Анализ зарубежных беспилотных летательных аппаратов, применяемых в лесном секторе

Анализ зарубежных беспилотных летательных аппаратов, применяемых в лесном секторе

А. А. Никифоров1 В. А. Мунимаев Санкт-Петербургская лесотехническая академия

АННОТАЦИЯ

В статье приведена международная классификация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Проведен анализ БПЛА иностранного производства, применяемых в лесном секторе.

Ключевые слова: лесное хозяйство, беспилотные летательные аппараты, аэрофотосъемка.

SUMMARY

In article international classification of unmanned aerial vehicles (UAV) is presented. The analysis of international experience of manufacture UAV applied in forestry is carried out.

Keywords: forestry, unmanned aerial vehicle, aerial photography.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) применяются в развитых странах для аэрофотосъемки в военных и гражданских целях в качестве альтернативы существенно более дорогой космической и традиционной фотосъемке.

В международной классификации по функциональному назначению выделено шесть категорий БПЛА:

1. Цели и мишени.

2. Охрана и наблюдение.

3. Разведка поля боя.

4. Логистика.

5. Научные исследования.

6. Гражданское применение.

Формированием концепций сертификации, стандартизации и регулирования полетов беспилотной техники занимается ведущая международная неправительственная организация «UVS International».

Согласно международной классификации «UVS International» [1] все БПЛА делятся на тактические БПЛА с подуровнями по дальности и высотности действия (табл. 1), а также на стратегические и специальные БПЛА. Деление на БПЛА самолетного, вертолетного и иного типов не предусматривается в данной классификации. Соединенные Штаты и Израиль являются лидерами в разработке и производстве беспилотных летательных аппаратов. Доля рынка беспилотных систем американского производства в 2006 году составляла более чем 60 %. На данный

1 Авторы - соответственно доцент и студент кафедры лесной таксации, лесоустройства и ГИС. © Никифоров А. А., Мунимаев В. А., 2010

момент на рынок беспилотных систем гражданского применения выходят такие страны, как Южная Корея, Китай, Южная Африка.

Рассмотрим БПЛА, созданные специально для научно-исследовательской деятельности и гражданского применения, которые используются в лесном секторе. Основные характеристики БПЛА иностранного производства приведены в таблице 2.

Таблица 1

Тактические БПЛА

Максимальный

Название Дальность, взлетный вес,

км кг

Нано Nano Менее 1 Менее 0.025

Микро ^ 1-10 0.025-5

Мини Mini 1-10 5-150

Ближнего CR,

радиуса Close 10-30 25-150

действия Range

Малого SR,

радиуса Short 30-70 50-250

действия Range

Среднего радиуса MR, Medium 70-200 150-500

действия Range

Среднего радиуса действия продолжительного полета MRE, Medium Range Endurance Более 500 500-1500

Маловы- LADP,

сотные Low

глубокого проникновения Altitude Deep Penetration Более 250 250-2500

Маловы- LALE,

сотные Low

большой продолжительности Altitude Long Endur- Более 500 15-25

полета ance

Средневы-сотные БПЛА большой MALE, Medium Altitude Long Endurance Более 500 1000-1500

продолжительности полета

БПЛА MicroB израильской компании «Blue Bird Aero Systems» относится к тактическим микро-системам [4], выполнен по схеме «летающее крыло», в хвостовой части которого расположен электрический двигатель с толкающим винтом. При небольшом весе в 1 кг он несет полезную нагрузку в 0,24 кг - стабилизированную ТВ систему и фотоаппаратуру высокого разрешения.

98

Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ

Таблица 2

Основные характеристики БПЛА иностранного производства

MicroB CropCam MASS Skyblade III Remoeye 002 Manta EPP 1.5m Boomerang 1.3m Jackaroo 1.5m SmartOne

Взлетная масса, кг 1,0 2,72 3,0 5 2,4 2 2 2,5 1,1

Масса полезной нагрузки, кг 0,24 - 0,5 - - 0,25 0,25 0,75 -

Размах крыла, м 0,95 2,5 1,5 2,6 1,5 1,5 1,4 1,5 1,2

Длина, м - 1,3 1,05 1,4 1,3 1,5 1,3 1,5 -

Скорость, км/ч 45-80 60-120 60-120 130 80 60-100 60-105 60-105 50

Высота полета, м - 125-650 50-150 91-457 - 3500 3500 3500 150-600

Радиус действия, км 10 10 10-20 8 10 15 25 25 0,5-2,5

Продолжительность полета, ч 1 1 1-1,25 1 1 0,5 1,5 1,5-2,5 0,3-1

CropCam беспилотный летательный аппарат канадской одноименной компании [2]. Представляет собой легкий планер из стекловолокна, оснащенный электродвигателем с тянущим пропеллером. Запускается самолет вручную, садится автоматически. Оснащается фотокамерой высокого разрешения для получения цифровых снимков местности, привязанных по GPS.

Финская компания «Patria Systems» является разработчиком Мини БПЛА MASS (Modular Airborne Sensor System) [3]. Конструкция самолета представляет собой моноплан с V-образным хвостом с толкающим пропеллером. Самолет состоит из восьми модулей, изготовленных из полипропилена (EPP), что не маловажно при транспортировке и хранении. Запуск выполняется вручную. Может оснащаться различными видео и фотокамерами, а также датчиками загрязнения и радиации.

Мини БПЛА Skyblade III представлен в апреле 2005 сингапурской компанией «Singapore Technologies Aerospace» [6]. Система Skyblade III разработана для выполнения широкого спектра гражданских задач. Самолет имеет конструкцию моноплана с тянущим пропеллером. Под крылом располагается большой модуль с датчиками, запуск осуществляется с руки.

Компания из Южной Кореи «Ucon System» разработала мини БПЛА Remoeye 002 [5]. Самолет построен по схеме моноплана с электродвигателем с толкающим пропеллером. Запуск осуществляется с руки, посадка с парашютом или по-самолетному. Оснащается видеокамерой или ИК фотоаппаратурой высокого разрешения.

Южноафриканская компания «YellowPlane» основана в 2005 году для изучения дикой природы [8]. Это привело к исследованиям в области малых беспилотных воздушных систем (sUAS), или как их часто на-звают UAV's. В 2006 году «Yellowplane» стала в Южной Африке создавать sUAS для аэрофотосъемки. Представлено три модели: Manta EPP, Boomerang и Jackaroo. Все эти три модели выполнены по схеме «летающее крыло» с электрическим двигателем с толкающим винтом. Запуск производится с руки, Boomerang и Jackaroo - с катапульты, а Jackaroo возможно запускать и с катапульты пневматического типа. Посадка у всех самолетов осуществляется по-самолетному.

Manta EPP отличается от Boomerang и Jackaroo более простым автопилотом и возможностью наземного контроля. Boomerang и Jackaroo поставляется наземной станцией контроля БПЛА. Manta EPP несет на себе цифровую камеру, Boomerang и Jackaroo - высокого разрешения CCD камеру. В Jackaroo предусмотрена установка дополнительного комплекта аккумуляторов, что повышает время полета с 1,5 до 2,5 часов.

Шведская компания «Smartplane» разработала микро-БПЛА SmartOne для лесоводства и сельского хозяйства [7]. Корпус построен так, чтобы противостоять тяжелым условиям применения аппарата в лесу. Система БПЛА является компактной и простой, что позволяет работать с ней одному человеку. Самолет несет калиброванную компактную камеру высокого разрешения и весит всего 1,1 кг. Запуск осуществляется с руки или из рогатки, посадка автоматически по-самолетному.

ВЫВОДЫ

В качестве беспилотного летательного аппарата для решения задач лесного сектора рекомендуется применять самолеты, относящиеся к классу мини и мик-р°.

Для запуска в условиях лесной растительности наиболее приспособленными выступают БПЛА, построенные по схеме «летающее крыло» с электрическим двигателем с толкающим винтом.

Самолеты, построенные по схеме моноплана, имеют возможность планировать и обладают стабильным поведением в воздухе при полете.

В статье не были представлены БПЛА, оснащенные двигателями внутреннего сгорания, так как они затрудняют получение качественных аэрофотоснимков из-за масляных пятен на объективе фотокамеры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bento Maria de Fatima. Unmanned Aerial Vehicles : An Overview // Inside GNSS. 2008. Vol. 3. № 1. Р. 54-61.

2. Cropcam [Электронный ресурс] // http://cropcam.com/pdf/brochure-cropcam.pdf

3. MASS [Электронный ресурс] // http://www.patria.fi/fa2e2b004fc0a23ab1ebb7280c512 7e4/ Mini_UAV+-esite.pdf

4. MicroB. Tactical Micro UAV System [Электронный ресурс] // http://www.bluebird-uav.com/PDF/ mi-croB.pdf

5. Remoeye 002 [Электронный ресурс] // http://www.uconsystem.com/english/htm/pro_02.asp

6. Skyblade3 [Электронный ресурс] // http://www.staero.aero/downloads/uploadedfiles/ STA001793_AT_STA_PlatformBrochure_skyblade3_ A4.pdf

7. Smartplane [Электронный ресурс] // http://www.smartplanes.se/plane_e.html

8. Yellowplane sUAS UAVs for Europe and South Africa [Электронный ресурс] // http://www.yellowplane.co.uk/