Беспилотные летательные аппараты МЧС России: виды и классификация. «Какую роль играет авиация в спасательных операциях? Классификация карт применяемых в авиации мчс

Карты применяемые в авиации

Лекция № 3.

Топографические карты играют исключительно важное значение в авиации. Любой полет без полетной карты в авиации запрещен. Полетная карта также является одним из документов воздушной навигации. Летный состав должен уметь готовить карту и пользоваться ею как на земле, так и в полете.

С помощью полетной карты осуществляется:

Ø визуальная ориентировка;

Ø контроль пути самолета;

Ø определение навигационных элементов в полете;

Ø прокладка линий положения самолета и определение его местоположение.

План и карта .

План – это уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости.

Свойства плана:

Ø отсутствует градусная сетка меридианов и параллелей;

Ø равномасштабность во всех направлениях;

Ø большая подробность деталей местности и передача очертаний

предметов без искажения;

Ø изображается небольшой участок местности радиусом 10 – 15 км.

Карта – графическое изображение земной поверхности на плоскости.

Свойства карты:

Ø имеется градусная сетка параллелей и меридианов;

Ø изображается большой участок местности

Ø имеет место искажение длин углов и площадей;

Ø объекты земной поверхности изображаются условными знаками.

Масштаб карты .

Перенос участка земной поверхности, которая имеет сферическую форму, на плоскость осуществляется по определенному математическому закону, причем изображается земля на плоскости всегда меньше действительных размеров. Для удобства, землю на плоскости изображают в различной степени уменьшенной.

Масштаб карты – степень уменьшения линий на карте по отношению линий на земле.

Технология изготовления карт включает операции:

Ø уменьшения земного шара до размера глобуса нужного масштаба;

Ø перенос глобуса на лист бумаги каким-либо способом.

Степень уменьшения земного шара до размеров глобуса называется главным масштабом.

В силу того, что глобус или его часть невозможно без искажения перенести на плоскость, то в каждой точке карты будут иметь место искажения, что повлечет и изменения масштаба.

Таким образом, карта имеет частный масштаб.

Частный масштаб – это масштаб каждой точки карты.

По способу изображения масштабы бывают численными и линейными. Численный масштаб – это дробь, числитель которой является единицей, а знаменатель – число, показывающее во сколько раз действительные расстояния на земле уменьшены при нанесении их на карту. Например – 1: 1000 000, 1: 500 000. Чем крупнее масштаб, тем меньше знаменатель.

Линейный масштаб – прямая линия разделения на равные отрезки, обозначенные числами, показывающими какому расстоянию на земле они соответствуют. Линейный масштаб – это, по существу, численный масштаб, выраженный графически.

На полетной карте, на нижнем ее обрезе, наносится главный масштаб как численный, так и линейный.

Сущность картографических проекций и их классификация.

Картографическая проекция – это способ изображения земной поверхности на плоскости.

Сущность любой картографической проекции состоит в том, что в начале земной шар уменьшается до размеров глобуса заданного масштаба, а затем уже глобус по намеченному способу переносится на плоскость (лист бумаги).

Как уже говорилось, поверхность глобуса невозможно без искажений перенести на плоскость. Поэтому при переносе земли глобуса на плоскость имеет место искажения как длин, так и направлений и площадей.

На практике имеется много различных проекций, которые отличаются характером искажений на карте при их применении. По характеру искажений картографические проекции делятся на:

Ø равноугольные (неискаженные углы);

Ø равнопромежуточные (неискаженные расстояния);

Ø равновеликие (неискаженные площади);

Ø произвольные (все искажено).

Равноугольные проекции не искажают углы, сохраняют подобие небольших фигур. Карты в этой проекции широко применяются в авиации.

Равнопромежуточные проекции сохраняют только неискаженными расстояния по меридианам и параллелям.

Равновеликие проекции сохраняют равенство площадей.

Произвольные проекции не сохраняют ни одно из указанных свойств.

По способу построения на карте параллелей и меридианов все картографические проекции делятся на:

Ø конические;

Ø поликонические;

Ø азимутальные;

Ø цилиндрические;

Ø специальные.

В основу этого деления положено использование при проектировании вспомогательной геометрической поверхности. Так при конической проекции глобус (его поверхность) проектируется на стенки конуса, одетого на глобус.

Коническая проекция.

При поликонической проекции поверхность глобуса проектируется на несколько конусов.

Поликоническая проекция.

При цилиндрической проекции поверхность глобуса проектируется на стенки цилиндра, который одевается на глобус.

Цилиндрические проекции.

Причем, в зависимости от целей карт, цилиндр одевается на глобус под различными углами относительно оси вращения земли.

Варианты цилиндрической проекции.

Каждая вспомогательная геометрическая поверхность может либо касаться глобуса, либо сечь его, что влияет на характер и величину искажений.

Наиболее широкое применение в авиации получили карты, изготовленные в видоизмененной поликонической проекции или ее еще называют международной проекцией.

Все авиационные карты делятся на три группы: оперативно-так­тические, аэронавигационные и справочные. Оперативно-тактиче­ские карты предназначены для работы штабов в процессе управ­ления частями и подразделениями. Аэронавигационные карты ис­пользуются при подготовке к полету и в полете. Справочные кар­ты служат для подготовки различных справочных данных, необ­ходимых при подготовке к полету и организации боевых действий авиации.

По своему назначению аэронавигационные карты, применяемые для решения навигационных задач, делятся па полетные, борто­вые, карты целей, специальные и справочные.

Аэронавигационная карта, по которой летчик готовится к по­лету и с которой выполняет полет, называется полетной. Полетные карты служат для прокладки маршрута, определения различных исходных данных, расчета полета, контроля за полетом и выпол­нения других работ в воздухе. Масштаб полетных карт зависит от дальности полета вертолета, района полета и характера вы­полняемых задач. В армейской авиации в качестве полетных карт используются карты масштабов 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000.

Маршрутно-полетные карты изготовлены специально для ре­шения навигационных задач, поэтому они лучше отвечают усло­виям работы в полете и могут использоваться при перелетах.

Бортовые карты (резервные, находящиеся на борту вертолета) предназначены для решения задач вертолетовождения в случае выхода вертолета за пределы района, изображенного на полетной карте. Кроме того, они используются для прокладки линий поло­жения, полученных с помощью радионавигационных средств, на­ходящихся на большом удалении от вертолета. Эти карты долж­ны охватывать район радиусом не менее максимальной практиче­ской дальности полета вертолета. В качестве бортовых карт в армейской авиации используются карты масштабов 1:1 000 000 и 1: 2 000 000.

Карты целей применяются для поиска и обнаружения целей, определения их координат, выбора площадок для десантирования и выхода на них. Это обычно карты крупного масштаба на огра­ниченный район местности или район цели. В армейской авиации в качестве карт целей используются карты масштабов 1:25 000, 1: 50 000, 1: 100 000.

Специальные карты предназначены в основном для решения задач вертолетовождения по данным измерений, полученным с помощью радионавигационных средств. К ним относятся карты различных масштабов и проекций, на которые при издании или вручную наносятся линии положения вертолета: ортодромические радиопеленги от наземных радиопеленгаторов, азимутально-даль — номерные сетки угломерно-дальномерных систем, линии равных ази­мутов от радиостанций и др. Специальная и бортовая карты могут совмещаться, если при подготовке к полету на последней прокла­дываются линии положения от запланированных для использова­ния радионавигационных средств.

Специальные карты используются не только экипажами, но и расчетами командных пунктов, имеющих наземные средства конт­роля за полетами или наведения на цели (наземные радиолока­ционные станции, системы РСБН и др.).

Справочные карты содержат данные, используемые при пла­нировании боевых действий и подготовке к полету. Они могут быть различных масштабов и проекций. К ним относятся карты круп­ных аэродромных узлов, обзорные навигационные карты, карты

магнитных склонений и часовых поясов, карты звездного неба, различные климатические и метеорологические карты и др. Про­екция и масштаб справочной карты определяются ее назначе­нием.

Выбор масштаба карты каждой из перечисленных групп опре­деляется характером навигационных задач и потребной точностью их решения, а также зависит от поставленной боевой задачи.

Каждая карта издается на отдельных листах, которые имеют определенные размеры по широте и долготе и представляют ча­сти единой целой карты отдельного района, государства, матери­ка, всего земного шара. Чтобы можно было просто и удобно под­бирать нужные листы карт для их склейки и подготовки к по­лету, в картографии принята система обозначений каждого листа карты, состоящая из букв и цифр, называемая номенклатурой. В основу обозначения положена система деления карты на отдель­ные листы, которая называется разграфкой.

За основу разграфки и обозначения карт масштаба 1: 1 000 000 и крупнее в СССР принят лист карты 1:1 000 000, составленной в видоизмененной поликонической проекции, который имеет раз­меры рамки 6° по долготе и 4° по широте. Номенклатура листов этой карты слагается из обозначений ряда и колонки. Исходя ив этого весь земной шар разделен параллелями на ряды (по 22 ряда в Северном и Южном полушариях) и меридианами на 60 коло­нок. Обозначение рядов начинается от экватора к северу и к югу заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, F, G, Н, I, 4 К, L, М, N, О, Р, Q, R, S, Т, U, V. Оставшийся круг у полюсов обозначается буквой Z. Колонки расположены между ме­ридианами и обозначаются цифрами от 1 до 60 начиная от ме­ридиана 180° к востоку. Например, лист, на котором расположе­на Москва, обозначается N-37. Система разграфки и номенкла­туры листов карты масштаба 1:1 000 000 (рис. 1.23) является меж­дународной.

Номенклатура листов карт более крупного масштаба (1:500 000 и крупнее) получается путем деления листа карты масштаба 1:1 000 000 на части. Номенклатура этих листов состоит из обо­значения листа карты масштаба 1:1 000 000 с добавлением цифр и букв, указывающих расположение на нем листа карты более крупного масштаба (рис. 1.24).

Лист карты масштаба 1:1 000 000 состоит из четырех листов карты масштаба 1:500 000, которые обозначаются буквами А, Б, В, Г. Например, лист Саратова обозначается М-38-Б. На одном листе карты масштаба 1:1 000 000 располагаются 36 листов кар­ты масштаба 1:200 000 и 144 листа карты масштаба 1:100 000, которые обозначаются соответственно римскими цифрами от I до XXXVI и арабскими цифрами от 1 до 144.

Разграфка и номенклатура карт масштабов 1: 50 000, 1: 25 000, 1: 10 000 состоят из обозначения листа карты масштаба 1: 100 000 с добавлением цифр и букв русского алфавита. Для получения листа карты масштаба 1:50 000 лист карты масштаба 1:100 000
делят на четыре части и обозначают их буквами А, Б, В, Г. Лист карты масштаба 1:25 000 получается путем деления листа карты 1:50 000 на четыре части, которые обозначаются малыми бук­вами русского алфавита а, б, в, г. Для получения листа карты/V-37

масштаба 1: 10 000 лист карты 1:25 000 делится на четыре части, которые обозначаются арабскими цифрами 1, 2, 3, 4. Таким об­разом, на одном листе карты масштаба 1: 100 000 располагаются четыре листа карты масштаба 1:50 000, шестнадцать листов кар-

Прямоугольная разграфка

При этой разграфке общая карта делится на листы, имеющие форму прямоугольника. Рамки такого листа не совпадают с меридианами и параллелями.

Сборные таблицы.

Предназначены для подбора необходимых листов карт и определения их номенклатуры. Сборные таблицы представляют собой схематическую карту мелкого масштаба с обозначенной на ней разграфкой и номенклатурой листов одного или нескольких масштабов карт. Сборные таблицы издаются на отдельных листах.

__.

На карты, при их составлении, наносятся только те элементы, которые необходимы при пользовании ею. На авиационные карты наносятся: гидрографические объекты (моря, озера, реки…), крупные населенные пункты, дорожная сеть, изогоны, магнитные аномалии.

Изображение на карте элементов местности осуществляется условными знаками, которые делятся на:

Ø контурные;

Ø внемасштабные;

Ø линейные;

Ø пояснительные;

Ø знаки, изображающие рельеф.

Контурные знаки применяются для изображения таких элементов местности, как моря, озера, болота, леса и т.п. Этими знаками передаются элементы земной поверхности в масштабе.

Внемасштабные знаки применяются для изображения элементов местности, которые не могут быть выражены в масштабе карты, такие как мосты, аэродромы, трубы, вышки и т.п.

Линейные знаки применяются для изображения на карте рек, каналов, дорог и других линейных ориентиров.

Пояснительные знаки применяются для дополнительных характеристик элементов местности.

Большое значение для безопасности полетов играет знание рельефа местности. Возможность экипажа точно и своевременно определять его на карте обеспечивает безопасность полета от столкновения воздушного судна с местностью или препятствиями на ней.

Рельеф местности на карте обозначается различными способами:

Ø горизонталями;

Ø отметкой высот;

Ø отмывкой;

Ø гипсометрически.

Широко применяется на полетных картах при изображении рельефа местности способ – горизонталями. Данный способ позволяет определять абсолютные высоты и взаимные превышения точек местности, а также характер рельефа местности, т.е. крутизну скатов. Суть изображения местности на карте горизонталями заключается в следующем. Земная поверхность сечётся плоскостями (горизонталями), расположенными одна от другой на одинаковом (для данного масштаба) расстоянии « h». Расстояние между следующими плоскостями называется высотой сечения. Линия, полученная в результате сечения плоскости с земной поверхностью, называется горизонталью. Она, по - существу, соединяет точки поверхности земли, расположенные на одной высоте. Эти горизонтали и проводятся на карте.

За начало отсчета высоты рельефа местности в России принят уровень Балтийского моря (нуль Кронштадтского футштока).

Изображение рельефа местности на карте горизонталями.

Где: h – высота сечения, S – заложение.

Зная высоту сечения и величину заложения, можно вычислить крутизну ската «« »» по формуле:

Значение « » можно определить по линейке НЛ-10м, используя ключ:

или с помощью шкалы, помещенной на нижнем обрезе карты крупного масштаба.

Общая высота сечения для данного масштаба карты указывается на нижнем обрезе карты. Основные горизонтали подводятся сплошной линией, на которые наносятся цифры, указывающие высоту над уровнем моря. Для более подробного изображения рельефа местности помимо сплошных горизонталей проводятся еще и вспомогательные, которые изображаются пунктирной линией. По густоте горизонталей можно судить о характере рельефа, а по цифровым отметкам – об абсолютных высотах и взаимном превышении местности.

Абсолютные высоты рельефа местности на картах обозначаются цифрами, а для визуальной контрастности применяют отмывку. Таким образом, на полетных картах рельеф местности изображается тремя способами одновременно: горизонталями, отметкой высот, отмывкой.

Гипсометрический способ – это послойная окраска различными цветами разных высот местности. Например, от светло-желтого до темно-коричневого. Каждому цвету соответствует определенная высота. Шкала тонов наносится на нижнем обрезе карты.

Классификация и характеристика карт, применяемых в авиации.

По своему назначению карты, применяемые в авиации, делятся на: полетные, бортовые, специальные и патрульные. На борту самолета экипаж обязан иметь полетную и бортовую карты, а при авиалесоохранных полетах и патрульную.

Полетные карты предназначены для полета по маршруту района полетов. Они используются для прокладки маршрута, расчета полета, ведения визуальной ориентировки, определения навигационных элементов. Для самолетов 1, 2, 3 классов в качестве полетных карт применяются карты масштаба 1: 2000000, охватывающие район не менее 200 км по обе стороны от заданного маршрута.

Для самолетов 4 класса и вертолетов всех классов – карта масштаба 1: 1000000, охватывающие район по обе стороны от заданного маршрута не менее 100 км.

В зависимости от характера полетов в качестве полетных карт могут применятся и карты более крупного масштаба. Так для авиалесоохранных работ применяется полетная карта масштаба 1: 500000.

Бортовые карты предназначены для восстановления ориентировки, обхода опасных явлений погоды, а также полетов на безопасный аэродром и использование РТС для определения места самолета.

Для самолетов 1, 2 и 3 классов в качестве бортовой карты используется карта масштаба 1: 2000000, охватывающая район по обе стороны заданного маршрута не менее, чем 1500 км для 1 и 2 класса и 700 км для 3 класса. При необходимости в качестве бортовой карты может использоваться карта масштаба 1: 4000000.

Для самолетов 4 класса и вертолетов всех классов в качестве бортовой карты используется карта масштаба 1: 2000000, охватывающая район по обе стороны заданного маршрута не менее 400 км.

На бортовую карту наносятся:

Ø основные маршруты полета и ухода на запасной аэродром;

Ø радиотехнические средства в виде условных обозначений;

Ø азимутальные круги и секторы с центрами в местах размещений радиотехнических средств;

Ø величины магнитных склонений по маршруту и в местах установки РТС.

Специальные карты предназначены для использования в целях воздушной навигации: радиомаяков, гиперболических систем, а также использование как справочных материалов: часовых поясов, магнитных склонений и др.В качестве специальных карт используются карты масштаба 1: 4000000.

В качестве патрульной карты применяется карта масштаба 1: 300000, 1: 200000, 1: 100000. Она предназначена для точного определения места лесного пожара, его характеристик и методов борьбы с ним.

Переход с полетной карты на патрульную осуществляется по характерному ориентиру, опознанному на обеих картах.

На патрульную карту наносятся:

Ø квартальная сеть;

Ø границы лесхозов и лесничеств с обозначением их названий;

Ø места расположения пунктов приема донесений о лесном пожаре;

Ø и другая нагрузка согласно Инструкции по авиационной охране лесов.

__.Тема № 1: «Основные географические понятия. Карты применяемые в авиации.»

В России ликвидацией последствий локальных и стихийных бедствий занимается федеральное министерство, которое сокращенно называется МЧС. Это самая важная в стране Она действует совместно с другими органами быстрого реагирования. В ее состав входят муниципальные пожарные и спасательные службы. МЧС осуществляет единое руководство аварийными ведомствами городов, областей и страны в целом. Всего министерство проводит более 25 % федеральных проверок.

Деятельность МЧС

Федеральная служба обеспечивает контроль над всеми спасательными органами страны. Первоначально на вызов направляются муниципальные ведомства. Если местными силами локализировать опасность не удалось, в дело вступают региональные службы. Республиканские ведомства подключаются только при острой необходимости.

Спасатели МЧС прибывают на место только четвертыми. Первыми на аварийную ситуацию должны реагировать такие местные органы, как полиция, скорая помощь и пожарные. И только после того, как этими службами будет установлена необходимость привлечения дополнительных сил для ликвидации опасности, прибывают сотрудники МЧС. Время их реагирования составляет порядка 4 часов.

При масштабной катастрофе к ее ликвидации подключается авиация федеральной службы. Однако перед тем как вызвать вертолет МЧС, необходимо оценить уровень опасности. Возможно, аварию удастся ликвидировать городским службам. Сотрудников МЧС вызывают только в редких случаях, когда ситуация выходит из-под контроля.

В министерстве работают люди, прошедшие военную подготовку в армии, и пожарные. При сдаче экзаменов у спасателей проверяется не только физическая готовность и умственные способности, но и психологическая устойчивость. Всего в органах МЧС работает более 7200 человек, в противопожарной службе - около 150 тыс. сотрудников.

Спасательная авиация

Воздушные силы МЧС являются гордостью всей страны. Авиация федеральной службы была образована в мае 1995 года. Инициатором выступило Правительство РФ. За время существования авиация оправдала себя неоднократно. Она приняла участие в тысячах спасательных миссий на территории России и за ее пределами.

Главной базой МЧС считается аэродром «Раменское». Однако силы авиации равномерно распределены по всем регионам страны. На сегодняшний день в распоряжении министерства более 50 воздушных судов. Самолетный парк представлен такими аппаратами, как Ил-62М, Ан-74, Як-42Д, Бе-200ЧС и многими другими многофункциональными моделями. Также на балансе находятся спасательные БК-117, Ми-8 и Бо-105. Под медицинские нужды были модернизированы Ка-32. Из многоцелевых тяжеловесов стоит выделить Ми-26Т.

Отцом российской спасательной авиации считается военный пилот и инженер Рафаиль Закиров. Именно он стоял у истоков разработки технологий пожаротушения для таких вертолетов, как Ми-26 и Ка-32. Для эффективности были использованы водосливные устройства серии ВСУ-15. Также Закиров разработал концепцию борьбы с разливом нефти. Для этого было сконструировано устройство ВОП-3. Позже инженеру удалось добиться удивительных результатов в тушении техногенных пожаров. Эффективность была достигнута благодаря изобретению Закирова - водосливного аппарата ВАП-2.

Вертолет Ми-8

Вертолет пригоден как для разведки, так и для огневой поддержки сухопутных войск. Есть возможность крепления противотанковых бомб.

Разработкой БК-117 в 1970-х годах совместно начали заниматься ведущие японские и немецкие компании. Производство и экспорт были налажены только к началу 1980-х.

Вертолетом управляет один пилот. В грузовом отсеке помещается 9 человек. Грузоподъемность варьируется в пределах 1700 кг. Мощность обоих двигателей - 1500 л. с.

Максимальная скорость доходит до 250 км/ч.

Современные технологии в области обнаружения и развития пожаров на сегодняшний день развиваются очень стремительно. Новейшие разработки могут удивить не только своим внешним видом, к примеру в области тушения и ликвидации последствий стихийных бедствий на сегодняшний день применяют роботизированную технику.

В нашей статье мы расскажем Вам о еще одной принципиально новой технологии которая активно внедряется и используется в современном мире.

Беспилотная авиация может найти широкое применение для решения специальных задач, когда использование пилотируемой авиации невозможно или экономически невыгодно:

• осмотр труднодоступных участков границы,
• наблюдение за различными участками суши и водной поверхности,
• определение последствий стихийных бедствий и катастроф,
• выявление очагов , выполнение поисковых и других работ.

Применение БПЛА позволяет дистанционно, без участия человека и без подвергания его опасности, проводить мониторинг ситуации на достаточно больших территориях в труднодоступных районах при относительной дешевизне.

Типы

По принципу полета все БПЛА можно разделить на 5 групп (первые 4 группы относятся к аппаратам аэродинамического типа):

• с жестким крылом (БПЛА самолетного типа);
• с гибким крылом;
• с вращающимся крылом (БПЛА вертолетного типа);
• с машущим крылом;
• аэростатические.

Кроме БПЛА перечисленных пяти групп существуют также различные гибридные подклассы аппаратов, которые по их принципу полета трудно однозначно отнести к какой-либо из перечисленных групп. Особенно много таких БПЛА, которые совмещают качества аппаратов самолетного и вертолетного типов.

С жестким крылом (самолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом. Подъемная сила данных аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.

Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации, применимы и в беспилотной.

С гибким крылом

Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого композитного материала, обладающего свойством обратимой деформации. В этом классе БПЛА можно выделить беспилотные моторизованные парапланы, дельтапланы и БПЛА с упруго деформируемым крылом.

Беспилотный моторизованный параплан – аппарат на основе управляемого парашюта-крыла, снабжённый мототележкой с воздушным винтом для автономного разбега и самостоятельного полёта. Крыло обычно имеет форму прямоугольника или эллипса. Крыло может быть мягким, иметь жесткий или надувной каркас. Недостатком беспилотных моторизованных парапланов является трудность управления ими, так как навигационные датчики не имеют жесткой связи с крылом. Ограничение на их применение оказывает также очевидная зависимость от погодных условий.

С вращающимся крылом (вертолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом. Часто их называют также – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае вертикальный взлет и посадку могут иметь и БПЛА с неподвижным.

Подъемная сила у аппаратов этого типа также создается аэродинамически, но не за счет крыльев, а за счет вращающихся лопастей несущего винта (винтов). Крылья либо отсутствуют вовсе, либо играют вспомогательную роль. Очевидными преимуществами БПЛА вертолетного типа являются способность зависания в точке и высокая маневренность, поэтому их часто используют в качестве воздушных роботов.

С машущим крылом

БПЛА с машущим крылом основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми. Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического применения они пока не имеют, во всем мире проводятся интенсивные исследования в этой области. В последние годы появилось большое количество разных интересных концептов малых БПЛА с машущим крылом.

Главные преимущества, которые имеют птицы и летающие насекомые перед существующими типами летательных аппаратов – это их энергоэффективность и маневренность. Аппараты, основанные на имитации движений птиц, получили название орнитоптеров, а аппараты, в которых копируются движения летающих насекомых – энтомоптерами.

Аэростатические

БПЛА аэростатического типа– это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в основном, беспилотными дирижаблями.

Дирижабль – Л А легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движителем (обычно это винт (пропеллер, импеллер) с электрическим двигателем или ДВС) и системы управления ориентацией. По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий. В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуемую форму только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением.

В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами – мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. Баллонеты, кроме того, служат для регулирования подъемной силы и управления углом тангажа (дифференцированная откачка/закачка воздуха в баллонеты приводит к изменению центра тяжести аппарата).

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки жесткой (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивается жестким каркасом, обтянутым тканью, а газ находится внутри жёсткого каркаса в баллонах из газонепроницаемой материи. Жесткие дирижабли в беспилотном исполнении пока практически не применяются.

Классификация

Некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, лёгкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т. д. Согласно российской классификации, которая ориентирована преимущественно пока только на военное назначение аппаратов.

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

1. Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
2. Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
3. Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
4. Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
5. Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
6. Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
7. Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
8. Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Применяемые БПЛА

Гранад ВА-1000

ZALA 421-16E

Для технического оснащения МЧС России беспилотными летательными аппаратами, российскими предприятиями разработано несколько вариантов, рассмотрим некоторые из них:

Это беспилотный самолет большой дальности (рис. 1.) с системой автоматического управления (автопилот), навигационной системой с инерциальной коррекцией (GPS/ГЛОНАСС), встроенной цифровой системой телеметрии, навигационными огнями, встроенным трехосевым магнитометром, модулем удержания и активного сопровождения цели («Модуль AC»), цифровым встроенным фотоаппаратом, цифровым широкополосным видеопередатчиком C-OFDM-модуляции, радиомодемом с приемником спутниковой навигационной системы (СНС) «Диагональ ВОЗДУХ» с возможностью работы без сигнала СНС (радиодальномер) системой самодиагностики, датчиком влажности, датчиком температуры, датчиком тока, датчиком температуры двигательной установки, отцепом парашюта, воздушным амортизатором для защиты целевой нагрузки при посадке и поисковым передатчиком.

Данный комплекс предназначен для ведения воздушного наблюдения в любое время суток на удалении до 50 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. Беспилотный самолет успешно решает задачи по обеспечению безопасности и контролю стратегически важных объектов, позволяет определять координаты цели и оперативно принимать решения по корректировке действий наземных служб. Благодаря встроенному «Модулю АС» БПЛА в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами. При отсутствии сигнала СНС – БПЛА автономно продолжит выполнение задания.

Рис. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Выполнен по схеме «летающее крыло» – это беспилотный самолет тактической дальности с автопилотом, имеет подобный набор функций и модулей, что и ZALA 421-16E. Данный комплекс предназначен для оперативной разведки местности на удалении до 15 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. БПЛА ZALA 421-08M выгодно отличается сверхнадежностью, удобством эксплуатации, низкой акустической, визуальной заметностью и лучшими в своем классе целевыми нагрузками.

Данный летательный аппарат не требует специально подготовленной взлетно-посадочной площадки благодаря тому, что взлет совершается за счет эластичной катапульты, осуществляет воздушную разведку при различных метеоусловиях в любое время суток.

Транспортировка комплекса с БЛА ZALA 421-08M к месту эксплуатации может быть осуществлена одним человеком. Легкость аппарата позволяет (при соответствующей подготовке) производить запуск «с рук», без использования катапульты, что делает его незаменимым при решении задач. Встроенный «Модуль АС» позволяет беспилотному самолету в автоматическом режиме вести наблюдение за статичными и подвижными объектами, как на суше, так и на воде.

Рис. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Это беспилотный вертолет с восемью несущими винтами, средней дальности действия, со встроенной системой автопилота (рис. 3). Конструкция аппарата складная, выполнена из композитных материалов, что обеспечивает удобство доставки комплекса к месту эксплуатации любым транспортным средством.

Данный аппарат не требует специально подготовленной взлетно- посадочной площадки из-за вертикально-автоматического запуска и посадки, что делает его незаменимым при проведении воздушной разведки в труднодоступных районах.

Успешно применяется для выполнения операций в любое время суток: для поиска и обнаружения объектов, обеспечения безопасности периметров в радиусе до 5 км. Благодаря встроенному «Модулю АС» аппарат в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами.

Рис. 3. БПЛА ZALA 421-22

Представляет собой следующее поколение квадрокоптеров DJI. Он способен записывать видео 4K и передавать видеосигнал высокой четкости прямо из коробки. Камера интегрирована в подвес, для максимальной стабильности и весовой эффективности при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Функции Phantom 3 Professional

Камера и подвес: Phantom 3 Professional вы снимает 4K видео с частотой до 30 кадров в секунду и делает 12 мегапиксельные фотографии, которые выглядят четче и чище, чем когда-либо. Улучшенный сенсор камеры дает вам большую ясность, низкий уровень шума, и лучшие снимки, чем любая предыдущая летающая камера.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, основана на системе DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery имеет новые элементы и использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, а визуальное позиционирование позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

ТТХ Phantom 3 Professional

БАС Фантом-3
Вес (с батареей и винтами)	1280 г.
Максимальная скорость набора высоты	5 м/с
Максимальная скорость снижения	3 м/с
Максимальная скорость	16 м/с (при режиме ATTI в безветренную погоду)
Максимальная высота полета	6000 м
Максимальное время полета	Приблизительно 23 минуты
Рабочий диапазон температур	От – 10° до 40° С
Режим GPS	GPS/GLONASS
Подвес
Охват	Угол наклона: от – 90° до + 30°
Визуальное позиционирование
Диапазон скоростей	< 8 м/с (на высоте 2 метра над землей)
Диапазон высот	30-300 см.
Рабочий диапазон	30-300 см.
Рабочие условия	Ярко освещенные (> 15 люкс) поверхности с контурами
Камера
Оптика	EXMOR 1/2.3” Эффективные пиксели: 12,4 млн. (всего пикселей: 12,76 млн.)
Объектив	Угол обзора 94° 20 мм (эквивалент формата 35 мм) f/2,8
Регулировка ISO	100-3200 (видео) 100-1600 (фото)
Выдержка электронного затвора	8 с. – 1/8000 с.
Максимальный размер изображения	4000×3000
Режимы фотосъемки	Покадровая Серийная съемка: 3/5/7 кадров Автоматический экспобрекетинг (АЭБ) брекетинг кадра 3/5 при вилке 0,7EV Замедленная съемка
Поддерживаемые форматы карт SD	Максимальная емкость 64 Гб. Требуемый класс скорости: 10 или UHS-1
Режимы видеосъемки	FHD: 1920×1080p 24/25/30/48/50/60 fps HD: 1280×720p 24/25/30/48/50/60 fps
Максимальная скорость сохранения видео	60 Мб/с
Поддерживаемые форматы файлов	Видео: MP4/MOV (MPEG-4 AVC/H.246)
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Пульт дистанционного управления
Рабочая частота	2,400 ГГц – 2,483 ГГц
Дальность передачи	2000 м (вне помещений без наличия препятствий)
Порт вывода видео	USB
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Батарея	6000 мАч, литий-полимерная 2S
Держатель мобильного устройства	Под планшеты и смартфоны
Мощность передатчика (EIRP)	ФКС: 20 дБМ; СЕ: 16 дБм
Рабочее напряжение	1,2 А при 7,4 В
Зарядное устройство
Напряжение	17,4 В
Номинальная мощность	57 Вт
Батарея Intelligent Flight (PH3 – 4480 мАч – 15,2 В)
Емкость	4480 мАч
Напряжение	15,2 В
Тип батареи	Литий-полимерная 4S
Полный заряд	68 Вт*ч
Вес нетто	365 г
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Максимальная мощность зарядки	100 Вт

Функции Inspire 1

Камера и подвес: Запись видео до 4K и фотографии 12-мегапикселей. Присутствует место для установки нейтральных (ND) фильтров для лучшего контроля экспозиции. Новый механизм подвеса, позволяет быстро снять камеру.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, это усовершенствованная версия системы DJI Lightbridge. Также существует возможность управление с двух пультов ДУ.

Шасси: Убирающиеся шасси, позволяют камере беспрепятственно делать панорамы.

Аккумулятор DJI Intelligent Flight Battery: 4500 мАч использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, и визуальное позиционирование, позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

Рис. 5. БПЛА Inspire 1

Все характеристики перечисленных выше БПЛА представлены в таблице 1 (кроме Phantom 3 Professional и Inspire 1 так как указаны в тексте)

Обучение на операторов беспилотных летательных аппаратов

ТТХ Inspire 1

БПЛА	ZALA 421-16E	ZALA 421-16ЕМ	ZALA 421-08М	ZALA 421-08Ф	ZALA 421-16	ZALA 421-04М
Размах крыла БПЛА, мм	2815	1810	810	425	1680	1615
Продолжительность полета, ч(мин)	>4	2,5	(80)	(80)	4-8	1,5
Длина БПЛА, мм	1020	900	425	–	–	635
Скорость, км/ч	65-110	65-110	65-130	65-120	130-200	65-100
Максимальная высота полета, м	3600	3600	3600	3000	3000	–
Масса целевой нагрузки, кг(г)	До 1,5	До 1	(300)	(300)	–	До 1

Преимущества

Можно выделить следующие:

• осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
• проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
• являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
• позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
• обнаруживают (лесные пожары, ) на ранних стадиях;
• исключают риск для жизни и здоровья человека.

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

• беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;
• мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;
• инженерная разведка районов наводнений, и других стихийных бедствий;
• обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;
• мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;
• экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;
• определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных метеоусловиях. Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

• приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;
• система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;
• система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;
• различные виды антенн.

Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Решаемые задачи

Можно классифицировать на четыре основные группы:

• обнаружение ЧС;
• участие в ликвидации ЧС;
• поиск и спасение пострадавших;
• оценка ущерба от ЧС.

В таких задачах старший оператор должен оптимальным образом выбрать маршрут, скорость и высоту полета ДПЛА, чтобы охватить район наблюдения за минимальное время или количество пролетов с учетом секторов обзора телевизионной и тепловизионной камер.

При этом необходимо исключать двукратный или многократный пролет одних и тех же мест с целью экономии материальных и людских ресурсов.

Дополнительный материал по кнопке СКАЧАТЬ