Беспилотный малоразмерный летательный аппарат для экологического мониторинга

вокруг которых постепенно нарастает площадь нарушенных территорий. В этом смысле экологически опасна Байкало-Амурская магистраль. Только глубокий экономический спад пока сдерживает варварское уничтожение природы вокруг нее. Такой же опасной может быть высокоскоростная магистраль Москва - Санкт-Петербург, которую предполагается проложить по новому коридору, занятому сейчас большим массивом не разрушенных экосистем. Даже многие экологи не отдают себе отчет в том, что строительство нового коридора для этой магистрали коренным образом отличается от строительства скоростных дорог в Западной Европе и Японии, где оно ведется на землях, уже полностью разрушенных другими видами хозяйственной деятельности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 г. //Пробл. окр. среды и природ. ресурсов. 1994. № 10. 112с. №11. 116с. №12. 104с.

2. Горшков ВТ. Современные изменения окружающей среды и возможности их предотвращения // Докл. РАН. 1993. № 6. С.802-806.

3. The world environment 1972-1992. London: Chapman and Hall. 1992. 884 p.

УДК 629.73.015

СX. Муганлинский, Ю.С. Воронков, 03. Носко БЕСПИЛОТНЫЙ МАЛОРАЗМЕРНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Для многих отраслей хозяйства, например лесной и противопожарной авиа-, -, 200 . - -зовать практически нельзя, поскольку полет его не регулируется по высоте. Воздушный змей с приборами можно поднимать лишь в ветреную погоду. А как быть, если ветер отсутствует, а замеры производить необходимо? Вот в этом случае преимущества малоразмерных летательных аппаратов (МЛА) могут проявиться в пол.

погоде миниатюрные метеорологические приборы, производят замеры и передают информацию на метеостанцию или непосредственно на борт самолета противопожарной или лесной охраны.

Современная экономическая ситуация в России во многом зависит от состояния аграрного сектора. Оживление и подъем сельского хозяйства на уровень высокопродуктивного производства - одна из актуальнейших задач созидательного преобразования страны.

Успешному выполнению этих задач препятствуют многие факторы, в том числе, трудности в вопросах обработки, подкормки, защиты посевов и контроля всхожести семян. Применяющаяся сегодня для этих целей пилотируемая сельхозавиация для многих хозяйств недоступна, как по экономическим причинам, так и по техническим, главным образом, из-за полного использования ресурса самолетов и вертолетов. Поэтому решение задач обработки, подкормки, защиты и контроля состояния сельхозугодий при минимальных финансовых затратах можно возло-

жить на беспилотные малоразмерные летательные аппараты. Это особенно выгодно при использовании их в фермерских хозяйствах.

Так, в 1978 году МЛА обрабатывал 150 га сельхозугодий (р^брасывание трихограмм) за 1 час [10].

Стоимость обработки 1 га на МЛА - 4-6 коп.(в ценах 1978года), а на сельскохозяйственном самолете Ан-2 стоимость обработки составляла от 80 до 90 копеек.

Эти аппараты способны выполнять задачи контроля радиационной обстановки, вести мониторинг лесных и степных массивов, рыбных ресурсов, заповедни-, , также выполнять многие другие работы, недоступные пилотируемой авиации.

МЛА будет использоваться для выполнения следующих задач:

1) - , -танционное зондирование источников выбросов;

2) взятие проб воздуха в приземных слоях атмосферы;

3) исследование климатических явлений с целью прогнозирования и предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций;

4) , -

, , ;

5) , , ,

экипажей транспортных средств и т.д., терпящих бедствие в труднодос-

,

;

6) -ческой защиты растений и внесением микроудобрений;

7) ;

8) ;

9) , ;

10) противопожарный надзор;

11) ледовая и рыбопромысловая разведка;

12) контроль радиационной обстановки в опасных зонах.

Конструктивно МЛА представляет собой беспилотный летательный аппарат

сравнительно небольших размеров, выполненный по технологиям, близким к , ,

, - ,

позволяющих снизить затраты на техническое обслуживание аппарата при их эксплуатации в различных климатических условиях силами специалистов средней квалификации. Аэродинамические, энергетические и пилотажно-навигационные характеристики МЛА позволяют использовать его, как на предельно малых высо-, . скорости полета МЛА с соблюдением требований экологической безопасности воздействия их на окружающую среду обеспечены конструктивными особенностя-.

Управление МЛА предполагается осуществлять в ручном режиме операто-, , -ра с дешифровкой и отработкой программ в зависимости от пространственновременного положения МЛА и содержания задания полета.

В состав полезной нагрузки МЛА будет входить бортовая аппаратура и осна-, -

чиком в соответствии с потребностями выполнения ряда задач по применению МЛА. Проектные работы по МЛА нацелены на использование бортовых видеоспектрометров высокой разрешающей способности, работающих в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра, а также иных приборов и средств. В ходе проекта:

1. ,

информации по имеющимся и проектируемым приборам, оборудованию и оснащению минимально возможных габаритов, веса и энергопотреб-, -ского хозяйства, гидрометеослужб, противопожарной охраны, природоохранных, экологических структур и т.д.

2. -ных комплектов бортового оборудования и оснащения по назначению, габаритно-весовым и энергетическим параметрам.

3. .

Рассмотрев несколько вариантов компоновок, на этапе предварительного , .

Беспилотный малоразмерный летательный аппарат для экологического Мониторинга выполнен в модульно-блочном варианте по схеме “утка” с возможностью трансформации его в схему “рама” в зависимости от выполняемых задач.

Конструктивно он представляет собой легкую деревянно-пластиковую конструкцию с широким использованием полимерно-композиционных материалов.

Установка винтомоторной группы в хвостовой части центральной гондолы позволила разместить в ее носовой части датчики температуры, давления, контроля уровня загрязнения и 2 миниатюрные видеокамеры.

Крыло аппарата состоит из центроплана с прикрепленной к нему центральной гондолой и отъемных консолей. Консоли имеют общие узлы с 2-я боковыми балками-обтекателями и центропланом. Передние концы балок несут переднее горизонтальное оперение, закрепленное своей серединой в центральной гондоле. Хвостовые части балок-обтекателей несут двухкилевое вертикальное оперение.

Балки-обтекатели и центральная гондола на середине своих длин имеют разъемы для преобразования схемы аппарата “утка” в “раму”, при возникновении в , .

ЛИТЕРАТУРА

1. АбибовАЛ. [и др.]. Технология самолетостроения. М.: Машиностроение, 1970.

2. Астахов М.Ф. [и др.]. Справочная книга по расчету самолета на прочность. М.: Оборон-гиз, 1954.

3. Бадягин А.А., Мухамедов ФА. Проектирование легких самолетов. М.: Машиностроение, 1971.

4. Воронцов ПА., Михель В.М., Эрлер А А. Использование радиоуправляемых моделей для аэрологических исследований нижних слоев атмосферы. Л.: 1958.

5. Голубев КС. Конструкция летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ, 1964.

6. Государственный доклад “О состоянии окружающей природной среды Ростовской области в 1998 году”. Ростов на Дону. Изд-во Ростовской областной администрации. 1999.

7. Деревянко В.С. Влияние аэродинамических возмущений на процессы авиационного опыливания и опрыскивания. М.: Транспорт, 1974.

8. Кан С.Н., Свердлов КА. Расчет самолета на прочность. М.: Машиностроение, 1966.

9. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динами ка полета. М.: Оборонгиз, 1962.

10. Макаров Ю.В. Летательные аппараты МАИ. М.: Изд-во МАИ, 1994.

11. ОстославскийИ.В. Аэродинамика самолета. М.: Оборонгиз, 1957.

12. Хан цен Ф. Основы общей методики конструирования (Систематизация конструирования). Л.: Машиностроение, 1962.

13. Шенли Ф.Р. Анализ веса и прочности самолетных конструкций. М.: Оборонгиз, 1957.

14. Шмитц Аэродинамика малых скоростей. М.: ДОСААФ, 1963.

15. Шульце X. Аэродинамика и летающая модель М.: ДОСААФ, 1963.

УДК 681.3.069:551.46:574

М.Ю. Георги ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НЕРОВНОСТЕЙ В ТРУБОПРОВОДЕ НА ПРОТЕКАНИЕ ВЯЗКОГО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОТОКА СРЕДСТВАМИ ANSYS

ВВЕДЕНИЕ

Инженерно-технические задачи стоящие перед современной прикладной наукой требуют комплексного подхода к решению, зачастую чрезвычайно сложно реализуемого традиционными методами. Существует целый класс проблем, в особенности при конструировании и анализе техногенных и экологических систем, в которых необходимо: учитывать весьма сложную форму объектов внутри и/или снаружи которых происходит распространение аэрогидродинамического потока , , -дела и материалы с различными свойствами. В подобных случаях практически полностью отсутствует возможность приемлемо описать модель аналитически и возникает потребность в эффективной числовой методике позволяющей разрешать такие задачи.

Методы численного решения различного рода краевых задач, заложенные в математический аппарат большинства CAE-пакетов (Computer Added Engineering) решающие подобный класс проблем, основаны на проекционно-сеточных и разно. , -( ) ( ), -тие - граничных элементов (МГЭ).

В качестве физической модели рассматривается структура представляющая собой трубопровод с шероховатыми границами. При движении по трубе нефти либо ее производных образуются нафталиновые волнообразные наслоения [1], изменяющие свойства пристенного пограничного слоя, что в свою очередь преобразует равномерный ламинарный поток в вихревой турбулентный.

Задачей исследования является установление зависимости толщины и структуры вязкого турбулентного слоя вблизи неровной стенки трубы от величины неровностей, как в направлении движения жидкости, так и в перпендикулярном на.

иной модели турбулентности.

Область перемешивания претерпевает изменение вследствие наличия неровностей различной формы. Для достоверного описания процесса необходимо вне, , турбулентности.