Что такое беспилотный летательный аппарат (БПЛА), какие они бывают и где применяются

Технологии беспилотных полетов активно используют в военных, коммерческих, научных и даже криминальных целях. Международная организация гражданской авиации (ICAO) признала беспилотники полноправными участниками воздушного движения. Для них разрабатывают межгосударственные и национальные стандарты использования, внедряют новые технические решения и расширяют сферы применения.

Что такое беспилотник

Что такое беспилотный летательный аппарат (БПЛА), какие они бывают и где применяются

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — это небольшой самолет без экипажа, который управляется дистанционно (с земли, другого воздушного судна, из космоса) или при помощи автономного программного обеспечения, установленного на его борту.

Конструкции беспилотных и пилотируемых летательных аппаратов схожи, за исключением систем жизнеобеспечения и кондиционирования (в дронах они отсутствуют).

Основные конструктивные элементы БПЛА:

  • фюзеляж без кабины или рама;
  • система питания;
  • бортовая система управления, состоящая из аппаратной части и программируемого модуля.

Дополнительно устанавливают карту памяти и передатчик, если беспилотник используют для получения, сохранения и передачи информации, или модули-приемники сигналов, которые «понимают» команды человека и реагируют на них.

История создания беспилотной техники

Ошибочно считать, что дроны появились совсем недавно. Первые летательные аппараты — аэростаты для воздушной бомбардировки — были использованы австрийцами в 1849 году. Однако их, как и беспилотные машины времен изобретения электричества и радиосвязи, трудно считать прототипами современных.

История развития беспилотной авиации в сегодняшнем понимании началась в 1917 году с создания Чарльзом Кеттерингом воздушного аппарата с часовым механизмом. Однако несмотря на успешные испытания, идея не получила дальнейшего развития.

Долгое время инженеры экспериментировали с различными моделями военных беспилотников, и только к 1933 году английские изобретатели создали аппарат многократного использования с дистанционным управлением.

Не остались в стороне и советские разработчики. В 60–70 годы прошлого века ракетно-ядерный щит страны пополнили беспилотный разведчик Ла-17Р, сверхзвуковая крылатая ракета Ту-121, ставшая базовой при разработке реактивных разведчиков Ту-123 «Ястреб», Ту-141 «Стриж» и Ту-143 «Рейс».

Справка. Вплоть до начала XXI века беспилотники применялись лишь в интересах военных ведомств, но с появлением GPS их стали использовать в мирных целях.

Современные гражданские дроны технически отличаются от военных аналогов: они узкоспециализированы и «заточены» под выполнение конкретных задач. Стартапы в этой области развиваются настолько стремительно, что в недалеком будущем БПЛА могут потеснить малогабаритные пилотируемые самолеты.

Какие бывают БПЛА

Что такое беспилотный летательный аппарат (БПЛА), какие они бывают и где применяются

Беспилотные летательные аппараты создаются для решения задач в разных сферах человеческой деятельности. Отсутствие требований со стороны авиационных чиновников к оснащению, конфигурации и компонентам беспилотников дает свободу фантазии производителям. Поэтому классифицировать устройства, различающиеся габаритами, назначением, дальностью полетов, уровнем автономности и другими характеристиками, весьма сложно.

Условно все БПЛА делятся на 3 группы:

  1. Неуправляемые: легкие и бюджетные, простые в эксплуатации модели, не требующие обустроенной поверхности для приземления. Человек участвует только при вводе параметров полета и запуске.
  2. Дистанционно управляемые: для них возможна корректировка траектории полета с земли.
  3. Автоматические: выполняют миссию автономно, по предполетным параметрам, введенным оператором в стационарный компьютерный комплекс, находящийся на земле.

Принцип работы

Принцип работы дрона прост. К раме из легких композитных материалов или сплавов легких металлов крепятся остальные элементы:

  1. Полетный контроллер, принимающий сигналы от наземного пульта управления или бортового компьютера и перенаправляющий их на другие элементы конструкции. Базовый набор элементов контроллера составляют датчики высоты (барометр) и положения в пространстве (гироскоп), устройство для измерения ускорения (акселерометр), GPS-навигатор, Wi-Fi, ОЗУ.
  2. Двигатели, пропеллеры и регуляторы оборотов, обеспечивающие полет.
  3. Элементы питания — аккумуляторы.

После поступления сигнала полетный контроллер обрабатывает его и направляет на регулятор оборотов, который придает аппарату нужную скорость. Чтобы набрать высоту, система наращивает обороты на всех двигателях. Пропеллеры (всего их 4) вращаются попарно по часовой стрелке и против нее, обеспечивая стабильность полета. Если все винты работают с одинаковой скоростью, дрон взлетает; если 1 начинает работать быстрее, аппарат наклоняется; если 2 винта работают сильнее, машина поворачивается в нужную сторону.

Характеристики дронов

В зависимости от габаритов, дальности полетов и уровня автономности действует следующая классификация БПЛА:

  • микро: неуправляемые коптеры весом менее 10 кг поднимаются на высоту до 1 км и летают в течение 1 часа;
  • мини: дистанционно управляемые аппараты весом до 50 кг находятся на высоте 3–5 км до 5 часов;
  • миди: автоматические устройства весом до 1 т рассчитаны на 15 часов полета на высоте до 10 км;
  • тяжелые беспилотники: весом свыше 1 т, предназначены для дальних полетов продолжительностью более суток на высоте 20 км.

Применение дронов в повседневной жизни

Возможности гражданских дронов стремительно расширяются.

Интересно! Всего несколько лет назад компания Amazon потрясла мир доставкой товаров с помощью дронов Prime Air. Сегодня подобная технология успешно применяется в коммерческой деятельности сотен компаний по всему миру.

Где еще нашли применение «мирные» беспилотники:

  1. В сельском хозяйстве — для распыления средств борьбы с вредителями и грызунами, оценки степени зараженности растений и зарастания полей сорняками, охраны сельхозугодий.
  2. В строительстве — для мониторинга и контроля работ, сравнения текущего состояния объектов с плановой документацией, определения параметров выполненных работ для расчета с подрядчиками, оперативного мониторинга размещения строительной техники, материалов и временных сооружений, оценки аварийных ситуаций.
  3. В «беспилотной журналистике» — при подготовке репортажей из мест боевых действий, с массовых мероприятий, спортивных соревнований, для наблюдений за дикой природой.
  4. В поиске и спасении людей, потерявшихся в труднодоступных местностях (горах, лесах, океанах), попавших в лавину или провалившихся в пещеру.
  5. В медицине — для доставки медикаментов пациентам слаборазвитых стран, людям, оказавшимся в чрезвычайных ситуациях и зонах бедствия.
  6. В борьбе с правонарушителями для анализа дорожно-транспортных происшествий, мониторинга толпы на мероприятиях с большим скоплением людей, обследования подозрительных вещей, выслеживания преступников.
  7. В науке — при проведении исследовательских проектов для «спасения планеты»: восстановление лесов, отслеживание таяния ледников, составление климатических прогнозов.
  8. Для исполнения безумных фантазий, сохранения впечатлений о приятных событиях, уникальных путешествиях и открытиях в фото- и видео-воспоминаниях.

Читайте также:

 

Схема салона и выбор лучших мест в самолете «Победа»

 

Можно ли провозить в ручной клади консервы в металлической банке

 

Украинская авиакомпания YanAir (Ян Эйр)

Беспилотники на страже родины

Что такое беспилотный летательный аппарат (БПЛА), какие они бывают и где применяются

Несмотря на популярность в повседневной жизни, коптеры остаются прерогативой военных ведомств.

Боевые беспилотники используются военными и силовыми структурами. Они носят на борту летальное оружие, например, ракеты земля-воздух или воздух-воздух, выполняют функции авиаразведки и корректировки огня. В армии их используют для слежения за неприятелем, в ударных целях, для транспортировки грузов.

Полезно! В 2019 году в российской армии впервые были отработаны элементы «войны будущего» — действия ударных групп БПЛА. Используя радиотехнические средства разведки и радары, дроны вели «боевые действия» автономно, без поддержки других систем вооружения. Беспилотники «атаковали» комплексы прифронтовой ПВО, центры управления и связи вероятного противника, транспортную инфраструктуру.

Современные беспилотники трудно обнаружить. Они проводят операции в тылу противника глубиной до 100 км, что позволяет держать в напряжении большие площади передовой. По оценкам военных экспертов, в будущем роль БПЛА на поле боя будет только возрастать.

Преимущества и недостатки беспилотников

Беспилотные летательные аппараты помогают специалистам инспектировать, контролировать, мониторить, замещают людей в опасной для здоровья и жизни деятельности.

По сравнению с пилотируемыми летательными аппаратами, у дронов есть существенные преимущества:

  • они мобильны, способны выполнять работу на сверхмалых высотах, практически в любую погоду, даже при низкой облачности;
  • их перемещают наземным транспортом или регулярным авиарейсом;
  • квадрокоптеры позволяют потребителям самостоятельно выполнять любую работу;
  • разработка и эксплуатация беспилотников обходится дешевле пилотируемых аппаратов.

К недостаткам БПЛА относят сложность пилотирования: управлять ими, за исключением простейших моделей, удастся только специалисту.

Важно! Поиск беспилотников после приземления доставляет владельцам определенные сложности, ведь при низком заряде батареи аппарат выдает некорректные геолокационные данные.

Многие модели чувствительны к ветру из-за малого веса. Для подъема на большую высоту требуется разрешение органа управления воздушным движением.

Заключение

Сейчас выделяют немалые средства на совершенствование и разработку новых образцов беспилотных летательных аппаратов. В военной обстановке, хозяйственной деятельности, при организации развлечений все чаще выбирают машины. В большинстве случаев это оправданно.

Дрон работает непрерывно, вынослив в условиях высоких перегрузок, которые человек выдержать не в состоянии. БПЛА исключает «человеческий фактор»: ошибиться может только оператор, который вводит программу.

Оставить комментарий