ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

PRACTICAL USAGE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES IN THE TODAY’S WORLD

Wadim Zulkarnaev

scientific adviser, Senior lecturer in Mechanical Engineering Technology Department of Institute of Technology, National Research Nuclear University of Moscow Engineering Physics University,

Russia, Trekhgorny

Victoria Kamalova

student of National Research Nuclear University of Moscow Engineering Physics University,

Russia, Trekhgorny

АННОТАЦИЯ

Цель исследования заключается в том, чтобы найти практическое применение беспилотным летательным аппаратам во многих сферах жизнедеятельности, увеличить продуктивность работы спасательных служб по средствам применения беспилотных летательных аппаратов, а также увеличить время пользования квадрокоптером. Практическая значимость исследования заключается в возможности создания комбинированной конструкции квадрокоптера, способного работать длительный период, решая конкретные задачи.

ABSTRACT

The purpose of the research is to find a practical usage of unmanned aerial vehicles in many aspects of life, to increase productivity of rescue services which are using unmanned aerial vehicles, and to prolong the ability of quadrocopters to be used. The practical significance of the research is the possibility of creating a composite structure of quadrocopters which would be able to work long period of time solving specific problems.

Ключевые слова: Беспилотные летательные аппараты, квадрокоптер, дистанционное управление, служба спасения.

Keywords: Unmanned aerial vehicles, quadrocopter, remote control, rescue service.

В последнее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) получили большое распространение, в частности большую популярность набирают квадрокоптеры.

Квадрокоптер – это летательный аппарат с четырьмя несущими винтами, вращающимися диагонально в противоположных направлениях.

Преимуществом квадрокоптера является то, что его конструкция достаточно простая и её можно собрать даже в домашних условиях, имея необходимые детали и инструменты (оборудование). Так же бесспорным преимуществом квадрокоптеров является то, что они обладают хорошей манёвренностью и относительно большой скоростью передвижения, при этом они могут передвигаться в воздушном пространстве и даже зависать в воздухе в одном положении практически на любой высоте.

Как раз все эти показатели и необходимы, чтобы найти полезное применение квадрокоптеру.

В связи с тем, что квадрокоптеры – это в первую очередь летательные аппараты, то они обладают хорошей манёвренность, способностью к быстрым перемещениям в воздушном пространстве. Самоё большое применение квадрокоптеры нашли в съёмке местности. То есть при использовании квадрокоптера с прикреплённой к нему «экшен камерой» можно облегчить изучение территорий «с высока» и «труднодосягаемых мест». Так же квадрокоптеры могут обеспечить источники массовой информации необходимым фотоматериалом с высоты «птичьего полета» или проводить съемки спортивных мероприятий с необходимого ракурса.

Изучая программы стратегического развития системы МЧС России до 2020 было выявлено, что квадрокоптеры могут быть полезны в области контроля и устранения чрезвычайных ситуации и происшествий на различных территориях, а именно:

• При помощи квадрокоптеров можно производить мониторинг местности с появлением новых опасностей и угроз; вести контроль ситуации и контроль местности при аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных работах. Так же квадрокоптеры будут способствовать оперативному проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ по локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в очагах поражения, зонах загрязнения (заражения) и катастрофического затопления;
• Будут способствовать радиационной, химической и неспецифической биологической (бактериологической) разведке в зонах чрезвычайных ситуаций, очагах поражения, загрязнения (заражения);
• Могут быть задействованы в предупреждении и тушении пожаров, в том числе локализации и ликвидации крупных лесных и торфяных пожаров;
• В проведении мероприятий по первоочередному жизнеобеспечению пострадавшего населения, а именно: обеспечение транспортировки медикаментов и предметов первой необходимости. Зачастую во время стихийных бедствий до пострадавших тяжело добраться ввиду сложности ситуации, а с помощью специально оборудованного беспилотного устройства, можно переместить небольшое количество медикаментов до нужного места.

В последнее время квадрокоптеры находят применение именно в проведении планово-спасательных и экстренных ситуациях. В данном случае квадрокоптеры полезны при оказании помощи поисково-спасательным командам. Очень часто возникают трудности с поиском пострадавших, а иногда к пострадавшим очень сложно добраться. Наличие «виртуальных глаз» и «виртуальных ушей» может существенно расширить возможности спасателей и повысить шансы пострадавших на получение своевременной помощи.

Одним из отрицательных моментов использования квадрокоптера является то, что они расходуют большое количество энергии. Предлагаемые производителем аккумуляторы классифицируются по разным показателям, но самый важный показатель – это ёмкость аккумулятора, что подразумевает время работы квадрокоптера от зарядки до зарядки аккумулятора. Если применить аккумулятор ёмкостью 2000 мамп/ч, то среднее время полёта с таким аккумулятором без камеры и дополнительного оборудования составит 14 минут. При установке аккумулятора 2600 мамп/ч. время полёта без камеры и дополнительного оборудования составит 20 минут.

Стоит учитывать, что расход энергии аккумулятора зависит от характера полёта, а именно от нагрузки на электродвигатель. При резких порывах ветра рабочая нагрузка возрастает в 1,5 раза, что сокращает время полёта на пару минут. Так же стоит учитывать вес, транспортируемый квадрокоптером, режим работы камеры и других датчиков.

При креплении дополнительного оборудования и дополнительных датчиков к квадрокоптеру возникает задача в конструировании схем крепления оборудования и датчиков к корпусу, но главная задача при установке дополнительного оборудования – это обеспечение электроэнергией установленных датчиков и оборудования, что так же снижает время полёта.

Чтобы увеличить время работы квадрокоптера до следующей зарядки, необходимо рассмотреть вариант комбинирования наземного передвижного комплекса (гусеничного или колёсного) с самим квадрокоптером. Наземный передвижной комплекс доставит квадрокоптер до нужного места, которое необходимо контролировать или исследовать. При этом можно рассмотреть варианты с питанием квадрокоптера по кабелю либо с применением системы автоматической зарядки аккумулятора на платформе.

Данную конструкцию можно создать, например, на базе квадроцикла, но данный квадроцикл должен так же работать на дистанционном управлении. Квадроцикл необходимо оснастить двухцилиндровым двигателем внутреннего сгорания и подвести к двигателю через ремённую передачу генератор, который будет производить питание квадрокоптера. В верхней части необходимо установить кузов для транспортировки квадрокоптера.

Рисунок 1. Внешний вид комплекса

В задней части квадроцикла необходимо установить камеру, которая будет создавать обзор всего комплекса. При помощи такой камеры будет удобно управлять комплексом от «третьего лица». Так же квадрокоптер желательно оснастить GPS системой и запрограммировать функцию RTL, которая сможет самостоятельно вернуть квадрокоптер на место взлёта (в кузов для транспортировки квадрокоптера).

В заключении можно сказать, что на сегодняшний день квадрокоптеры остаются самыми распространёнными беспилотными летательными аппаратами, и каждый человек находит индивидуальное применение своему квадрокоптеру.

Сейчас производители квадрокоптеров предлагают большой ряд моделей, в котором можно легко подобрать квадрокоптер для определённых целей. Так же квадрокоптеры приобретают множество разных функций, которые делают управление квадрокоптером более простым. Ввиду этого в дальнейшем квадрокоптеры будут иметь повсеместное распространение и найдут применение в различных областях жизнедеятельности людей.

Список литературы:

1. Владимиров В.А. О стратегии развития системы мчс россии на период до 2020 года (взгляды и предложения) // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. – 2014. – № 4. – С. 309–361.