Un robot no puede causar daño a una persona o, por inacción, permitir que una persona sufra daño.
- A. Azimov, Tres leyes de la robótica
Isaac Asimov estaba equivocado. Muy pronto el “ojo” electrónico apuntará a la persona y el microcircuito ordenará desapasionadamente: “¡Fuego para matar!”
El robot es más fuerte que el piloto de carne y hueso. Diez, veinte, treinta horas de vuelo continuo: demuestra un vigor constante y está listo para continuar la misión. Incluso cuando las sobrecargas alcancen los terribles 10 "zhe", llenando el cuerpo de un dolor plúmbeo, el diablo digital mantendrá la claridad de conciencia, continuará calculando con calma el rumbo y monitoreando al enemigo.
El cerebro digital no requiere entrenamiento ni entrenamiento regular para mantener su competencia. Modelos matemáticos y los algoritmos de comportamiento en el aire quedan cargados para siempre en la memoria de la máquina. Después de permanecer en el hangar durante una década, el robot regresará al cielo en cualquier momento, tomando el timón en sus fuertes y hábiles "manos".
Aún no ha llegado su hora. En el ejército estadounidense (líder en este campo de la tecnología), los drones constituyen un tercio de la flota de todos los aviones en servicio. Además, sólo el 1% de los vehículos aéreos no tripulados son capaces de utilizar .
Por desgracia, incluso esto es más que suficiente para sembrar el terror en aquellos territorios dedicados a los cotos de caza de estas despiadadas aves de acero.
5to lugar: General Atomics MQ-9 Reaper (“Cosechadora”)
UAV de reconocimiento y ataque con máx. Peso de despegue de unas 5 toneladas.
Duración del vuelo: 24 horas.
Velocidad: hasta 400 km/h.
Techo: 13.000 metros.
Motor: turbohélice, 900 CV.
Suministro total de combustible: 1300 kg.
Armamento: hasta cuatro misiles Hellfire y dos bombas guiadas JDAM de 500 libras.
Equipos radioelectrónicos a bordo: radar AN/APY-8 con modo de mapeo (debajo del cono de la nariz), estación de observación electroóptica MTS-B (en un módulo esférico) para operación en los rangos visible e infrarrojo, con incorporado Designador de objetivos para iluminar objetivos de municiones con guía láser semiactiva.
Costo: $16,9 millones
Hasta la fecha, se han construido 163 UAV Reaper.
El caso más sonado uso de combate: En abril de 2010, en Afganistán, un UAV MQ-9 Reaper mató a la tercera persona del liderazgo de Al Qaeda, Mustafa Abu Yazid, conocido como Sheikh al-Masri.
4to lugar - Interestatal TDR-1
Bombardero torpedero no tripulado.
Máx. Peso de despegue: 2,7 toneladas.
Motores: 2 x 220 CV
Velocidad de crucero: 225 km/h,
Alcance de vuelo: 680 km,
Carga de combate: 2000 lbs. (907 kilogramos).
Construidas: 162 unidades.
“Recuerdo la emoción que se apoderó de mí cuando la pantalla se onduló y se cubrió de numerosos puntos; me pareció que el sistema de control remoto no funcionaba correctamente. ¡Un momento después me di cuenta de que eran disparos de armas antiaéreas! Después de ajustar el vuelo del dron, lo envié directamente al centro del barco. En el último segundo, la plataforma apareció ante mis ojos, tan cerca que pude ver los detalles. De repente, la pantalla se convirtió en un fondo gris estático... Al parecer, la explosión mató a todos los que estaban a bordo”.
- Primer vuelo de combate el 27 de septiembre de 1944.
El "Proyecto Opción" preveía la creación de torpederos no tripulados para destruir la flota japonesa. En abril de 1942, tuvo lugar la primera prueba del sistema: un "dron", controlado remotamente desde un avión que volaba a 50 km de distancia, lanzó un ataque contra el destructor Ward. El torpedo lanzado pasó directamente bajo la quilla del destructor.
TDR-1 despegando desde la cubierta de un portaaviones
Alentados por el éxito, los dirigentes de la flota esperaban formar 18 escuadrones de ataque compuestos por 1.000 vehículos aéreos no tripulados y 162 "Vengadores" de mando para 1943. Sin embargo, la flota japonesa pronto fue derrotada. aviones regulares, y el programa perdió prioridad.
El principal secreto del TDR-1 era una cámara de vídeo de pequeño tamaño diseñada por Vladimir Zvorykin. Con un peso de 44 kg, tenía la capacidad de transmitir imágenes por radio a una frecuencia de 40 fotogramas por segundo.
“Project Option” es sorprendente por su audacia y apariencia temprana, pero tenemos 3 autos más increíbles por delante:
3er lugar - RQ-4 "Global Hawk"
Aviones de reconocimiento no tripulados con máx. peso de despegue 14,6 toneladas.
Duración del vuelo: 32 horas.
Máx. Velocidad: 620 kilómetros por hora.
Techo: 18.200 metros.
Motor: turborreactor con un empuje de 3 toneladas,
Autonomía de vuelo: 22.000 km.
Costo: $131 millones (excluyendo costos de desarrollo).
Construidos: 42 unidades.
El dron está equipado con un conjunto de equipos de reconocimiento HISAR, así, que está instalado en los modernos aviones de reconocimiento U-2. HISAR incluye un radar de apertura sintética, cámaras ópticas y térmicas y un enlace de datos por satélite con una velocidad de 50 Mbit/s. Es posible instalar equipos adicionales para realizar reconocimientos electrónicos.
Cada UAV tiene un conjunto de equipos de protección, que incluyen estaciones de alerta láser y de radar, así como un señuelo remolcado ALE-50 para desviar los misiles que se le disparan.
Incendios forestales en California captados por Global Hawk
Un digno sucesor del avión de reconocimiento U-2, que se eleva hasta la estratosfera con sus enormes alas desplegadas. Entre los registros del RQ-4 se encuentran vuelos en larga distancia(vuelo de EE. UU. a Australia, 2001), vuelo más largo de cualquier UAV (33 horas en el aire, 2008), demostración de repostaje de combustible con drones (2012). En 2013, el tiempo total de vuelo del RQ-4 superó las 100.000 horas.
El dron MQ-4 Triton fue creado sobre la base del Global Hawk. Un avión de reconocimiento naval con un nuevo radar, capaz de inspeccionar 7 millones de metros cuadrados por día. kilómetros de océano.
El Global Hawk no lleva armas de ataque, pero está merecidamente incluido en la lista de los drones más peligrosos porque sabe demasiado.
2do lugar - X-47B "Pegaso"
Reconocimiento sigiloso y ataque UAV con máx. Peso de despegue 20 toneladas.
Velocidad de crucero: Mach 0,9.
Techo: 12.000 metros.
Motor: de un caza F-16, empuje de 8 toneladas.
Alcance de vuelo: 3900 km.
Costo: 900 millones de dólares para trabajos de investigación y desarrollo del programa X-47.
Construido: 2 demostradores conceptuales.
Armamento: dos compartimentos de bombas internos, carga de combate de 2 toneladas.
Un dron carismático, construido según el diseño "pato", pero sin el uso de PGO, cuyo papel lo desempeña el propio fuselaje de soporte, fabricado con tecnología sigilosa y con un ángulo de instalación negativo en relación al flujo de aire. Para reforzar el efecto, la parte inferior del fuselaje en el morro tiene una forma similar a la de los módulos de descenso de las naves espaciales.
Hace un año, el X-47B divirtió al público con sus vuelos desde las cubiertas de los portaaviones. Esta fase del programa está casi terminada. En el futuro, la aparición de un dron X-47C aún más formidable con una carga de combate de más de cuatro toneladas.
1er lugar - "Taranis"
El concepto de un UAV de ataque furtivo desde empresa británica Sistemas BAE.
Poco se sabe sobre el dron en sí:
Velocidad subsónica.
Tecnología sigilosa.
Motor turborreactor con un empuje de 4 toneladas.
Su apariencia recuerda al UAV experimental ruso “Skat”.
Dos bahías de armas internas.
¿Qué tiene de terrible este “Taranis”?
El objetivo del programa es desarrollar tecnologías para crear un dron de ataque autónomo y sigiloso que permitirá ataques de alta precisión contra objetivos terrestres a larga distancia y evadirá automáticamente las armas enemigas.
Antes de esto, los debates sobre la posible “interferencia de las comunicaciones” y la “interceptación del control” sólo provocaban sarcasmo. Ahora han perdido por completo su significado: “Taranis”, en principio, no está preparada para comunicarse. Está sordo a todas las peticiones y súplicas. El robot busca con indiferencia a alguien cuya apariencia coincida con la descripción del enemigo.
Ciclo de pruebas de vuelo en el sitio de pruebas australiano de Woomera, 2013.
“Taranis” es sólo el comienzo del viaje. Sobre esta base, se planea crear un bombardero de ataque no tripulado con alcance de vuelo intercontinental. Además, la aparición de drones totalmente autónomos abrirá el camino a la creación de cazas no tripulados (ya que los UAV controlados remotamente existentes no son capaces de pelea de perros, debido a retrasos en su sistema de telecontrol).
Los científicos británicos están preparando un final digno para toda la humanidad.
Epílogo
La guerra no tiene cara de mujer. Más bien, no humano.
La tecnología no tripulada es un vuelo hacia el futuro. Nos acerca al eterno sueño humano: dejar por fin de arriesgar la vida de los soldados y dejar las hazañas de las armas en manos de máquinas sin alma.
Siguiendo la regla general de Moore (el rendimiento de la computadora se duplica cada 24 meses), el futuro podría llegar inesperadamente pronto...
Análisis de vehículos aéreos no tripulados extranjeros utilizados en el sector forestal.
A. A. Nikiforov1 V. A. Munimaev Academia Forestal de San Petersburgo
ANOTACIÓN
El artículo presenta la clasificación internacional de vehículos aéreos no tripulados (UAV). Se llevó a cabo un análisis de los vehículos aéreos no tripulados de fabricación extranjera utilizados en el sector forestal.
Palabras clave: silvicultura, vehículos aéreos no tripulados, fotografía aérea.
En el artículo se presenta la clasificación internacional de vehículos aéreos no tripulados (UAV). Se realiza el análisis de la experiencia internacional en la fabricación de vehículos aéreos no tripulados aplicados en el sector forestal.
Palabras clave: silvicultura, vehículos aéreos no tripulados, fotografía aérea.
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) se utilizan en los países desarrollados para fotografías aéreas con fines militares y civiles como alternativa a la fotografía espacial y tradicional, mucho más cara.
En la clasificación internacional, según su finalidad funcional, se distinguen seis categorías de vehículos aéreos no tripulados:
1. Metas y metas.
2. Seguridad y vigilancia.
3. Reconocimiento del campo de batalla.
4. Logística.
5. Investigación científica.
6. Aplicación civil.
Formación de conceptos para certificación, estandarización y regulación de vuelos. vehículos no tripulados lo lleva a cabo la principal organización no gubernamental internacional UVS International.
Según la clasificación internacional “UVS International”, todos los UAV se dividen en UAV tácticos con subniveles basados en el alcance y la altitud (Tabla 1), así como en UAV estratégicos y especiales. En esta clasificación no se prevé la división en vehículos aéreos no tripulados de aviones, helicópteros y otros tipos. Estados Unidos e Israel son líderes en el desarrollo y producción de vehículos aéreos no tripulados. La cuota de mercado de los sistemas no tripulados de fabricación estadounidense en 2006 era más del 60%. En este momento
Actualmente, países como Corea del Sur, China y Sudáfrica están entrando en el mercado de sistemas no tripulados para uso civil.
Considere los UAV diseñados específicamente para aplicaciones civiles y de investigación que se utilizan en el sector forestal. Las principales características de los vehículos aéreos no tripulados de fabricación extranjera se muestran en la Tabla 2.
Tabla 1
UAV tácticos
Máximo
Nombre Rango, peso de despegue,
Nano Nano Menos de 1 Menos de 0,025
Micro^1-10 0,025-5
Mini Mini 1-10 5-150
RC medio,
radio Cerrar 10-30 25-150
Acciones de rango
pequeño SR,
radio Corto 30-70 50-250
Acciones de rango
Radio medio MR, Medio 70-200 150-500
Acciones de rango
MRE de resistencia de rango medio, resistencia de rango medio Más de 500 500-1500
Malovy-LADP,
centésimas Bajo
Penetración profunda Altitud Penetración profunda Más de 250 250-2500
Malovy-LALE,
centésimas Bajo
larga duración Altitud Long Endur- Más de 500 15-25
ance de vuelo
UAV de altitud media grandes MACHO, Altitud Media Larga Resistencia Más de 500 1000-1500
duración del vuelo
El UAV MicroB de la empresa israelí Blue Bird Aero Systems pertenece a los microsistemas tácticos, diseñados según el diseño de "ala voladora", en cuya sección de cola hay un motor eléctrico con una hélice de empuje. En peso ligero con 1 kg lleva una carga útil de 0,24 kg: un sistema de televisión estabilizado y equipo fotográfico resolución alta.
Actas de la facultad de ingeniería forestal de PetrSU
Tabla 2
Principales características de los UAV de fabricación extranjera.
MicroB CropCam MASS Skyblade III Remoeye 002 Manta EPP 1,5 m Boomerang 1,3 m Jackaroo 1,5 m SmartOne
Peso al despegue, kg 1,0 2,72 3,0 5 2,4 2 2 2,5 1,1
Masa de carga útil, kg 0,24 - 0,5 - - 0,25 0,25 0,75 -
Envergadura, m 0,95 2,5 1,5 2,6 1,5 1,5 1,4 1,5 1,2
Longitud, m - 1,3 1,05 1,4 1,3 1,5 1,3 1,5 -
Velocidad, km/h 45-80 60-120 60-120 130 80 60-100 60-105 60-105 50
Altitud de vuelo, m - 125-650 50-150 91-457 - 3500 3500 3500 150-600
Autonomía, km 10 10 10-20 8 10 15 25 25 0,5-2,5
Duración del vuelo, horas 1 1 1-1,25 1 1 0,5 1,5 1,5-2,5 0,3-1
CropCam es un vehículo aéreo no tripulado de la empresa canadiense del mismo nombre. Es un planeador liviano de fibra de vidrio equipado con un motor eléctrico con hélice de tracción. El avión arranca manualmente y aterriza automáticamente. Equipado con una cámara de alta resolución para obtener imágenes digitales de la zona, enlazadas por GPS.
La empresa finlandesa Patria Systems es la desarrolladora del Mini UAV MASS (Modular Airborne Sensor System). El diseño del avión es un monoplano de cola en V con hélice de empuje. El avión consta de ocho módulos de polipropileno (EPP), lo que es importante durante el transporte y almacenamiento. El inicio se realiza manualmente. Puede equiparse con varias cámaras de vídeo y fotografía, así como con sensores de contaminación y radiación.
El mini UAV Skyblade III fue presentado en abril de 2005 por la empresa de Singapur Singapore Technologies Aerospace. El sistema Skyblade III está diseñado para realizar amplia gama tareas civiles. El avión tiene un diseño monoplano con hélice de tracción. Debajo del ala hay un gran módulo con sensores; el lanzamiento se realiza manualmente.
La empresa surcoreana Ucon System ha desarrollado el mini UAV Remoeye 002. El avión está construido según un diseño monoplano con motor eléctrico y hélice de empuje. El lanzamiento se realiza a mano, aterrizando con paracaídas o en avión. Equipado con cámara de video o equipo fotográfico IR de alta resolución.
La empresa sudafricana YellowPlane se fundó en 2005 para estudiar la vida silvestre. Esto llevó a la investigación de pequeños sistemas aéreos no tripulados (sUAS), o UAV, como se les suele llamar. En 2006, Yellowplane se convirtió en un. Sudáfrica crear suUAS para fotografía aérea. Se presentan tres modelos: Manta EPP, Boomerang y Jackaroo. Los tres modelos están fabricados según el diseño de "ala volante" con un motor eléctrico con hélice de empuje. El lanzamiento se realiza desde la mano, Boomerang y Jackaroo se lanzan desde una catapulta, y Jackaroo también se puede lanzar desde una catapulta neumática. Todos los aviones aterrizan como aviones.
El Manta EPP se diferencia del Boomerang y Jackaroo en que tiene un piloto automático y capacidades de control en tierra más simples. Boomerang y Jackaroo son abastecidos por una estación de control terrestre de UAV. El Manta EPP lleva una cámara digital, el Boomerang y el Jackaroo una cámara CCD de alta resolución. El Jackaroo permite la instalación de un juego adicional de baterías, lo que aumenta el tiempo de vuelo de 1,5 a 2,5 horas.
La empresa sueca Smartplane ha desarrollado el micro-UAV SmartOne para silvicultura y agricultura. La carcasa está construida para soportar las duras condiciones de uso del dispositivo en el bosque. El sistema UAV es compacto y sencillo, lo que permite que una sola persona lo opere. El avión lleva una cámara compacta calibrada de alta definición y pesa sólo 1,1 kg. El lanzamiento se realiza a mano o con una honda, el aterrizaje es automático, como en un avión.
Se recomienda utilizar aviones de clase mini y micro como vehículos aéreos no tripulados para solucionar problemas en el sector forestal.
Para el lanzamiento en condiciones forestales, los vehículos aéreos no tripulados más adecuados son los construidos según el diseño de "ala volante" con un motor eléctrico con hélice de empuje.
Los aviones construidos según el diseño monoplano tienen la capacidad de planear y tener un comportamiento estable en el aire durante el vuelo.
El artículo no presenta vehículos aéreos no tripulados equipados con motores de combustión interna, ya que dificultan la obtención de fotografías aéreas de alta calidad debido a las manchas de aceite en la lente de la cámara.
REFERENCIAS
1. Bento María de Fátima. Vehículos aéreos no tripulados: descripción general // Dentro del GNSS. 2008. vol. 3. N° 1. R. 54-61.
2.Cámara de cultivo[ recurso electrónico] // http://cropcam.com/pdf/brochure-cropcam.pdf
3. MASA [recurso electrónico] // http://www.patria.fi/fa2e2b004fc0a23ab1ebb7280c512 7e4/ Mini_UAV+-esite.pdf
4. MicroB. Sistema táctico Micro UAV [recurso electrónico] // http://www.bluebird-uav.com/PDF/ mi-croB.pdf
5. Remoeye 002 [recurso electrónico] // http://www.uconsystem.com/english/htm/pro_02.asp
6. Skyblade3 [recurso electrónico] // http://www.staero.aero/downloads/uploadedfiles/ STA001793_AT_STA_PlatformBrochure_skyblade3_ A4.pdf
8. UAV Yellowplane sUAS para Europa y Sudáfrica [recurso electrónico] // http://www.Yellowplane.co.uk/
La capacidad de preservar el recurso más valioso: los combatientes en el campo de batalla desde el comienzo de las primeras guerras fue el más importante y prometedor. Las tecnologías modernas permiten utilizar vehículos de combate de forma remota, lo que elimina la pérdida de un operador incluso en caso de destrucción de una unidad. Uno de los temas más urgentes hoy en día es la creación de vehículos aéreos no tripulados.
¿Qué es un UAV (vehículo aéreo no tripulado)?
Un UAV es cualquier aeronave que no tiene piloto en el aire. La autonomía de los dispositivos varía: existen las opciones más sencillas con mando a distancia, o máquinas totalmente automatizadas. La primera opción también se llama aeronave pilotada a distancia (RPA), y se distinguen por la entrega continua de comandos por parte del operador. Los sistemas más avanzados sólo requieren comandos ocasionales, entre los cuales el dispositivo funciona de forma autónoma.
La principal ventaja de estos vehículos frente a los cazas tripulados y los aviones de reconocimiento es que son hasta 20 veces más baratos que sus homólogos con capacidades comparables.
La desventaja de los dispositivos es la vulnerabilidad de los canales de comunicación, que son fáciles de interrumpir y desactivar la máquina.
Historia de la creación y desarrollo de los UAV.
La historia de los drones comenzó en Gran Bretaña en 1933, cuando se montó un avión radiocontrolado basado en el biplano Fairy Queen. Antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial y en los primeros años, la Royal Navy ensambló y utilizó más de 400 de estos vehículos como objetivos.
El primer vehículo de combate de esta clase fue el famoso V-1 alemán, equipado con un motor a reacción pulsante. Es de destacar que los aviones con ojivas podrían lanzarse tanto desde tierra como desde compañías aéreas.
El cohete fue controlado por los siguientes medios:
- un piloto automático, al que se le dieron parámetros de altitud y rumbo antes del lanzamiento;
- el alcance se medía mediante un contador mecánico, que era accionado por la rotación de las palas en la proa (estas últimas se lanzaban desde el flujo de aire entrante);
- al alcanzar la distancia establecida (dispersión - 6 km), se amartillaron las mechas y el proyectil entró automáticamente en modo de inmersión.
Durante la guerra, Estados Unidos produjo objetivos para el entrenamiento de artilleros antiaéreos: el Radioplane OQ-2. Hacia el final del enfrentamiento, aparecieron los primeros drones de ataque repetibles: el Interstate TDR. El avión resultó ineficaz debido a su baja velocidad y alcance, debido al bajo coste de producción. Además, los medios técnicos de la época no permitían disparos dirigidos ni combates a larga distancia sin ser seguidos por un avión de control. Sin embargo, hubo éxitos en el uso de máquinas.
En los años de la posguerra, los vehículos aéreos no tripulados se consideraban exclusivamente objetivos, pero la situación cambió tras la aparición de los sistemas de misiles antiaéreos en el ejército. A partir de ese momento, los drones se convirtieron en aviones de reconocimiento, blancos falsos de los cañones antiaéreos enemigos. La práctica ha demostrado que su uso reduce las pérdidas de aviones tripulados.
En la Unión Soviética, hasta los años 70, se producían activamente aviones de reconocimiento pesados como aviones no tripulados:
- Tu-123 "Halcón";
- Tu-141 Rápido;
- Tu-143 "Vuelo".
Las importantes pérdidas de aviación del ejército de los Estados Unidos en Vietnam provocaron un resurgimiento del interés por los vehículos aéreos no tripulados.
Aquí aparecen herramientas para realizar diversas tareas;
- reconocimiento fotográfico;
- inteligencia de radio;
- objetivos guerra electrónica.
De esta forma se utilizó el 147E, que recopiló inteligencia con tanta eficacia que recuperó con creces el coste de todo el programa para su desarrollo.
La práctica del uso de vehículos aéreos no tripulados ha demostrado un potencial significativamente mayor como vehículos de combate completos. Por ello, a partir de principios de los años 80, Estados Unidos comenzó a desarrollar drones tácticos y operacionales-estratégicos.
En el desarrollo de los vehículos aéreos no tripulados participaron especialistas israelíes en los años 80 y 90. Inicialmente, se compraron dispositivos estadounidenses, pero rápidamente se formó su propia base científica y técnica para el desarrollo. La empresa Tadiran ha demostrado su eficacia. El ejército israelí también demostró la eficacia del uso de vehículos aéreos no tripulados en operaciones contra las fuerzas sirias en 1982.
En los años 80 y 90, el evidente éxito de los aviones sin tripulación a bordo provocó el inicio de su desarrollo por parte de muchas empresas de todo el mundo.
A principios de la década de 2000 apareció el primer vehículo de ataque: el estadounidense MQ-1 Predator. A bordo se instalaron misiles AGM-114C Hellfire. A principios de siglo, los drones se utilizaban principalmente en Oriente Medio.
Hasta ahora, casi todos los países están desarrollando e implementando activamente vehículos aéreos no tripulados. Por ejemplo, en 2013, las Fuerzas Armadas rusas recibieron sistemas de reconocimiento de corto alcance, el Orlan-10.
Las oficinas de diseño Sukhoi y MiG también están desarrollando un nuevo vehículo pesado: un avión de ataque con un peso de despegue de hasta 20 toneladas.
El propósito del dron
Los vehículos aéreos no tripulados se utilizan principalmente para resolver las siguientes tareas:
- objetivos, incluso para distraer los sistemas de defensa aérea enemigos;
- inteligencia;
- atacar varios objetivos móviles y estacionarios;
- guerra electrónica y otros.
La eficacia del aparato en el desempeño de las tareas está determinada por la calidad de los siguientes medios: reconocimiento, comunicaciones, sistemas de control automatizados, armas.
Ahora, estos aviones reducen con éxito las pérdidas de personal y entregan información que no se puede obtener a una distancia de línea de visión.
Tipos de vehículos aéreos no tripulados
Los drones de combate suelen clasificarse por tipo de control en remotos, automáticos y no tripulados.
Además, se utiliza la clasificación por peso y características operativas:
- Ultraligero. Estos son los vehículos aéreos no tripulados más ligeros y no pesan más de 10 kg. Pueden pasar una media de una hora en el aire, el techo práctico es de 1.000 metros;
- Pulmones. El peso de estas máquinas alcanza los 50 kg, son capaces de ascender de 3 a 5 km y pasar de 2 a 3 horas en funcionamiento;
- Promedio. Se trata de aparatos serios que pesan hasta una tonelada, su techo es de 10 km y pueden pasar hasta 12 horas en el aire sin aterrizar;
- Pesado. Los aviones grandes que pesan más de una tonelada son capaces de elevarse a una altura de 20 km y operar durante más de un día sin aterrizar.
Estos grupos también tienen estructuras civiles, por supuesto, son más ligeras y sencillas. Los vehículos de combate completos no suelen ser más pequeños que los aviones tripulados.
Incontrolable
Los sistemas no tripulados son la forma más simple de UAV. Su control se produce gracias a la mecánica de a bordo y a las características de vuelo establecidas. De esta forma puedes utilizar objetivos, exploradores o proyectiles.
Mando a distancia
El control remoto suele realizarse mediante comunicación por radio, lo que limita el alcance de la máquina. Por ejemplo, los aviones civiles pueden operar en un radio de 7 a 8 km.
Automático
Básicamente, se trata de vehículos de combate capaces de realizar de forma independiente tareas complejas en el aire. Esta clase de máquinas es la más multifuncional.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de un UAV depende de su características de diseño. Hay varios esquemas de diseño a los que corresponden la mayoría de los aviones modernos:
- Ala fija. En este caso, los dispositivos tienen un diseño similar al de un avión y tienen motores rotativos o a reacción. Esta opción es la que ahorra más combustible y tiene una mayor autonomía;
- Multicópteros. Se trata de vehículos propulsados por hélice, equipados con al menos dos motores, capaces de despegar y aterrizar verticalmente y flotar en el aire, por lo que son especialmente buenos para el reconocimiento, incluso en un entorno urbano;
- Tipo helicóptero. El diseño es de helicóptero, los sistemas de hélices pueden ser diferentes, por ejemplo, los diseños rusos suelen estar equipados con hélices coaxiales, lo que hace que los modelos se parezcan a máquinas como el Black Shark;
- Convertiplanos. Esta es una combinación de diseño de helicóptero y avión. Para ahorrar espacio, tales máquinas se elevan verticalmente en el aire, la configuración de las alas cambia durante el vuelo y se hace posible un método de movimiento aeroplano;
- Planeadores. Básicamente, se trata de dispositivos sin motor que se dejan caer desde un vehículo más pesado y se mueven a lo largo de una trayectoria determinada. Este tipo es adecuado para fines de reconocimiento.
Dependiendo del tipo de motor, el combustible utilizado también cambia. Los motores eléctricos funcionan con una batería, los motores de combustión interna funcionan con gasolina y los motores a reacción funcionan con el combustible adecuado.
La central eléctrica está montada en la carcasa y aquí también se encuentran la electrónica de control, los controles y las comunicaciones. La carrocería es un volumen estilizado para darle a la estructura una forma aerodinámica. La base de las características de resistencia es el marco, que generalmente se ensambla a partir de metal o polímeros.
El conjunto más simple de sistemas de control es el siguiente:
- UPC;
- barómetro para determinar la altitud;
- acelerómetro;
- giroscopio;
- navegador;
- memoria de acceso aleatorio;
- receptor de señal.
Los dispositivos militares se controlan mediante un mando a distancia (si el alcance es corto) o mediante satélites.
La recopilación de información para el operador y el software de la propia máquina proviene de sensores. varios tipos. Se utilizan láser, sonido, infrarrojos y otros tipos.
La navegación se realiza mediante GPS y mapas electrónicos.
El controlador transforma las señales entrantes en comandos, que se transmiten a dispositivos de ejecución, por ejemplo, ascensores.
Ventajas y desventajas de los UAV
En comparación con los vehículos tripulados, los UAV tienen importantes ventajas:
- Se mejoran las características de peso y tamaño, aumenta la capacidad de supervivencia de la unidad y disminuye la visibilidad de los radares;
- Los vehículos aéreos no tripulados son decenas de veces más baratos que los aviones y helicópteros tripulados, mientras que los modelos altamente especializados pueden resolver tareas complejas en el campo de batalla;
- Los datos de inteligencia cuando se utilizan vehículos aéreos no tripulados se transmiten en tiempo real;
- El equipo tripulado está sujeto a restricciones de uso en condiciones de combate cuando el riesgo de muerte es demasiado alto. Las máquinas automatizadas no tienen tales problemas. Considerando los factores económicos, sacrificar unos pocos será mucho más rentable que perder un piloto capacitado;
- Se maximiza la preparación para el combate y la movilidad;
- Se pueden combinar varias unidades en complejos completos para resolver una serie de problemas complejos.
Cualquier dron volador también tiene desventajas:
- los dispositivos tripulados tienen una flexibilidad significativamente mayor en la práctica;
- Todavía no es posible llegar a una solución unificada a los problemas de salvar el dispositivo en caso de caída, aterrizar en sitios preparados y garantizar una comunicación confiable a largas distancias;
- la fiabilidad de los dispositivos automáticos sigue siendo significativamente menor que la de sus homólogos tripulados;
- Por diversas razones, en tiempos de paz los vuelos de aviones no tripulados se ven seriamente limitados.
Sin embargo, se continúa trabajando para mejorar la tecnología, incluidas las redes neuronales que pueden influir en el futuro de los vehículos aéreos no tripulados.
Vehículos no tripulados de Rusia.
Yak-133
Se trata de un dron desarrollado por la empresa Irkut: un dispositivo discreto capaz de realizar reconocimientos y, si es necesario, destruir unidades de combate enemigo. Se espera que esté equipado con misiles guiados y bombas.
A-175 "Tiburón"
Un complejo capaz de monitorear el clima en todas las condiciones climáticas, incluso en terrenos difíciles. Inicialmente, el modelo fue desarrollado por AeroRobotics LLC con fines pacíficos, pero los fabricantes no descartan la producción de modificaciones militares.
"Altaír"
Un vehículo de reconocimiento y ataque capaz de permanecer en el aire hasta dos días. Techo práctico: 12 km, velocidad entre 150 y 250 km/h. En el momento del despegue, el peso alcanza las 5 toneladas, de las cuales 1 tonelada es la carga útil.
BAS-62
Desarrollo civil de la Oficina de Diseño Sukhoi. En la versión de reconocimiento, es capaz de recopilar diversos datos sobre objetos en el agua y en la tierra. Se puede utilizar para monitorear líneas eléctricas, mapear y monitorear condiciones meteorológicas.
vehículos no tripulados estadounidenses
EQ-4
Desarrollado por Northrop Grumman. En 2017, tres vehículos ingresaron al Ejército de Estados Unidos. Fueron enviados a los Emiratos Árabes Unidos.
"Furia"
Un dron Lockheed Martin diseñado no sólo para vigilancia y reconocimiento, sino también para guerra electrónica. Capaz de continuar el vuelo hasta 15 horas.
"Golpe de iluminación"
La creación de Aurora Flight Sciences, que se está desarrollando como maquina de pelea con despegue vertical. Alcanza velocidades de más de 700 km/h y puede transportar hasta 1.800 kg de carga útil.
MQ-1B "Depredador"
El desarrollo de General Atomics es un vehículo de altitud media, que fue creado originalmente como vehículo de reconocimiento. Posteriormente se modificó hasta convertirse en una técnica polivalente.
drones israelíes
"Mastín"
El primer UAV creado por los israelíes fue el Mastiff, que voló en 1975. El objetivo de este vehículo era el reconocimiento en el campo de batalla. Permaneció en servicio hasta principios de los años 90.
"Shadmit"
Estos dispositivos se utilizaron para reconocimiento a principios de la década de 1980 durante la primera Guerra del Líbano. Algunos de los sistemas utilizaron datos de inteligencia transmitidos en tiempo real, mientras que otros simularon una invasión aérea. Gracias a ellos se llevó a cabo con éxito la lucha contra los sistemas de defensa aérea.
IAI "Explorador"
El Scout fue creado como un vehículo de reconocimiento táctico, para lo cual estaba equipado con una cámara de televisión y un sistema de transmisión de la información recopilada en tiempo real.
I-View MK150
Otro nombre es "Observador". Los dispositivos fueron desarrollados por la empresa israelí IAI. Se trata de un vehículo táctico equipado con un sistema de vigilancia por infrarrojos y componentes ópticos-electrónicos combinados.
Vehículos no tripulados en Europa
RPAS MASCULINO
Uno de los avances recientes es un prometedor vehículo de reconocimiento y ataque, creado conjuntamente por italianos, españoles, alemanes y empresas francesas. La primera manifestación tuvo lugar en 2018.
"Sagem Sperwer"
Uno de los avances franceses que logró demostrar su valía en los Balcanes a finales del siglo pasado (década de 1990). La creación se llevó a cabo en base a programas nacionales y paneuropeos.
"Águila 1"
Otro vehículo francés, que está diseñado para operaciones de reconocimiento. Se supone que el dispositivo funcionará a altitudes de entre 7 y 8 mil metros.
SANO
Un UAV de gran altitud que puede volar hasta 18 kilómetros. El dispositivo puede sobrevivir en el aire hasta tres días.
En el conjunto de Europa, Francia asume el papel de líder en el desarrollo de aviones no tripulados. Constantemente aparecen nuevos productos en todo el mundo, incluidos modelos modulares multifuncionales, a partir de los cuales se pueden ensamblar diversos vehículos militares y civiles.
Si tienes alguna pregunta, déjala en los comentarios debajo del artículo. Nosotros o nuestros visitantes estaremos encantados de responderles.
EN últimos años apareció gran número publicaciones sobre el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) o sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS) para resolver problemas topográficos. Este interés se debe en gran medida a su facilidad de operación, eficiencia, costo relativamente bajo, eficiencia, etc. Las cualidades enumeradas y la disponibilidad de software eficaz para el procesamiento automático de materiales de fotografía aérea (incluida la selección de los puntos necesarios) abren la posibilidad de un uso generalizado de software y hardware para aeronaves no tripuladas en la práctica de ingeniería y estudios geodésicos.
En este número, con una revisión de los medios técnicos de los aviones no tripulados, abrimos una serie de publicaciones sobre las capacidades de los vehículos aéreos no tripulados y la experiencia de su uso en trabajos de campo y de oficina.
DP INOZEMTSEV, director de proyecto de PLAZ LLC, San Petersburgo
AVIONES NO TRIPULADOS: TEORÍA Y PRÁCTICA
Parte 1. Revisión de medios técnicos.
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Los vehículos aéreos no tripulados aparecieron en relación con la necesidad de resolver eficazmente problemas militares. reconocimiento táctico, entrega de armas militares (bombas, torpedos, etc.) a su destino, control de operaciones militares, etc. Y no es casualidad que se considere que su primer uso sea la entrega de bombas por parte de las tropas austriacas a la Venecia sitiada con la ayuda. de globos en 1849. Un poderoso impulso para el desarrollo de los vehículos aéreos no tripulados fue la aparición de los radiotelégrafos y la aviación, que permitieron mejorar significativamente su autonomía y controlabilidad.
Así, en 1898, Nikola Tesla desarrolló y demostró una embarcación radiocontrolada en miniatura, y ya en 1910, el ingeniero militar estadounidense Charles Kettering propuso, construyó y probó varios modelos de vehículos aéreos no tripulados. El primer UAV se desarrolló en Gran Bretaña en 1933.
reutilizable, y el objetivo radiocontrolado creado sobre su base se utilizó en la Royal Navy de Gran Bretaña hasta 1943.
La investigación de los científicos alemanes que dieron al mundo un motor a reacción y misil de crucero"V-1" como el primer vehículo aéreo no tripulado utilizado en operaciones de combate reales.
En la URSS, en los años 1930-1940, el diseñador de aviones Nikitin desarrolló un planeador-bombardero torpedo del tipo “ala voladora” y, a principios de los años 40, se estaba desarrollando un proyecto para un torpedo volador no tripulado con un alcance de vuelo de 100 kilómetros o más. preparados, pero estos desarrollos no se convirtieron en diseños reales.
Después del final de la Gran Guerra Patria, el interés por los vehículos aéreos no tripulados aumentó significativamente y, desde la década de 1960, se ha observado su uso generalizado para resolver problemas no militares.
En general, la historia de los UAV se puede dividir en cuatro etapas temporales:
1.1849 – principios del siglo XX: intentos y experimentos para crear vehículos aéreos no tripulados, la formación de los fundamentos teóricos de la aerodinámica, la teoría del vuelo y los cálculos aeronáuticos en los trabajos de los científicos.
2. Comienzos del siglo XX - 1945 - desarrollo de los UAV militares (aviones proyectiles de corto alcance y duración de vuelo).
3.1945-1960: un período de expansión de la clasificación de los UAV por finalidad y su creación principalmente para operaciones de reconocimiento.
4.1960 - actualidad - ampliación de la clasificación y mejora de los vehículos aéreos no tripulados, inicio de su uso masivo para resolver problemas no militares.
CLASIFICACIÓN DE UAV
Es bien sabido que la fotografía aérea, como un tipo de teledetección de la Tierra (ERS), es el método más productivo para recopilar información espacial, la base para la creación de planos y mapas topográficos, y la creación de modelos tridimensionales de relieve y terreno. La fotografía aérea se realiza tanto desde aviones tripulados (aviones, dirigibles, triciclos y globos) como desde vehículos aéreos no tripulados (UAV).
Los vehículos aéreos no tripulados, al igual que los tripulados, son del tipo avión y helicóptero (los helicópteros y multicópteros son aviones con cuatro o más rotores con rotores principales). Actualmente en Rusia no existe una clasificación generalmente aceptada de vehículos aéreos no tripulados tipo avión. Misiles.
Ru, junto con el portal UAV.RU, ofrece una clasificación moderna de vehículos aéreos no tripulados tipo avión, desarrollada sobre la base de los enfoques de la organización UAV International, pero teniendo en cuenta las características específicas y la situación del mercado interno (clases) (Tabla 1). :
Micro y mini-UAV de corto alcance. La clase de dispositivos y complejos en miniatura ultraligeros y livianos basados en ellos con un peso de despegue de hasta 5 kilogramos comenzó a aparecer en Rusia hace relativamente poco tiempo, pero ya bastante
ampliamente representado. Estos vehículos aéreos no tripulados están destinados a un uso operativo individual a distancias cortas de hasta 25 a 40 kilómetros. Son fáciles de operar y transportar, son plegables y posicionados como “portátiles” y se lanzan mediante catapulta o con la mano; Estos incluyen: Geoscan 101, Geoscan 201, 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, T23 “Aileron”, T25, “Aileron-3”, “Gamayun-3”, “Irkut-2M”, “ Istra-10",
“HERMANO”, “Curl”, “Inspector 101”, “Inspector 201”, “Inspector 301”, etc.
UAV ligeros de corto alcance. Esta clase incluye aviones un poco más grandes, con un peso de despegue de 5 a 50 kilogramos. Su alcance está entre 10 y 120 kilómetros.
Entre ellos: Geoscan 300, “GRANT”, ZALA 421-04, Orlan-10, PteroSM, PteroE5, T10, “Eleron-10”, “Gamayun-10”, “Irkut-10”,
T92 “Lotos”, T90 (T90-11), T21, T24, “Tipchak” UAV-05, UAV-07, UAV-08.
UAV ligeros y de alcance medio. Varios modelos nacionales pueden clasificarse como esta clase de vehículos aéreos no tripulados. Su peso varía entre 50 y 100 kilogramos. Estos incluyen: T92M "Chibis", ZALA 421-09,
“Dozor-2”, “Dozor-4”, “Pchela-1T”.
UAV medianos. El peso al despegue de los vehículos aéreos no tripulados de tamaño mediano oscila entre 100 y 300 kilogramos. Están pensados para su uso a distancias de 150 a 1.000 kilómetros. En esta clase: M850 “Astra”, “Binom”, La-225 “Komar”, T04, E22M “Berta”, “Berkut”, “Irkut-200”.
UAV de peso medio. Esta clase tiene un alcance similar a la clase anterior de vehículos aéreos no tripulados, pero tiene un peso de despegue ligeramente mayor: de 300 a 500 kilogramos.
Esta clase debe incluir: "Colibrí", "Dunham", "Dan-Baruk", "Cigüeña" ("Yulia"), "Dozor-3".
UAV pesados de medio alcance. Esta clase incluye vehículos aéreos no tripulados con un peso de vuelo de 500 kilogramos o más, diseñados para su uso a distancias medias de 70 a 300 kilómetros. La clase pesada incluye lo siguiente: Tu-243 “Flight-D”, Tu-300, “Irkut-850”, “Nart” (A-03).
UAV pesados con larga duración de vuelo. La categoría de vehículos aéreos no tripulados tiene una gran demanda en el extranjero, entre los que se incluyen los vehículos aéreos no tripulados estadounidenses Predator, Reaper, GlobalHawk, Israel Heron y Heron TP. Prácticamente no hay muestras en Rusia: Zond-3M, Zond-2, Zond-1, sistemas aéreos no tripulados (BasS) Sukhoi, en cuyo marco se está creando un complejo de aviación robótica (RAC).
no tripulado aviones de combate(BBS). Actualmente, se está trabajando activamente en todo el mundo para crear vehículos aéreos no tripulados prometedores que tengan la capacidad de llevar armas a bordo y estén diseñados para atacar objetivos terrestres y de superficie estacionarios y móviles frente a una fuerte oposición de las fuerzas de defensa aérea enemigas. Se caracterizan por una autonomía de unos 1.500 kilómetros y un peso de 1.500 kilogramos.
Hoy en Rusia se presentan dos proyectos en la clase BBS: “Proryv-U”, “Scat”.
En la práctica, para la fotografía aérea se suelen utilizar vehículos aéreos no tripulados que pesan entre 10 y 15 kilogramos (micro, mini-UAV y UAV ligeros). Esto se debe al hecho de que con un aumento en el peso de despegue de un UAV, aumenta la complejidad de su desarrollo y, en consecuencia, el costo, pero la confiabilidad y seguridad de la operación disminuye. El hecho es que al aterrizar un UAV se libera energía E = mv2 / 2, y cuanto mayor es la masa del vehículo m, mayor es su velocidad de aterrizaje v, es decir, la energía liberada durante el aterrizaje crece muy rápidamente al aumentar la masa. Y esta energía puede dañar tanto el propio UAV como la propiedad en tierra.
Un helicóptero no tripulado y un multicóptero no tienen este inconveniente. En teoría, un dispositivo de este tipo puede aterrizar a una velocidad de aproximación a la Tierra arbitrariamente baja. Sin embargo, los helicópteros no tripulados son demasiado caros y los helicópteros aún no son capaces de volar largas distancias y se utilizan únicamente para disparar objetos locales (edificios y estructuras individuales).
Arroz. 1. UAV Mavinci SIRIUS Fig. 2. UAV Geoscan 101
VENTAJAS DEL UAV
La superioridad de los vehículos aéreos no tripulados sobre los aviones tripulados radica, ante todo, en el coste del trabajo, así como en una reducción significativa del número de operaciones rutinarias. La mera ausencia de una persona a bordo del avión simplifica enormemente actividades preparatorias para la realización de trabajos de fotografía aérea.
En primer lugar, no se necesita un aeródromo, ni siquiera el más primitivo. Los vehículos aéreos no tripulados se lanzan manualmente o mediante un dispositivo de despegue especial: una catapulta.
En segundo lugar, especialmente cuando se utiliza un circuito de propulsión eléctrica, no es necesaria asistencia técnica cualificada para el mantenimiento de la aeronave y las medidas para garantizar la seguridad en el lugar de trabajo no son tan complejas.
En tercer lugar, el período interregulatorio de funcionamiento de un UAV no existe o es mucho más largo que el de un avión tripulado.
Esta circunstancia ha gran valor al operar un complejo de fotografía aérea en zonas remotas de nuestro país. Como regla general, la temporada de campo para la fotografía aérea es corta; todos los días buenos deben utilizarse para realizar estudios topográficos.
DISPOSITIVO UAV
dos esquemas principales de diseño de vehículos aéreos no tripulados: el clásico (según el esquema "fuselaje + alas + cola"), que incluye, por ejemplo, el UAV Orlan-10, Mavinci SIRIUS (Fig. 1), etc., y el "ala voladora". , que incluye Geoscan101 (Fig. 2), Gatewing X100, Trimble UX5, etc.
Las partes principales de un sistema de fotografía aérea no tripulado son: carrocería, motor, sistema de control a bordo (piloto automático), sistema de control en tierra (GCS) y equipo de fotografía aérea.
El cuerpo del UAV está hecho de plástico liviano (como fibra de carbono o Kevlar) para proteger los costosos equipos de cámara y controles y navegación, y sus alas están hechas de plástico o espuma de poliestireno extruido (EPP). Este material es liviano, bastante duradero y no se rompe con el impacto. Una pieza de EPP deformada a menudo se puede restaurar con medios improvisados.
Un UAV liviano con aterrizaje en paracaídas puede soportar varios cientos de vuelos sin reparación, lo que generalmente incluye el reemplazo de alas, elementos del fuselaje, etc. Los fabricantes están tratando de reducir el costo de las partes de la carrocería que están sujetas a desgaste, de modo que los costos del usuario por mantener el UAV en funcionamiento son mínimos.
Cabe señalar que los elementos más caros del complejo de fotografía aérea, el sistema de control en tierra, la aviónica y el software, no están sujetos a desgaste en absoluto.
La central eléctrica del UAV puede ser de gasolina o eléctrica. Además, un motor de gasolina permitirá un vuelo mucho más largo, ya que la gasolina, por kilogramo, almacena entre 10 y 15 veces más energía de la que se puede almacenar en la mejor batería. Sin embargo, una central de este tipo es compleja, menos fiable y requiere un tiempo considerable para preparar el UAV para su lanzamiento. Además, un vehículo aéreo no tripulado propulsado por gasolina es extremadamente difícil de transportar en avión al lugar de trabajo. Finalmente, requiere operadores altamente calificados. Por lo tanto, tiene sentido utilizar un UAV de gasolina sólo en los casos en que se requiere una duración de vuelo muy larga: para el seguimiento continuo o para examinar objetos especialmente remotos.
Por el contrario, un sistema de propulsión eléctrico es muy poco exigente en cuanto al nivel de cualificación del personal operativo. Las baterías modernas pueden proporcionar una duración de vuelo continuo de más de cuatro horas. Dar mantenimiento a un motor eléctrico no es nada difícil. Básicamente, esto es solo protección contra la humedad y la suciedad, además de verificar el voltaje de la red a bordo, que se realiza desde el sistema de control en tierra. Las baterías se cargan desde la red de a bordo del vehículo que lo acompaña o desde un generador eléctrico autónomo. El motor eléctrico sin escobillas de un UAV prácticamente no sufre desgaste.
El piloto automático, con sistema inercial (Fig. 3), es el elemento de control más importante del UAV.
El piloto automático pesa sólo entre 20 y 30 gramos. Pero este es un producto muy complejo. Además de un potente procesador, el piloto automático contiene muchos sensores: un giroscopio de tres ejes y un acelerómetro (y a veces un magnetómetro), un receptor GLO-NAS/GPS, un sensor de presión y un sensor de velocidad del aire. Con estos dispositivos, un vehículo aéreo no tripulado podrá volar estrictamente en un rumbo determinado.
Arroz. 3. Piloto automáticoMicropiloto
El UAV tiene un módem de radio necesario para descargar la misión de vuelo, transmitir datos telemétricos sobre el vuelo y la ubicación actual en el lugar de trabajo al sistema de control en tierra.
sistema de control de tierra
(NSU) es una tableta o computadora portátil equipada con un módem para comunicarse con el UAV. Una parte importante del NCS es el software para planificar una misión de vuelo y mostrar el progreso de su implementación.
Como regla general, una misión de vuelo se elabora automáticamente, según un contorno dado de un objeto de área o puntos nodales de un objeto lineal. Además, es posible diseñar rutas de vuelo en función de la altitud de vuelo requerida y la resolución requerida de las fotografías en tierra. Para mantener automáticamente una determinada altitud de vuelo, es posible tener en cuenta un modelo digital del terreno en formatos habituales en la misión de vuelo.
Durante el vuelo, la posición del UAV y los contornos de las fotografías tomadas se muestran en el fondo cartográfico del monitor NSU. Durante el vuelo, el operador tiene la oportunidad de redirigir rápidamente el UAV a otra zona de aterrizaje e incluso aterrizar rápidamente el UAV utilizando el botón "rojo" del sistema de control en tierra. Por orden del NCS, se pueden planificar otras operaciones auxiliares, por ejemplo, el lanzamiento de paracaídas.
Además de proporcionar soporte de navegación y vuelo, el piloto automático debe controlar la cámara para tomar fotografías en un intervalo de fotograma determinado (tan pronto como el UAV haya volado la distancia requerida desde el centro de fotografía anterior). Si el intervalo de fotogramas calculado previamente no se mantiene estable, deberá ajustar el tiempo de respuesta del obturador para que, incluso con viento de cola, la superposición longitudinal sea suficiente.
El piloto automático debe registrar las coordenadas de los centros de fotografía del receptor de satélite geodésico GLONASS/GPS para que el programa de procesamiento automático de imágenes pueda construir rápidamente un modelo y vincularlo al terreno. La precisión requerida para determinar las coordenadas de los centros fotográficos depende de las especificaciones técnicas para realizar trabajos de fotografía aérea.
El equipo de fotografía aérea se instala en un UAV según su clase y finalidad de uso.
Los micro y mini UAV están equipados con dispositivos compactos cámaras digitales, equipado con lentes intercambiables con una distancia focal fija (sin zoom ni dispositivo de zoom) que pesan entre 300 y 500 gramos. Actualmente se utilizan cámaras SONY NEX-7 como tales.
con una matriz de 24,3 MP, una matriz CANON600D de 18,5 MP y similares. El obturador se controla y la señal del obturador se transmite al receptor de satélite mediante conectores eléctricos de cámara estándar o ligeramente modificados.
Los UAV livianos de corto alcance están equipados con cámaras SLR con un elemento fotosensible grande, por ejemplo CanonEOS5D (tamaño del sensor 36×24 mm), NikonD800 (matriz 36,8 MP (tamaño del sensor 35,9×24 mm)), Pentax645D (sensor CCD 44x33 mm, Matriz de 40 MP) y similares, con un peso de 1,0 a 1,5 kilogramos.
Arroz. 4. Diseño de fotografías aéreas (rectángulos azules con firmas numéricas)
CAPACIDADES DE LOS UAV
De acuerdo con los requisitos del documento “Disposiciones básicas para la fotografía aérea realizada para la creación y actualización de mapas y planos topográficos” GKINP-09-32-80, el portador del equipo de fotografía aérea debe seguir con extrema precisión la posición de diseño de las rutas de fotografía aérea, mantener un escalón determinado (altura de fotografía) y garantizar el cumplimiento de las desviaciones máximas en los ángulos de orientación de la cámara: inclinación, giro, cabeceo. Además, el equipo de navegación debe proporcionar la hora exacta de funcionamiento del obturador fotográfico y determinar las coordenadas de los centros fotográficos.
Arriba se indicaron los equipos integrados en el piloto automático: un microbarómetro, un sensor de velocidad del aire, un sistema inercial y equipos de navegación por satélite. Sobre la base de las pruebas realizadas (en particular, el UAV Geoscan101), se establecieron las siguientes desviaciones de los parámetros de disparo reales de los especificados:
Las desviaciones de los vehículos aéreos no tripulados del eje de la ruta están en el rango de 5 a 10 metros;
Las desviaciones de altura en las fotografías están en el rango de 5 a 10 metros;
Fluctuación en las alturas de fotografía de imágenes adyacentes: no más
Las “espinas de pescado” que aparecen durante el vuelo (inversiones de imágenes en el plano horizontal) son procesadas por un sistema de procesamiento fotogramétrico automatizado sin consecuencias negativas apreciables.
El equipo fotográfico instalado en un UAV permite obtener imágenes digitales de la zona con una resolución superior a 3 centímetros por píxel. El uso de lentes fotográficos de focal corta, media y larga está determinado por la naturaleza de los materiales acabados resultantes: ya sea un modelo en relieve o un ortomosaico. Todos los cálculos se realizan de la misma forma que en la fotografía aérea "grande".
El uso de un sistema geodésico satelital de doble frecuencia GLO-NASS/GPS para determinar las coordenadas de los centros de imágenes permite, en el proceso de posprocesamiento, obtener las coordenadas de los centros de fotografías con una precisión superior a 5 centímetros, y la El uso del método PPP (PrecisePoint Positioning) permite determinar las coordenadas de los centros de imágenes sin el uso de estaciones base o a una distancia significativa de ellas.
El procesamiento final de los materiales de fotografía aérea puede servir como criterio objetivo para evaluar la calidad del trabajo realizado. A modo de ejemplo, podemos considerar los datos sobre la evaluación de la precisión del procesamiento fotogramétrico de materiales de fotografía aérea de un UAV, realizado en el software PhotoScan (fabricado por Agisſt, San Petersburgo) en función de los puntos de control (Tabla 2).
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Números de puntos |
Errores a lo largo de los ejes de coordenadas, m |
Abdominales, foto |
Proyecciones |
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(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2 |
||||||
APLICACIÓN UAV
En el mundo, y recientemente en Rusia, los vehículos aéreos no tripulados se utilizan en estudios geodésicos durante la construcción, para compilar planos catastrales instalaciones industriales, infraestructura de transporte, asentamientos, casas de veraneo, en levantamientos para determinar el volumen de minas y vertederos, al tener en cuenta el movimiento de carga a granel en canteras, puertos, plantas mineras y procesadoras, para crear mapas, planos y modelos 3D de ciudades y empresas.
3. Tseplyaeva T.P., Morozova O.V. Etapas de desarrollo de vehículos aéreos no tripulados. M., “Información abierta y tecnologías informáticas integradas”, No. 42, 2009.
