ПОЖАРНЫЕ РЕБЯТА

Основы применения беспилотных авиационных систем


В настоящее время стремительными темпами развиваются беспилотные авиационные технологии. Иногда разведка места происшествия личным составом чрезвычайных служб крайне опасна, а проведение обследования района ЧС пилотируемой авиацией не представляется возможным. Подразделения МЧС России применяют беспилотные авиационные системы для широкого спектра решаемых разведывательных, транспортных и специальных задач.

Беспилотная авиация МЧС России позволяет оперативно и эффективно предотвращать и реагировать на возникшие природные и техногенные ЧС.

Беспилотная авиационная система (БАС) – комплекс взаимосвязанных элементов, включающий в себя одно или несколько беспилотных воздушных судов, средства обеспечения взлёта и посадки, средства управления полётом одного или нескольких беспилотных воздушных судов и контроля за полётом одного или нескольких беспилотных воздушных судов.

Беспилотное воздушное судно (БВС) – воздушное судно, управляемое, контролируемое в полёте пилотом, находящимся вне борта этого воздушного судна (внешний пилот).

Система применения БАС – организованное использование (применение) стоящих на оснащении БАС, сил и средств управления ими, сбора, обработки и доведения до потребителей получаемой с помощью БВС информации, а также сил и средств всестороннего обеспечения их применения.

Основные задачи решаемые с применением БАС

Разведывательные задачи:

  • ведение воздушной разведки с целью доведения в масштабе времени близком к реальному до органов управления и спасательных формирований необходимой информации;
  • воздушный поиск объектов заинтересованности и наблюдение за ними, воздушное патрулирование заданных районов, контроль надводной обстановки, а также выполнение задач воздушной разведки с целью осуществления поисковых мероприятий по вскрытию очагов ЧС;
  • инженерная разведка путей движения (колонных путей и троп), сооружений, заграждений и других объектов;
  • разведка погоды;
  • ледовая разведка;
  • оценка результатов применения авиационно-спасательных технологий в процессе ликвидации ЧС;
  • аэрофотосъемка заданных районов с последующей топографической привязкой фотоснимков, а также видео-фотодокументирование объектов контроля для получения обзорных и детальных изображений;
  • создание трехмерных моделей местности и электронных карт.

Специальные задачи:

  • поиск терпящих бедствие экипажей воздушных и морских судов, рыбаков на льдинах и другие;
  • поиск пострадавших при сходе снежных лавин;
  • сопровождение и наведение мобильных поисковых групп;
  • определение точных координат границ района ЧС и объектов поиска;
  • обеспечение связи и ретрансляция данных (команд);
  • контроль зон ЧС;
  • оповещение населения о ЧС;
  • мониторинг пожароопасной и паводковой обстановки;
  • экологический мониторинг;
  • проведение замеров в районе химических и радиационных аварий;
  • мониторинг состояния линейных и площадных объектов.

Транспортные задачи:

  • доставка малогабаритных грузов (индивидуальных средств спасения, медицинских аптечек и других грузов) в назначенное место.

БВС обладают рядом преимуществ, по сравнению с другими средствами, которые позволяют решать задачи поиска и спасения:

– оперативность и точность предоставления результатов;
– высокие манёвренные возможности;
– выполнение поставленных задач в самом эпицентре ЧС без угрозы для жизни спасателей;
– экономичность;
– относительно небольшое количество привлекаемых сил и средств;
– возможность как одновременного использования выделенных сил и средств, так и последовательного их использования.

Классификация беспилотных авиационных систем (БАС)

По аэродинамической схеме компоновки БВС бывают :

  • самолетного типа;
  • вертолетного типа (мультироторный);
  • комбинированного типа (конвертоплан).

По глубине применения:

  • малой дальности с радиусом действия до 250 км
  • ближнего действия с радиусом действия до 100 км

По взлетной массе БВС:

  • легкий класс до 200 кг
  • малый класс до 30 кг
  • мини класса до 1 кг

Анализ применения беспилотных авиационных системами в МЧС России показывает, что для успешного выполнения задач мониторинга и воздушной разведки на оснащении подразделений необходимо иметь БВС различных типов.

БВС самолетного типа целесообразно применять для:

  • оценки масштабов ЧС;
  • обследования больших районов, линейных объектов;
  • поиска требуемого объекта, оценки его общего состояния, получения информации, необходимой для прогнозирования дальнейшего развития ЧС.
  • Применение БВС вертолетного (мультироторного) типа наиболее целесообразно для:

  • детальной разведки района ЧС, объекта (группы объектов), оценки их состояния;
  • осмотра отдельных элементов строений, сооружений, в том числе и внутри них, отдельных участков местности, дорог, мостов и др.;
  • определения маршрутов движения наземных аварийно-спасательных сил и координации их действий с передачей информации в реальном масштабе времени на пункты управления.
  • В настоящее время беспилотная авиация МЧС России имеет в своём оснащении следующие типы воздушных судов: самолётный, мультироторный (вертолётный) и смешанный (конвертоплан).

    Основными типами применяемых в настоящее время БАС в МЧС России для выполнения задач на территориях большой площади являются:

    • БАС с БВС самолётного типа – Орлан-10, Supercam S-350;
    • БАС с БВС вертолётного типа – Гранад ВА-1000.

    БВС «Гранад ВА-1000»

    В состав БАС «Гранад ВА-1000» входит БВС вертолётного типа. Она предназначена для оперативного видеонаблюдения, мониторинга территории в повседневном и кризисном режимах, выполнения разведывательных задач специального назначения, для доставки средств индивидуального спасения пострадавшим. БВС способен выполнять задачи в простых и сложных метеорологических условиях, осуществлять видеонаблюдение в ночное время и в условиях ограниченной видимости (рис. 1).

    Рис. 1. БВС «Гранад ВА-1000»

    Габаритные размеры БВС в сборе не более 1730 х 1730 х 495 мм, полезная нагрузка не менее 2,5 кг, что составляет почти половину от максимально взлётного веса – не более 5,5 кг. Радиус полёта (в прямой видимости) до 15 км и максимальная длительность полёта не менее 90 мин. Максимальная скорость полёта не более 50 км/ч.

    БВС «Орлан-10»

    БАС «Орлан-10» с БВС самолётного типа предназначен для наблюдения за крупными и локальными объектами на большом удалении и мониторинга обширных территорий. Использование комплекса с беспилотными аппаратами «Орлан-10» позволяет проводить контроль над земными объектами в труднодоступной местности. Комплекс хорошо себя зарекомендовал при проведении поисково-спасательных операций (рис. 2).

    Рис. 2. БВС «Орлан-10»

    В конструкции беспилотного воздушного судна «Орлан-10» применена модульная архитектура, что позволяет оперативно менять состав бортовой аппаратуры.

    В основной состав бортовой аппаратуры входят гиростабилизированные фото- и видеокамера, тепловизор.

    Существенным достоинством БАС «Орлан-10» является возможность с одной наземного станции управления (НСУ) управлять одновременно четырьмя воздушными судами при этом один из них может выступать в роли ретранслятора для передачи сигнала на НСУ от воздушных судов, находящихся вне зоны прямой видимости.

    Максимальный взлётный вес БВС «Орлан-10» составляет 18 кг, пять из которых – полезная нагрузка. Планер БВС выполнен по аэродинамической схеме высокоплана с передним расположением двигателя и тяговым винтом. В качестве двигательной установки применён бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Движение на стартовом участке осуществляется посредством специальной разборной катапульты (рис.3).

    Рис. 3. – Запуск БВС Орлан-10

    Путевая скорость может достигать до 90-150 км/ч в зависимости от скорости и направления ветра. Максимальное время полёта составляет 16 часов, при этом дальность действия комплекса составляет 120 км от наземного пункта управления, высота полёта над уровнем моря может достигать 5000 метров, что позволяет применять БАС для обследования объектов на большом удалении или проводить разведку крупных площадных районов.

    Маршрут БВС отображается с помощью спутников GPS или ГЛОНАСС. Посадка БВС «Орлан-10» осуществляется с помощью парашюта после получения команды с пункта управления снизить скорость и открыть купол.

    БВС Supercam S-350

    БАС «Supercam S-350» с БВС самолётного типа предназначен для выполнения панорамной и плановой аэрофотосъёмки и аэровидеосъёмки, а также для выполнения задач наблюдения и разведки при чрезвычайных ситуациях. Большое время полёта – около 4,5 часов — позволяет фотографировать большие площади или протяжённые линейные объекты протяжённостью более 300 км (рис. 4).

    Рис. 4. БВС Supercam S-350

    На БВС «Supercam S-350» можно разместить необходимую полезную нагрузку до 1,5 кг и, по результатам измерений, создавать высокоточные 3D–модели местности и фотопланы. БВС взлетает с эластичной/пневматической катапульты и приземляется при помощи парашюта. Используемая аэродинамическая схема «летающее крыло» обеспечивает БВС высокую устойчивость и хорошую управляемость, что позволяет использовать БВС «Supercam S-350» в сложных метеоусловиях.

    Компоновочная схема с тянущей силовой установкой наиболее соответствует решаемым задачам. Система автоматического управления и информационно–измерительная аппаратура позволяют производить видеосъёмку и фотосъёмку с регистрацией текущих параметров (координаты, высота, и т.д.). Такое информационное обеспечение значительно облегчает последующую обработку, а главное – позволяет автоматизировать процесс обработки полученных материалов с целью изготовления ортофотопланов и 3D моделей местности.

    Каждый тип БВС, вертолётный (мультикоптерный) и самолётный (с неподвижным крылом), имеют свои достоинства и недостатки.

    Основные преимущества БВС вертолётного типа – вертикальный взлёт, возможность зависать над объектом, относительная простота управления. Недостатки – невысокая скорость, малый радиус применения из-за ограниченного времени нахождения в воздухе по причине большой энергозатратности.

    Достоинства БВС самолётного типа – это относительно большая скорость и дальность полёта, продолжительное время нахождения в воздухе.

    Недостатки – невозможность зависать в заданной точке, требуется либо специальная «взлётная полоса», либо пусковая установка в виде катапульты. Чтобы благополучно посадить аппарат обратно на землю, также потребуется взлётно-посадочная полоса, парашют или сеть.

    К недостаткам также следует отнести необходимость серьёзной специальной подготовки внешних пилотов, что требует более высоких затрат на обучение персонала навыкам управления, необходимым для полёта. Не так-то просто поднять в воздух БВС с неподвижным крылом, ещё сложнее произвести его посадку.

    Из вышесказанного можно сделать вывод, что достоинства и недостатки вертолётного и самолётного типов БВС являются взаимопротивоположными. Выход из данной ситуации состоит в создании такой аэродинамической и компоновочной схемы, в которой реализуются достоинства обоих типов и исключаются их недостатки. Такие БВС получили название « конвертопланы».

    БВС Supercam SX350 (конвертоплан)

    Первый серийно производимый отечественной промышленностью тип БВС «конвертоплан» Supercam SX350 совмещает в себе конструктивные особенности БВС самолётного и вертолётного типа (рис. 5).


    Рис. 5. Supercam SX350 (конвертоплан)

    Преимуществами данной модели являются возможность вертикального взлёта-посадки, отсутствие необходимости в поиске взлётно-посадочного участка, возможность совмещения различных типов полезной нагрузки. БВС, выполненное по аэродинамической схеме «летающее крыло», обладает полётными качествами, отлично подходящими для проведения высокодетальной аэрофотосъёмки и аэровидеосъёмки в любое время суток на больших площадях, в труднодоступных местах, в различных климатических условиях.

    Конвертоплан может находиться в воздухе до 120 минут, имея при этом максимальную скорость 120 км/ч. Максимальная дальность полёта составляет не менее 160 км. Аэродинамическая схема предусматривает возможность совмещения разных типов унифицированной полезной нагрузки с использованием средств фотовидеофиксации, возможность оснащаться модулем автоматического сопровождения и удержания цели, передавать точные координаты объектов. При этом возможна передача HD-видео в режиме реального времени на расстояние до 50 км.

    Кроме традиционных возможностей для проведения оперативного мониторинга подстилающей поверхности, в данном комплексе реализованы возможности для размещения мультиспектральных камер, газоанализаторов и установки лазерного сканирования местности, высокоточного геодезического оборудования.

    Для проведения сравнительного анализа в таблице 1 представлены основные тактико-технические характеристики приведённых выше БВС.

    Таблица 1. Тактико-технические характеристики БВС

    Характе-
    ристики
    БВС
    Взлетная масса, max, кг Дальность полета, км Скорость км Высота полета, м Время полета Полезная нагрузка, max, кг Наличие взлетно-посадочных устройств
    Гранад
    ВА-1000
    5,5 кг. 40 54 1200 м. 40 мин. 2,5 нет
    Орлан-10 18 кг. 200 150 5000 м. 16 час. 5 да
    Supercam
    S-350
    9 кг. 240 120 5500 м. 4 час. 1,5 да
    Supercam
    SX-350
    13,5 кг. 220 120 3000 м. 2 час. 4,5 нет

    Организация подготовки личного состава к применению БАС

    Первый этап – осуществляется подготовка личного состава к применению БАС по программе дополнительного профессионального образования «Подготовка и применение беспилотных авиационных систем» на базе ВУЗов МЧС России с учетом территориального принципа, подготовка внешних пилотов инструкторами в региональных центрах МЧС России.

    Второй этап – проводится первоначальная подготовка к эксплуатации и техническому обслуживанию конкретного типа БАС на предприятиях изготовителя БАС, готовится личный состав в качестве инструкторов.

    Третий этап – осуществляется подготовка личного состава к применению БАС в составе подразделений, оснащенных БАС, слаживание расчетов и подразделений, совершенствование подготовки личного состава при проведении специальных комплексных учений, в ходе выполнения задач по предназначению.

    Четвертый этап – повышается квалификация личного состава на курсах ВУЗов МЧС России.


    Скачать скачан 19 раз
    Просмотр содержимого документа
    Внимание!!! Если документ не открылся, обновите страницу, возможно несколько раз. Для удобного чтения разверните документ кликнув на иконку в правом верхнем углу.
    266