Бпла. БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППА. Беспилотный летательный аппарат (бпла) система управления и связи
 Скачать 27.33 Kb.
|
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (БПЛА)СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ1 слайд Беспилотный Летательный Аппарат ― искусственный мобильный объект, как правило, многоразового использования, не имеющий на борту экипажа и способный самостоятельно целенаправленно перемещаться в воздухе для выполнения различных функций в автономном режиме или посредством дистанционного управления (осуществляемого оператором с пульта управления). Различают БПЛА автоматические, работающие в соответствии с заложенными в их бортовой компьютер программами (разведывательные функции), и ДПЛА (дистанционно пилотируемые летательные аппараты), которые относятся к классу БПЛА. БПЛА функционирует в составе комплекса беспилотной авиационной системой – БАС (Unmanned Vehicle System – UVS). В БАС входит вся инфраструктура и средства обеспечения: транспортно-пусковое устройство, средства связи, наземный пункт управления, диспетчерские пункты, ретрансляционные узлы, станции подзарядки, средства транспортирования, запуска, посадки. До недавнего времени к БПЛА относились крылатые ракеты во многом очень похожи на беспилотные самолёты, что позволяло считать их разновидностью БПЛА, хотя крылатая ракета – это прежде всего средство доставки до цели боевого заряда, который является главным компонентом ракеты и интегрирован с другими подсистемами, подчинёнными главной задаче – поражению цели, после чего ракета перестаёт существовать. Именно из-за специфичности назначения и вытекающих отсюда особенностей функционирования подобные объекты сейчас не принято рассматривать как беспилотные мобильные средства (unmanned vehicle – UV). По новой классификации к БПЛА не относятся баллистические и крылатые ракеты, управляемые и неуправляемые снаряды, бомбы, торпеды, одноразовые ракеты-носители, предназначенные для вывода космических аппаратов на орбиту, объекты, которые не имеют собственной энергетической подсистемы и движителя, аэростаты без двигателей и другие безмоторные летательные аппараты. К БПЛА относятся аппараты условно-многоразового использования, которые могут быть уничтожены при первом применении, однако при определённых условиях они могут возвращаться на точку базирования. Любой непилотируемый космический аппарат например, космический корабль «Буран», также можно считать беспилотным мобильным средством. К БПЛА относятся беспилотные дирижабли, моторные дельтапланы и парапланы. ДПЛА относится к тем аппаратам, которые управляются оператором дистанционно по радио с наземного пункта, тогда как в общем случае БПЛА может выполнять задачу и автономно, по заложенной в нём программе. 2 слайд В начале XXI века роль БПЛА значительно возросла, чему способствовало появление новых лёгких и прочных композитных материалов, развитие микроэлектроники и микропроцессорной техники, систем распознавания на базе нейронных сетей и нейрокомпьютеров, микроконтроллеров, навигационных датчиков, приёмников-передатчиков радиосигналов, различных СВЧ-устройств, миниатюрных видеокамер, разработка надёжных источников питания на основе литий-полимерных аккумуляторов, топливных элементов, разработка новых типов электродвигателей, реактивных и поршневых двигателей, развитие спутниковых систем глобального позиционирования. Сами БПЛА гораздо дешевле пилотируемых самолётов и вертолётов. Дешевле, чем подготовка лётчика, обходится и подготовка оператора беспилотной системы. Отсутствие пилота позволяет исключить бортовые системы жизнеобеспечения, уменьшить массу и габариты БПЛА, а также увеличить диапазон допустимых перегрузок и влияющих факторов. Большое значение имеет и фактор безопасности – потери беспилотных аппаратов не ведут к потере пилотов. Классификация БПЛА различают: • микро- и мини-БПЛА ближнего радиуса действия (взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25–40 км); • лёгкие БПЛА малого радиуса действия (взлётная масса 5–50 кг, дальность действия 10–70 км); • лёгкие БПЛА среднего радиуса действия (взлётная масса 50–100 кг, дальность действия 70–150 км, некоторые виды до 250 км); • средние БПЛА (взлётная масса 100–300 кг, дальность действия 150–1000 км); • среднетяжёлые БПЛА (взлётная масса 300–500 кг, дальность действия 70–300 км); • тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия (взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70–300 км); • тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта (взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км); • беспилотные боевые самолёты (взлётная масса более 500 кг, дальность действия около 1500 км). Назначение современных БПЛА не ограничивается только военной областью. Стремительно расширяется и сфера их гражданского применения в нефтегазовой промышленности, на транспорте, в строительстве, сельском хозяйстве, связи. Полностью автономные беспилотные мобильные средства встречаются редко. Как правило, автономность не является стопроцентной: обычно оператор имеет возможность корректировать поведение аппарата или переводить его на ручное дистанционное управление. В военных БПЛА по степени автономности мобильных средств различают системы с управляемыми объектами, когда удалённый оператор является необходимым звеном системы управления (man-in-the-loop systems) с контролируемыми объектами; когда все обычные задачи решаются без участия оператора, а вмешательство его требуется только в ответственных случаях (man-on-the-loop systems); и полностью автономные системы, когда оператор только инициирует систему для выполнения задачи (fully autonomous systems). ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ БПЛАОдной из главных характеристик, по которой можно отличить БПЛА от БПЛА(д), является наличие полноценной системы автоматического управления. Схема БПЛА включает: • устройства получения видовой информации (спутниковую навигационную систему, устройства радиолинии видовой и телеметрической информации, командно-навигационной радиолинии с антенно-фидерным устройством, устройство обмена командной информацией, устройство информационного обмена, бортовую цифровую вычислительную машину, устройство хранения видовой информации); • обзорные устройства (телевизионное, инфракрасное, радиолокационное), обеспечивающие необходимую зону захвата на местности; • встроенный блок питания (обеспечивает согласование по напряжению и токам потребления бортового источника питания и устройств, входящих в состав полезной нагрузки, а также оперативную защиту от коротких замыканий и перегрузок в электросети). Для обеспечения связи на значительные расстояния и повышения помехозащищённости за счёт пространственной селекции в комплексах управления БПЛА широко используются остронаправленные антенные системы. Таким образом, наиболее важной составляющей беспилотного авиационного комплекса является система управления и связи. Как правило, на борту БПЛА размещаются не менее двух систем связи: дуплексная или полудуплексная аппаратура передачи командно-телеметрической информации и симплексная система передачи информации полезной нагрузки. Аппаратура передачи командно-телеметрической информации предназначена для низкоскоростной передачи командной информации с наземного комплекса управления (НКУ) на борт БПЛА и низкоскоростной передачи телеметрической информации с борта БПЛА на НКУ. Аппаратура передачи информации полезной нагрузки предназначена для односторонней высокоскоростной передачи информации полезной нагрузки с борта БПЛА на НКУ. Прямая связь между БПЛА и НКУ в диапазонах сверх высоких частот (СВЧ) возможна только в пределах прямой видимости. Для повышения надежности комплекса БПЛА на борту устанавливаются несколько приемопередатчиков различных диапазонов длин волн. Передача телеметрической информации при полетах на большие расстояния может осуществляться с помощью спутниковых систем связи. Высокоскоростная передача информации полезной нагрузки может также осуществляться через малоразмерные спутниковые терминалы, что требует установки на борт летательного аппарата высоконаправленной антенны с возможностью сканирования. В простейшем случае это параболическая антенна на опорно-поворотном устройстве. Несмотря на большое количество возможных вариантов реализации систем передачи командно-телеметрической информации и информации полезной нагрузки, оптимальным и наиболее часто используемым остается вид связи, при котором данные передаются напрямую между БПЛА и НКУ. В этом случае удается реализовать возможность передачи информации с большой скоростью, недоступной спутниковым системам связи, и при этом не зависеть от стационарных гражданских систем связи. Одним из ограничивающих факторов является расстояние радиовидимости между БПЛА и НКУ.
Военные БПЛА По функциональному назначению классифицируют на наблюдательные (могут использоваться для корректировки огня на поле боя); разведывательные; ударные (для ударов по наземным целям посредством ракетного вооружения); разведывательно-ударные; бомбардировочные; истребительные (для уничтожения воздушных целей); радиотрансляционные; БПЛА РЭБ (для целей радиоэлектронной борьбы); транспортные; БПЛА-мишени; БПЛА-имитаторы цели; многоцелевые БПЛА. Гражданские БПЛА Применяются для мониторинга различных объектов [видеонаблюдение с целью охраны различных объектов; мониторинг лесных массивов службой лесоохраны; наблюдение за движением на железных и шоссейных дорогах, контроль судоходства; наблюдение за посевами предприятий сельского хозяйства; картографирование земной поверхности; разведка и составление планов помещений с помощью малых БПЛА внутри разрушенных или опасных зданий; мониторинг нефтегазовых объектов, особенно трубопроводов; радиационная и химическая разведка на опасных территориях; видеофотосъёмка труднодоступных промышленных объектов (линий электропередач, опор мостов, дымовых труб, ветрогенераторов, антенн и т. д.); мониторинг опасных природных явлений (паводков, извержений вулканов, лавиноопасных горных районов и др.); поиск полезных ископаемых с помощью специальных средств зондирования и др.]; рекламных, познавательных акций (видео- и фотосъёмка объектов архитектуры, природы, бизнеса, а также массовых мероприятий с целью презентации или рекламы; использование БПЛА в качестве носителей рекламы; авиамоделизм и авиаконструирование; использование малых БПЛА в качестве арт-объекта или объекта развлечения и др.); для доставки грузов и подобных мероприятий (доставка почты; доставка инструментов, комплектующих и материалов на строительные объекты; монтаж различных конструкций; распыление химикатов и внесение удобрений на полях; прокладка кабеля в опасных зонах; доставка продуктов, горючего, запчастей, источников питания и т. д. в труднодоступные районы для обеспечения альпинистов, туристов, экспедиций; сброс маркеров – световых, радиоизлучающих, для обозначения каких-либо объектов; доставка медикаментов и медоборудования для пострадавших в зоны аварий и катастроф и др.); ретрансляции сигналов (ретрансляция радиосигналов с целью увеличения дальности действия каналов связи; использование БПЛА в качестве носителей осветительного оборудования и др.). Источники: 1.«ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ СВЯЗИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ» Н. М. Боев, П. В. Шаршавин, И. В. Нигруца, ООО НПП «Автономные аэрокосмические системы – ГеоСервис» Институт инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск. 2.МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 924 Государственный центр беспилотной авиации Министерства обороны Российской Федерации «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ С БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ» Сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. 3.https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/4087725 «БЕСПИЛО́ТНЫЙ ЛЕТА́ТЕЛЬНЫЙ АППАРА́Т» М. Ю. Куприков. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||