Пожарный дрон – что это такое, описание и возможности, применение беспилотников

Пожарный дрон - что это такое, описание и возможности, применение беспилотников Мультикоптеры
Содержание
  1. Что такое дрон
  2. Анализ, защита и планирование
  3. Беспилотник в пожаротушении
  4. Виды беспилотных летательных аппаратов
  5. Гексакоптер и квадрокоптер – в чем разница
  6. Грядущие перемены в управлении лесным хозяйством россии
  7. Дальневосточная практика
  8. Использование дронов во время природных катастроф и других чрезвычайных ситуаций
  9. История создания и развития
  10. Какие задачи в области пожаротушения и чрезвычайных ситуаций могут выполнять дроны?
  11. Картографирование и контроль состояния лесного фонда
  12. Навигационно-пилотажная система беспилотного летательного аппарата для мониторинга лесных пожаров
  13. Оперативный мониторинг
  14. Перспективы использования в тушении пожаров
  15. Поиск и спасение с помощью беспилотников
  16. Преимущества беспилотных летательных аппаратов
  17. Преимущества и недостатки
  18. Противопожарная безопасность и борьба с пожарами
  19. Регионы обзаводятся дронами
  20. Топ-5 популярных моделей
  21. Устройство и конструкция

Что такое дрон

Это летающий (и не только) робот, управляемый человеком дистанционно с помощью пульта управления или бортового компьютера. Чаще всего аппарат оснащен камерой, может также передвигаться по воде.

Применение дронов в тушении пожаров
Пожарный дрон

Анализ, защита и планирование

Получаемые данные с БПЛА Геоскан помогут правильно оценить лесные запасы, выделить труднодоступные и непродуктивные насаждения. Съемка в инфракрасном диапазоне используется для исследования лесных массивов со времен аналогой аэрофотосъемки. Она помогает определять породный состав и выявлять очаги распространения вредителей или болезней.

Данные в видимом диапазоне обеспечат своевременный контроль видов рубок, площадей вырубок, размещения лесовозных дорог, волоков и погрузочных площадок в соответствии с технологической картой разработки лесосеки. Облегчит планирование режима лесопользования и разрешение судебных споров, связанных с нарушениями Лесного кодекса РФ. Полная совместимость с ГИС открывает неограниченные возможности дополнительного анализа.

Беспилотник в пожаротушении

В 2021 году в Китае был введен в эксплуатацию первый пожарный дрон. Устройство используется не только для тушения возгораний, но и для подъема рукавов на нужную высоту и разведки. С тех пор использовать дрон-пожарник начали и в остальных частях мира.

Пожарный дрон - что это такое, описание и возможности, применение беспилотников
Тушение дроном

Виды беспилотных летательных аппаратов

Существует несколько критериев классификации беспилотников. Первый из них – назначение. По этому признаку аппараты делятся на следующие категории:

  1. Военные. Для наблюдения за территорией и ведения боевых действий.
  2. Поисковые. Помогают найти пострадавших в районах, пораженных катастрофами или стихийными бедствиями.
  3. Коммерческие. Служат для доставки грузов и посылок, иногда – для выполнения сельскохозяйственных задач.
  4. Гражданские. Используются для слежки за территорией.
  5. Специализированного действия. К ним относятся как дроны-пожарники, так и портативные метеорологические установки.
Пожарный дрон - что это такое, описание и возможности, применение беспилотников
Применение дронов в тушении пожаров

По техническим характеристикам выделяют два вида устройств:

  1. Самолетные. Оснащены крыльями и предназначены для продолжительного полета широкого радиуса. Чаще всего используются в военной авиации.
  2. Вертолетные, или коптерные. Оснащены винтами, летают более плавно, чем самолетные устройства. Основным параметром в таких аппаратах считается количество винтов. Так, выделяют трикоптеры (3 винта), квадрокоптеры (4), гексакоптеры (6) и октокоптеры (8).

Еще один важный параметр классификации – размер и «выносливость» аппаратов. По этому признаку выделяют категории:

  1. Микро. Вес аппарата не превышает 10 кг, длительность полета не более 60 минут, а расстояние не превышает 1 000 метров.
  2. Мини. Вес устройства доходит до 50 кг, высота полета достигает 5 км, а продолжительность полета – 5 часов.
  3. Миди. Масса «середнячка» может доходить до 1 000 кг. Расстояние полета определяется в 10 км, а время полета – в 15 часов.
  4. Макси. Речь идет о полноценных самолетах и вертолетах, управляемых дистанционно. Масса аппарата превышает тонну, расстояние полета около 20 км. Длительность полета более суток.
Пожарный дрон - что это такое, описание и возможности, применение беспилотников
Применение дронов в тушении пожаров

Гексакоптер и квадрокоптер – в чем разница

Самое явное отличие этих двух машин – количество пропеллеров. У гексакоптера их шесть, а у квадрокоптера – четыре. Оба аппарата относятся к самым распространенным моделям на рынке, тем не менее подходят они для разных целей. Более подробный анализ представлен в таблице.

КвадрокоптерГексакоптер
Маневренный и легковесныйМенее маневренный и более тяжелый
Прост в управлении и обращенииОтличается более сложной конструкцией
Обладает средней грузоподъемностьюПоднимает в воздух грузы значительных размеров
Имеет среднюю стабильность полетаОбладает высокой стабильностью, способен точно зависать в полете

Грядущие перемены в управлении лесным хозяйством россии

30 сентября 2020 года состоялось совещание Президента РФ Владимира Путина с чиновниками по вопросам развития лесного комплекса в стране. Глава государства подчеркнул, что, сосредоточив на своей территории 20% всех лесов планеты, Россия в последние годы сильно сократила свою долю в общемировой добыче древесины.

Помимо существования проблемы с нелегальной вырубкой лесов, до сих пор остается острым вопрос экстенсивного освоения лесных территорий, когда чиновникам проще дать разрешение на сплошную вырубку леса вместо того, чтобы как-то работать над развитием разумной добычи древесины.

Включив все эти проблемы в повестку дня совещания, Президент РФ назвал основные задачи по восстановлению лесной отрасли России:

  • декриминализацию добычи древесины;
  • обеспечение контроля за пожароопасной ситуацией в лесах;
  • восстановление лесных массивов;
  • переход с архаичного способа добычи древесины на добычу и обработку дерева в пределах страны с последующим экспортом;
  • привлечение новейших, в том числе беспилотных, технологий контроля за вырубкой и восстановления лесов.

Именно последний пункт представляется нам наиболее интересным, ведь старт интенсивному внедрению БПЛА в управление лесами дан теперь на самом высшем государственном уровне. Уже с 1 января 2021 года вступили в силу первые регулирующие правила в пилотном режиме: так, теперь нельзя вывозить из страны необработанную или номинально обработанную чисто для вида древесину.

Вице-премьер Правительства РФ Виктория Абрамченко стала ответственным лицом, на плечи которого была возложена миссия по разработке “Стратегии развития лесной отрасли до 2030 г.” Именно такой срок выделяется главой государства для наведения порядка в лесах, в том числе при помощи БПЛА.

Новая стратегия предусматривает появление новой должности – главного федерального государственного лесного инспектора. Такие инспекторы появятся в регионах, а помогать им следить за ситуацией в лесах помогут чиновники из Рослесхоза, которым правительство обещает осовременить материально-техническую базу.

Дальневосточная практика

Сегодня в России, по подсчетам специалистов, нужно восстановить 35 миллионов гектаров леса. Ввиду нерасторопности данной отрасли с каждым годом эта территория увеличивается еще на 450 га. По словам вице-премьера Абрамченко, взявшись за дело в 2021 году, специалистам возможно будет уже к 2024 году на 100% восстановить лесной покров на таких участках, что прибавит еще 3% к общей площади российских лесов.

К счастью, определенные шаги в этом направлении начали делаться не только с января 2021 г. Так, показательной может быть практика дальневосточных регионов. Еще в 2021 году российское представительство Всемирного фонда дикой природы (WWF России) запустило тестовую программу отслеживания изменений лесонасаждений из космоса “КЕДР”.

Программа заключается в отслеживании любых изменений лесных массивов на юге Дальнего Востока при помощи дронов, на которых установлена специальная программа. Ввиду уникальности данной территории и пород деревьев, произрастающих там, а также очевидных проблем с качественным мониторингом такой обширной местности традиционным способом самым действенным методом на сегодня является привлечение беспилотных летательных платформ к надзору за состоянием лесных массивов.

В качестве базовых БПЛА были выбраны дроны DJI, которые оснастили разработанной при поддержке WWF России программой “КЕДР”, за что позднее, в 2021 году, Амурский филиал WWF России был даже удостоен награды Всероссийского конкурса “Открытые данные Российской Федерации”.

Система показала невероятную точность мониторинга, позволяя лесным инспекторам уже на местах организовывать точечные рейды, основываясь на данных, полученных с дронов. Разумеется, главным преимуществом такой практики стала экономия ресурсов (как человеческих, так и денежных) для рейдов, а также времени.

Использование дронов во время природных катастроф и других чрезвычайных ситуаций

Обычно телевизионная картинка формирует у нас представление, что очередное чрезвычайное происшествие – ураган, наводнение, масштабные пожары – это многочисленные подразделения специальных служб, вертолеты и самолеты и другая серьезная техника. Однако не всегда подобное оснащение помогает решать задачи, особенно если требуется доступ в труднодоступные зоны, оперативность анализа и принятия решений. Использование пилотируемой авиации – это еще и риск для жизни и здоровья пилотов.

Когда ситуация позволяет, беспилотники лучше справляются с поставленными задачами. Во-первых, они позволяют быстрее оценить обстановку в районе бедствия и его масштабы, а следовательно оперативно принять адекватные ситуации решения. Во-вторых, зачастую кроме БПЛА больше никто и ничто не может решить задачи по поиску выживших в районе бедствия.

Сложный рельеф или нагромождение руин могут скрывать внизу раненых и ослабевших людей. Найти их сможет беспилотник, оборудованный тепловизионной камерой и другим оборудованием. Руководители операции и занятые в ликвидации последствий подразделения могут получать всю необходимую информацию в реальном времени. Сокращается время на оказание помощи пострадавшим, снижается риск для здоровья и жизни сотрудников органов ЧС.

История создания и развития

Люди с давних пор трудились над изобретением беспилотного устройства. Изначально аппараты применялись при военных действиях.

Первый беспилотный самолет был собран в 1935 году. Название ему подобрали исходя из звука, издаваемого при перемещении – «дрон». Это шуточное «имя» сохранилось у беспилотного летательного аппарата по сей день.

Массовое производство дронов для фото- и видеосъемки началось в 2021 году – «беспилотники» стали появляться в магазинах техники. Тем не менее у новых аппаратов все еще было несколько недостатков:

  • малая емкость аккумулятора;
  • высокая стоимость;
  • короткое расстояние управления.

Сегодня беспилотники вышли на новый уровень – они обладают лучшим аккумулятором, более удобным управлением, стоят гораздо меньше, чем несколько лет назад, и ими можно управлять с более дальнего расстояния.

Какие задачи в области пожаротушения и чрезвычайных ситуаций могут выполнять дроны?

  • Проведение мониторинга пожароопасных районов (лесных массивов, торфяников и др.).
  • Проведение мониторинга территорий, где существует угроза радиоактивного и/или химического заражения местности и воздушного пространства.
  • Выполнение инженерной разведки в районах стихийных бедствий (наводнение, землетрясение, ураган и др.).
  • Выполнение мониторинга и выявления ледовых заторов, подъема воды в реках и других водоемах.
  • Картография и 3-моделирование районов и объектов, где произошло стихийное бедствие или иная чрезвычайная ситуация.

Важно, что выполнение мониторинга может осуществлять в любое время и почти в любую погоду (с учетом рабочих температур и силы ветра для дрона). Программное обеспечение позволяет осуществлять как плановые, так и не запланированные полеты, полеты по определенному маршруту и др. Планирование операций может выполняться как в офисе (штаб-квартире по ликвидации ЧС), так и на месте работ.

Картографирование и контроль состояния лесного фонда

С помощью беспилотных технологий Геоскан Вы сможете быстро и точно проводить инвентаризацию лесных массивов. За один день Геоскан 201 может отснять площадь до 100 кв. км. Специальные модули в ГИС Спутник позволяют автоматически находить вырубки, оценить высоту деревьев и запас древесины (поштучно).

Наше программное обеспечение позволяет автоматически находить вырубки и даже подсчитывать кроны деревьев

Также не составит труда обнаружение участков и определение площадей, полностью или частично поваленных ураганными ветрами. Полнота и актуальность получаемых пространственных данных делают возможным создание тематических карт в масштабе 1:2000 и мельче.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ И ОБМЕН ОПЫТОМ

УДК 630*432.1

DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-194-203

НАВИГАЦИОННО-^ООТ^^Ш СИСТЕМА БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ МОНИТОРИНГА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

О.В. Скуднева1, ст. преподаватель; ResearcherID: V-5466-2021, ORCID: https://orcid. ors/0000-0001-638 7-0108

Смотрите про коптеры:  Обзор от покупателя на Автомобиль на радиоуправлении BSD BS218R Dune Racer PRO - Багги 1/10 4WD, Бесколлекторная — интернет-магазин ОНЛАЙН ТРЕЙД.РУ

СВ. Коптев2, д-р с.-х. наук, доц.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5402-1953 C.B. Иванцов3, директор

^осковс^й государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, научно-учебный комплекс «Фундаментальные науки», ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, Москва, Россия, 105005; e-mail: [email protected]

2Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: [email protected] 3ГАУ Архангельской области «Единый лесопожарный центр», просп. Обводный канал, д. 22, корп. 1, г. Архангельск, Россия, 163060; e-mail: [email protected]

Лесные пожары являются распространенным стихийным бедствием во всем мире. Большое количество пожаров ежегодно возникает в лесных экосистемах Европейского Севера России по естественным причинам и по вине человека. Одной из актуальных проблем лесного хозяйства в настоящее время является организация эффективной борьбы с лесными пожарами. При этом важны как быстрое обнаружение очага возгорания, так и мониторинг развития пожара, координация действий персонала наземных служб лесной охраны и сотрудников служб Министерства по чрезвычайным ситуациям. Для этих целей все большее применение находят беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Для лесохозяйственной практики, в особенности для целей лесопожарного мониторинга, наиболее практичными являются БПЛА вертолетного типа, не требующие специальной подготовки персонала. Такие аппараты могут действовать в режимах «пожарной вышки» и мониторинга кромки пожара с возможностью сброса информационных радиовымпелов. Применение БПЛА — эффективное средство наблюдения за пожарной ситуацией в дополнение к существующим методам и технологиям, особенно в случаях невозможности использования космических снимков высокого разрешения для решения оперативных задач. Для эффективной работы БПЛА в зоне действующих лесных пожаров и сильного задымления необходимы навигационно-пилотажные системы, позволяющие выполнять безопасные полеты за пределами действия пульта наземного управления от местонахождения пилота-оператора. Целью данной работы является ознакомление с разработкой навигацион-но-пилотажной системы, которую можно применять на БПЛА в зоне действия наземных пунктов радиоуправления. Использование таких систем позволит вести автоматическое наблюдение за пожарной обстановкой на значительной площади в режиме реального времени, что представляется особенно важным при организации охраны и тушения лесных пожаров на больших пространствах особо охраняемых природных территорий, где приоритетной задачей является сохранение биологического разнообразия природных экосистем и уникальных ландшафтов. Данная статья может представлять интерес для специалистов лесного хозяйства, пожарной охраны и Министер-

ство по чрезвычайным ситуациям, разработчиков БПЛА и оборудования, а также студентов технических специальностей.

Для цитирования: Скуднева О.В., Коптев C.B., Иванцов C.B. Навигационно-пилотажная система беспилотного летательного аппарата для мониторинга лесных пожаров II Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 194-203. DOI: 10.37482/0536-10362020-6-194-203

Ключевые слова: лесное хозяйство, лесопожарный мониторинг, беспилотный летательный аппарат, навигационно-пгаот^ная система.

Введение

Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на сегодняшний момент ограничивается частными случаями при решении текущих производственных задач, преимущественно в экспериментальном порядке [1, 5, 9]. Актуальной является разработка теоретических основ и практических методик организации эффективного применения БПЛА для обнаружения лесного пожара с определением траекторий полетов, параметров информационных и командных линий связи. Кроме того, важно наличие запасных блоков питания или устройства их подзарядки в полевых условиях, а также необходимого количества наиболее востребованных запасных элементов БПЛА [7].

Современный уровень техники (развитие электронной промышленности, наличие высокоточных спутниковых навигационных систем, миниатюризация элементной базы, увеличение пропускной способности каналов радиосвязи) позволил значительно расширить возможности БПЛА как автономной системы различных конструктивных форм исполнения и предназначения. Благодаря использованию фото- и видеокамер и оперативной автоматизированной обработке полученной информации такие аппараты могут применяться для контроля состояния лесных массивов, дорог, эффективности проведения лесохозяйственных мероприятий, повышения качества лесоинвентариза-ционных работ, при подготовке лесосечного фонда, в геодезических и картографических работах [4-6].

В статье предлагается состав структурной схемы навигационно-пилотажной системы (НПС), позволяющей выполнять в условиях лесных пожаров полеты БПЛА с обеспечением требований по точности и безопасности при недостаточной видимости и отсутствии постоянной связи.

Объекты и методы исследования

Применение БПЛА, необходимых для лесопожарного мониторинга лесного фонда, является новой технической задачей. Эффективные действия аппаратов могут быть ограничены площадью 200 км2. Для территории наземного применения сил и средств пожаротушения с развитой дорожной сетью к категории «крупный лесной пожар» относится площадь, пройденная огнем от 0,25 км2 и более. Для районов авиационного применения сил и средств она составляет 2 км2 и более [2]. К таким районам относятся труднодоступные территории.

За каждым лесным пожаром для принятия оперативных мер необходимо вести наблюдение с воздуха от момента его обнаружения и до полной ликвидации. Облет лесного пожара производится 2-3 раза в день, а для обнаружения скрытых очагов горения — в ранние утренние или поздние вечерние часы, когда влияние солнечной радиации минимально [6, 9]. Дальность определения места пожара зависит от высоты наблюдения, погоды, степени задымления. Для решения этой задачи наиболее оптимально использование БПЛА с радиусом действия 5… 15 км, что соответствует проведению наземного патрулирования. До внедрения подобных БПЛА в лесохозяйственную практику следует провести отработку НПС и технологий работы с летательными аппаратами.

Объектом исследования является разработка структурной схемы нави-гационно-п^от^гаой системы БПЛА, программно-математическое обеспечение которой должно обеспечить требования к точности определения участков пожаротушения и безопасности полетов при ведении мониторинга лесо-пожарной обстановки.

Лесные пожары являются распространенным стихийным бедствием во всем мире. Большое количество пожаров ежегодно возникает в лесных экосистемах Европейского Севера России по естественным причинам и в результате антропогенных воздействий. Многолетний опыт использования данных дистанционного зондирования Земли в лесохозяйственной и лесоустроительной практике должен позволить БПЛА найти применение для оценки, оптимизации и принятия лесопожарных мероприятий, поиска и разработки новых технологий обнаружения, контроля и оценки лесных пожаров.

Наблюдение за пожарной обстановкой в режиме реального времени особенно важно при решении комплекса лесоводческих задач по организации охраны и тушения лесных пожаров на больших пространствах особо охраняемых природных территорий, где приоритетной задачей является сохранение биологического разнообразия природных экосистем и уникальных ландшафтов. Потери времени при этом могут привести впоследствии к значительным экономическим затратам [10, 13]. Необходим менее затратный и эффективный способ решения задач, стоящих перед лесным хозяйством и выполняемых ранее с помощью авиации. В связи с этим особый интерес представляют БПЛА различной технической оснащенности, грузоподъемности, дальности полетов. Практически БПЛА — это роботизированная автономная система различных конструктивных форм исполнения и предназначения. Применение БПЛА в этом направлении решает ряд проблем, связанных с недостаточным штатом сотрудников, труднодоступностью территорий, необходимостью минимизации влияния присутствия человека, при проведении лесохозяйственных работ по определению оперативных и актуальных данных о скорости распространения пожара, его границах. Поэтому использование БПЛА является эффективным средством наблюдения за пожарной ситуацией в дополнение к существующим штатным методам и технологиям, приведенным в материалах [ 1—4], особенно в случаях невозможности использования космических снимков высокого разрешения для выполнения оперативных задач.

При создании БПЛА для различных видов мониторинга, на наш взгляд, наибольшее предпочтение будет отдаваться БПЛА вертолетного типа: масса —

до 10 кг, высота полета – до 1 км, продолжительность полета – 20…60 мин (основной режим полета до 300 м), поскольку средние БПЛА требуют специалистов для обслуживания, управления, снятия и интерпретации результатов съемки. Они нацелены на замену авиации и, следовательно, имеют ограничения, как для самолетов, в том числе по высоте полетов, не обладая их преимуществами. При наземном патрулировании в местах, где нет связи и невозможно поставить видеокамеру и передать с нее информацию в диспетчерскую службу, важен каждый килограмм веса и сложно найти площадку для взлета БПЛА самолетного типа. Именно малые БПЛА вертолетного типа нужны для этой цели. Из практики применения БПЛА самолетного типа при лесохозяй-ственных работах известны негативные моменты, ограничивающие их возможности: есть ограничения высоты полета; при запуске БПЛА самолетного типа на время его работы; небо в этом районе закрывается для других летательных аппаратов; самолеты и вертолеты не могут быть использованы для оперативных мер по тушению лесных пожаров до приземления БПЛА; просмотреть результаты мониторинга с такого БПЛА в большинстве случаев возможно только после его приземления.

Одним из наиболее важных вопросов при использовании БПЛА для организации лесопожарного контроля и тушения лесных пожаров является разработка полетных маршрутов и системы управления полетами. При этом рассматривается возможность применения не только наиболее распространенных в лесохозяйственной практике БПЛА вертолетного типа – мультикоптеров, но и БПЛА самолетного типа. Преимуществами первых являются компактность, возможность взлета и приземления при достаточно ограниченных условиях, возможность изменения скорости полета вплоть до нулевого (режим зависания) для детализации изображений. БПЛА самолетного типа устойчивы в полете, имеют больший радиус действия, но более требовательны к организации их использования.

Устройства легких вертолетных БПЛА не применяют инерциальных систем [14, 15], но при этом встроенная навигационная аппаратура и устройства автоматической стабилизации по курсу и вертикали на основе гироскопа направления и жидкостных датчиков позволяют удерживать летательные аппараты в стабильном состоянии и обеспечивать тем самым приемлемую точность определения координат кромки и направления развития лесного пожара по карте местности. Для точной привязки снимков БПЛА предлагаются различные схемы и методики, реализуемые путем дополнительного применения в составе приемника GPS-навигаторов, увеличения перекрытий снимков [6, 12, 16]. В данной работе на основе применения НПС предлагается одно из решений повышения точности и безопасности полета БПЛА при мониторинге лесных пожаров в условиях плохой видимости по причине задымления.

БПЛА позволяет увеличить эффективность работы наблюдательных вышек в дневное время, а при сильном задымлении точность определения кромки пожара, особенно при дифференциальном рассмотрении различных спектральных яркостей пикселей изображений с помощью соответствующего навесного оборудования, фиксирующего ближний инфракрасный диапазон излучения [8, 11].

Результаты исследования и их обсуждение

При ведении лесопожарного мониторинга основной технологической задачей является проведение полетов на малой высоте (до 100 м) на удалении от пульта управления до 5 км при условии возможности изменения места старта. Это позволит более оперативно проводить наведение БПЛА на пожары малой площади, кромки пожаров и обеспечить информационную поддержку работ по тушению и окарауливанию пожаров.

В процессе выполнения полета управление БПЛА осуществляется в ручном режиме радиоуправления и автоматически посредством бортового оборудования навигации и управления, в состав которого входят:

– приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;

– бортовая система связи, работающая в определенном частотном диапазоне для передачи команд БПЛА, потоковых видеоизображений и фотоизображений;

– система датчиков, производящих определение пространственной ориентации по курсу и вертикали, стабилизации и параметров движения БПЛА;

– система воздушных сигналов, обеспечивающая измерение высоты и скорости полета (путевой или воздушной).

Бортовая навигационно-пилотажная система должна обеспечивать на БПЛА:

– полет по заданному маршруту (задание маршрута производится с указанием координат и высоты поворотных пунктов маршрута);

– изменение маршрутного задания или возврат в точку старта и облет указанной точки по команде с наземного пункта управления;

– формирование и выдачу команд, предусмотренных полетным заданием;

– автоматический взлет, полет и посадку по команде пилота-оператора на наземном пункте управления.

Смотрите про коптеры:  Обзор квадрокоптера Hubsan X4 H501S 5.8G FPV

В связи с отсутствием экипажа на БПЛА его функции должна выполнять НПС, которая взаимодействует с исполнительными устройствами, аналогичными тем, что используются на пилотируемых летательных аппаратах.

Структурная схема НПС БПЛА основана на радиоуправлении от наземного пульта пилотом-оператором и использовании спутниковой навигационной системы (СНС), которая определяет с высокой точностью навигационные параметры, за исключением курса летательного аппарата. К сожалению, СНС имеют низкую помехоустойчивость и зоны их устойчивой работы не охватывают все районы на территории России. Чтобы исключить зависимость результата полета от работы СНС, необходимо иметь наземные пульты радиоуправления на начальном и конечном пунктах маршрута, передающие команды на приемник-передатчик команд. Высокая точность определения курса БПЛА является необходимым требованием для безусловного выполнения полетных задач и автономной посадки, в том числе в условиях плохой видимости, задымления от лесных пожаров и при неустойчивой работе СНС.

Сложность внедрения НПС заключается в разработке и отладке программно-математтеского обеспечения – алгоритмов и программ бортового компьютера. Эта задача требует учета всех условий и особенностей полета БПЛА при выполнении задач по мониторингу лесных пожаров [2, 4, 10, 17].

В составе НПС достаточно иметь один навигационно-пилотажный канал управления. На рис. 1 приведена структурная блок-схема НПС БПЛА для выполнения работ по лесопожарному мониторингу. В качестве датчика курса необходимо иметь одноканальную курсовую систему, работающую в режиме гирополукомпасного курса без коррекции от магнитного канала, т. е. использовать в полете для определения курса гироскоп направления, в котором при регламентах проводится компенсация скорости вращения Земли и собственного дрейфа. В канале вертикали требуется применять жидкостной датчик авиагоризонта. Такая конструкция обеспечит выполнение требований, предъявляемых данному типу НПС БПЛА по надежности, точности и безопасности. Начальная выставка стояночного курса БПЛА выполняется перед вылетом автоматически по магнитному курсу после включения на старте питания курсовой системы. Управление взлетом и посадкой (высота, скорость) осуществляется от пультов управления на начальном и конечном пунктах маршрута. В полете вне зоны действия пультов управления БПЛА использует режим автономной коррекции заданного курса и коррекции от СНС. Наличие средств коррекции в полете от СНС в случае ее работоспособности позволит обеспечить без участия пилота-оператора посадку БПЛА на конечном пункте маршрута.

Рис. 1. Структурная блок-схема НПС БПЛА для выполнения работ по лесопожарному мониторингу: 1 — жидкостной датчик авиагоризонта; 2 – курсовая система с гироскопом направления; 3 — блок исполнения команд;

4 — приемник СНС; 5 — вычислительное устройство; 6 — блок переключения каналов управления; 7 – наземный пульт управления; 8 — приемник-передатаж команд; 9 — блок сброса груза; 10 – транспортируемый груз (радиовымпел); 11 — наземный резервный

(контрольный) пульт управления Fig. 1. Structure flowchart of the navigation and piloting system (NPS) of the unmanned aerial vehicle (UAV) for forest fire monitoring: 1 — attitude indicator liquid sensor; 2 — compass system with directional gyroscope; 3 — command execution unit; 4 — satellite navigation system receiver;

5 — computing device; 6 — control channel switching unit; 7 — ground control point; 8 — command receiver-transmitter; 9 — airdrop unit; 10 —

transport cargo; 11 — ground control panel

На рис. 2 приведен эскиз схемы полета БПЛА для мониторинга лесных пожаров по маршруту с выдерживанием заданного курса.

Рис. 2. Схема полета БПЛА для мониторинга лесных пожаров: |/0с — стояночный курс; 1|/зк – заданный курс; – текущий курс; D – дальность; ПО – продольная ось летательного аппарата (ЛА); V – вектор скорости; р – угол сноса; N, Е – страны света (Север, Восток); А — координаты ЛА, вычисленные НПС при автономном полете; ^аь Фа1» V3ki = VtckS V3K2 – расчет нового заданного курса, D2 – дальность до конечного пункта управления (КПМ); А,сь фсь фзкг = Утею Q – координаты ЛА, фактические, вычисленные после коррекции от СНС, с определением погрешности автономного

полета – АX, Аф

Fig. 2.The UAV flight pattern for forest fire monitoring: v|/oc — initial direction; |Ате1! — current direction; D — range; ПО — aircraft longitudinal axis; V — velocity vector; (J — drift angle; N, E — cardinal directions; A — aircraft coordinates computed by the NPS during the autonomous flight; хаь Фаъ фзю = фтек; Фзкз _ computation of a new current direction; D2 — distance to the final control point (^OT); Acu фсь Узк = фтею C — actual aircraft coordinates computed after correction by the satellite navigation system with the error estimation

of autonomous flight — AX, Аф

Взаимодействие входящих в состав НПС устройств изложено в описаниях патентов на изобретения и материалах статьи [4].

Разработка НПС БПЛА, построенная на основе приведенной структурной блок-схемы, предназначена реализовать на практике решение задач по мониторингу лесных пожаров в режиме автономного автоматического полета по запрограммированному (например, челночному) маршруту и в режиме радиоуправления от наземного пульта. Зона действия мониторинга – территория с радиусом действия 5… 15 км.

Разработка основана на применении курсовых систем, спутниковых навигационных систем, вычислительного устройства и наземных пультов радиоуправления, а также возможностей современной элементной базы и комплектующих изделий, используемых на летательных аппаратах.

Сведения о конструкции и работе НПС и БПЛА, в том числе об объемах и формах проведения полевых и камеральных работ, приведены в руководстве по технической эксплуатации (РЭ) НПС и руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) БПЛА.

Заключение

В настоящее время БПЛА находят все большее применение в лесохо-зяйственной практике как инструмент мониторинга. В ближайшем будущем следует ожидать создания транспортных БПЛА, которые кроме выполнения функций мониторинга лесных пожаров станут средством оперативной доставки различных грузов в труднодоступные районы для решения задач тушения лесных пожаров.

Предлагаемая структура НПС обеспечивает требования к точности и безопасности полетов БПЛА. Решение ряда технологических задач лесного хозяйства может быть ускорено с помощью созданного в России Государственного центра беспилотной авиации и благодаря позиции Министерства по чрезвычайным ситуациям по применению БПЛА.

Материалы данной статьи по созданию навигационно-пилотажных систем могут быть использованы при разработке технического задания на транспортные беспилотные летательные аппараты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES

1. Алексеенко Н.А. Методические вопросы картографического обеспечения деятельности особо охраняемых природных территорий России // Вестн. Моск. гос. унта. Сер. 5: География. 2021. № 1. С. 52-57. [Alexeenko N.A. Specific Methodological Features of Cartographic Support of the Activities of Nature Protection Areas in Russia. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 5, Geografiya, 2021, no. 1, pp. 52—57].

2. Бобринский АН., Воронов M.А., Коршунов Н.А. и др. Правоприменение и управление в сфере использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов / под общ. ред. А.П. Петрова. М.: Всемир. банк, 2021. 274 с. [Bobrinskiy A.N., Voronov M.A., Korshchnov N.A. et al. Law enforcement and Management in Use, Protection and Reproduction of Forests. Ed. by A.P. Petrov. Moscow, Vsemirnyy bank Publ., 2021. 274 p.].

3. Евдокименко М.Д. География и причины пожаров в Байкальских лесах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 30-39. [Evdokimenko M.D. Forest Fire Causes and Distribution in the Baikal Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 30—39]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/eb9/lkh4.pdf

4. Коптев C.B., Скуднева O.B. О возможностях применения беспилотных летательных аппаратов в лесохозяйственной практике II Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 130—135. [Koptev S.V., Skudneva O.V. On the Applicability of UAV in Forestry Practice. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 130—135]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2021.1.130, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/0b3/ 130138.pdf

5. Микова Е.Ю. Построение наглядных изображений лесовозных автомобильных дорог с помощью информационных технологий: по материалам беспилотных летательных аппаратов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Архангельск, 2021. 16 с. [Mikova E.Yu. Construction of Visual Images of Logging Roads Using Information Technologies (Adapted from Unmanned Aerial Vehicles) : Cand. Eng. Sci. Diss. Abs. Arkhangelsk, 2021. 16 p.].

6. Моисеев B.C. Основы теории эффективного применения беспилотных летательных аппаратов: моногр. Казань: Школа, 2021. 444 с. [Moiseev V.S. Fundamentals of the Theory of Unmanned Aerial Vehicles Effective Use: Monograph. Kazan, Shkola Publ., 2021. 444 p.].

7. Окорокова H.C., Пушкин K.B., Севчук С.Д., Фармаковская А. А. Разработка схем базовых модулей типоразмерных рядов энергоустановок на основе воздушно -алюмохимических источников тока // Тр. МАИ. 2021. № 78. [Okorokova N.S., Pushkin

K.V., Sevchuk S.D., Farmakovskaya A.A. The Development of the Basic Module Schemes for the Dimension-Type Series of Power Plants Based on the Air-Aluminum Chemical Current Sources. Trudy MAI, 2021, iss. 78].

8. Патент 2685572 Российская Федерация. Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата: № 2021102180/19: заявл. 24.01.2021; опубл. 22.04.2021 / В.И. Мелехов, О.В. Скуднева, С.М. Габбасов, В.И. Манохин, В.В. Корнейчук, В.К. Вороницын, Т.В. Тюрикова, Е.В. Сазанова. [Melehov V.I., Skudneva O.V., Gabbasov S.M., Manokhin V.I., Kornejchuk V.V., Voronitsyn V.K. et al. Aircraft Navigation and Pilotage System. Patent RF no. RU 2685572 C2, 2021].

9. Разработка научно-методических подходов и технологии использования беспилотных летательных аппаратов в лесном хозяйстве: отчет о науч.-иссл. работе. Пушкино, 2021. 106 с. [Development of Scientific and Methodological Approaches and Technologies for the Use of Unmanned Aerial Vehicles in Forestry. Pushkino, 2021. 106 p.].

10. Сечин А.Ю., Дракин M.A., Киселева A.C. Беспилотный летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъемки для картографирования (ч. 2). 2021. Режим доступа: https://racurs.ru/press-center/articles/bespilotnye-letatelnye-apparaty/UAV-for-mapping-2/ (дата обращения: 15.04.19). [Sechin A.Yu., Drakin M.A., Kiseleva A.S. Unmanned Aerial Vehicle: Application for Mapping by Aerial Photography (part 2). 2021].

11. Скуднева О.В. Беспилотные летательные аппараты в системе лесного хозяйства России II Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 15^154. [Skudneva O.V. Unmanned Airborne Vehicles in the Forestry Sector of Russia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 6, pp. 150—154]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/565/1 – -bespilotnye-letatelnye-apparaty-v-sisteme-lesnogo-khozyaystva-rossii.pdf

12. Getzin S., Nuske R.S., Wiegand K. Using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) to Quantify Spatial Gap Patterns in Forests. Remote Sensing, 2021, vol. 6, iss. 8, pp. 6988— 7004. DOI: 10.3390/rs6086988

13. Markiewicz A., Nash L. Small Unmanned Aircraft and the U.S. Forest Service: Benefits, Costs, and Recommendations for Using Small Unmanned Aircraft in Forest Service Operations. Final Report. Cambridge, MA, Volpe, 2021. 30 p.

14. Merino L., Caballero F., Martinez-de-Dios J.R., Maza I., Ollero A. An Unmanned Aircraft System for Automatic Forest Fire Monitoring and Measurement. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2021, vol. 65, pp. 533-548. DOI: 10.1007/s 10846-011 -9560-x

15. Ohmann J.L., Gregory M.J., Roberts H.M. Scale Considerations for Integrating Forest Inventory Plot Data and Satellite Image Data for Regional Forest Mapping. Remote Sensing of Environment, 2021, vol. 151, pp. 3-15. DOI: 10.1016/j.rse.2021.08.048

16. Tewkesbury A.P., Comber A.J., Tate N.J., Lamb A., Fisher P.F. A Critical Synthesis of Remotely Sensed Optical Image Change Detection Techniques. Remote Sensing of Environment, 2021, vol. 160, pp. 1-14. DOI: 10.1016/j.rse.2021.01.006

Смотрите про коптеры:  RCDrive - Магазин радиоуправляемых моделей. Продажа высококачественных радиоуправляемых моделей и товаров для хобби. Купить в Москве и с доставкой по России

17. Zhang L., Wang B., Peng W., Li C., Lu Z., Guo Y. Forest Fire Detection Solution Based on UAV Aerial Data. International Journal of Smart Home, 2021, vol. 9, no. 8, pp. 239—250. DOI: 10.14257/ijsh.2021.9.8.25

NAVIGATION AND PILOTING SYSTEM OF UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR FOREST FIRE MONITORING

O. V. Skudneva1, Senior Lecturer; ResearcherlD: V-5466-2021, ORCID: https://orcid. org/0000-0001-638 7-0108 S. V. Koptev2, Doctor of Agriculture, Assoc. Prof.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5402-1953 S. V. Ivantsov3, Director

:Bauman Moscow State Technical University, Faculty of Fundamental Science, ul. 2-ya Baumanskaya, 5, str. 1, Moscow, 105005, Russian Federation; e-mail: [email protected] 2Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: [email protected] 3State Autonomous Institution of the Arkhangelsk Region “Unified Forest Fire Center”, prosp. Obvodnyy kanal, 22, korp. 1, Arkhangelsk, 163060, Russian Federation; e-mail: iwantsow. [email protected]

Forest fires are a common natural disaster all over the world. A great number of fires occur annually in the forest ecosystems of the European North of Russia for natural reasons and as a result of anthropogenic impacts. One of the urgent problems of forestry is the organization of effective control of forest fires. Herewith, it is important to quickly detect the source of fire, as well as to monitor the development of the fire, and to coordinate the actions of the staff of the ground forest protection services. Unmanned aerial vehicles (UAV) of different classes are increasingly used for these purposes. For forestry experience and, especially for forest fire monitoring, the most practical are helicopter-type UAV, which do not require special training of staff. Such devices can operate in the mode of “fire tower” and in the mode of monitoring the edge of the fire with an option to reset information pennants at certain points. The use of UAV is an effective means of monitoring the fire situation in addition to existing methods and technologies, and especially in cases of impossibility of using highresolution satellite images for operative tasks. For the effective operation of UAV in the area of active forest fires and, thus, strong smoke, navigation and piloting systems are necessary to perform safe flights outside the action of the ground control panel located at the starting point. The aim of this work is to develop a navigation and piloting system for UAV, which can be used in the area of limitation of ground control point. The use of such systems will allow monitoring of the fire situation in real time, which is especially important in the organization of protection and suppression of forest fires in large areas of nature reserves, where the priority is to preserve the biological diversity of natural ecosystems and unique landscapes. This article may be of interest to forestry specialists, developers of UAV and equipment, fire protection and the Ministry of Emergency Situations staff, as well as to engineering students to gain experience with UAV.

For citation: Skudneva O.V., Koptev S.V., Ivantsov S.V. Navigation and Piloting System of Unmanned Aerial Vehicle for Forest Fire Monitoring. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 194-203. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-194-203

Keywords: forestry, forest fire monitoring, unmanned aerial vehicle, navigation and piloting system.

Поступила 15.09.19 / Received on September 15, 2021

Оперативный мониторинг

Получая данные прямо с борта БПЛА в реальном времени, Вы сможете следить за заготовкой древесины, лесозащитными мероприятиями или пожарами.

Следите за продвижением лесных пожаров и прогнозируйте их развитие с учетом метеорологических условий и пирогенных факторов

Патрулирование с помощью беспилотников открывает новый подход к охране лесов и упрощает контроль соблюдения правил рубок компаниями-лесозаготовителями. Поскольку запуск БПЛА практически ничего не стоит, регулярные съемки идеально подойдут для отслеживания динамики процессов во времени.

Это могут быть лесовосстановительные работы, распространение вредителей и болезней или развитие эрозионных процессов. Почти мгновенная готовность к вылету позволяет быстро оценить экономический и экологический ущерб и разработать план ликвидации последствий в случае ЧС.

Перспективы использования в тушении пожаров

Основное перспективное использование БЛА в пожаротушении – лесные пожары. Мониторинг лесов и торфяных возгораний с помощью авиации используется редко из-за высокой стоимости. К тушению воспламенений иногда привлекают пожарную авиацию, но само по себе мероприятие очень опасное: поднимающийся от возгорания дым дезориентирует пилота, причем аппарат должен максимально приблизиться к огню для сброса вещества.

Преимущества использования беспилотников в тушении лесных пожаров:

  • более дешевый мониторинг территории;
  • точное определение координат очага;
  • снижение риска человеческих потерь среди пожарных;
  • возможность оперативной ликвидации огня.

Поиск и спасение с помощью беспилотников

Поиск и спасение как во время чрезвычайных ситуаций (стихийных бедствий, пожаров и т.п.), так и в качестве отдельных операций, – это те направления, где эффективность работы беспилотников доказана на множестве реальных примеров. В США и ряде других стран полиция и другие подразделения создают специальные отделы, которые занимаются поиском и спасением людей и животных с помощью беспилотников.

Как правило, для таких целей используются дроны серии Matrice и Mavic 2. Разнообразие дополнительного оборудования – визуальных и тепловизионных камер, прожекторов, громкоговорителей и др. – позволяет командам спасателей и поисковиков работать в любое время суток и практически в любой, даже труднодоступной, местности.

Преимущества беспилотных летательных аппаратов

  • Могут работать в воздухе тогда, когда невозможно применение пилотируемых летательных аппаратов.
  • Способны выполнять наблюдение с воздуха в районах, куда затруднен доступ наземной техники и людей.
  • Обеспечивают оперативное, безопасное и надежное получение визуальной и иной информации.
  • Гарантируют безопасность и надежность при исследовании интересующего соответствующие службы объекта или территории.
  • Помогают выполнять задачи по предотвращению возгораний, чрезвычайных ситуаций и других инцидентов при плановом регулярном мониторинге.
  • Существенно снижают риски для жизни и здоровья специалистов пожарных подразделений и подразделений МЧС.

Преимущества и недостатки

Использование дронов в различных сферах имеет несколько преимуществ:

  1. Снижение расходов. При использовании БЛА вместо авиации стоимость работы уменьшается. Также сокращаются средства на содержание штата.
  2. Отпадает потребность в высокой квалификации персонала. Все, что нужно от работников – умение управлять устройством. Специализированные курсы пилотирования дроном длятся всего несколько месяцев.
  3. Маневренность и непритязательность к условиям использования. Аппарату не нужна взлетно-посадочная полоса.
  4. Возможность использования даже при аварийных условиях. На дрон можно положиться даже тогда, когда работа обычной авиации угрожала бы жизни пилота.
  5. Многозадачность устройства. Дроны используют как в любительских целях, так и в хозяйстве, коммерческой и военной отраслях.

К недостаткам беспилотников чаще всего относят:

  1. Возможность некачественной сборки. При чрезмерном нагреве двигателя вероятен взрыв или остановка посередине пути.
  2. Опасность столкновения. Уже было зафиксировано несколько случаев аварий с участием дронов (столкновение с людьми, автотранспортом, другими летательными аппаратами).
  3. Возможность перехвата и перенастройки сигнала.

Противопожарная безопасность и борьба с пожарами

Пожарные подразделения все больше и все чаще применяют беспилотные летательные аппараты для своих задач. Нередко пожарные подразделения работают вместе с полицейскими, вместе используя дроны для обеспечения порядка в районе возгорания, выстраивания правильной стратегии и тактики тушения возгораний.

В районах, где существуют высокие риски возгорания (леса, поля с посадками, населенные пункты с большим количеством строений из легко возгораемых материалов), пожарные подразделения могут на регулярной основе выполнять мониторинг окружающей обстановки, на ранней стадии выявлять малейшие очаги возгорания, чтобы в случае необходимости быстро ликвидировать их.

Регионы обзаводятся дронами

Успех двух лет тестовой программы мониторинга вырубок леса при помощи БПЛА в Приморье и Хабаровском крае показал местным чиновникам очевидные преимущества содержания воздушного флота беспилотников. В конце лета 2021 года администрация Приморского края приобрела 35 дронов и распределила их между 11 лесничествами края.

Летом 2020 года эстафетную палочку у Владивостока приняла Тюмень. Несмотря на ограничения по самоизоляции, а скорее даже благодаря им местные власти решили пополнить свой парк дронов, закупив 8 квадрокоптеров DJI Mavic 2 Enterprise в рамках региональной программы “Сохранение лесов”. Чиновники из лесного департамента планируют возложить на дроны такие миссии, как:

  • контроль за лесными делянками арендаторов;
  • оценка производимой и разрешенной вырубки;
  • выявление участков нелегальной вырубки леса;
  • обнаружение очагов лесных пожаров;
  • составление оптимального маршрута с высоты для подъезда инспекторов и техники на лесные участки.

Отметим, что тюменцы прибегают к помощи БПЛА не впервые. В регионе уже были зарегистрированы случаи эффективной помощи дронов при обнаружении поджигателей травы в лесных массивах. К помощи коптеров также прибегали для выявления незаконных построек в лесу.

В европейской части РФ беспилотные аппараты взяты на вооружение властями Нижегородской области, о чем сообщается на сайте регионального правительства. 

Стоит понимать, что использование дронов может быть отличным подспорьем не только контролирующим органам, но и арендаторам лесных участков. Так, в памятке арендатора мы видим положение о том, что данное лицо должно располагать необходимым инструментарием для проведения точных геодезических исследований с целью определения точной эксплуатационной площади лесосеки.

Топ-5 популярных моделей

На рынке представлены сотни вариантов беспилотников разной целевой направленности. Пожарных дронов не так много и среди них выделяются несколько фаворитов:

  1. Predator-100. Относительно небольшое устройство, способное поднимать до 100 кг тушащего вещества, повсеместно используется в Китае с 2021 года.
  2. JC260. Последняя разработка китайских ученых. Аппарат компактных размеров (длина до 3 метров) оснащен огнетушащими снарядами, каждый из которых покрывает участок в 50 кубических метров.
  3. Flyox Mark. Все модификации самолетов предназначены для забора воды из местных источников и тушения лесных пожаров при дистанционном управлении.
  4. K-MAX. Представляет собой грузоподъемный аппарат класса макси, способный поднять в воздух примерно 15 000 литров огнегасящего вещества.
  5. Matrice модификации 200 и 600. Используются для эффективного мониторинга территории с помощью камер и тепловизоров.
Пожарный дрон - что это такое, описание и возможности, применение беспилотников
Predator-100

Устройство и конструкция

Конструкция и работа дрона для видеосъемки будет сильно отличаться от сверхзвукового самолета-беспилотника, используемого в военной отрасли. Легче всего разобрать принцип работы на примере модели всем известного квадрокоптера – дрона с четырьмя винтами. Устройство состоит из следующих элементов:

  1. Двигатели. Приводят в действие винты, причем на каждый винт нужен отдельный двигатель.
  2. Регулятор оборотов. Определяет скорость вращения пропеллеров исходя из команд, получаемых с пульта управления. Регуляторы крепятся снизу к двигателям.
  3. Пропеллеры. Отвечают за передвижение устройства.
  4. Рама. Легкий каркас, к которому крепятся все детали аппарата.
  5. Контроллер. Закреплен к центру рамы. Обычно включает в себя главный процессор, акселерометр, гироскоп, ОЗУ, барометр, GPS-навигатор и прочие элементы управления.

Если не вдаваться в технические особенности, то работа дрона выглядит следующим образом:

  • сигнал с пульта управления поступает к контроллеру;
  • полетный узел отправляет сигналы работы двигателям;
  • в процессе полета регуляторы оборотов меняют скорость оборотов пропеллеров исходя из получаемых сигналов с пульта управления.
Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector