Analiza porównawcza wymagań taktyczno-technicznych dla systemów wojskowych i policyjnych z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych. Krótki przewodnik po nowoczesnych bezzałogowych statkach powietrznych Zautomatyzowane systemy UAV

Federalna Agencja Edukacji Federacji Rosyjskiej

Państwo instytucja edukacyjna wyższe wykształcenie zawodowe

„Uniwersytet Państwowy Uralu Południowego”

Wydział Lotnictwa i Kosmonautyki

Departament Statków Powietrznych i Kontroli

o historii technologii kosmicznej

Opis bezzałogowych systemów sterowania samolot

Czelabińsk 2009

Wstęp

Sam UAV jest tylko częścią złożonego wielofunkcyjnego kompleksu. Z reguły głównym zadaniem stawianym kompleksom BSP jest prowadzenie rozpoznania trudno dostępnych obszarów, w których uzyskanie informacji metodami konwencjonalnymi, w tym rozpoznaniem powietrznym, jest utrudnione lub zagraża zdrowiu, a nawet życiu ludzi. Oprócz zastosowań wojskowych zastosowanie kompleksów BSP otwiera możliwość szybkiego i niedrogiego sposobu badania trudno dostępnych obszarów terenu, okresowych obserwacji określonych obszarów oraz fotografii cyfrowej do wykorzystania w pracach geodezyjnych oraz w przypadkach sytuacje awaryjne. Informacje otrzymane przez pokładowe narzędzia monitorujące muszą być przesyłane w czasie rzeczywistym do punktu kontrolnego w celu przetworzenia i podjęcia odpowiednich decyzji. Obecnie najbardziej rozpowszechnione są systemy taktyczne mikro i mini-BSP. Ze względu na większą masę startową mini-BSP, ich ładowność w swoim składzie funkcjonalnym najpełniej odzwierciedla skład wyposażenia pokładowego, który spełnia współczesne wymagania dla wielofunkcyjnego BSP rozpoznawczego. Dlatego następnie rozważymy skład ładunku mini-UAV.

Fabuła

W 1898 roku Nikola Tesla opracował i zademonstrował miniaturową łódź sterowaną radiowo. W 1910 roku zainspirowany sukcesami braci Wright młody amerykański inżynier wojskowy z Ohio Charles Kettering zaproponował zastosowanie bezzałogowych maszyn latających. Według jego planu urządzenie sterowane mechanizmem zegarowym miało w danym miejscu zrzucić skrzydła i spaść jak bomba na wroga. Otrzymawszy fundusze od armii amerykańskiej, zbudował i przetestował, z różnym powodzeniem, kilka urządzeń zwanych The Kattering Aerial Torpedo, Kettering Bug (lub po prostu Bug), ale nigdy nie zostały one użyte w walce. W 1933 roku w Wielkiej Brytanii opracowano pierwszy bezzałogowy statek powietrzny wielokrotnego użytku, Queen Bee. Wykorzystano trzy odrestaurowane dwupłatowce Fairy Queen, sterowane zdalnie ze statku drogą radiową. Dwa z nich rozbiły się, a trzeci wykonał udany lot, dzięki czemu Wielka Brytania stała się pierwszym krajem, który skorzystał z bezzałogowych statków powietrznych. Ten sterowany radiowo bezzałogowy cel, nazwany DH82A Tiger Moth, był używany przez Królewską Marynarkę Wojenną od 1934 do 1943 roku. Armia i Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych używają Radioplane OQ-2 RPV jako samolotu docelowego od 1940 roku. Badania niemieckich naukowców, którzy w latach 40. dali światu silnik odrzutowy i rakietę manewrującą, wyprzedziły swoje czasy o kilkadziesiąt lat. Niemal do końca lat osiemdziesiątych każdy udany projekt UAV „z rakiety manewrującej” był rozwinięciem opartym na V-1, a „z samolotu” – Focke-Wulf Fw 189. Pocisk V-1 był pierwszym do wykorzystania w rzeczywistych działaniach bojowych bezzałogowego statku powietrznego. Podczas II wojny światowej niemieccy naukowcy opracowali kilka rodzajów broni sterowanej radiowo, w tym bomby kierowane Henschel Hs 293 i Fritz X, rakietę Enzian oraz sterowane radiowo samoloty wypełnione materiałami wybuchowymi. Pomimo niedokończonych projektów Fritz X i Hs 293 zostały użyte na Morzu Śródziemnym przeciwko opancerzonym okrętom wojennym. Mniej wyrafinowana i zaprojektowana raczej do celów politycznych niż wojskowych, V1 Buzz Bomb była napędzana impulsowym silnikiem odrzutowym, który można było wystrzelić zarówno z ziemi, jak i z powietrza. W ZSRR w latach 1930-1940. konstruktor samolotów Nikitin opracował szybowiec bombowca torpedowego specjalnego przeznaczenia (PSN-1 i PSN-2) typu „latające skrzydło” w dwóch wersjach: załogowej szkolno-celowniczej oraz bezzałogowej z pełną automatyzacją. Na początku 1940 roku przedstawiono projekt bezzałogowej latającej torpedy o zasięgu lotu 100 km i większym (przy prędkości lotu 700 km/h). Jednak rozwój ten nie miał zostać przełożony na rzeczywiste projekty. W 1941 roku ciężkie bombowce TB-3 z powodzeniem wykorzystano jako UAV do niszczenia mostów. Podczas II wojny światowej Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych próbowała wykorzystać zdalnie sterowane systemy pokładowe oparte na samolocie B-17 do ataków na bazy niemieckich okrętów podwodnych. Po II wojnie światowej Stany Zjednoczone kontynuowały prace nad niektórymi typami UAV. Podczas wojny koreańskiej do niszczenia mostów z powodzeniem użyto sterowanej radiowo bomby Tarzon. 23 września 1957 r. Biuro Projektowe Tupolewa otrzymało państwowe zamówienie na opracowanie mobilnego nuklearnego naddźwiękowego pocisku manewrującego średniego zasięgu. Pierwszy start modelu Tu-121 odbył się 25 sierpnia 1960 roku, ale program został zamknięty na rzecz rakiet balistycznych Biura Projektowego Korolew. Powstały projekt znalazł zastosowanie jako cel, a także przy tworzeniu bezzałogowych samolotów rozpoznawczych Tu-123 „Jastreb”, Tu-143 „Lot” i Tu-141 „Striż”, które służyły w Siłach Powietrznych ZSRR od 1964 do 1979. Tu-143 „Lot” przez całe lata 70-te dostarczany był do krajów Afryki i Bliskiego Wschodu, w tym do Iraku. Tu-141 Swift do dziś służy Siłom Powietrznym Ukrainy. Zestawy „Lot” z Tu-143 BRLA służą do dziś, dostarczono je do Czechosłowacji (1984), Rumunii, Iraku i Syrii (1982), a także wykorzystano bojowo podczas wojny w Libanie. W Czechosłowacji w 1984 roku utworzono dwie eskadry, z których jedna znajduje się obecnie w Czechach, druga na Słowacji. We wczesnych latach sześćdziesiątych Stany Zjednoczone wykorzystywały zdalnie sterowane samoloty do monitorowania rozwoju rakiet w Związku Radzieckim i na Kubie. Po zestrzeleniu RB-47 i dwóch U-2 rozpoczęto prace nad rozwojem bezzałogowego samolotu rozpoznawczego dużych wysokości Red Wadon (Model 136) w celu wykonywania prac rozpoznawczych. UAV miał wysokie skrzydła i niską sygnaturę radarową i podczerwoną. Podczas wojny w Wietnamie, wraz ze wzrostem strat lotnictwa amerykańskiego od wietnamskich rakiet obrony powietrznej, wzrosło wykorzystanie UAV. Używano ich głównie do rozpoznania fotograficznego, czasami do celów wojny elektronicznej. W szczególności UAV 147E wykorzystano do rozpoznania elektronicznego. Pomimo tego, że ostatecznie został zestrzelony, dron przez cały lot przekazywał do stacji naziemnej cechy wietnamskiego systemu obrony powietrznej C75. Wartość tych informacji była współmierna do całkowitego kosztu programu rozwoju bezzałogowych statków powietrznych. Uratował także życie wielu amerykańskich pilotów, a także samolotów przez kolejne 15 lat, aż do 1973 roku. W czasie wojny amerykańskie UAV wykonały prawie 3500 lotów, ze stratami sięgającymi około czterech procent. Urządzenia służyły do rozpoznania fotograficznego, przekazywania sygnału, rozpoznania środki radioelektroniczne, wojny elektronicznej oraz jako wabiki komplikujące sytuację w powietrzu. Jednak cały program UAV był owiany tajemnicą do tego stopnia, że jego sukces, który miał pobudzić rozwój UAV po zakończeniu działań wojennych, pozostał w dużej mierze niezauważony. Bezzałogowe statki powietrzne były używane przez Izrael podczas konfliktu arabsko-izraelskiego w 1973 roku. Wykorzystywano je do obserwacji i rozpoznania, a także jako wabiki. W 1982 roku UAV wykorzystano podczas walk w dolinie Bekaa w Libanie. Izraelskie małe zdalnie sterowane statki powietrzne AI Scout UAV i Mastiff przeprowadziły rozpoznanie i obserwację syryjskich lotnisk, pozycji systemów obrony powietrznej i ruchów wojsk. Według informacji uzyskanych przy pomocy UAV, rozpraszająca grupa izraelskiego lotnictwa, przed atakiem głównych sił, spowodowała włączenie stacji radarowych syryjskich systemów obrony powietrznej, które zostały zaatakowane przy użyciu naprowadzanych rakiet przeciwradarowych, a ta broń, która nie została zniszczona, została stłumiona przez zakłócenia. Sukces izraelskiego lotnictwa był imponujący – Syria straciła 18 baterii rakiet przeciwlotniczych. W latach 70. i 80. ZSRR był liderem w produkcji UAV, wyprodukowano około 950 samych Tu-143. Zdalnie sterowane statki powietrzne i autonomiczne UAV były używane przez obie strony podczas wojny w Zatoce Perskiej w 1991 r., głównie jako platformy obserwacyjne i rozpoznawcze. USA, Anglia i Francja wdrożyły i skutecznie wykorzystywały systemy takie jak Pioneer, Pointer, Exdrone, Midge, Alpilles Mart, CL-89. Irak używał Al Yamamah, Makareb-1000, Sahreb-1 i Sahreb-2. Podczas operacji Pustynna Burza koalicyjne UAV zwiadu taktycznego wykonały ponad 530 misji, wylatując około 1700 godzin. Jednocześnie uszkodzonych zostało 28 urządzeń, w tym 12 zestrzelonych. Spośród 40 UAV Pioneera używanych w Stanach Zjednoczonych 60 procent zostało uszkodzonych, ale 75 procent uznano za nadające się do naprawy. Spośród wszystkich utraconych UAV tylko 2 poniosły straty bojowe. Niska strata wynika najprawdopodobniej z niewielkich rozmiarów BSP, przez co armia iracka uznała, że nie stanowią one dużego zagrożenia. Bezzałogowe statki powietrzne były także wykorzystywane w operacjach pokojowych ONZ w byłej Jugosławii. W 1992 r. Organizacja Narodów Zjednoczonych zezwoliła na użycie sił powietrznych NATO w celu zapewnienia osłony powietrznej Bośni i wsparcia wojsk lądowych stacjonujących na terenie całego kraju. Aby wykonać to zadanie, niezbędny był całodobowy rozpoznanie.

W sierpniu 2008 roku Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych zakończyły przez trzy lata przezbrajanie pierwszej jednostki lotnictwa bojowego, 174. Skrzydła Myśliwskiego Gwardii Narodowej, w bezzałogowe statki powietrzne MQ-9 Reaper. Atak UAV wykazały wysoką skuteczność w Afganistanie i Iraku. Główne zalety w stosunku do wymienianego F-16: niższy koszt zakupu i eksploatacji, dłuższy czas lotu, bezpieczeństwo operatorów.

Kapitan 2. stopnia V. Evgrafov ktn

W szerokim znaczeniu wojna elektroniczna (EW) w czołówce obce kraje odnosi się do wykorzystania wszystkich części widma elektromagnetycznego w celu poprawy wydajności zastosowanie bojowe własnych sił i środków, a także ograniczania możliwości przeciwnika w zakresie panowania nad jego siłami i środkami. Wojna elektroniczna jest uważana przez kierownictwo wojskowe sił zbrojnych rozwiniętych obcych państw za integralną część operacji bojowych. Działania wojny elektronicznej mają charakter obronny, ofensywny i wsparcia i są prowadzone zarówno w trakcie konfrontacji zbrojnej, jak i podczas działań niezwiązanych z działaniami bojowymi.

Ze względu na cel funkcjonalny i zadania do rozwiązania systemy i środki walki elektronicznej dzieli się na trzy duże grupy:
- systemy i środki tłumienia elektronicznego (atak elektroniczny);
- systemy i środki ochrony radioelektronicznej;
- systemy i środki wsparcia radioelektronicznego.

W tym artykule omówione zostaną systemy i środki elektronicznego tłumienia (RES) i elektronicznego wsparcia (RES).
REP odnosi się do działań obejmujących użycie specjalnych systemów i środków, w tym broni o ukierunkowanej energii i rakiet przeciwradarowych, w celu wywarcia wpływu na personel, broń i sprzęt wojskowy wroga. Pod względem efektywności stosowania środki REP można porównać z narażeniem na ogień.

REO polega na prowadzeniu działań rozpoznawczych, których celem jest wykrycie, przechwycenie, identyfikacja zamierzonych i niezamierzonych sygnałów pochodzących z systemów radioelektronicznych przeciwnika (OZE), określenie lokalizacji ich źródeł w celu szybkiego wykrycia zagrożenia, podjęcia działań zaradczych, a także dalszego zastosowanie w procesie planowania działań bojowych. Zasadnicza część zadań prowadzenia wojny elektronicznej w siłach zbrojnych obcych państw przypisana jest systemom i środkom powietrznym, natomiast bezzałogowe statki powietrzne (UAV) mają szereg zalet w stosunku do środków załogowych, przede wszystkim brak ryzyko dla ludzi. Ponadto przy tworzeniu BSP łatwiej jest zastosować technologie niskiej widzialności, co pozwala im zbliżyć się do celu na bliższą odległość i pozostać w danym obszarze przez wymagany czas. Z kolei bliskość obiektu REP zmniejsza koszty energii potrzebnej do zagłuszania, a także zapewnia przechwytywanie sygnałów małej mocy emitowanych przez interesujące obiekty podczas prowadzenia rozpoznania radiowego i elektronicznego (RRTR).

Obecnie bezzałogowe statki powietrzne służą przede wszystkim do rozpoznania, obserwacji i łączności. NA poziom strategiczny Sterowaniem główną funkcją UAV może być RRTR, podczas którego muszą one przechwytywać sygnały, analizować je i generować mapę sytuacji radioelektronicznej. Jednocześnie uzupełniane są bazy danych/biblioteki OZE zlokalizowane na terenie patrolu. Na poziomie operacyjnym rozwiązywane są zadania prowadzenia rozpoznania, w tym rozpoznania szczegółowego, wyznaczania celów dla systemów uzbrojenia i przeprowadzania ataków elektronicznych na strefy elektroniczne wroga. Na poziomie taktycznym, przy pomocy systemów i środków RRTR, mogą gromadzić i przekazywać użytkownikom krytyczne dane o sytuacji radioelektronicznej oraz formułować oznaczenia celów do ich stłumienia zgodnie z planem dowództwa. W przyszłości systemy i środki walki elektronicznej zlokalizowane na BSP powinny stać się najbardziej rozpowszechnione na poziomie taktycznym, gdzie można je wykorzystać z maksymalną efektywnością, uzupełniając możliwości systemów i środków specyficznego rozpoznania i walki elektronicznej, bardziej oddalonych od celu.

Obecnie 49 stanów opracowuje i produkuje ponad 250 UAV różnych typów i celów. Obecnie ten sektor biznesu lotniczego można uznać za jeden z najdynamiczniej rozwijających się. Liderem w tym obszarze są Stany Zjednoczone (ryc. 1).

Wszystkie istniejące i rozwijane UAV dzielą się na trzy główne klasy: strategiczne, taktyczne i specjalnego przeznaczenia. W każdej klasie istnieje bardziej szczegółowa gradacja: według wielkości, zasięgu, czasu lotu i wysokości, a także ze względu na charakter użytkowania (tabela 1).

W przypadku małych UAV elektroniczny sprzęt bojowy do zakłócania można umieszczać na poszczególnych próbkach w celu rozwiązania specjalnych problemów. Za niewłaściwe uważa się instalowanie na nich elektronicznego sprzętu obronnego ze względu na niewielkie rozmiary i stosunkowo niski koszt urządzeń. Średnie BSP uważane są za najbardziej obiecujące z punktu widzenia wyposażenia ich w systemy i środki walki elektronicznej. Ich stosunkowo niewielkie rozmiary i duża zwrotność, w połączeniu z wystarczającą nośnością, czynią z nich skuteczny środek penetracji obszarów chronionych i przeprowadzania ataków elektronicznych na strefy elektroniczne wroga. Jednocześnie, aby zwiększyć stopień przeżywalności, można je wyposażyć w elektroniczne środki ochrony osobistej. Na dużych bezzałogowcach ze względu na ich wysoki koszt uważa się za wskazane zainstalowanie osobistego elektronicznego sprzętu obronnego, a w niektórych przypadkach zakłócenia mogą być przeprowadzane przez takie urządzenia ze stosunkowo bezpiecznych miejsc.

Szczególne miejsce zajmują manewrujące autonomiczne wabiki (ALVT). Są to samoloty, które na ekranie radaru wyświetlają znak identyczny ze znakiem atakującego samolotu. Korpus ALVC jest wykonany z materiały kompozytowe. Zawiera miniaturową elektroniczną stację radarową, która generuje sygnały zakłócające z radarów wroga, a także utrudnia przechwytywanie i śledzenie atakujących samolotów. Manewrowe ALVC powinny w przyszłości znaleźć szerokie zastosowanie (Tabela 3).

Pojawienie się znacznej liczby różnych UAV, począwszy od mikro-UAV po pojazdy strategiczne, takie jak Global Hawk, stymuluje rozwój nowych systemów i środków radioelektronicznych. Do wiodących krajów produkujących elektroniczny sprzęt bojowy do umieszczenia na pokładach UAV należą USA i Izrael, a także Francja i Niemcy, które produkują próbki porównywalne z analogami dwóch pierwszych krajów. Wiele państw nie wykazuje jeszcze dużej aktywności, oczekując na ukształtowanie się kluczowych kierunków rozwoju rynku systemów radioelektronicznych i środków dla bezzałogowych statków powietrznych.

Głównymi ograniczeniami w rozwoju systemów i środków walki elektronicznej są ich rozmiar, waga i pobór mocy. Ponieważ elektroniczny sprzęt bojowy chłodzony cieczą wymaga dodatkowej przestrzeni i zwiększa wagę, obecnie opracowywane są dla UAV głównie urządzenia chłodzone powietrzem. Niemniej jednak trwają badania nad możliwością zastosowania w tych urządzeniach układów chłodzenia cieczą. W szczególności testowany jest zaawansowany, chłodzony cieczą system PPTR ASIP na modyfikacji Block 30 strategicznego UAV Global Hawk. Planowany jest zakup 24 takich systemów z wdrożeniem w 2012 roku.

Tabela 1 Klasyfikacja UAV
Kategoria UAV	Promień, km	Praktyczny sufit, m.in	Czas lotu, godz	Maksymalna masa startowa, kg	Status
Taktyczne UAV
Mikro UAV (Mikro)	<10	250	1	<5	Istnieć
Mini UAV (Mini)	<10	150** -300*	<2	< 30 (150**)	Istnieć
Krótki zasięg (CR)	10-30	3000	2-4	150	Istnieć
Krótki zasięg (SR)	30-70	3000	3-6	200	Istnieć
Średni zasięg (MR)	70-200	5 000	6-10	1250	Istnieć
Średni dystans, długa wytrzymałość (MRE)	>500	8 000	10-18	1250	Istnieć
Penetracja głęboka na małej wysokości (LADP)	>250	50-9 000	0,5-1	350	Istnieć
Wytrzymałość długodystansowa na małych wysokościach (LALE)	>500	3 000	>24	<30	Istnieć
Wytrzymałość długodystansowa na średnich wysokościach (MĘŻCZYZNA)	>500	14000	24-48	1500	Istnieć
Strategiczne UAV
Długotrwała wytrzymałość na dużych wysokościach (HALE)	>2000	20 000	24-48	12 000	Istnieć
UAV specjalnego przeznaczenia
Walka (UCAV)	~1500	10000	~2 (patrolowanie)	10 000	Istnieć
Broń jednorazowa (LETH)	300	4000	3-4	250	Istnieć
Wabiki (grudzień)	Do 500	5 000	<4	250	Istnieć
Stratosferyczny (STRATO)	>2000	20000-30000	>48	Brak danych	W rozwoju
Egzostratosfera (EXO)	Brak danych	>30000	Brak danych	Brak danych	W rozwoju
Przestrzeń (SPACJA)	Brak danych	Brak danych	Brak danych	Brak danych	W rozwoju
Według klasyfikacji Sił Zbrojnych USA. * Dla japońskich UAV. Na podstawie wartości maksymalnej masy startowej UAV można podzielić na małe, średnie i duże. Do małych UAV zalicza się UAV o maksymalnej masie startowej do 250 kg, średnie - od 250 do 2300 kg i duże - ponad 2300 kg ().

Na perspektywy wykorzystania UAV w walce elektronicznej duży wpływ ma wskaźnik „koszt/efektywność”. Elektroniczny sprzęt bojowy jest stosunkowo drogi. Ponieważ urządzenia często muszą spełniać swoje funkcje w warunkach zwiększonego ryzyka, wszystkie firmy pracują nad obniżeniem kosztów sprzętu. Cena koło życia ostatecznie może okazać się decydującym czynnikiem determinującym listę firm, które pozostaną na światowym rynku awioniki UAV.

Dużą wagę przywiązuje się do szybkości wymiany danych pomiędzy stacją naziemną a UAV oraz włączenia tego ostatniego w jednolitą sieć informatyczną (rys. 2). Zazwyczaj sprzęt komunikacyjny jest projektowany dla określonej platformy. Mając jednak na uwadze zasadę uniwersalności zastosowań, prowadzone są badania mające na celu stworzenie jednego połączonego sprzętu, wykonanego zgodnie z zasadami modułowości i połączenia online typu plug-and-play.

Ostatecznym celem jest utworzenie struktury, w której interakcja odbywałaby się nie na poziomie UAV, ale bezpośrednio na poziomie systemów i sprzętu walki elektronicznej rozmieszczonych na kilku nośnikach. Jednocześnie możliwości urządzeń powinny być dostępne zarówno dla użytkowników różnych typów sił zbrojnych jednego państwa, jak i sojuszników w ramach połączonych sił z odpowiednimi wyróżnieniami.

Kluczową właściwością UAV, definiującą go jako odrębne gatunki Broń i sprzęt wojskowy to autonomia. Obecnie postęp w dziedzinie technologii komputerowej pozwala tym urządzeniom rozwiązywać powierzone im zadania przy minimalnej ingerencji człowieka.

Urządzenia komputerowe stosowane w UAV są przeznaczone przede wszystkim do wykonywania następujących funkcji:
- analiza przechwytywanych sygnałów według wielu parametrów (częstotliwość, kierunek do źródła sygnału, czas rejestracji sygnału itp.);
- konwersja i sortowanie przechwyconych sygnałów w celu oceny sytuacji radioelektronicznej, grupowanie sygnałów i rejestrowanie ich w urządzeniach pamięci;
- identyfikacja, która opiera się na wykorzystaniu baz danych o standardowej strukturze przeznaczonych do stosowania w systemach walki elektronicznej.
W tych obszarach duża ilość prac, oprócz USA, jest prowadzona w Wielkiej Brytanii i Francji.


Ryż. 2. Schemat koncepcyjny włączenia BSP do globalnej sieci informacyjnej

Ryż. 3. Dynamika rozwoju wydajności urządzeń obliczeniowych (a) oraz stosunek wydajności procesora do pojemności pamięci (b)

Według obliczeń zagranicznych ekspertów, jeśli celem jest stworzenie autonomicznego UAV o takich samych możliwościach oceny sytuacji i podejmowania decyzji jak człowiek, to wydajność jego urządzenia obliczeniowego powinna wynosić co najmniej 10 operacji/ów, a pojemność pamięci powinna wynosić 108 MB. Na ryc. 3 przedstawiono wykresy obrazujące postęp w rozwoju urządzeń obliczeniowych i magazynujących, które mogą znaleźć zastosowanie jako część broni elektronicznej urządzenia.

Według prognoz dla dużych systemów komputerowych, ludzki poziom szybkości przetwarzania danych i pojemności pamięci może zostać osiągnięty około 2015 roku. Należy zaznaczyć, że koszt takiego superkomputera w danym momencie będzie bardzo wysoki. Według szacunków zagranicznych ekspertów do 2030 roku koszt procesora o wydajności 108 mln operacji/s wyniesie ok. 10 tys. dolarów. Jeśli chodzi o małe urządzenia komputerowe, a takie właśnie są wymagania BSP, wymagany poziom, przy braku jakościowych skoków w rozwoju technologii obliczeniowej, będzie można osiągnąć nie wcześniej niż w latach 2025–2030.

Nowoczesne krzemowe procesory półprzewodnikowe, stworzone przy użyciu litografii ultrafioletowej, mają limit rozmiaru elementy rzędu 1 mikrona. Uważa się, że do lat 2015-2020 możliwe jest przejście na nowe technologie, takie jak tworzenie procesorów optycznych, biochemicznych, molekularnych i kombinowanych, a także zastosowanie kwantowych przełączników interferencyjnych. Uwolnienie potencjału kwantowych przełączników interferencyjnych mogłoby zwiększyć wydajność systemów komputerowych o trzy rzędy wielkości, a procesorów molekularnych nawet o dziewięć rzędów wielkości w porównaniu z nowoczesnymi urządzeniami komputerowymi.

Ogólnie rzecz biorąc, przy opracowywaniu nowych technologii w zakresie produkcji urządzeń obliczeniowych przeznaczonych do stosowania jako część sprzętu radioelektronicznego UAV, planuje się w dużym stopniu uwzględnić doświadczenia zdobyte w sfera komercyjna. Jednocześnie odrębnym problemem pozostanie zapewnienie dodatkowej niezawodności wszystkich elementów radioelektronicznych, w tym wysokiego stopnia odporności na promieniowanie.

Obecnie twórcy systemów i środków walki elektronicznej dla UAV stoją przed następującymi głównymi problemami technicznymi i taktycznymi wymagającymi rozwiązania:
- Określenie optymalnej odległości dla skutecznego przeprowadzenia ataku elektronicznego i zapewnienie odpowiedniego stopnia przeżywalności UAV.
- Wyposażenie UAV w sprzęt elektroniczny zgodnie z wymogami niskiej widoczności. Własne emisje są silnymi sygnałami demaskującymi, co zwiększa prawdopodobieństwo uszkodzenia UAV (na przykład przez rakiety naprowadzane radiacyjnie).
- Zapewnienie stabilnej komunikacji ze zdalnymi abonentami podczas ataku elektronicznego (własna ingerencja może prowadzić do niemożności szybkiego dostosowania zadań UAV i zakłócenia przekazywania informacji wywiadowczych innym konsumentom). Jednym z możliwych środków jest zwiększenie stopnia autonomii urządzenia. Linie komunikacyjne muszą być również chronione przed wpływem elektronicznego sprzętu bojowego wroga.
- Zapewnienie przesyłania dużych ilości informacji w czasie rzeczywistym. Praktycznie niemożliwe jest zaprogramowanie UAV na wszystkie zmiany sytuacji bojowej, które mogą wystąpić w trakcie wykonywania misji. Decyzję o dostosowaniu zadań może podjąć osoba na stanowisku kontrolnym, jednak w tym celu musi uzyskać kompleksową informację o sytuacji.
- Zapewnienie wysokiego stopnia niezawodności systemów pokładowych, gdyż bezpieczeństwo platform załogowych zależy od powodzenia wykorzystania UAV. Ponadto UAV muszą posiadać znaczny stopień autonomii, aby móc funkcjonować w warunkach czasowej utraty lub niestabilności
komunikacja ze stacją sterującą.
- Możliwość generowania zakłóceń o wymaganej mocy. Wzrost mocy sygnałów zakłócających prowadzi do wzrostu wielkości UAV i jego kosztu.
- Osiągnięcie koordynacji działań z załogami załogowych statków powietrznych.
- Zapewnienie minimalnego odstępu czasu pomiędzy wykryciem celu a jego elektronicznym stłumieniem.

UWAGA: Przeglądasz część tekstową podsumowania treści, materiał dostępny jest po kliknięciu przycisku Pobierz

Charakterystyka taktyczno-techniczna bezzałogowych statków powietrznych w służbie jednostek podmiotu wchodzącego w skład Federacji Rosyjskiej

W przypadku wyposażenia technicznego rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych w bezzałogowe statki powietrzne rosyjskie przedsiębiorstwa opracowały kilka opcji, rozważmy niektóre z nich:

UAV ZALA 421-16E

to bezzałogowy statek powietrzny dalekiego zasięgu (rys. 1.) wyposażony w system automatycznego sterowania (autopilot), system nawigacji z korekcją inercyjną (GPS/GLONASS), wbudowany system telemetrii cyfrowej, światła nawigacyjne, wbudowane trzy magnetometr osiowy, moduł do utrzymywania i aktywnego śledzenia celu („moduł AC”), wbudowana kamera cyfrowa, cyfrowy szerokopasmowy nadajnik wideo w modulacji C-OFDM, radiomodem z odbiornikiem systemu nawigacji satelitarnej (SNS) „ Diagonal AIR” z możliwością pracy bez sygnału SNS (dalmierz radiowy), systemem autodiagnostyki, czujnikiem wilgotności, czujnikiem temperatury, czujnikiem prądu, czujnikiem temperatury układu napędowego, zwalniaczem spadochronu, amortyzatorem powietrznym do ochrony ładunku celu podczas lądowania oraz nadajnik poszukiwawczy.

Kompleks ten przeznaczony jest do obserwacji lotniczej o każdej porze dnia na odległość do 50 km z transmisją wideo w czasie rzeczywistym. Bezzałogowy statek powietrzny skutecznie rozwiązuje problemy zapewnienia bezpieczeństwa i kontroli obiektów o znaczeniu strategicznym, pozwala na określenie współrzędnych celu i szybkie podjęcie decyzji korygujących działania służb naziemnych. Dzięki wbudowanemu „modułowi AS” UAV automatycznie monitoruje obiekty statyczne i poruszające się. W przypadku braku sygnału SNS, UAV będzie samodzielnie kontynuował wykonywanie zadania

Rysunek 1 – UAV ZALA 421-16E

UAV ZALA 421-08M

(Rys. 2.) Wykonany według schematu „latającego skrzydła” - jest to bezzałogowy statek powietrzny o zasięgu taktycznym z autopilotem, posiadający podobny zestaw funkcji i modułów jak ZALA 421-16E. Kompleks ten przeznaczony jest do operacyjnego rozpoznania terenu na dystansie do 15 km z transmisją wideo w czasie rzeczywistym. UAV ZALA 421-08M wyróżnia się wyjątkową niezawodnością, łatwością obsługi, niską sygnaturą akustyczną i wizualną oraz najlepszymi w swojej klasie obciążeniami docelowymi. Samolot ten nie wymaga specjalnie przygotowanego miejsca startu i lądowania ze względu na fakt, że start odbywa się przy użyciu elastycznej katapulty i prowadzi rozpoznanie powietrzne w różnych warunkach pogodowych o każdej porze dnia.

Transport kompleksu bezzałogowcem ZALA 421-08M na miejsce pracy może przeprowadzić jedna osoba. Lekkość urządzenia pozwala (przy odpowiednim przygotowaniu) wystrzelić „z ręki”, bez użycia katapulty, co czyni je niezastąpionym przy rozwiązywaniu problemów. Wbudowany „Moduł AC” umożliwia bezzałogowemu statkowi powietrznemu automatyczne monitorowanie obiektów statycznych i poruszających się zarówno na lądzie, jak i na wodzie.

Rysunek 2 – UAV ZALA 421-08M

UAV ZALA 421-22

to bezzałogowy śmigłowiec z ośmioma wirnikami średniego zasięgu, z wbudowanym systemem autopilota (rys. 3). Konstrukcja urządzenia jest składana, wykonana z materiałów kompozytowych, co zapewnia łatwe dostarczenie zestawu na miejsce pracy przez dowolną osobę. pojazd. Urządzenie to nie wymaga specjalnie przygotowanego miejsca startu i lądowania ze względu na pionowo automatyczny start i lądowanie, co czyni go niezastąpionym podczas prowadzenia rozpoznania powietrznego w trudno dostępnych obszarach.

ZALA 421-22 z powodzeniem służy do wykonywania czynności o każdej porze dnia: wyszukiwania i wykrywania obiektów, zapewnienia bezpieczeństwa terenów w promieniu do 5 km. Dzięki wbudowanemu „Modułowi AC” urządzenie automatycznie monitoruje obiekty statyczne i poruszające się.

Phantom 3 Profesjonalny

Reprezentuje następną generację quadkopterów DJI. Od razu po wyjęciu z pudełka może nagrywać wideo w rozdzielczości 4K i odtwarzać wideo HD. Kamera jest zintegrowana z gimbalem, co zapewnia maksymalną stabilność i efektywność wagową przy minimalnych rozmiarach. W przypadku braku sygnału GPS, technologia pozycjonowania wizualnego zapewnia dokładność zawisu.

Główne funkcje

Aparat i gimbal: Phantom 3 Professional nagrywa wideo 4K z prędkością do 30 klatek na sekundę i robi 12-megapikselowe zdjęcia, które wyglądają ostrzej i czyściej niż kiedykolwiek. Ulepszony czujnik aparatu zapewnia większą klarowność, niższy poziom szumów i najlepsze zdjęcia niż jakakolwiek poprzednia latająca kamera.

Łącze wideo HD: Niskie opóźnienia, transmisja wideo HD w oparciu o system DJI Lightbridge.

Inteligentny akumulator DJI: 4480 mAh Inteligentny akumulator DJI ma nowe ogniwa i wykorzystuje inteligentny system zarządzania akumulatorem.

Kontroler lotu: Kontroler lotu nowej generacji zapewnia bardziej niezawodne działanie. Nowy rejestrator przechowuje dane z każdego lotu, a wizualne pozycjonowanie pozwala na dokładne zawisnięcie w jednym punkcie w przypadku braku GPS.

Rysunek 4 – Phantom 3 Professional UAV

UAV Inspire 1

Inspire 1 to nowy multikopter zdolny do nagrywania wideo 4K i przesyłania wideo w wysokiej rozdzielczości (do 2 km) do wielu urządzeń od razu po wyjęciu z pudełka. Wyposażona w wysuwaną obudowę, kamera może swobodnie obracać się o 360 stopni. Kamera jest zintegrowana z gimbalem, co zapewnia maksymalną stabilność i efektywność wagową przy minimalnych rozmiarach. W przypadku braku sygnału GPS, technologia pozycjonowania wizualnego zapewnia dokładność zawisu.

Główne funkcje

Aparat i gimbal: rejestruje filmy w rozdzielczości do 4K i zdjęcia w rozdzielczości 12 megapikseli. Jest miejsce na zainstalowanie filtrów o neutralnej gęstości (ND) w celu lepszej kontroli ekspozycji. Nowy mechanizm zawieszenia pozwala na szybkie zdjęcie aparatu.

Łącze wideo HD: Niskie opóźnienia, transmisja wideo HD, to zaawansowana wersja systemu DJI Lightbridge. Możliwe jest także sterowanie nim za pomocą dwóch pilotów.

Podwozie: Chowane podwozie umożliwia kamerze wykonywanie niezakłóconych panoram.

Inteligentny akumulator DJI: 4500 mAh wykorzystuje inteligentny system zarządzania akumulatorem.

Kontroler lotu: Kontroler lotu nowej generacji zapewnia bardziej niezawodne działanie. Nowy rejestrator przechowuje dane z każdego lotu, a wizualne pozycjonowanie pozwala dokładnie zawisnąć w jednym punkcie w przypadku braku GPS.

Rysunek 5 – Inspire 1 UAV

Wszystkie cechy wymienionych powyżej UAV przedstawiono w Tabeli 1 (z wyjątkiem Phantom 3 Professional i Inspire 1, jak wskazano w tekście)

Tabela 1. Charakterystyka UAV

UAV	ZALA 421-16E	ZALA 421-16EM	ZALA 421-08M	ZALA 421-08F	ZAŁA 421-16	ZALA 421-04M
Rozpiętość skrzydeł UAV, mm	2815	1810	810	425	1680	1615
Czas lotu, h(min)	>4	2,5	(80)	(80)	4-8	1,5
Długość UAV, mm	1020	900	425	–	–	635
Prędkość, km/h	65-110	65-110	65-130	65-120	130-200	65-100
Maksymalna wysokość lotu, m	3600	3600	3600	3000	3000	–
Docelowa masa ładunku, kg(g)	Do 1,5	Do 1	(300)	(300)	–	Do 1

Lekcja rozwiązywania problemów z uwzględnieniem możliwości bezzałogowych statków powietrznych będących na wyposażeniu jednostek podmiotu wchodzącego w skład Federacji Rosyjskiej.

– wykrywanie sytuacji awaryjnych;

– udział w reagowaniu kryzysowym;

– ocena szkód powstałych w sytuacjach awaryjnych.

Wykorzystanie bezzałogowych statków powietrznych w interesie rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych jest bardzo istotne. Technologia bezzałogowych statków powietrznych przeżywa prawdziwy rozkwit. Bezzałogowe statki powietrzne o różnym przeznaczeniu, różnych konfiguracjach aerodynamicznych i różnorodnych możliwościach taktyczny właściwości techniczne. Sukces ich stosowania wiąże się przede wszystkim z szybkim rozwojem technologii obliczeń mikroprocesorowych, systemów sterowania, nawigacji, transmisji informacji i sztucznej inteligencji. Postępy w tej dziedzinie umożliwiają automatyczny lot od startu do lądowania, rozwiązują problemy monitorowania powierzchni ziemi (wody), a także wyposażają wojskowe bezzałogowe statki powietrzne w rozpoznanie, poszukiwanie, selekcję i niszczenie celów w trudnych warunkach. Dlatego w większości krajów uprzemysłowionych rozwój zarówno samych samolotów, jak i elektrowni dla nich toczy się na szerokim froncie.

Obecnie bezzałogowe statki powietrzne są szeroko wykorzystywane przez rosyjskie Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych do zarządzania sytuacjami kryzysowymi i uzyskiwania informacji operacyjnych.

Są w stanie zastąpić samoloty i helikoptery podczas misji, które wiążą się z ryzykiem dla życia ich załóg i możliwą utratą drogich samolotów załogowych. Pierwsze bezzałogowe statki powietrzne przybyły do rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych w 2009 roku. Latem 2010 roku bezzałogowe statki powietrzne zostały wykorzystane do monitorowania sytuacji pożarowej w obwodzie moskiewskim, w szczególności w obwodach szaturskim i jegoriewskim. Zgodnie z Dekretem Rządu Federacji Rosyjskiej z dnia 11 marca 2010 r. Nr 138 „W sprawie zatwierdzenia Federalnych zasad użytkowania przestrzeni powietrznej Federacji Rosyjskiej” przez bezzałogowy statek powietrzny rozumie się statek powietrzny wykonujący lot bez pilota (załogi) na pokładzie i jest sterowany w locie automatycznie przez operatora z punktu kontrolnego lub kombinacją tych metod

Bezzałogowy statek powietrzny przeznaczony jest do rozwiązywania następujących zadań:

– bezzałogowy zdalny monitoring lasów w celu wykrywania pożarów lasów;

– monitorowanie i przekazywanie danych o skażeniach radioaktywnych i chemicznych terenu i przestrzeni powietrznej na danym obszarze;

inżynieryjne badania obszarów powodzi, trzęsień ziemi i innych klęsk żywiołowych;

– wykrywanie i monitorowanie zatorów lodowych i wylewów rzecznych;

– monitorowanie stanu autostrad transportowych, rurociągów naftowych i gazowych, linii energetycznych i innych obiektów;

– monitoring środowiskowy obszarów wodnych i linii brzegowych;

– określenie dokładnych współrzędnych obszarów awaryjnych i dotkniętych obiektów.

Monitoring prowadzony jest w dzień i w nocy, przy sprzyjających i ograniczonych warunkach pogodowych.

Bezzałogowy statek powietrzny umożliwia jednocześnie poszukiwanie sprzętu technicznego, który uległ wypadkowi (katastrofie) oraz zaginionym grupom ludzi. Wyszukiwanie odbywa się według wcześniej wprowadzonej misji lotniczej lub według trasy lotu szybko zmienionej przez operatora. Wyposażony jest w systemy naprowadzania, pokładowe systemy radarowe, czujniki i kamery wideo.

Podczas lotu z reguły sterowanie bezzałogowym statkiem powietrznym odbywa się automatycznie za pośrednictwem pokładowego kompleksu nawigacyjno-kontrolnego, który obejmuje:

– odbiornik nawigacji satelitarnej zapewniający odbiór informacji nawigacyjnych z systemów GLONASS i GPS;

– układ czujników inercyjnych umożliwiający określenie orientacji i parametrów ruchu bezzałogowego statku powietrznego;

– system czujników umożliwiający pomiar wysokości i prędkości lotu;

– różne rodzaje anten. Pokładowy system łączności działa w dozwolonym zakresie częstotliwości radiowych i zapewnia transmisję danych z pokładu na ziemię i z ziemi na pokład.

Zadania z zakresu wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych można podzielić na cztery główne grupy:

– wykrywanie sytuacji awaryjnych;

– udział w reagowaniu kryzysowym;

– poszukiwanie i ratowanie ofiar;

– ocena szkód powstałych w sytuacjach awaryjnych.

Wykrywanie sytuacji awaryjnej oznacza niezawodne rozpoznanie faktu wystąpienia sytuacji awaryjnej, a także czasu i dokładnych współrzędnych miejsca, w którym zostało zaobserwowane. Monitoring lotniczy terytoriów z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych prowadzony jest w oparciu o prognozy zwiększonego prawdopodobieństwa wystąpienia sytuacji awaryjnej lub w oparciu o sygnały z innych niezależnych źródeł. Może to obejmować latanie nad obszarami zalesionymi w warunkach pogodowych stwarzających zagrożenie pożarowe. W zależności od szybkości rozprzestrzeniania się sytuacji awaryjnej dane przesyłane są w czasie rzeczywistym lub przetwarzane po powrocie bezzałogowego statku powietrznego. Otrzymane dane mogą być przekazywane kanałami komunikacyjnymi (w tym satelitarnymi) do dowództwa akcji poszukiwawczo-ratowniczej, centrum regionalne EMERCOM Rosji lub centrala EMERCOM Rosji. Bezzałogowe statki powietrzne mogą zostać włączone do sił reagowania kryzysowego, a także mogą okazać się niezwykle przydatne, a czasem niezastąpione, podczas działań poszukiwawczo-ratowniczych na lądzie i na morzu. Bezzałogowe statki powietrzne wykorzystywane są także do oceny uszkodzeń powstałych w sytuacjach awaryjnych, w przypadkach gdy trzeba to zrobić szybko i dokładnie oraz bez zagrożenia dla zdrowia i życia ekip ratownictwa naziemnego. I tak w 2013 roku bezzałogowe statki powietrzne były wykorzystywane przez pracowników rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych do monitorowania warunków powodziowych na Terytorium Chabarowskim. Za pomocą danych przesyłanych w czasie rzeczywistym monitorowano stan obiektów ochronnych w celu zapobiegania pęknięciom tam, a także poszukiwano ludzi na terenach zalanych, a następnie korygowano działania pracowników rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych.

Biorąc pod uwagę doświadczenia związane z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych w interesie rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych, można dokonać następujących uogólnień: – ekonomiczna wykonalność wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych wynika z łatwości użytkowania, możliwości startu i lądowania na dowolne wybrane terytorium; – dowództwo operacyjne otrzymuje rzetelną informację wideo i zdjęciową, co pozwala skutecznie zarządzać siłami i środkami lokalizowania i eliminowania sytuacji awaryjnych; – możliwość przesyłania informacji wideo i foto w czasie rzeczywistym do punktów kontrolnych pozwala szybko wpływać na zmiany sytuacji i podejmować właściwe decyzje zarządcze; – możliwość ręcznego i automatycznego wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych. Zgodnie z przepisami „W sprawie Ministerstwa Federacji Rosyjskiej ds. Obrony Cywilnej, Sytuacji Nadzwyczajnych i Pomocy w przypadku Katastrof” rosyjskie Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych zarządza Jednolitym Państwowym Systemem Zapobiegania i Eliminowania Sytuacji Nadzwyczajnych na szczeblu federalnym. O efektywności takiego systemu w dużej mierze decyduje poziom jego wyposażenia technicznego i właściwa organizacja współdziałania wszystkich jego elementów składowych. Aby rozwiązać problem gromadzenia i przetwarzania informacji z zakresu obrony cywilnej, ochrony ludności i terytoriów przed sytuacjami kryzysowymi, zapewnienia bezpieczeństwa przeciwpożarowego, bezpieczeństwa ludzi na zbiornikach wodnych, a także wymiany tych informacji, wskazane jest kompleksowe wykorzystanie przestrzeni sprzęt techniczny znajdujący się w powietrzu, naziemny lub powierzchniowy. Czynnik czasu jest niezwykle ważny przy planowaniu i realizacji działań mających na celu ochronę ludności i terytoriów przed sytuacjami awaryjnymi, a także zapewnienie bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Od terminowego otrzymania informacji o sytuacjach awaryjnych przez kierownictwo Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych Rosji różne poziomy a poziom szkód gospodarczych spowodowanych sytuacjami nadzwyczajnymi oraz liczba dotkniętych nimi obywateli w dużej mierze zależą od szybkiej reakcji na zaistniałe zdarzenia. Jednocześnie w celu podjęcia odpowiednich działań operacyjnych decyzje zarządcze konieczne jest podanie informacji pełnych, obiektywnych i rzetelnych, niezafałszowanych i zmodyfikowanych na skutek czynników subiektywnych. Tym samym dalsze wprowadzanie bezzałogowych statków powietrznych w znaczący sposób przyczyni się do uzupełnienia luk informacyjnych dotyczących dynamiki sytuacji awaryjnych. Niezwykle ważnym zadaniem jest wykrycie wystąpienia sytuacji awaryjnej. Samo użycie bezzałogowych statków powietrznych może być bardzo skuteczne w przypadku powoli rozwijającej się sytuacji awaryjnej lub sytuacji awaryjnej w stosunkowo bliskiej odległości od rozmieszczonych sił i środków jej eliminacji. Jednocześnie w połączeniu z danymi uzyskanymi z innych kosmicznych, naziemnych lub naziemnych środków technicznych można szczegółowo przedstawić rzeczywisty obraz nadchodzących wydarzeń, a także charakter i tempo ich rozwoju. Wyposażenie techniczne rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych w obiecujące systemy robotyczne jest pilnym i niezwykle ważnym zadaniem. Rozwój, produkcja i wdrażanie takich produktów jest procesem dość złożonym i kapitałochłonnym. Jednakże koszty rządowe zakupu takiego sprzętu zostaną pokryte przez efekt ekonomiczny zapobiegania i eliminowania sytuacji awaryjnych przy użyciu tej technologii. Tylko z corocznych pożarów lasów Federacja Rosyjska ponosi ogromne straty gospodarcze. A więc modernizacja baza techniczna Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych Rosji opracowało program doposażenia jednostek Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych Rosji w nowoczesne modele maszyn i urządzeń na lata 2011–2015. Analiza reakcji organów i sił rządowych na federalne sytuacje kryzysowe związane z przejściem letnio-jesiennej powodzi 2013 roku na Dalekowschodnim Okręgu Federalnym podkreśliła znaczenie wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych w interesie rosyjskiego Ministerstwa ds. Sytuacji Nadzwyczajnych Sytuacje. W związku z tym podjęto decyzję o utworzeniu dywizji bezzałogowych statków powietrznych. Oprócz tego istnieje szereg problemów, którymi należy się zająć, zanim bezzałogowe statki powietrzne staną się powszechne. Wśród nich można wyróżnić integrację bezzałogowych statków powietrznych z systemem ruchu lotniczego w taki sposób, aby nie stwarzały zagrożenia kolizją z załogowymi statkami powietrznymi, zarówno cywilnymi, jak i wojskowymi. Podczas przeprowadzania określonych akcji ratowniczych siły rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych mają prawo wykorzystać swoje środki techniczne do wykonania niezbędnych prac. W tym względzie obecnie nie ma ścisłych ograniczeń regulacyjnych, a tym bardziej zakazów, dotyczących wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych w interesie rosyjskiego Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych. Jednakże pytania regulacyjne Przepisy dotyczące rozwoju, produkcji i wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych do celów cywilnych nie zostały jeszcze ogólnie uregulowane.

– pierwszy punkt zwrotny trasy (punkt początkowy trasy (IPM) jest instalowany obok punktu początkowego).

– głębokość obszaru roboczego musi mieścić się w granicach stabilnego odbioru sygnałów wideo i informacji telemetrycznych z UAV. (Głębokość obszaru roboczego

– odległość od lokalizacji anteny NSU do maksymalnie odległego punktu zwrotnego. Obszar pracy to terytorium, na którym UAV realizuje dany program lotu.).

– Linia trasy, jeśli to możliwe, nie powinna przebiegać w pobliżu linii wysokiego napięcia i innych obiektów o wysokim poziomie promieniowanie elektromagnetyczne(stacje radarowe, anteny nadawczo-odbiorcze itp.).

– Przewidywany czas lotu nie powinien przekraczać 2/3 maksymalnego czasu trwania deklarowanego przez producenta.

– Na start i lądowanie należy przeznaczyć co najmniej 10 minut lotu. Do ogólnej inspekcji terytorium najodpowiedniejsza jest zamknięta trasa okrężna. Głównymi zaletami tej metody jest pokrycie dużego obszaru, skuteczność i szybkość monitorowania, możliwość badania trudno dostępnych obszarów terenu, stosunkowo proste planowanie misji lotniczej oraz szybkie przetwarzanie uzyskanych wyników. Trasa lotu musi zapewniać pokrycie całego obszaru prac.

Dla racjonalne wykorzystanie zasobów energetycznych UAV, zaleca się tak zaplanować trasę lotu, aby pierwsza połowa lotu UAV odbywała się pod wiatr.

Rysunek 2 – Konstrukcja lotu po prostoliniowej trasie równoległej.

Przy wykonywaniu zdjęć lotniczych obszarów terenowych zaleca się stosowanie trasy równoległej. Przygotowując trasę, operator musi uwzględnić maksymalną szerokość pola widzenia kamery UAV na danej wysokości lotu. Trasę układamy tak, aby krawędzie pola widzenia kamery zachodziły na sąsiednie pola w przybliżeniu 15% -20%.

Rysunek 3 – Trasa równoległa.

Przelot nad danym obiektem wykorzystywany jest przy przeprowadzaniu inspekcji konkretnych obiektów. Szeroko stosowane w przypadkach, gdy znane są współrzędne obiektu i wymagane jest wyjaśnienie jego stanu.

Rysunek 4 – Latanie wokół danego obiektu

Podczas kontroli czynnych pożarów lasów operator określa główny kierunek rozprzestrzeniania się pożaru, obecność zagrożenia rozprzestrzenienia się pożaru na obiekty gospodarcze i obszary zaludnione, obecność pojedynczych pożarów, obszary szczególnie niebezpieczne pod względem pożarowym, miejsca w którym ogień przechodzi przez pasy zmineralizowane oraz, jeśli to możliwe, identyfikuje lokalizację osób i sprzętu biorącego udział w gaszeniu pożaru, w celu ustalenia prawidłowego ich rozmieszczenia na krawędzi pożaru. Równolegle z otrzymaniem informacji wideo przedstawiciele służb leśnych podejmują decyzje dotyczące taktycznych sposobów gaszenia, manewrowania zasobami ludzkimi i technicznymi. Wyznaczono naturalne granice zatrzymania pożaru, drogi dojazdowe (dojścia) do miejsca pożaru oraz odcinek krawędzi (drogi, szlaki, jeziora, strumienie, rzeki, mosty).

Przykład zastosowania UAV

W kwietniu 2011 roku trzy bezzałogowe helikoptery HE300 wykonały obserwację wizualną uszkodzonej elektrowni jądrowej w Fukushimie. Te UAV są wyposażone w profesjonalną kamerę wideo, kamerę termowizyjną, różne czujniki do pomiarów i strzelań, a także posiadają zbiornik do rozpylania różnych cieczy. Wyniki nagrywania wideo z UAV pokazano na rys. 5.6.

Rysunek 5.6 – Japońska elektrownia jądrowa po wypadku z UAV.

W lutym 2014 roku BSP ZALA umożliwił zespołom Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych w obwodzie kirowskim utrzymanie sytuacji pod kontrolą podczas pożaru w stacja kolejowa(wykoleił się i zapalił pociąg z kondensatem gazowym), umiejętnie skoncentrować siły w celu bezpiecznej ewakuacji mieszkańców i likwidacji skutków zdarzenia. Monitoring lotniczy strefy awaryjnej prowadzony był w dzień i w nocy, całkowicie eliminując zagrożenie życia ludności i ekipy ratowniczej. Zdjęcia z miejsca. Wypadki sfilmowane przez UAV pokazano na rysunku 7.

Rysunek 7 – Pożar na stacji kolejowej sfilmowany kamerą UAV.

System BSP ZALA służył do monitorowania powodzi na Dalekim Wschodzie w 2013 roku. Moskiewski oddział „Centrospas” wysłał do Chabarowska kompleks z bezzałogowymi statkami powietrznymi, który latał w dzień i w nocy, informując oddziały naziemne o zalanych terenach i lokalizacji znajdujących się w niebezpieczeństwie osób. Ryc. 8.

Rysunek 8 – Przegląd strefy zalewowej

Bezzałogowe statki powietrzne stają się niezastąpionym pomocnikiem w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych. Przecież za pomocą UAV można nie tylko przesyłać informacje, ale także dostarczać ładunek, ostrzegać ludność za pomocą aktywnego głośnika o zbliżającym się niebezpieczeństwie. Uczestnicząc wraz z załogowymi statkami powietrznymi w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych, UAV zwiększają efektywność ich realizacji. Obszar poszukiwań może być badany jednocześnie przez grupę dronów. Korzystając ze sprzętu zainstalowanego na pokładzie drona, poszukiwania można przeprowadzić w dowolnym momencie. W tym przypadku zastosowano układ optyczno-elektroniczny o wysokiej rozdzielczości z kilkoma kanałami wyjściowymi informacji: kamerę termowizyjną, kamerę wideo, kamerę na podczerwień, kamerę wielospektralną. Można również użyć, jeśli to konieczne system radarowy, magnetometr, lidary.
Ale obecnie najczęściej UAV służą do teledetekcji Ziemi (ERS). Warunkiem wykorzystania UAV jako nowego narzędzia fotogrametrycznego są wady dwóch tradycyjne sposoby pozyskiwanie danych teledetekcyjnych za pomocą satelitów kosmicznych (fotografia kosmiczna) i załogowych statków powietrznych (fotografia lotnicza). Zdjęcia satelitarne dostarczają obrazy o maksymalnej publicznie dostępnej rozdzielczości 0,5 m, co jest niewystarczające do mapowania na dużą skalę. Tradycyjna fotografia lotnicza, wykonywana przy użyciu załogowych statków powietrznych, wymaga wysokich kosztów ekonomicznych konserwacji i tankowania, co prowadzi do wzrostu kosztu produktu końcowego.
Głównym zadaniem stojącym przed dronami w teledetekcji jest uzyskanie danych przestrzennych o obiekcie lub terenie. Dane uzyskane ze zdjęć lotniczych UAV można wykorzystać do tworzenia i aktualizacji cyfrowych map topograficznych oraz cyfrowych terenów topograficznych. Efekty uzyskane z fotografii lotniczej z użyciem dronów przekraczają wszelkie oczekiwania. Efektywność pracy jest oczywista: szybkość pozyskiwania informacji, skuteczność i terminowość, jakość zdjęć. Ale pomimo wszystkich zalet korzystanie z tej usługi nie jest takie łatwe. Aby móc wykonywać prace z zakresu fotografii lotniczej należy przestrzegać pewnych zasad: uzyskania zezwolenia na prowadzenie filmowania na określonym terytorium, posiadania odpowiednich licencji, w tym licencji na wykonywanie prac związanych z wykorzystaniem informacji stanowiących tajemnicę państwową. Dlatego wielu konsumentów nie ma możliwości samodzielnego korzystania z bezzałogowych statków powietrznych, lecz zleca usługi fotografii lotniczej firmom produkującym UAV. Ze względu na specyfikę swojej działalności, tego typu przedsiębiorstwa produkcyjne posiadają niezbędne licencje i są w stanie uzyskać pozwolenie na prowadzenie prac.
Spełnianie wymagań niezbędnych do wykonywania prac z wykorzystaniem BSP prowadzi do ograniczonego rozwoju tego obszaru. Usunięcie ograniczeń lub złagodzenie przepisów dotyczących wykorzystania UAV do rozwiązywania problemów Gospodarka narodowa da impuls do rozwoju nowych technologii. Na obecnym etapie rozwoju komercyjnego wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych odbiorcami tej technologii są w dalszym ciągu Ministerstwo Obrony Narodowej i Usługi publiczne: oddziały graniczne, Ministerstwo Spraw Wewnętrznych, Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych i inne wydziały realizujące różne rodzaje kontrola. Klientami cywilnymi są Gazprom, koncerny energetyczne i inne, które na bieżąco monitorują stan swoich obiektów.
Rynek jednak robi swoje, a w segmencie rozrywkowym pojawiają się chińskie UAV – multikoptery. Przede wszystkim kupuje się je jako zabawki, ale jednocześnie rośnie liczba komercyjnych zastosowań tego typu urządzeń. Na przykład używanie ich do dostarczania drobnych towarów.

Wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny(UAV) odnosi się do technologii lotniczej, w szczególności do bezzałogowych statków powietrznych start pionowy i lądowania. Celem wzoru użytkowego jest zwiększenie marginesu stabilności i rozszerzenie właściwości technicznych. Efektem technicznym, jaki można uzyskać stosując wzór użytkowy, jest poszerzenie zakresu zastosowań wielozadaniowego UAV poprzez umieszczenie na powierzchni statku specjalnego sprzętu, m.in. służącego do ewakuacji ofiar z obszaru działań wojennych lub klęsk żywiołowych. główne skrzydło. Zadanie to realizowane jest poprzez fakt, że wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny jest skrzydłem wspornikowym, zawierającym układ sterowania, układ napędowy składający się z czterech silników obrotowych umieszczonych na zewnątrz kadłuba oraz ładunek. Jednocześnie wielozadaniowy UAV zawiera dodatkowo systemy poziomowania, koordynacji i awaryjnego ręcznego sterowania silnikami obrotowymi, składające się z jednostek sterujących i urządzeń przetwarzających wzmocnienie skojarzonych z silnikami obrotowymi, które równomiernie zajmują całą objętość wspornika skrzydło, a na jego powierzchni znajdują się elementy awaryjnego systemu sterowania ręcznego. Do głównych zalet bezzałogowego statku powietrznego z czterema silnikami obrotowymi należą: możliwość umieszczenia dowolnego wyposażenia specjalnego na zewnętrznej powierzchni skrzydła wielozadaniowego UAV, możliwość realizacji sześciu trybów pracy wielozadaniowego UAV, możliwość startu i lądowania wielozadaniowego UAV na dowolnej twardej powierzchni, zapewniająca tryb zawisu nad każdym trudno dostępnym terenem (woda, bagno, piasek, góry, las, wąwóz itp.), możliwość automatycznego utrzymanie zadanej pozycji przez wielozadaniowy UAV na trajektorii oraz podczas pracy w trybie „Zawis”, a także zwiększona niezawodność dzięki obecności czterech silników jednocześnie. 3 chory.

Wzór użytkowy dotyczy technologii lotniczej, w szczególności bezzałogowych statków powietrznych pionowego startu i lądowania (UAV).

W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych do rozwiązywania wielu zadań, które z różnych powodów są niepraktyczne do wykonania przez załogowe statki powietrzne.

Główne obszary zastosowań UAV to:

Zdalny monitoring środowisko z automatycznym pobieraniem próbek elementów środowiska z miejsc trudno dostępnych z wizualną kontrolą pomiarów i miejsc poboru próbek oraz ich dostarczaniem na miejsce analizy;

Wysoka skuteczność i skuteczność działań poszukiwawczo-ratowniczych (stan obiektów i skala zniszczeń, strefy niebezpieczne i pożary, wypadki, klęski żywiołowe, katastrofy spowodowane przez człowieka oraz identyfikacja ofiar);

Monitoring dróg morskich i rzecznych oraz zbiorników wodnych (wykrywanie kłusownictwa na nich), monitoring środowiska i kontrola obiektów i szlaków wytwarzania, wytwarzania i transportu energii elektrycznej, gazu ziemnego, ropy naftowej i jej produktów, niebezpiecznych chemikaliów i innych substancji;

Ciągły i tajny rozpoznanie (wojskowe, radiacyjne, chemiczne, biologiczne) w czasie rzeczywistym i wizualna transmisja danych na monitor operatora;

Zapobieganie próbom przeprowadzenia aktów terrorystycznych w elektrowniach jądrowych, elektrowniach wodnych, elektrowniach cieplnych, obiektach radiacyjnych, chemicznych i biologicznych oraz innych niebezpiecznych (których skutki mogą być porównywalne z użyciem broni masowego rażenia), a także identyfikowanie i zapobieganie próbom kradzieży gazu ziemnego, ropy naftowej i produktów naftowych;

Patrolowanie granic (lądowych i wodnych), obiektów wojskowych, administracyjnych, gospodarczych, dużych przedsiębiorstw przemysłowych z produkcją niebezpieczną, monitoring strategicznych (kolejowych i drogowych) szlaków transportowych, nadzór nad obiektami ruchomymi i grupami ludności, kontrola i zabezpieczenie podczas imprez masowych (stadiony, place, szczyty, igrzyska olimpijskie itp.) z wykorzystaniem (przez oznaczenie celu lub bezpośrednio z UAV) ) nieśmiercionośne środki odstraszające;

Bezpośredni udział w walce z terrorystami, a także udział w działaniach wojennych i konfliktach zbrojnych;

Tajne patrolowanie i zabezpieczanie terytorium ważnych obiektów wojskowych, pozyskiwanie celów i/lub wyznaczanie celów, gromadzenie danych, organizacja łączności i przesyłanie danych, odpalanie wabików, eskortowanie ładunków wojskowych i niebezpiecznych, a także naprowadzanie rakiet, głowic kierowanych i rakiet na końcowa część toru lotu;

Badania geologiczne, zdalny monitoring aktywności wulkanicznej lub sejsmicznej;

Powiadamianie o wystąpieniu i rozwoju wypadków, klęsk żywiołowych lub sytuacji niebezpiecznych na terenach kontrolowanych, identyfikacja sytuacji operacyjnej i obecności ofiar w miejscach zagrożonych przestępczością (strefy niedostępne, miejsca popełniania przestępstw), a także z miejsca skażenia chemicznego itp.

Projekty helikopterów UAV stały się powszechne.

Przykładowo patent 2021165 z dnia 15.10.1994 „Sposób sterowania pojazdem zdalnie sterowanym i system sterowania do jego realizacji”, IPC V64S 29/00, V64S 15/00. Jednak większość z nich ma następujące wady:

Przy dużym obciążeniu właściwym przepływ ze śmigła będzie na tyle silny, że nie pozwoli na pracę pod wirnikiem głównym;

Wysokie zużycie paliwa;

Niska prędkość ruchu w kierunku poziomym.

Te niedociągnięcia są częściowo eliminowane w schemacie „wkręcania pierścienia”. Jednak charakterystyczną wadą tego typu UAV jest duży opór aerodynamiczny wynikający z umieszczenia dużej ilości specjalnego wyposażenia, co prowadzi do zmniejszenia prędkości lotu UAV. Na przykład „samolot pionowego startu i lądowania” według patentu 2089458 z 10 września 1997, IPC V64S 29/00.

Mankamenty te zostały częściowo wyeliminowane w bezzałogowym statku powietrznym zgodnie z patentem 2288140 z dnia 27 listopada 2006, IPC V64S 39/00. Zawiera skrzydło wspornikowe wyposażone w sterowanie aerodynamiczne, usterzenie pionowe, gondolę silnika i jeden silnik ze śmigłem. Silnik jest zamontowany w gondoli silnika. Bezzałogowy statek powietrzny został zaprojektowany w oparciu o aerodynamiczną konstrukcję „latającego skrzydła” pozbawioną kadłuba.

Jednak jedną z wad tego silnika jest niski margines stabilności statycznej, co prowadzi do jego niestabilnej pozycji podczas startu, gdy stabilizator nie jest jeszcze skuteczny. Ponadto UAV nie może być używany we wszystkich przypadkach.

Te niedociągnięcia można wyeliminować w bezzałogowym statku powietrznym z dwoma silnikami obrotowymi (patent RF dla PM 69839, 2008).

Wadą UAV jest jego niestabilna pozycja podczas startu oraz w przypadku narażenia na czynniki zakłócające.

Najbliższe w zasadzie w działaniu i istocie technicznej zastrzeganemu urządzeniu jest bezzałogowy statek powietrzny z czterema silnikami rotacyjnymi (patent RF dla PM 71960, 2008).

Patent ten nie eliminuje jednak całkowicie niestabilnej pozycji UAV zarówno podczas startu, jak i w przypadku narażenia na czynniki zakłócające. Brak synchronizacji w pracy silników może prowadzić do niestabilności UAV, a to z kolei do utraty jego wydajności.

Celem wzoru użytkowego jest zwiększenie marginesu stabilności UAV podczas pracy silnika i poszerzenie zakresu jego właściwości technicznych.

Efektem technicznym, jaki można uzyskać stosując wzór użytkowy, jest poszerzenie zakresu zastosowań UAV poprzez umieszczenie na powierzchni skrzydła wspornikowego specjalnego sprzętu, m.in. do ewakuacji ofiar z obszaru działań wojennych lub klęsk żywiołowych.

Zadanie to realizowane jest poprzez fakt, że wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny jest skrzydłem wspornikowym, zawierającym układ sterowania, układ napędowy składający się z czterech silników obrotowych umieszczonych na zewnątrz kadłuba oraz ładunek. Ponadto obejmuje dodatkowo systemy poziomowania, koordynacji i awaryjnego sterowania ręcznego silnikami obrotowymi, składające się z zespołów sterujących i urządzeń przetwarzających wzmocnienie związanych z silnikami obrotowymi, które równomiernie zajmują całą objętość skrzydła wspornikowego, oraz awaryjne sterowanie ręczne elementy układu umieszczone są na jego powierzchni, przy czym przednie silniki obrotowe są usytuowane bliżej osi geometrycznej urządzenia niż tylne w odległości co najmniej jednej średnicy zewnętrznej silnika.

Rysunek 1 przedstawia widok z góry wielozadaniowego UAV, rysunek 2 widok z boku, a rysunek 3 blokowe urządzenie do sterowania pracą silników obrotowych, gdzie:

1 - skrzydło wspornikowe;

2 - silniki obrotowe;

3 - stożek nosowy;

4 - śruba podnosząca;

6 - cylindryczna skorupa;

7 - drążki mocowania silnika;

8 - koła;

9 - system sterowania;

10 - jednostka awaryjnego systemu sterowania ręcznego;

11 - system poziomowania;

12 - urządzenie do porównywania sygnałów wejściowych układu niwelacji;

13 - blok konwersji systemu poziomowania;

14 - współrzędnościowy układ pomiarowy;

15 - urządzenie do porównywania sygnałów wejściowych współrzędnościowego układu pomiarowego;

16 - blok konwersji współrzędnościowego układu pomiarowego;

17 - urządzenia wzmacniająco-przekształcające do systemów poziomujących i koordynujących;

18 - urządzenie do porównywania sygnałów wejściowych awaryjnego układu sterowania ręcznego;

19 - moduł konwersji sygnału dla awaryjnego systemu sterowania ręcznego;

20 - urządzenie przetwarzające wzmocnienie awaryjnego zespołu ręcznego sterowania.

Wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny został zaprojektowany w oparciu o aerodynamiczną konstrukcję „latającego skrzydła” pozbawioną kadłuba. Składa się z następujących głównych elementów: skrzydła wspornikowego 1, silników obrotowych 2.

Skrzydło wspornikowe 1 zostało zaprojektowane tak, aby pomieścić i zabezpieczyć wszystkie elementy aparatu. W przedniej części urządzenia znajduje się owiewka nosowa 3, wewnątrz której znajdują się elementy funkcjonalnie połączonego elektronicznego sprzętu dozorowego, jednostka nadawczo-odbiorcza, antena nadawczo-odbiorcza, system nawigacji lotniczej itp.

Przednia część skrzydła wspornikowego 1 jest ukształtowana tak, aby zapewnić minimalny opór aerodynamiczny. Urządzenia pokładowe (układ sterowania, układ niwelacji, układ pomiaru współrzędnych, zasilacze) zamocowane są wewnątrz skrzydła wspornikowego 1. W zależności od przeznaczenia wielozadaniowego UAV wyposażenie specjalne może być różne i montowane na powierzchni zewnętrznej. Na przykład do celów środowiskowych sprzęt może być reprezentowany przez próbniki, analizatory gazu itp.

Układ napędowy stanowią cztery silniki obrotowe 2, umieszczone symetrycznie względem osi aparatu i na zewnątrz obudowy. 2 silniki obrotowe działają niezależnie od ujednolicony system kontrolę i posiadają 3 stopnie swobody obrotu. Każdy silnik 2 składa się ze śruby 4, przymocowanej za pomocą trzpienia 5 do cylindrycznej obudowy 6, która jest połączona z korpusem wielozadaniowego UAV za pomocą prętów 7.

Silniki obrotowe 2 mają za zadanie wytworzyć ciąg niezbędny do przemieszczania wielozadaniowego UAV po zadanym torze lotu, a także do pionowego startu i lądowania pojazdu.

W tym przypadku cały ładunek całkowicie zajmuje całą wolną objętość skrzydła wspornikowego 1.

Wielozadaniowy UAV w stanie początkowym może być instalowany lub stopniowo przemieszczany po twardym podłożu za pomocą kół 8. W pozycji początkowej rozmieszczony jest naziemny punkt zdalnego sterowania bezzałogowym statkiem powietrznym. Ponadto prowadzone są przygotowania przedlotowe wielozadaniowego BSP.

Wielozadaniowy BSP może pracować w trybach: start, lądowanie, zawis, lot, tryb operacyjny i tryb ręczny.

Tryb - „Uruchom”. Wystrzelenie wielozadaniowego UAV można przeprowadzić zarówno z telefonu komórkowego, jak i ze stacjonarnego miejsca startu. Dodatkowo może być ona wykonywana albo na rozkaz operatora znajdującego się w obszarze punktu kontrolnego, albo może być zapisana w pamięci systemu sterowania 9, a także z pokładu wielozadaniowego UAV . W pierwszym przypadku start odbywa się z wyrzutni, w drugim - autonomicznie z miejsca tragedii, katastrofy, infekcji itp.

Podczas uruchamiania wielozadaniowego UAV silniki 2 rozpoczynają pracę. Gdy tylko całkowity ciąg wytworzony przez silniki 2 przekroczy masę startową wielofunkcyjnego UAV, unosi się on nad powierzchnią i zaczyna wznosić się na żądaną wysokość. Ponieważ środek masy wielozadaniowego UAV znajduje się pomiędzy osiami geometrycznymi wałów silników podnoszących 2, podczas procesu podnoszenia urządzenie jest statycznie stabilne. Należy zaznaczyć, że w tym przypadku do wystrzelenia UAV nie jest wymagany pas startowy.

Tryb - „Lądowanie”. Lądowanie wielozadaniowego UAV odbywa się po przełączeniu silników podnoszących 2 w tryb startu i lądowania. W tym przypadku UAV ląduje płynnie. Należy zaznaczyć, że do lądowania wielozadaniowego UAV nie jest wymagana droga startowa (rys. 1 i 2).

Tryb - „Unoszenie się”. W razie potrzeby wielozadaniowy UAV może zawisnąć w powietrzu nad danym punktem, np. w celu obserwacji, rozpoznania itp. W tym celu silniki obrotowe 2 działają w taki sposób, że wielofunkcyjny UAV znajduje się nad danym punktem w przestrzeni. Działa w tym przypadku układ sterowania i współrzędnościowy układ pomiarowy oraz, w razie potrzeby, układ niwelacji. Dodatkowo można zastosować awaryjny system ręcznego sterowania, aby dotrzeć do zadanego punktu trajektorii. Następnie na komendę silniki obrotowe 2 przełączane są w tryb zawisu, tj. wytwarzać wyłącznie ciąg skierowany pionowo. W tym przypadku całkowity ciąg wytwarzany przez silniki 2 musi być równy masie startowej wielozadaniowego UAV (rys. 1, rys. 2).

Tryb - „Tryb pracy”. Tryb ten stosowany jest w przypadku operacji załadunku i rozładunku realizowanych przy pomocy wielozadaniowego UAV oraz gdy znajduje się on w stanie „Zawisu”. W tym celu wielozadaniowy BSP zgodnie z poleceniami systemu koordynującego zajmuje wymagane współrzędne miejsca pracy: x, y na zadanej wysokości.

Jednak wykonywaniu pracy, np. załadunku wielozadaniowego UAV, towarzyszy naruszenie współrzędnych i wysokości jego lokalizacji, a także niwelacja (ryc. 3). Przykładowo podczas wykonywania jakiejkolwiek pracy przy użyciu UAV lub narażania go na zewnętrzne czynniki zakłócające, następuje odchylenie od jego położenia poziomego. Jednocześnie z odpowiednich czujników poziomujących w kierunku wzdłużnym i poprzecznym odbierane są aktualne wartości pojawiających się kątów odchylenia od położenia poziomego w różnych płaszczyznach. Wartości te w urządzeniu do porównywania sygnałów wejściowych 12 układu poziomowania 11 są porównywane z określonymi wartościami parametrów x, y, H, które generują sygnał niedopasowania. Sygnał ten następnie trafia do jednostki sterującej układu poziomowania 13, a następnie za pośrednictwem urządzeń 17 przetwarzających wzmocnienie jest wysyłany do wszystkich silników obrotowych 2. W tym przypadku silniki obracają się i zmieniają liczbę obrotów, a w konsekwencji ciągu tak, aby wielozadaniowy UAV otrzymał pozycję poziomą w przestrzeni.

Przykładowo w trakcie wykonywania jakichkolwiek prac z wykorzystaniem wielozadaniowego UAV lub pod wpływem zewnętrznych czynników zakłócających, z odpowiednich czujników wysokości i współrzędnych odbierane są aktualne wartości parametrów x, y, H. Te wartości są porównywane z wartościami podanymi w urządzeniu do porównywania sygnałów wejściowych 15 współrzędnościowego układu pomiarowego 14 wartościach parametrów x, y, H, które generują sygnał niedopasowania. Sygnał ten następnie trafia do jednostki sterującej układu koordynującego 16, a następnie poprzez urządzenia wzmacniająco-przetwarzające 17 jest wysyłany do wszystkich silników obrotowych 2. W tym przypadku silniki obracają się i zmieniają liczbę obrotów, a w konsekwencji nacisk w taki sposób, aby zredukować niedopasowanie powstałe pomiędzy bieżącymi a ustawionymi wartościami parametrów x, y, H na zero. Odpowiada to zajęciu przez UAV swojej poprzedniej pozycji w przestrzeni. Ponadto ciąg wytwarzany przez silniki obrotowe 2 w sposób ciągły równoważy zmienny ciężar wielozadaniowego UAV spowodowany jego załadunkiem (rozładunkiem). Odpowiada to stałej pozycji wielozadaniowego UAV w przestrzeni, niezależnie od charakteru wykonywanej pracy, a także wpływu czynników zakłócających.

Tryb - „Lot”. Na polecenie układu sterującego silniki obrotowe 2 przełączane są w tryb lotu poziomego.

Lot wielozadaniowego BSP może odbywać się zgodnie z misją lotu, zarówno według zadanego programu, jak i według poleceń radiowych przekazywanych przez operatora z naziemnego punktu zdalnego sterowania. W tym przypadku naziemny punkt zdalnego sterowania generuje polecenia przesyłane kanałem radiowym do awioniki zainstalowanej na wielozadaniowym UAV. Polecenia te służą do sterowania zarówno lotem statku powietrznego, jak i zdalnym podglądem terenu oraz przesyłaniem informacji wideo i telemetrycznych przez antenę nadawczo-odbiorczą do naziemnej stacji zdalnego sterowania.

Aby obrócić wielofunkcyjny UAV, z układu sterowania wysyłane jest polecenie do silników obrotowych 2, które bezpośrednio wykonują jego obrót. W tym przypadku pozycja wielofunkcyjnego UAV zmienia się pod każdym kątem: pochylenia, odchylenia i obrotu (przechylenia).

Zmiana prędkości lotu V odbywa się poprzez zmianę liczby obrotów wałów silnika 2. W przypadku spadku prędkości lotu wielozadaniowego UAV lub odwrócenia ciągu należy albo zmniejszyć liczbę obrotów wału silnika lub w celu jego dokręcenia Odwrotna strona z zadaną prędkością kątową. W przypadku konieczności uzyskania określonej wysokości H, silniki obrotowe 2 zmieniają kąt nachylenia.

Ponieważ przednie silniki obrotowe są umieszczone bliżej osi geometrycznej urządzenia niż tylne w odległości co najmniej jednej zewnętrznej średnicy silnika, ich praca nie będzie miała wpływu na pracę silników tylnych podczas lotu UAV.

Opracowany wielozadaniowy UAV jest ekonomiczny. Osiąga się to poprzez kształt, który zmniejsza opór aerodynamiczny. Skrzydło wspornikowe 1 umożliwia UAV szybowanie.

Tryb ręczny jest trybem awaryjnym i wykorzystywany jest w sytuacjach awaryjnych, np. podczas ewakuacji ofiary z obszaru objętego walką lub klęską żywiołową. W takim przypadku ofiara może częściowo lub całkowicie skorzystać z ręcznych elementów sterujących 10 znajdujących się w górnej płaszczyźnie skrzydła wspornikowego lub skorzystać z możliwości utrzymania automatycznego działania. W tym drugim przypadku działanie elementów sterujących silnikiem obrotowym będzie podobne do trybów opisanych powyżej.

W tym przypadku w urządzeniu do porównywania sygnałów wejściowych 18 awaryjnego układu ręcznego sterowania 10 porównywane są aktualne wartości współrzędnych x, y, wysokości lotu H, prędkości lotu V oraz odchyleń kątowych UAV , , , które generują sygnał niedopasowania. Sygnał ten następnie wchodzi do jednostki sterującej awaryjnego układu sterowania ręcznego 19, a następnie poprzez urządzenia wzmacniająco-przetwarzające 20 trafia do wszystkich silników obrotowych 2. W tym przypadku silniki obracają się i zmieniają liczbę obrotów, a w konsekwencji ciąg w taki sposób, aby zredukować niedopasowanie powstałe pomiędzy wartością aktualną a ustawioną wartością powyższych parametrów na zero. Odpowiada to wielozadaniowemu UAV zajmującemu wymaganą pozycję w przestrzeni.

Bezzałogowe statki powietrzne z czterema silnikami rotacyjnymi mogą być wykonywane w różnych rozmiarach i dla różnych agencji i departamentów federalnych, co pozwala nazwać je wielozadaniowymi.

Główne zalety wielozadaniowego bezzałogowego statku powietrznego z czterema silnikami obrotowymi to:

Możliwość umieszczenia różnego wyposażenia specjalnego na zewnętrznej powierzchni skrzydła wielozadaniowego UAV;

Możliwość realizacji sześciu trybów pracy wielozadaniowego UAV;

Możliwość startu i lądowania wielozadaniowego UAV na dowolnej twardej powierzchni, a także zapewnienia trybu zawisu nad każdym trudno dostępnym terenem (woda, bagno, piasek, góry, las, wąwóz itp.);

Możliwość automatycznego utrzymywania zadanej pozycji wielozadaniowego UAV na trajektorii oraz podczas pracy w trybie „Zawis” i jego poziomowania;

Możliwość ewakuacji ofiar z terenów walk, pożarów, powodzi i innych trudno dostępnych miejsc;

Zwiększona niezawodność dzięki obecności czterech silników jednocześnie.

Wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny składający się ze skrzydła wspornikowego, układu sterowania, układu napędowego składającego się z czterech silników obrotowych umieszczonych na zewnątrz jego korpusu oraz ładunku, znamienny tym, że zawiera dodatkowo układy poziomowania, koordynacji i awaryjnego ręcznego sterowania działanie silników obrotowych, składających się z zespołów sterujących i urządzeń przetwarzających wzmocnienie, połączonych z silnikami obrotowymi i zajmujących równomiernie całą objętość skrzydła wspornikowego, a elementy awaryjnego układu ręcznego sterowania są umieszczone na jego powierzchni, natomiast przednie silniki obrotowe są umieszczone bliżej osi geometrycznej urządzenia niż tylne, w odległości co najmniej jednej średnicy zewnętrznej silnika.