БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полезная модель относится к летательным аппаратам, а более конкретно к беспилотным летательным аппаратам для научно-исследовательских судов (НИС), предназначенных для проведения морских ресурсных исследований, и может быть использована на НИС для работы в исключительной экономической зоне Российской Федерации.
Известны технические средства наблюдения за морской поверхностью, например бинокли, которые являются аналогами заявляемому и которые используют на НИС рыбопромыслового флота, например, НИС проекта 833 (см. «Справочник типовых судов «Флот рыбной промышленности», издание 3, М, «Транспорт», 1990 г., стр. 100-103), предназначенном для проведения научно-исследовательских работ, связанных с изучением водных биоресурсов (ВБР) и включающих выполнение мониторинга и исследований поверхностей морских  акваторий. Указанное судно содержит корпус с надстройкой и размещенные в них научные лаборатории, в которых размещено оборудование для проведения морских ресурсных исследований, а также информационно-вычислительный комплекс на базе мини ЭВМ. Исследование поверхностей морских акваторий производят визуально с использованием биноклей (оптических приборов).
Недостатком указанного аналога является низкая эффективность проведения морских ресурсных исследований, обусловленная возможностью только визуального осмотра поверхности морских акваторий и только в пределах «прямой» видимости, что в значительной мере уменьшает площадь района исследований.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятый за ближайшей аналог (прототип) полезной модели, является пилотируемый летательный аппарат (вертолет), который оснащен техническими средствами наблюдения и регистрации состояния поверхности морской акватории и который размещен на научно-экспедиционном судне Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды «Академик Трешников», проекта 22280 (см. Приложение 1, а также Санкт-Петербург, ААНИИ, Росгидромет, http://www.korabli.eu/galleries/oboi/grazhdanskie-suda/akademik-tryoshnikov), предназначенном для проведения научно-исследовательских работ и изучения природных процессов и явлений в океане, доставки грузов, замены персонала антарктических станций. Указанное судно содержит корпус с надстройкой, в которых размещены научные лаборатории, а в кормовой части корпуса судна размещено устройство для взлета/посадки вертолета, включающее взлетно-посадочную площадку, пост управления полетами, ангар для хранения вертолета.
Недостатками ближайшего аналога (прототипа) являются: высокая стоимость вертолета, его большие массогабаритные характеристики, необходимость наличия ангара для хранения вертолета, необходимость выделения на судне значительных площадей и объемов для размещения взлетно-посадочной площадки и ангара в кормовой оконечности судна, наличие большого количества технического персонала для обслуживания вертолета и т.д.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога-прототипа, включая, в первую очередь, снижение массогабаритных характеристик летательного аппарата и его стоимости, что, в целом, позволяет повысить эффективность его использования на НИС рыбопромыслового флота за счет улучшения критерия «стоимость-эффективность».
Это достигается тем, что в предлагаемом беспилотном летательном аппарате для научно-исследовательского судна, предназначенного для рыбохозяйственных исследований, снабженном техническими средствами наблюдения и регистрации, в отличие от ближайшего аналога-прототипа, в качестве технических средств наблюдения и регистрации использованы: фотокамера, видеокамера и тепловизор, при этом упомянутые технические средства подключены к предусмотренному на летательном аппарате бортовому компьютеру с программным обеспечением, а бортовой компьютер выполнен с возможностью подключения бесконтактным способом к установленному на судне стационарному компьютеру с программным обеспечением, причем упомянутые технические средства наблюдения и регистрации размещены на единой платформе, прикрепленной к беспилотному летательному аппарату при помощи быстроразъемного соединения.
Одним из наиболее оптимальных с точки зрения конструктивного выполнения является вариант, при котором технические средства наблюдения и регистрации размещены на единой платформе, установленной с возможностью ее крепления к беспилотному летательному аппарату как снаружи, так и внутри корпуса аппарата.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на фиг. 1 которого схематично изображен беспилотный летательный аппарат, размещенный на НИС, предназначенном для рыбохозяйственных исследований (продольный разрез), с «функционально» обозначенными основными элементами, на фиг. 2 - комплекс размещаемых на беспилотном летательном аппарате технических средств наблюдения и регистрации обстановки с «функционально» обозначенными основными элементами.
Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели является один из вариантов беспилотного летательного аппарата для научно-исследовательского судна, предназначенного для рыбохозяйственных исследований, выполняемых в исключительной экономической зоне Российской Федерации, разработанный ОАО «Гипрорыбфлот».
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 1, например вертолетного многороторного типа (мильтикоптер), снабженный устройством приема/передачи информации (на чертеже не показано), для научно-исследовательского судна (НИС), предназначенного для рыбохозяйственных исследований, которое (НИС) содержит корпус 2 с надстройкой (см. фиг.1), устройство взлета-посадки 3, которое реализовано по принципу оптического или координатного позиционирования, а также включающее взлетно-посадочную площадку (на чертеже не показано), под которой размещено помещение для хранения БПЛА 1 (на чертеже не показано), пост управления полетами и связи 4, научную лабораторию 5, в которой (5) размещен стационарный компьютер (на чертеже не показано) с программным обеспечением, подключенный бесконтактным способом к предусмотренному на БПЛА 1 бортовому компьютеру 6 с программным обеспечением. К БПЛА 1 прикреплена при помощи быстроразъемного соединения, например механических замков, платформа 7. На платформе 7 размещены технические средства наблюдения и регистрации (ТСНиР) обстановки на исследуемой поверхности акватории моря: дальномер 8 для определения расстояния до наблюдаемых и регистрируемых объектов, фотокамера 9, видеокамера 10, тепловизор (тепловизионная камера) 11, которые (9, 10, 11) подключены электрически при помощи проводов (на чертеже не показано) к компьютеру 6. БПЛА 1 в положении «по-походному» в помещении для его (1) хранения (на чертеже не показано) крепится при помощи, например механических замков.
При проведении научно-исследовательских работ беспилотный летательный аппарат для научно-исследовательского судна, предназначенного для рыбохозяйственных исследований, эксплуатируют следующим образом.
Перед полетом отдают механические замки (на чертеже не показано), достают БПЛА 1 из помещение для его (1) хранения (на чертеже не показано), устанавливают и закрепляют на БПЛА 1 при помощи механических замков (на чертеже не показано) компьютер 6 и платформу 7 с ТСНиР 8, 9, 10 и 11. В компьютер 6 оператор (руководитель полетов) предварительно вводит полетное задание (режим управления полетом: «автопилот/оператор», маршрут, высота, скорость, продолжительность, объекты наблюдения, режим работы ТСНиР, способ накопления и передачи данных и др.). Затем устанавливают БПЛА 1 на взлетно-посадочную площадку (на чертеже не показано) устройства 3 и подготавливают его (1) к запуску. Производят взлет БПЛА 1 с устройства 3. Управление полетом БПЛА 1, а также работой ТСНиР 8, 9, 10 и 11 осуществляют согласно полетному заданию, т.е. полет может быть осуществлен в режиме «автопилота» по введенной в бортовой компьютер 6 программе или при ручном телеуправлении полетом с поста 4 судна оператором путем визуального наблюдения и ввода соответствующих команд. В процессе полета ТСНиР 8, 9, 10 и 11 работают в автоматическом режиме или по командам оператора. Полученная при помощи ТСНиР 8, 9, 10 и 11 информация поступает в компьютер 6, с которого (6) информацию в режиме «реального времени» передают при помощи устройства приема/передачи информации (на чертеже не показано) на стационарный компьютер (на чертеже не показано), размещенный в лаборатории 5. После выполнения полетного задания БПЛА 1 возвращают на судно и сажают на устройство 3, снимают компьютер 6 и платформу 7 и убирают БПЛА 1 в помещение для его (1) хранения (на чертеже не показано). Если информацию,- полученную с использованием ТСНиР 8, 9, 10 и 11 в ходе выполнения полета БПЛА 1 не передают на стационарный (базовый) компьютер (на чертеже не показано), а записывают на съемный накопитель, то этот накопитель информации снимают с компьютера 6, переносят на стационарный (базовый) компьютер (на чертеже не показано) в лабораторию 5, где производят обработку полученной информации, ее анализ и принимают решение по ее практическому использованию.
Предлагаемый БПЛА для НИС, предназначенного для выполнения рыбохозяйственных исследований, позволяет обеспечить:
- получение видеоинформации высокого разрешения о снимаемой морской поверхности, прибрежных и акваториальных зон;
- получение информации в инфракрасном диапазоне для учетных съемок тюленей, моржей, а также измерение температуры подстилающей поверхности, регистрации фронтальных разделов и нефтяных разливов на водной поверхности;
- получение фотографий высокого разрешения для картирования полей водорослей, распознавания вида и учета морских млекопитающих, регистрации рыбных скоплений, орудий лова, идентификации судов;
- отслеживание динамики процессов и передачи видеоизображений на базовое судно-носитель для принятия решений в ходе полета БПЛА;
- обнаружение, регистрация и идентификация приповерхностных скоплений пелагических рыб (скумбрия, лосось, мойва и др.)
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить эффективность научных исследований, проводимых НИС в целом, с одновременным расширением его функциональных возможностей.