БПЛА: классификация, типы, сферы применения�

Что такое БПЛА и БВС?

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА или БЛА) — воздушное судно, управляемое пилотом на расстоянии (без физического присутствия на борту). В разговорной форме часто используются синонимы — дрон, беспилотник. Определение БВС (беспилотное воздушное судно) регламентировано 32 ст. Воздушного кодекса Российской Федерации.

Беспилотники имеют различия в конструкции, назначении, классификации, полезной нагрузке, типу взлета, техническим характеристикам. Разберем подробнее каждый из пунктов

Конструкция БПЛА

• Корпус (фюзеляж)
• Источник энергии
• Двигательная установка
• Система навигации
• Система связи
• Система управления
• Съемочная аппаратура
• Приборы под конкретную модель БПЛА и его задачи

​

​

6-3-1-19-21-13-20-1-15-1-3-20-16-18

Конструктивные особенности БПЛА квадрокоптерного типа

Конструктивные особенности БПЛА квадрокоптерного типа включают наличие четырёх моторов с пропеллерами, которые обеспечивают горизонтальное положение дрона относительно поверхности земли и возможность зависать в воздухе. Управление тягой каждого мотора позволяет дрону перемещаться в разных направлениях: вперёд, назад, вверх, вниз, влево и вправо, а также вращаться вокруг своей оси.

Список основных комплектующих:

1. Рама

2. Электромоторы

3. Пропеллеры

4. Регулятор оборотов

5. Полетный контроллер

6. Аккумуляторные батареи

7. Радио аппаратура управления

Беспилотные летательные аппараты отличаются по назначению, но составные части у них схожи:

• Корпус (фюзеляж);
• Источник энергии (аккумулятор, солнечные батареи, топливные элементы);
•  Двигательная установка (на основе различных типов двигателей: электрический, внутреннего сгорания, воздушно-реактивный);
•  Навигационная система (датчики: гироскоп, акселерометр, альтиметр, ГЛОНАСС/GPS);
•  Система управления (контроллер, бортовой компьютер, автопилот);
•  Система связи (радиоприемник, ретранслятор, радиопередатчик);
•  Съемочная аппаратура (камера, тепловизор);  Ряд других приборов, подбираемых под конкретный БПЛА и его задачи

Какие виды БПЛА бывают?

• Для классификации беспилотников используются основные параметры:
•  Тип управления
•  Тип конструкции
•  Сфера применения
•  Летные характеристики

Классификация БПЛА по типу управления

• Дистанционный тип Дистанционное управление полетом БПЛА – это работа специалиста (оператора) с пультом. Связь между пилотом и дроном обеспечивается передачей данных через радиоканал, 5G-канал. Беспилотник получает команды, а также передает информацию пилоту в реальном времени. Для выполнения задач на больших расстояниях используются БПЛА, управляемые по спутниковым каналам. Дроны в зоне видимости человека устанавливают связь с пультом по оптическим каналам.

Классификация БПЛА по типу управления

Автономный тип

БПЛА с автономной системой управления запрограммированы на выполнение определенной задачи. Работают автоматически за счет встроенного микропроцессора, возможно применением ИИ-алгоритмов.

Беспилотники могут самостоятельно действовать при наличии встроенного навигационного оборудования (GNSS-приемник) и/или инерциального измерительного модуля (IMU).

Классификация БПЛА по типу управления

Гибридная система управления дроном – оператор с пультом и функция автономности. Совмещенный набор средств позволяет минимизировать повреждения БПЛА и успешно выполнить задачу в случае потери связи с оператором. Обычно гибридная система управления имеется у беспилотников с большой дальностью действия

Виды БПЛА по типу конструкции БПЛА Самолетного типа

Виды БПЛА по типу конструкции БПЛА Смешанного типа

Виды БПЛА по типу конструкции БПЛА�Верталетного типа

Виды БПЛА по типу конструкции БПЛА�Аэростатичного типа

Самолетный тип БПЛА (с неподвижным крылом)

• БПЛА самолетного типа оснащен несущими крыльями, которые обеспечивают подъемную силу и полет.
• Управляются дистанционно или компьютером. Наиболее функциональным считают БПЛА с «монокрылом».
• Самолетный БПЛА может совершать долгий полет на большие расстояния, а также обладает высокой скоростью относительно других беспилотников. Такие дроны недорогие и простые в обслуживании и ремонте.
• Обычно они летают по запланированной программе: маршрут, цель полета, настройка датчиков.
• После завершения задачи БПЛА самолетного типа возвращается на точку старта или по заданному маршруту. Однако самолетному типу дронов необходимо специально оборудованное место взлета и посадки

Однороторные (коптерного) типа

• Однороторные дроны по своей конструкции напоминают вертолеты.
• БПЛА этого типа оснащен 1-им большим ведущим винтом, а иногда еще 1-им – на хвосте (контроль траектории полета).
• Коптер эффективнее квадрокоптера за счет продолжительного времени полета и работы на двигателях внутреннего сгорания.
• Беспилотные вертолеты могут летать практически с любым двигателем.
• Вместе с этим они имеют более сложную конструкцию, большую энергозатратность, высокую стоимость по сравнению с мультироторными БПЛА

Мультироторные (квадрокоптерного) типа

Мультироторные (мультикоптерные) дроны – это летающие платформы с 3-мя и более бесколлекторными двигателями с пропеллерами.

Во время полета находятся в горизонтальном положении и могут зависать в любой момент, перемещаются по всем направлениям и поворачиваются вокруг своей оси.

Все движения в воздухе совершаются за счет изменения тяги на каждом моторе. Мультироторные дроны просты в управлении, имеют высокую точность позиционирования и относительно недорогие.

Среди недостатков низкая скорость, большая трата энергии, ограничения по радиусу работы, малые грузоподъемность, время полета.

БПЛА смешанного типа (гибриды)

• Гибридные БПЛА сочетают в себе функции и характеристики самолетного и мультироторного типа дронов.
• Поворотные (или фиксированные) винты во время взлета и посадки действуют как подъемные, а во время обычного полета – как тянущие.
• В преимущества входят вертикальный взлет за счет дополнительных двигателей, высокая скорость, маневренность, удачное соотношение взлетной массы и полезной нагрузки, экономия энергоресурсов мотора.
• Среди недостатков трудное обслуживание и ремонт, зависимость от погоды, высокая стоимость

Аэростатический тип БПЛА (аэростаты)

Аэростаты взлетают за счет заполненного газом или нагретым воздухом баллона. В основном представляют собой непилотируемые дирижабли – симбиоз аэростата и винта с электрическим двигателем.

Находятся в небе и перемещаются за счет системы управления ориентацией.

Преимуществами являются продолжительность полета в течение нескольких дней или недель и большая грузоподъемность.

Однако у аэростатов есть ограничения в маневренности и скорости, на них значительно влияют погодные условия. Помимо этого, БПЛА аэростатического типа обладают большими размерами и массой.

Классификация по типу применения�1. автономный 2. дистанционный 3. гибридный

Сферы использования БПЛА обширны:

• метеорология;
•  геодезия;
•  картография;
•  экология;
•  сельское хозяйство;
•  лесное хозяйство;
•  строительство;
•  телекоммуникация;
•  логистика;
•  развлечение;
•  научная деятельность;
•  мониторинг инфраструктуры;
•  обеспечение безопасности;
•  помощь для предотвращения, ликвидации ЧС;
•  военная сфера, др.

Дроны задействуют повсеместно, так как это удобный простой способ выполнения задач: наблюдения, транспортировки, нападения

Классификация по летным характеристикам

• Взлетная масса
• Дальность полета
• Высота полета
• Продолжительность полета

Международная ассоциация по беспилотным системам создала универсальную классификацию БПЛА по летным параметрам. При этом характеристики применимы как к уже существующим дронам, так и к еще не разработанным. *необходимо учитывать, что из-за активного развития сферы беспилотников приведенные данные несколько устарели. Малые БЛА:

Тактические БЛА:

СТРАТЕГИЧЕСКИЕ БПЛА

СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ БПЛА

Помимо представленной Международной ассоциацией по беспилотным системам �классификации существует и российская. В классификации ВС РФ группы беспилотников �имеют упрощенный вид, а некоторые классы вовсе отсутствуют. Базовые характеристики �относятся к военному назначению БПЛА. �Классификация ВС РФ по радиусу действия БЛА:

Классификация ВС РФ по скорости, высоте, продолжительности полета БЛА:

Скорость БПЛА:

•  Малоскоростные (от 50 до 400 км/ч)
•  Скоростные (от 400 км/ч до числа М*)
•  Сверхзвуковые (более числа М)

М – число Маха, скорость звука в воздухе (у поверхности земли – 1224 км/ч, на высоте 11 км – 1062 км/ч)

• Высота полета БПЛА:
•  Предельно малых высот (от 0 до 200 м)
•  Малых высот (от 200 до 1000 м)
•  Средних высот (от 1 до 4 км)
•  Больших высот (от 4 до 12 км)
•  Стратосферные (более 12 км)

Продолжительность полета:

• менее 2 часов
•  от 2 до 8 часов
•  более 8 часов

​

Виды БПЛА по максимальной взлетной массе �Все беспилотники различаются по взлетной массе – параметру, который обозначает �максимальный вес для безопасного полета дронов. �По этой характеристике БПЛА делятся на 4-е основные группы: �мини, легкие, средние и тяжелые

 Микро и мини БПЛА ближнего действия: 0–5 кг

 Легкие БПЛА малого радиуса действия: 5–50 кг

 Легкие БПЛА среднего радиуса действия: 50–100 кг

 Средние БПЛА: 100–300 кг

 Среднетяжелые БПЛА: 300–500 кг

 Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия: 500–1500 кг

 Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета: более 1500 кг

Средние и тяжелые БПЛА являются специализированными и применяются в �определенных условиях. В связи с этим разработка и производство таких дронов почти полностью принадлежит авиастроительным корпорациям

Основной упор при этом делается на категории легких БПЛА. Потенциальная сфера их применения очень широка: аэрофотосъемка и картографирование, перевозка различных грузов на любые расстояния и в любую местность и многое другое

THE END