu namontovaném na středové sekci 6 mezi kýly 8. Toto uspořádání elektrárny 9 zajišťuje minimální točivý moment v případě poruchy jednoho z motorů a také zmenšení plochy vertikálního ocasu a jeho hmotnosti. Při použití letadla pro řízení letového provozu nezakrývá elektrárna 9 s popsaným uspořádáním výhled na radarovou stanici.

Podle druhé verze má navrhovaný bezpilotní prostředek (viz obr. 5, 6) také dva trupy 1. Trupy 1 jsou navzájem spojeny dvěma nosnými plochami 2 a 3 tak, že při pohledu shora rámová konstrukce je vytvořena ve formě obdélníku.

Konstrukčně se každý trup 1 skládá ze dvou podélných oddílů - vnitřního 4 a vnějšího 5 - oddělených podélnou svislou stěnou. Ve vnitřních oddílech 4 se nachází palubní radioelektronické zařízení, prvky napájení a vzduchových chladicích systémů. Ve vnějších odděleních 5 jsou radarové antény. Vnitřní prostor 4 každého trupu 1 má výklenky pro umístění podvozku a palivových nádrží. Trupy 1 mohou mít v průřezu různé tvary. Tvar průřezu trupů se volí z podmínek pro zajištění efektivního provozu cílového zařízení instalovaného na letounu. Tvar průřezu může být proveden ve tvaru připomínajícím tvar kruhu, oválu, trojúhelníku, čtyřúhelníku, pravidelného nebo nepravidelného konvexního mnohostěnu. Při provádění řezů trupů 1 ve formě mnohostěnu jsou jeho rohy zaoblené a okraje jsou kruhové oblouky velkého poloměru. Na obrázcích je tvar trupů 1 v příčných řezech proveden ve formě mnohoúhelníku připomínajícího trojúhelník.

Jedna z nosných ploch 2 je umístěna v ocasní části letadla.

Další nosná plocha 3 je umístěna v přední části letadla a spojuje přední části trupů 1. Pro spojení s ní ve vnitřních oddílech 4 trupů 1 jsou určeny dokovací uzly. Ve své funkci je přední nosná plocha 3 přední vodorovnou ocasní plochou.

Takové uspořádání je jakýmsi aerodynamickým schématem kachny a poskytuje snížení ztrát podélného vyvažování a zvýšení aerodynamické kvality letadla.

Použití přední horizontální ocasní plochy (PGO) 3 zvyšuje tuhost a také snižuje zatížení působící na trupy 1.

Nosná plocha 2 (viz obrázek 5) je umístěna v ocasní části letounu a je tvořena třemi díly propojenými provozními a technologickými konektory: středovým dílem 6 a dvěma konzolami 7. Ocasní nosná plocha 2 je dle funkce křídlo. Středová sekce 6 křídla 2 spojuje ocasní sekce trupů 1. Uzly pro dokování trupů 1 jsou umístěny na koncích střední sekce 6. V tomto případě ocasní sekce trupů 1 nejdou do vnější obrys středové sekce 6. Také v přední části trupů 1 nepřesahují náběžnou hranu PGO 3, ty. umístění trupů 1, středové části 6 křídla 2 a PGO 3 při pohledu shora (viz obrázek 5) tvoří uzavřený obrys - obdélník, který poskytuje kruhový pohled na cílové zařízení (radarovou stanici) a navíc uzavřený tvar z hlediska zvyšuje tuhost konstrukce a zároveň snižuje její hmotnost.

Na střední části 6 jsou také umístěny upevňovací body svislé ocasní plochy 8 a pohonné jednotky 9. Spojení trupů 1 k sobě středovou sekcí 6 křídla 2 umožňuje částečně odlehčit křídlo 2 ohybový moment působící na něj za letu, a v důsledku toho snížit hmotnost křídla.

Křídlo 2 je vyrobeno lichoběžníkové a má velké prodloužení, což také zlepšuje aerodynamickou kvalitu letadla. Konzoly 7 křídla 2 jsou instalovány vzhledem k rovině symetrie letounu s kladným příčným úhlem V. Na konzolách 7 jsou aerodynamické ovladače a mechanizace křídla - výškovky 10, vztlakové klapky 11, křidélka 12. Křidélka 12 mohou být vznášející se - fungující za letu jako klapky, stejně jako štěpné, tzn. fungující jako vzduchová brzda. Výtahy 10 a klapky 11 lze spojit do jedné plochy. Pro snadnou přepravu letadla je konzola 7 křídla 2 vyrobena odnímatelně. Umístění konektorů se nachází přibližně v polovině rozpětí každé konzoly 7.

Přední horizontální ocasní plocha 3 má malé prodloužení v řádu 2-3, což zvyšuje bezpečnost letadla za letu, protože při létání ve vysokých úhlech náběhu nedochází k přetažení. Relativní tloušťka profilu je 17-20%, což zlepšuje aerodynamickou kvalitu. Na PGO 3 bylo instalováno aerodynamické řízení - výtah 13, který může být vyroben z jedné nebo více sekcí.

Svislá ocasní plocha 8 (viz obr. 5, 6) se skládá ze dvou kýlů namontovaných na střední části 6 křídla 2 v oblasti dokovacích uzlů s trupem 1. Kýly 8 jsou vůči sobě nakloněny. roviny symetrie letadla a jsou vzájemně propojeny. Při pohledu zepředu tak kýly 8 spolu se střední částí 6 křídla 2 tvoří uzavřený obrys ve formě trojúhelníku. Na spojnici kýlů 8 mezi sebou lze instalovat kapotáž 14 (obr. 6, 7). Přední a zadní okraje svislé ocasní plochy 8 jsou zahnuté. Instalace dvou kýlů 8 namísto jednoho je účelná z hlediska hmotnostních charakteristik. Umístění kýlů 8 šikmo k sobě a jejich spojení skrz kapotáž 14 zvyšuje tuhost svislé ocasní plochy. Navíc umístění svislé ocasní plochy 8 a pohonné jednotky 9 na středové části 6 křídla 2 v rámci jeho odtokové hrany umožňuje zvýšit úhel náběhu při přistání.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Jeden kýl 8 nebo oba kýly mohou být otočně namontovány na střední sekci 6, takže během pozemní manipulace mohou být jeden nebo oba vyřazeny a mohou být prováděny nezbytné údržbářské práce. (Možnost vychýlení kýlu je znázorněna na obr.8.) Na kýlech 8 namontovaná kormidla 15 (obr.7). Posledně jmenované lze použít také jako podélné ovladače. Například přímé řízení vztlakové síly se provádí za současného vychýlení křídelních výškovek 2 a PGO 3. V tomto případě použití kormidel 15 svislé ocasní plochy 8 usnadní, s nejmenší námahou. , k provedení podélného vyvážení letadla.

Kapotáž 14 (obr.7, 8) s jedním kýlem 8 je pevně spojena a s druhým - pomocí konektorů, což umožňuje při provádění udrzba odpojte jeden kýl a otočte jej bez dlouhého času. V kapotáži 14 je v závislosti na typu plánované práce instalováno výzkumné zařízení. Poměr průměru kapotáže 14 a její délky je v rozmezí od 0,18 do 0,35.

Jak bylo zmíněno, na střední části 6 křídla 2 jsou připevňovací body pro elektrárnu 9. Elektrárna 9 obsahuje gondolu a v ní nainstalované motory. V závislosti na typu navrhovaných úloh, které mají být řešeny, může být počet motorů různý. Upřednostňuje se konfigurace letadla se dvěma motory. Do letadla lze instalovat různé typy motorů - obtokový proudový, turbovrtulový, přeplňovaný pístový. Elektrárna 9 (viz obr. 8) je umístěna na pylonu 16 namontovaném na středové sekci 6 mezi kýly 8. motory jsou instalovány co nejblíže k ose symetrie letadla, což také umožňuje snížit plochu svislé ocasní plochy a její hmotnost. Při použití letadla pro řízení letového provozu navíc elektrárna 9 s popsaným uspořádáním nezakrývá výhled na radarovou stanici.

Letoun má čtyřkolový podvozek (viz obr.7). Dvě podpěry 17 podvozku jsou instalovány z předních částí trupů a jsou kolové. Další dvě podpěry 18 jsou umístěny v ocasní části letadla na každém trupu a jsou vyrobeny z lyží. Podvozek pro snížení odporu během letu se zatahuje do výklenků vytvořených ve vnitřních prostorech trupu letadla.

Vnitřní prostory letadla, jak v první verzi, tak ve verzi druhé, slouží k umístění různého letového a cílového vybavení.

U kteréhokoli z navrhovaných letadel je součástí cílového vybavení obvykle nějaký druh pasivního snímacího zařízení, jako je infračervený detektor (detektory) - zaměřovač, televizní kamera (kamery), kamera atd., a/nebo aktivní zařízení, jako je např. radiokomunikační zařízení, radarové stanice, radar s bočním skenováním atd.

Letové vybavení dále zahrnuje navigační zařízení, palubní počítač, systém řízení letu, zařízení pro příjem a přenos informací určených k vysílání dat přijímaných přijímacím zařízením v reálném čase, jakož i pro příjem řídicích příkazů, záznamník informací, palubní napájení, systém chlazení vzduchem, systém proti námraze.

Prostory letadla, ve kterých je instalováno elektronické zařízení, jsou vyrobeny z radiotransparentního materiálu.

Níže je uveden příklad použití letadla vyrobeného podle první možnosti uspořádání. Použití letadla vyrobeného podle druhé možnosti uspořádání a jeho let se provádí obdobně jako u první možnosti.

Let letadla se provádí následovně.

Na zemi před startem provádějí potřebné Údržba: zkontrolují a natankují systémy letadla, zadají potřebné údaje do palubního počítače, připraví palubní radioelektronické zařízení k provozu.

Plně připravený letoun s klapkami 11 vychýlenými do vzletové polohy a dalšími ovládacími prvky je instalován na odpalovacím vozíku, po kterém jsou motory uvedeny do maximálního režimu. (V režimech vzletu a přistání lze vychýlit nejen vztlakové klapky, ale i veškeré ovládací prvky namontované na křídle - výškovky, vztlakové klapky a křidélka.) Poté pomocí startovacího zařízení letoun zrychlí na vzletovou rychlost, opustí nadjezd a začíná stoupat.

V procesu startu a letu jsou pro snížení aerodynamického odporu vyjmuty nosiče 17, 18 podvozku do nik trupů 1. Letoun je před startem řízen podle programu zabudovaného v palubním počítači. V případě nutnosti zásahu do letového programu lze řízení provádět na dálku z velitelského stanoviště. Řídicí signály vstupují do elektronického palubního řídicího systému, který je převádí na povely pro pohony aerodynamických ovladačů - výškovky 10, 13, směry 15, klapky 11, křidélka 12.

Vyvažování a ovládání v podélném kanálu jsou prováděny současně výškovkami 10 namontovanými na střední sekci 6 křídla 2 a výškovkami 13 umístěnými na přední nosné ploše 3. Tyto výškovky se také používají k přímému ovládání zvedací síly.

Směrovou stabilitu prezentovaného letounu, který nemá ocasní výložníky, zajišťuje tvar V křídelních panelů 2 a u druhé verze letounu také tvar svislé ocasní plochy 8.

Ovládání v bočním kanálu je prováděno směrovým kormidlem 15 (u druhé verze letounu směrovkami 15) umístěným na svislé ocasní ploše 8 a také dělicími křidélky 12 umístěnými na koncích konzol 7 křídlo 2.

K řízení v příčném kanálu slouží křidélka 12. Požadované charakteristiky dynamiky aparátu zajišťuje automatický řídící systém.

Po vzletu letadlo letí do oblasti mise, po dosažení které cílové zařízení začne pracovat. V oblasti mise letadlo sleduje určitou trajektorii v závislosti na prováděném úkolu. Například při leteckém snímkování je trajektorie umístěna nad oblastí zájmu. Charakter informací shromážděných zařízením instalovaným v letadle je určen složením palubního komplexu cílového zařízení a rozsahem konkrétního letadla.

Na konci vypočítané doby letu letadlo sestoupí na domovskou základnu a poté přistane. Přistání se provádí pomocí finišeru, což je systém 3 nebo 4 kabelů umístěných napříč pohybem letadla ve výšce, která umožňuje jejich rolování koly nebo lyžemi letadla. Kabely jsou prostřednictvím systému bloků připevněny ke dvěma plošinám na podvozku vozu. Letadlo při přistání přejede natažená lanka, projede jimi koly a lyžemi podvozku a zachytí se o jeden z lanek předem uvolněným hákem umístěným za těžištěm letadla. Kabel přenáší sílu na plošiny, které pohybem po zemi zpomalují letadlo. Celý proces přistání probíhá automaticky. V případě potřeby je možné přepnout na ruční ovládání z dálkového ovládání na zemi.

Po přistání se provádí nezbytná poletová údržba letadla.

Použití libovolné varianty popsaného letounu umožňuje multispektrální sledování vzdušného prostoru, pozemních a vodních ploch v reálném čase.

Obě uspořádání letadla jsou kompaktní, hospodárná na provoz a údržbu, bezpečnější za letu a mají vysoké výkonové charakteristiky. Není vyžadováno pro nasazení systému velké plochy, letadlo je mobilní v nasazení.

Popsaná realizace vynálezu je soukromou ilustrací. Existují další možnosti a úpravy, kromě výše uvedených, které mohou provádět specialisté v uvažované oblasti techniky.

Nárok

1. Bezpilotní letoun obsahující dva trupy propojené v ocasní části křídlem a v příďové části - přední vodorovnou ocasní plochou, svislou ocasní plochou, pohonnou jednotkou a podvozkem, vyznačující se tím, že trupy v ocasní části jsou vzájemně propojeny o střed křídla a když V tomto případě trupy nepřesahují odtokovou hranu křídla a přední horizontální ocasní jednotka je vyrobena s malým prodloužením.

2. Bezpilotní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že svislá ocasní plocha je vytvořena ze dvou žeber namontovaných pod úhlem k rovině symetrie letadla na středové části křídla.

3. Bezpilotní letoun podle nároku 2, vyznačující se tím, že kýly jsou namontovány na střední části křídla při pohledu zepředu šikmo k sobě navzájem.

4. Bezpilotní letoun podle nároku 3, vyznačující se tím, že je vybaven kapotáží spojenou s kýly.

5. Bezpilotní prostředek podle nároku 4, vyznačující se tím, že poměr největšího příčného rozměru kapotáže k její délce je v rozmezí 0,18 - 0,35.

6. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 2-5, vyznačující se tím, že elektrárna je umístěna ve střední části křídla mezi kýly.

7. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 1-6, vyznačující se tím, že křídlo je vyrobeno lichoběžníkové s velkým prodloužením a konzoly křídla jsou instalovány s kladným příčným úhlem V.

8. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 1-7, vyznačující se tím, že křídlo je vybaveno mechanizací.

9. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 1-8, vyznačující se tím, že přední vodorovný ocas je vybaven mechanizací.

10. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 1-9, vyznačující se tím, že obrys příčného řezu trupů je vytvořen ve formě konvexního mnohoúhelníku.

11. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 1-10, vyznačující se tím, že podvozek je vyroben čtyřložiskový.

12. Bezpilotní letoun podle nároku 11, vyznačující se tím, že přední podvozek je kolový a zadní podvozek je lyžařský.

13. Bezpilotní letoun obsahující dva trupy propojené v ocasní části křídlem a v příďové části přední vodorovnou ocasní plochou, svislou ocasní plochu sestávající ze dvou kýlů, pohonnou jednotku a podvozek, vyznačující se tím, že trupy jsou propojeny v ocasních částech středové části křídla, na kterých jsou šikmo k sobě instalovány kýly, spojené s kapotáží, přičemž jeden kýl nebo oba kýly jsou kloubově uloženy na středové části křídla s možností otáčení kolem osy rovnoběžné s osou symetrie letadla a jeden kýl je spojen s kapotáží s možností odpojení, přední vodorovné opeření je provedeno s malým prodloužením.

14. Bezpilotní letoun podle nároku 13, vyznačující se tím, že elektrárna je umístěna ve střední části křídla mezi kýly.

15. Bezpilotní prostředek podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že křídlo je namontováno vzhledem k trupům takovým způsobem, že ocasní plochy trupů nepřesahují za odtokovou hranu křídla.

16. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-15, vyznačující se tím, že křídlo je vyrobeno lichoběžníkové s velkým prodloužením a konzoly křídla jsou instalovány s kladným příčným úhlem V.

17. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-16, vyznačující se tím, že křídlo je vybaveno mechanizací.

18. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-17, vyznačující se tím, že přední vodorovný ocas je vybaven mechanizací.

19. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-18, vyznačující se tím, že poměr největšího příčného rozměru kapotáže k její délce je v rozmezí 0,18 - 0,35.

20. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-19, vyznačující se tím, že obrys příčného řezu trupů je proveden ve formě konvexního mnohoúhelníku.

21. Bezpilotní letoun podle kteréhokoli z odstavců. 13-20, vyznačující se tím, že podvozek je vyroben čtyřložiskový.

22. Bezpilotní letoun podle nároku 21, vyznačující se tím, že přední podvozek je kolový a zadní podvozek je lyžařský.

Jméno vynálezce: Karimov A.Kh., Tarasov A.Z., Sokolova A.N., Filinov V.A., Chudnov A.V.
Jméno majitele patentu: OTEVŘENO akciová společnost"OKB Suchoj"
Poštovní adresa pro korespondenci: 125284, Moskva, st. Polikarpova, 23a, JSC "OKB Suchoj", šéf právní oddělení TELEVIZE. Mozharová
Datum zahájení patentu: 18.07.2002

POZORNOST: Prohlížíte si textovou část obsahu abstraktu, materiál je dostupný po kliknutí na tlačítko Stáhnout

Taktické a technické vlastnosti bezpilotních prostředků v provozu s jednotkami základní entity Ruské federace

Pro technické vybavení ministerstva pro mimořádné situace Ruska bezpilotními vzdušnými prostředky ruské podniky vyvinuly několik možností, zvažte některé z nich:

UAV ZALA 421-16E

- jedná se o dálkový bezpilotní letoun (obr. 1.) s automatickým řídicím systémem (autopilot), navigačním systémem s inerciální korekcí (GPS / GLONASS), integrovaným digitálním telemetrickým systémem, navigačními světly, vestavěnou trojicí -osový magnetometr, modul pro udržování a aktivní sledování cíle („AC Module“), vestavěná digitální kamera, digitální širokopásmový video vysílač modulace C-OFDM, rádiový modem s přijímačem satelitního navigačního systému (SNS)“ Diagonal AIR“ se schopností pracovat bez signálu SNS (rádiový dálkoměr) autodiagnostický systém, senzor vlhkosti, teplotní senzor, proudový senzor, teplotní senzor pohonného systému, spouštěč padáku, vzduchový polštář na ochranu cílové zatížení při přistání a vyhledávací vysílač.

Tento komplex je určen pro provádění leteckého sledování v kteroukoli denní dobu na vzdálenost až 50 km s přenosem videa v reálném čase. Bezpilotní letoun úspěšně řeší úkoly zajištění bezpečnosti a kontroly strategicky důležitých objektů, umožňuje určit souřadnice cíle a rychle rozhodovat o úpravě akcí pozemních služeb. Díky vestavěnému AS modulu UAV automaticky monitoruje statické a pohybující se objekty. Při absenci signálu SNS bude UAV autonomně pokračovat v úkolu

Obrázek 1 – UAV ZALA 421-16E

UAV ZALA 421-08M

(Obr. 2.) Vyrobeno podle schématu "létající křídlo" - jedná se o bezpilotní letoun taktického doletu s autopilotem, má podobnou sadu funkcí a modulů jako ZALA 421-16E. Tento komplex je určen pro operační průzkum prostoru na vzdálenost až 15 km s přenosem videa v reálném čase. UAV ZALA 421-08M je ve srovnání s ultraspolehlivostí, snadnou obsluhou, nízkou akustickou, vizuální viditelností a nejlepším cílovým zatížením ve své třídě. Toto letadlo nevyžaduje speciálně upravenou dráhu vzhledem k tomu, že start je prováděn pomocí elastického katapultu, provádí letecký průzkum za různých povětrnostních podmínek v kteroukoli denní dobu.

Dopravu areálu UAV ZALA 421-08M na místo provozu může provést jedna osoba. Lehkost zařízení umožňuje (s patřičným tréninkem) spouštět „z ruky“, bez použití katapultu, což jej činí nepostradatelným při řešení problémů. Vestavěný modul AS umožňuje bezpilotnímu letadlu automaticky monitorovat statické a pohybující se objekty na zemi i na vodě.

Obrázek 2 – UAV ZALA 421-08M

UAV ZALA 421-22

je bezpilotní vrtulník s osmi rotory, středního doletu, s integrovaným systémem autopilota (obr. 3). Konstrukce zařízení je skládací, vyrobená z kompozitních materiálů, což zajišťuje pohodlí přistavení komplexu na místo provozu jakýmkoli vozidlem. Toto zařízení nevyžaduje speciálně upravenou dráhu kvůli vertikálnímu automatickému startu a přistání, což jej činí nepostradatelným pro letecký průzkum v těžko dostupných oblastech.

ZALA 421-22 se úspěšně používá k provádění operací v kteroukoli denní dobu: k vyhledávání a detekci objektů, k zajištění bezpečnosti perimetrů v okruhu do 5 km. Díky vestavěnému „AS Modulu“ zařízení automaticky monitoruje statické a pohybující se objekty.

Phantom 3 Professional

Představuje další generaci kvadrokoptér DJI. Je schopen nahrávat 4K video a přenášet video ve vysokém rozlišení hned po vybalení. Kamera je integrována do gimbalu pro maximální stabilitu a efektivitu hmotnosti, když minimální velikost. V nepřítomnosti signálu GPS zajišťuje technologie Visual Positioning přesnost vznášení.

Hlavní funkce

Fotoaparát a gimbal: Phantom 3 Professional natáčí 4K video rychlostí až 30 snímků za sekundu a zachycuje 12megapixelové fotografie, které vypadají ostřeji a čistěji než kdy předtím. Vylepšený kamerový senzor vám poskytuje větší jasnost, nižší šum a lepší snímky než kterákoli předchozí létající kamera.

HD Video Link: Nízká latence, přenos HD videa založený na systému DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery má nové články a využívá inteligentní systém správy baterie.

Flight Controller: Letový ovladač nové generace pro spolehlivější výkon. Nový záznamník ukládá data každého letu a vizuální určování polohy vám umožňuje přesně se vznášet v jednom bodě v nepřítomnosti GPS.

Obrázek 4 - Phantom 3 Professional UAV

UAV Inspire 1

Inspire 1 je nový multirotor schopný nahrávat 4K video a přenášet HD video (až 2 km) do více zařízení hned po vybalení. Kamera je vybavena zatahovacím podvozkem a může se neomezeně otáčet o 360 stupňů. Kamera je integrována do gimbalu pro maximální stabilitu a hmotnostní efektivitu při minimální stopě. V nepřítomnosti signálu GPS zajišťuje technologie Visual Positioning přesnost vznášení.

Hlavní funkce

Kamera a závěs: Zaznamenává až 4K video a 12megapixelové fotografie. Pro lepší kontrolu expozice jsou k dispozici filtry neutrální hustoty (ND). Nový kardanový mechanismus umožňuje rychlé vyjmutí kamery.

HD Video Link: Nízká latence, přenos HD videa, toto je vylepšená verze systému DJI Lightbridge. Nechybí ani možnost ovládání ze dvou dálkových ovladačů.

Podvozek: Zatahovací podvozek, umožňuje fotoaparátu pořizovat panoramata bez překážek.

DJI Intelligent Flight Battery: 4500mAh využívá inteligentní systém správy baterie.

Flight Controller: Letový ovladač nové generace, poskytuje spolehlivější výkon. Nový záznamník ukládá data každého letu a vizuální určování polohy umožňuje v nepřítomnosti GPS přesně viset v jednom bodě.

Obrázek 5 - UAV Inspire 1

Všechny charakteristiky výše uvedených UAV jsou uvedeny v tabulce 1 (kromě Phantom 3 Professional a Inspire 1, jak je uvedeno v textu)

Tabulka 1. Charakteristika UAV

UAV ZALA 421-16E ZALA 421-16EM ZALA 421-08M ZALA 421-08F ZALA 421-16 ZALA 421-04M
UAV rozpětí křídel, mm 2815 1810 810 425 1680 1615
Doba letu, h (min) >4 2,5 (80) (80) 4-8 1,5
Délka UAV, mm 1020 900 425 635
Rychlost, km/h 65-110 65-110 65-130 65-120 130-200 65-100
Maximální výška letu, m 3600 3600 3600 3000 3000
Cílová hmotnost nákladu, kg (g) Do 1.5 Až do 1 (300) (300) Až do 1

Lekce o řešení problémů s přihlédnutím ke schopnostem bezpilotních vzdušných prostředků, které jsou v provozu s jednotkami předmětu Ruské federace.

– detekce mimořádných událostí;

- účast na likvidaci mimořádných situací;

– odhad škod způsobených mimořádnými událostmi.

S ohledem na zkušenosti s používáním bezpilotních prostředků v zájmu Ministerstva pro mimořádné situace Ruska lze provést následující zobecnění: - ekonomická proveditelnost použití bezpilotních prostředků je dána snadností použití, možností vzletu a přistání na libovolné vybrané území; - operační velitelství dostává spolehlivé obrazové a fotografické informace, které umožňují efektivně řídit síly a prostředky k lokalizaci a likvidaci mimořádných událostí; - schopnost přenášet informace o videu a fotografiích v reálném čase do kontrolních bodů vám umožňuje rychle ovlivnit situaci a učinit správné manažerské rozhodnutí; – možnost ručního a automatického použití bezpilotních prostředků. V souladu s předpisy „O ministerstvu Ruské federace pro civilní obranu, mimořádné situace a odstraňování následků přírodních katastrof“ řídí EMERCOM Ruska Jednotnou státní systém prevence a likvidace mimořádných situací. Účinnost takového systému je do značné míry určena jeho úrovní Technické vybavení a správná organizace interakce všech jeho základních prvků. Řešit problém shromažďování a zpracování informací v oblasti civilní obrany, ochrany obyvatelstva a území před mimořádnými událostmi, poskytování požární bezpečnost, bezpečnosti osob na vodních plochách, jakož i výměně těchto informací je vhodné využívat složité vesmírné, vzdušné, pozemní nebo povrchové technické prostředky. Časový faktor je mimořádně důležitý při plánování a provádění opatření na ochranu obyvatelstva a území před mimořádnými událostmi a také při zajišťování požární bezpečnosti. Od včasného příjmu informací o mimořádných událostech až po management

Použití bezpilotních prostředků v zájmu ruského ministerstva pro mimořádné situace je velmi důležité. Bezpilotní letouny zažívají skutečný boom. Do vzdušného prostoru různé země bezpilotní letouny různých účelů, různých aerodynamických schémat as různými výkonnostní charakteristiky. Úspěch jejich aplikace je spojen především s rychlým rozvojem mikroprocesorové výpočetní techniky, řídicích systémů, navigace, přenosu informací a umělé inteligence. Úspěchy v této oblasti umožňují létat v automatickém režimu od vzletu po přistání, řešit problémy s monitorováním zemského (vodního) povrchu a vojenským bezpilotním prostředkům zajišťovat průzkum, vyhledávání, výběr a ničení cílů v obtížných podmínkách. . Proto ve většině průmyslových zemí probíhá vývoj jak samotných letadel, tak elektrárny jim.

V současné době jsou bezpilotní prostředky široce využívány ruskou zdravotnickou jednotkou pro řízení krizových situací a získávání provozních informací.

Jsou schopni nahradit letadla a vrtulníky při plnění úkolů spojených s ohrožením životů jejich posádek a možnou ztrátou drahých pilotovaných letadel. První bezpilotní prostředky byly dodány EMERCOM Ruska v roce 2009. V létě 2010 byly bezpilotní prostředky použity k monitorování požární situace v Moskevské oblasti, zejména v okresech Shatursky a Egoryevsky. V souladu s nařízením vlády Ruské federace ze dne 11. března 2010 č. 138 „O schválení Federálních pravidel pro využívání vzdušného prostoru Ruské federace“ se bezpilotním letounem rozumí letadlo, které létá. bez pilota (posádky) na palubě a je automaticky řízen za letu operátorem z místa řízení nebo kombinací těchto metod

Bezpilotní letoun je navržen tak, aby řešil následující úkoly:

– bezobslužné dálkové monitorování lesních oblastí za účelem odhalování lesních požárů;

– sledování a přenos dat o radioaktivní a chemické kontaminaci terénu a vzdušného prostoru v dané oblasti;

inženýrský průzkum oblastí povodní, zemětřesení a jiných přírodních katastrof;

– detekce a monitorování ledových zácp a říčních povodní;

– sledování stavu dopravních komunikací, ropovodů a plynovodů, elektrických vedení a dalších zařízení;

– ekologické monitorování vodních ploch a pobřeží;

- stanovení přesných souřadnic havarijních oblastí a zasažených objektů.

Monitorování se provádí ve dne i v noci, za příznivých a omezených povětrnostních podmínek.

Bezpilotní letoun zároveň zajišťuje pátrání po havarovaných (nehodových) technických prostředcích a pohřešovaných skupinách osob. Vyhledávání probíhá podle předem nastaveného letového úkolu nebo po trase letu, kterou operátor rychle mění. Je vybaven naváděcími systémy, vzdušnými radarové komplexy, senzory a kamery.

Během letu je řízení bezpilotního prostředku zpravidla automaticky prováděno pomocí palubního navigačního a řídicího komplexu, který zahrnuje:

- satelitní navigační přijímač, který zajišťuje příjem navigačních informací ze systémů GLONASS a GPS;

- systém inerciálních senzorů, které určují parametry orientace a pohybu bezpilotního prostředku;

- systém senzorů, které zajišťují měření nadmořské výšky a vzdušné rychlosti;

různé druhy antény. Palubní komunikační systém pracuje v povoleném rozsahu rádiových frekvencí a zajišťuje přenos dat z paluby na zem a ze země na palubu.

Úkoly pro použití bezpilotních vzdušných prostředků lze rozdělit do čtyř hlavních skupin:

– detekce mimořádných událostí;

- účast na likvidaci mimořádných situací;

– vyhledávání a záchrana obětí;

– odhad škod způsobených mimořádnými událostmi.

Detekcí mimořádné události se rozumí spolehlivé zjištění skutečnosti mimořádné události, jakož i času a přesných souřadnic místa jejího pozorování. Letecký monitoring území pomocí bezpilotních prostředků je prováděn na základě předpovědí zvýšené pravděpodobnosti mimořádné události nebo podle signálů z jiných nezávislých zdrojů. Může se jednat o let nad lesními oblastmi v povětrnostních podmínkách nebezpečných pro požár. V závislosti na rychlosti nouzového stavu jsou data přenášena v reálném čase nebo zpracovávána po návratu bezpilotního prostředku. Přijatá data mohou být přenášena komunikačními kanály (včetně satelitu) do velitelství pátrací a záchranné operace, regionálního centra EMERCOM Ruska nebo ústředí EMERCOM Ruska. Bezpilotní prostředky mohou být zahrnuty do sil a prostředků k odstraňování mimořádných událostí a mohou být také mimořádně užitečné a někdy nepostradatelné při pátracích a záchranných operacích na souši i na moři. Bezpilotní letouny se také používají k vyhodnocení škod při mimořádných událostech v případech, kdy je to nutné provést rychle a přesně a bez ohrožení zdraví a života pozemních záchranných týmů. V roce 2013 tak pracovníci ruského ministerstva pro mimořádné situace použili bezpilotní letouny k monitorování povodňové situace na území Chabarovsk. Pomocí dat přenášených v reálném čase byl sledován stav ochranných konstrukcí, aby nedocházelo k protržení hrází, a také vyhledávání osob v zatopených oblastech s následnou úpravou akcí pracovníků ruského ministerstva pro mimořádné situace.

S ohledem na zkušenosti s používáním bezpilotních prostředků v zájmu Ministerstva pro mimořádné situace Ruska lze provést následující zobecnění: - ekonomická proveditelnost použití bezpilotních prostředků je dána snadností použití, možností vzletu a přistání na libovolné vybrané území; - operační velitelství dostává spolehlivé obrazové a fotografické informace, které umožňují efektivně řídit síly a prostředky k lokalizaci a likvidaci mimořádných událostí; - schopnost přenášet informace o videu a fotografiích v reálném čase do kontrolních bodů vám umožňuje rychle ovlivnit situaci a učinit správné manažerské rozhodnutí; – možnost ručního a automatického použití bezpilotních prostředků. V souladu s Nařízením „O ministerstvu Ruské federace pro civilní obranu, mimořádné situace a odstraňování následků přírodních katastrof“ spravuje ruské ministerstvo pro mimořádné situace na federální úrovni Jednotný státní systém prevence a odstraňování mimořádných událostí. Účinnost takového systému je do značné míry dána úrovní jeho technického vybavení a správnou organizací interakce všech jeho prvků. K vyřešení problému shromažďování a zpracování informací v oblasti civilní obrany, ochrany obyvatelstva a území před mimořádnými událostmi, zajištění požární bezpečnosti, bezpečnosti lidí ve vodních útvarech a také výměny těchto informací je vhodné využít komplexní prostor , vzdušné, pozemní nebo pozemní technické prostředky. Časový faktor je mimořádně důležitý při plánování a provádění opatření na ochranu obyvatelstva a území před mimořádnými událostmi a také při zajišťování požární bezpečnosti. Od včasného příjmu informací o mimořádných událostech vedením Ministerstva pro mimořádné situace Ruska různé úrovně a úroveň ekonomických škod způsobených mimořádnými událostmi a počet postižených občanů do značné míry závisí na rychlé reakci na to, co se děje. Ve stejné době, aby bylo možné přijmout odpovídající provozní manažerská rozhodnutí je nutné poskytovat úplné, objektivní a spolehlivé informace, nezkreslené nebo upravené v důsledku subjektivních faktorů. Další zavádění bezpilotních prostředků tak významně přispěje k zaplnění informačních mezer ohledně dynamiky vývoje mimořádných událostí. Nesmírně důležitým úkolem je odhalování vzniku mimořádných událostí. Samotné použití bezpilotních prostředků může být velmi efektivní pro pomalu se rozvíjející mimořádnou událost nebo mimořádnou událost v relativní blízkosti nasazených sil a prostředků k jejímu odstranění. Zároveň lze v kombinaci s daty získanými z jiných technických prostředků vesmíru, pozemních či povrchových, detailně podat reálný obraz nadcházejících událostí, jakož i povahu a tempo jejich vývoje. Technické vybavení ruského EMERCOM perspektivními robotickými systémy je naléhavým a mimořádně důležitým úkolem. Vývoj, výroba a implementace takových nástrojů je poměrně složitý a kapitálově náročný proces. Vládní výdaje na takové vybavení však budou pokryty ekonomický efekt z prevence a odstraňování mimořádných událostí s použitím této techniky. Pouze z každoročních lesních požárů Ruská Federace utrpí obrovské ekonomické ztráty. Za účelem modernizace technické základny EMERCOM Ruska byl tedy vyvinut Program převybavení jednotek EMERCOM Ruska moderními modely strojů a zařízení pro období 2011–2015. Analýza reakce úřadů a sil na federální mimořádné události spojené s průchodem letní a podzimní povodně v roce 2013 na území federálního okruhu Dálného východu zdůraznila význam použití bezpilotních prostředků v zájmu ruských mimořádných událostí Ministerstvo. V souvislosti s tím bylo rozhodnuto o vytvoření divize bezpilotních letounů. Spolu s tím existuje řada problémů, které je třeba vyřešit, než se bezpilotní letadla rozšíří. Mezi ně patří integrace bezpilotních prostředků do systému letového provozu tak, aby nehrozily srážky s pilotovanými letouny. letecké techniky pro civilní i vojenské účely. Při provádění konkrétních záchranných operací mají síly ruského ministerstva pro mimořádné situace právo použít jejich technické prostředky pro potřebnou práci. V tomto ohledu v současné době neexistují žádná přísná regulační omezení, a tím spíše zákazy používání bezpilotních vzdušných prostředků v zájmu ruského ministerstva pro mimořádné situace. Nicméně, regulační problémy právní úprava Vývoj, výroba a využití bezpilotních prostředků pro civilní použití jako celek zatím není vyřešen.

– první bod odbočení trasy (počáteční bod trasy (IPM) je nastaven poblíž výchozího bodu.

- hloubka pracovní oblasti by měla být v mezích stabilního příjmu video signálu a telemetrických informací z UAV. (Hloubka pracovní plochy

– vzdálenost od umístění antény NSS k nejvzdálenějšímu bodu obratu. Pracovní zóna- území, na kterém UAV provádí daný letový program.).

– Traťové vedení by pokud možno nemělo procházet v blízkosti silnoproudého vedení (elektrického vedení) a jiných objektů s vysokou úrovní elektromagnetického záření (radarové stanice, antény transceiverů atd.).

— Odhadovaná doba trvání letu nesmí překročit 2/3 maximální doby trvání deklarované výrobcem.

- Je nutné zajistit alespoň 10 minut letového času pro vzlet a přistání. Pro celkovou kontrolu území je nejvhodnější okružní uzavřená trasa. Hlavními výhodami této metody je pokrytí velkého prostoru, efektivita a rychlost monitorování, možnost průzkumu těžko dostupných oblastí terénu, relativně jednoduché plánování letového úkolu a rychlé zpracování získaných výsledků. . Trasa letu musí zajistit kontrolu celého pracovního prostoru.

Pro racionální využití energetických zdrojů UAV je vhodné položit trasu letu tak, aby první polovina letu UAV probíhala proti větru.

Obrázek 2 - Sestavení letu přímé paralelní trasy.

Paralelní trasa se doporučuje pro použití při leteckém snímkování terénu. Při přípravě trasy musí operátor vzít v úvahu maximální šířku zorného pole UAV kamery v dané výšce jejího letu. Trasa je položena tak, aby okraje zorného pole kamery překrývaly sousední pole asi o 15 % -20 %.

Obrázek 3 - Paralelní trasa.

Přelet nad daným objektem se používá při provádění kontrol konkrétních objektů. Hojně se používá v případech, kdy jsou známy souřadnice objektu a je třeba objasnit jeho stav.

Obrázek 4 - Průlet daného objektu

Při kontrole aktivních lesních požárů provozovatel zjišťuje hlavní směr šíření požáru, přítomnost hrozby rozšíření požáru na hospodářské objekty a osad přítomnost samostatných spalovacích center, požárně zvláště nebezpečných prostor, místa, kde požár prochází mineralizovanými pásy, a pokud je to možné, identifikuje umístění osob a zařízení podílejících se na hašení požáru za účelem zjištění jejich správné umístění na okraji ohně. Současně s příjmem videoinformací rozhodují zástupci lesnické služby o taktických způsobech hašení, manévrování lidských a technických prostředků. Jsou vyznačeny přirozené hranice pro zastavení požáru, přístupové cesty (přístupy) k požáru, úsek okraje (silnice, stezky, jezera, potoky, řeky, mosty).

Příklad aplikace UAV

V dubnu 2011 byly tři bezpilotní vrtulníky HE300 použity k vizuálnímu sledování zasažené jaderné elektrárny ve Fukušimě. Tyto UAV jsou vybaveny profesionální videokamerou, termovizní kamerou, různými senzory pro měření a snímání a nádrží na rozstřikování různých kapalin. Výsledky natáčení videa z UAV jsou uvedeny na obrázku 5.6.

Obrázek 5.6 - Japonská jaderná elektrárna po havárii s UAV.

V únoru 2014 umožnily bezpilotní letouny ZALA týmům EMERCOM v oblasti Kirov kontrolovat situaci při požáru na železniční stanici (vlak s plynovým kondenzátem vyjel z kolejí a začal hořet), kvalifikovaně soustředit síly pro bezpečnou evakuaci obyvatel a likvidaci následků incidentu. Letecký monitoring havarijní zóny byl prováděn ve dne i v noci, čímž bylo zcela eliminováno ohrožení života obyvatel a záchranného týmu HZS. Fotky z místa. havárie natočené UAV jsou znázorněny na obrázku 7.

Obrázek 7 - Požár na nádraží, natočený UAV kamerou.

Komplex s UAV ZALA sloužil k monitorování povodní na Dálný východ v roce 2013. Moskevský oddíl „Centrospas“ vyslal do Chabarovsku komplex s bezpilotními letouny, který prováděl lety ve dne i v noci, informoval pozemní oddíly o zatopených územích a o místě pobytu osob v tísni obr. 8.

Obrázek 8 - Přehled záplavové zóny