Pilóta nélküli légijármű-komplexum irányítása. Absztrakt: A pilóta nélküli légi járművek vezérlőrendszereinek leírása. UAV inerciarendszer

27.01.2024

Többcélú pilóta nélküli légi jármű(UAV) a repüléstechnikára vonatkozik, különösen a pilóta nélküli légi járművek függőleges fel- és leszállására. A használati modell célja a stabilitási ráhagyás növelése és a műszaki jellemzők bővítése. A használati modell használatával elérhető műszaki eredmény a többcélú UAV alkalmazási körének bővítése speciális felszerelések elhelyezésével, beleértve az áldozatok evakuálását a harci vagy természeti katasztrófák területéről. a főszárny. Ezt a feladatot úgy érik el, hogy a többcélú pilóta nélküli légijármű konzolos szárny, benne vezérlőrendszerrel, a karosszérián kívül elhelyezett négy forgómotorból álló meghajtórendszerrel, valamint hasznos teherrel. Ugyanakkor a többcélú UAV a forgómotorok szintezésére, koordinálására és vészhelyzeti kézi vezérlésére szolgáló rendszereket is tartalmaz, amelyek vezérlőegységekből és a forgómotorokhoz kapcsolódó erősítő-átalakító eszközökből állnak, és amelyek egyenletesen foglalják el a konzol teljes térfogatát. szárny, és ennek felületén helyezkednek el a vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer elemei. A négy forgómotoros pilóta nélküli légi jármű fő előnyei a következők: bármilyen speciális berendezés elhelyezése a többcélú UAV szárnyának külső felületén, a többcélú UAV hat üzemmódjának megvalósítása, többcélú UAV fel- és leszállásának képessége bármilyen kemény felületen, lebegési módot biztosítva bármilyen nehezen elérhető terepen (víz, mocsár, homok, hegyek, erdő, szakadék stb.), az automatikus egy többcélú UAV-val egy adott pozíciót tartson fenn a pályán és munka közben „lebegő” módban, valamint megnövekedett megbízhatóság az egyszerre négy motor jelenléte miatt. 3 ill.

A használati modell a légiközlekedési technológiához kapcsolódik, különösen a függőleges fel- és leszálláshoz pilóta nélküli légijárművekhez (UAV).

Az utóbbi időben megnőtt az érdeklődés a pilóta nélküli légi járművek alkalmazása iránt számos olyan feladat megoldására, amelyeket különböző okok miatt nem praktikus pilóta légi járművekkel végrehajtani.

Az UAV használatának fő területei a következők:

Környezeti távfelügyelet a környezeti elemek automatikus mintavételével nehezen elérhető helyekről a mérések és mintavételi helyek vizuális ellenőrzésével, valamint az elemzés helyére történő eljuttatásával;

A kutatási és mentési műveletek nagy hatékonysága és eredményessége (a tárgyak állapota és a pusztítás mértéke, veszélyes zónák és tüzek, balesetek, természeti katasztrófák, ember okozta katasztrófák és az áldozatok azonosítása);

Tengeri és folyami autópályák és víztározók megfigyelése (azokon orvvadászat észlelése), elektromos energia, földgáz, kőolaj és termékei, veszélyes vegyi anyagok és egyéb anyagok előállítására, előállítására és szállítására szolgáló létesítmények és útvonalak környezeti felügyelete és ellenőrzése;

Folyamatos és rejtett felderítés (katonai, sugárzási, vegyi, biológiai) valós időben és az adatok vizuális továbbítása a kezelő monitorára;

Atomerőművekben, vízerőművekben, hőerőművekben, sugárzási, vegyi és biológiai és egyéb veszélyes objektumokban elkövetett terrorcselekmények (amelyek következményei tömegpusztító fegyverek használatához hasonlíthatók) megelőzése, valamint a földgáz, a kőolaj és a kőolajtermékek ellopására irányuló kísérletek azonosítása és megelőzése;

Határok (szárazföldi és vízi) járőrözése, katonai, közigazgatási, gazdasági létesítmények, veszélyes termelést folytató nagy ipari vállalkozások, stratégiai (vasúti és közúti) szállítási útvonalak figyelése, mobil objektumok és lakossági csoportok figyelése, tömegrendezvények (stadionok) megfigyelése és biztonságának biztosítása, terek, csúcstalálkozók, olimpiák stb.) nem halálos elrettentő eszközök használatával (célozva vagy közvetlenül UAV-król);

Közvetlen részvétel a terroristák elleni küzdelemben, valamint részvétel ellenségeskedésekben és katonai konfliktusokban;

Fontos katonai létesítmények területének rejtett járőrözése és biztonsága, célpontok megszerzése és/vagy célkijelölése, adatgyűjtés, kommunikációszervezés és adattovábbítás, csalétek kilövése, katonai és veszélyes rakományok kísérése, valamint rakéták, irányított robbanófejek és rakéták irányítása. a repülési útvonal utolsó része;

Geológiai kutatás, vulkáni vagy szeizmikus tevékenység távfelügyelete;

Balesetek, természeti katasztrófák vagy veszélyes helyzetek bekövetkezéséről, alakulásáról az ellenőrzött területen történő értesítés, a működési helyzet és az áldozatok jelenlétének azonosítása a bűnözésre hajlamos helyeken (bejárástól elzárt zónák, bűncselekmények elkövetési helyei), valamint vegyi szennyeződések helyei stb.

A helikopter UAV-tervei elterjedtek.

Például az 1994. 10. 15-én kelt 2021165. számú szabadalom „Módszer távirányítású jármű vezérlésére és vezérlőrendszer a megvalósításához”, IPC V64S 29/00, V64S 15/00. A legtöbbjük azonban a következő hátrányokkal rendelkezik:

Nagy fajlagos terhelés esetén a propeller áramlása olyan erős lesz, hogy nem teszi lehetővé a fő rotor alatti munkát;

Magas üzemanyag-fogyasztás;

Alacsony mozgási sebesség vízszintes irányban.

Ezeket a hiányosságokat a „csavar a gyűrűben” séma részben kiküszöböli. Az ilyen típusú UAV jellegzetes hátránya azonban a nagy aerodinamikai ellenállás a nagy mennyiségű speciális berendezés elhelyezése miatt, ami az UAV repülési sebességének csökkenéséhez vezet. Például: „Függőleges fel- és leszálló repülőgép” a 2089458 számú, 1997. szeptember 10-i IPC V64S 29/00 számú szabadalom szerint.

Ezeket a hiányosságokat részben kiküszöbölték a pilóta nélküli légijárműben a 2006. november 27-i 2288140 számú szabadalom IPC V64S 39/00 szerint. Tartalmaz egy aerodinamikai vezérlőkkel felszerelt konzolos szárnyat, egy függőleges fart, egy motorgondolatot és egy motort propellerrel. A motor a motorgondolatba van beépítve. A pilóta nélküli légi jármű törzs nélküli „repülő szárnyas” aerodinamikai kialakítással készült.

Ennek a motornak azonban az egyik hátránya az alacsony statikus stabilitási ráhagyás, ami instabil helyzethez vezet felszállás közben, amikor a stabilizátor még nem hatékony. Ráadásul az UAV nem használható minden esetben.

Ezek a hiányosságok kiküszöbölhetők egy pilóta nélküli, két forgómotoros légijárműben (PM 69839 RF szabadalom, 2008).

Az UAV hátránya az instabil helyzete felszállás közben és zavaró tényezőknek való kitettség esetén.

Az igényelt eszközhöz működési elvileg és műszaki lényegükben a legközelebb egy pilóta nélküli légi jármű áll, négy forgómotorral (PM 71960 RF szabadalom, 2008).

Ez a szabadalom azonban nem szünteti meg teljesen az UAV instabil helyzetét sem felszállás közben, sem zavaró tényezőknek való kitettség esetén. A szinkron hiánya a motorok működésében az UAV instabilitásához vezethet, és ez pedig teljesítményének elvesztéséhez vezethet.

A használati modell célja, hogy növelje az UAV stabilitási rátáját a motor működése során, és bővítse műszaki jellemzőinek körét.

A használati modell használatával elérhető műszaki eredmény az UAV-alkalmazások körének bővítése speciális berendezések elhelyezésével, beleértve az áldozatok evakuálását a harci vagy természeti katasztrófák területéről egy konzolos szárny felületén.

Ezt a feladatot úgy érik el, hogy a többcélú pilóta nélküli légijármű konzolos szárny, benne vezérlőrendszerrel, a karosszérián kívül elhelyezett négy forgómotorból álló meghajtórendszerrel, valamint hasznos teherrel. Ezen túlmenően tartalmazza a forgómotorok szintezésére, koordinálására és vészhelyzeti kézi vezérlésére szolgáló rendszereket, amelyek a forgómotorokhoz kapcsolódó vezérlőegységekből és erősítő-átalakító eszközökből állnak, amelyek egyenletesen foglalják el a konzolos szárny teljes térfogatát, valamint a vészhelyzeti kézi vezérlést. a rendszerelemek a felületén helyezkednek el, míg az elülső forgómotorok közelebb helyezkednek el a készülék geometriai tengelyéhez, mint a hátsók, legalább a motor egy külső átmérőjével.

Az 1. ábra egy többcélú UAV felülnézete, a 2. ábra oldalnézet, a 3. ábra pedig a forgómotorok működését vezérlő blokkberendezés, ahol:

1 - konzolos szárny;

2 - forgómotorok;

3 - orrkúp;

4 - emelőcsavar;

6 - hengeres héj;

7 - motorrúd;

8 - kerekek;

9 - vezérlőrendszer;

10 - vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer egység;

11 - szintező rendszer;

12 - készülék a szintezőrendszer bemeneti jeleinek összehasonlítására;

13 - szintezőrendszer átalakító blokk;

14 - koordináta mérési rendszer;

15 - készülék a koordináta mérési rendszer bemeneti jeleinek összehasonlítására;

16 - a koordináta mérési rendszer konverziós blokkja;

17 - erősítő-átalakító eszközök szintező és koordináló rendszerekhez;

18 - eszköz a vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer bemeneti jeleinek összehasonlítására;

19 - jelátalakító egység a vészhelyzeti kézi vezérlőrendszerhez;

20 - a vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer egység erősítő-átalakító eszköze.

A többcélú pilóta nélküli légi jármű törzs nélküli „repülő szárnyas” aerodinamikai kialakítással készült. A következő fő elemekből áll: konzolos szárny 1, forgómotorok 2.

Az 1 konzolos szárnyat úgy tervezték, hogy a készülék összes alkatrészét befogadja és rögzítse. A készülék elülső részén található egy orrburkolat 3, melynek belsejében funkcionálisan összekapcsolt elektronikus megfigyelőberendezések elemei, adó-vevő egység, adó-vevő antenna, repülési navigációs rendszer stb.

A konzolos szárny 1 elülső része minimális aerodinamikai ellenállást biztosít. A fedélzeti berendezések (vezérlőrendszer, szintezőrendszer, koordinátamérő rendszer, tápegységek) az 1-es konzolszárny belsejében vannak rögzítve. A többcélú UAV céljától függően a speciális felszerelések eltérőek lehetnek, és a külső felületre vannak felszerelve. Például környezetvédelmi célból a berendezéseket mintavevőkkel, gázelemzőkkel stb.

A meghajtórendszer négy forgómotorból 2 áll, amelyek a készülék tengelyéhez képest szimmetrikusan helyezkednek el a házon kívül. 2 forgómotor egyetlen vezérlőrendszertől függetlenül működik, és 3 forgási szabadságfokkal rendelkezik. Mindegyik 2 motor egy 4 csavarból áll, amely 5 csappal egy hengeres 6 héjhoz van rögzítve, amely a 7 rudak segítségével csatlakozik egy többcélú UAV testéhez.

A 2. forgómotorokat úgy tervezték, hogy létrehozzák a többcélú UAV-nak egy adott repülési útvonalon történő mozgatásához, valamint a jármű függőleges fel- és leszállásához szükséges tolóerőt.

Ebben az esetben a teljes rakomány teljesen elfoglalja az 1 konzolszárny teljes szabad térfogatát.

A többcélú UAV kiindulási állapotában felszerelhető vagy fokozatosan mozgatható kemény felületre kerekek 8 segítségével. A kiindulási helyzetben a pilóta nélküli légi jármű földi távirányítója van telepítve. Emellett folyamatban van a többcélú UAV repülés előtti előkészítése.

A többfunkciós UAV a következő módokban működhet: indítás, leszállás, lebegés, repülés, működési mód és kézi üzemmód.

Mód - „Indítás”. A többcélú UAV kilövése mobilról és helyhez kötött indítóhelyről is végrehajtható. Ezenkívül végrehajtható a vezérlőpont területén található kezelő parancsaival, vagy tárolható a 9 vezérlőrendszer memóriájában, valamint egy többcélú UAV fedélzetéről. . Az első esetben az indítást indítóeszközről hajtják végre, a másodikban pedig - önállóan egy tragédia, katasztrófa, fertőzés stb. helyéről.

Egy többcélú UAV indításakor a 2. hajtóművek megkezdik a munkájukat. Amint a 2 motorok által létrehozott teljes tolóerő meghaladja a többcélú UAV kiindulási súlyát, az felemelkedik a felszínről, és elkezd felmászni a kívánt magasságra. Mivel a többcélú UAV tömegközéppontja a 2 emelőmotorok tengelyeinek geometriai tengelyei között helyezkedik el, az emelési folyamat során az eszköz statikailag stabil. Megjegyzendő, hogy ebben az esetben nincs szükség kifutópályára az UAV indításához.

Mód - „Leszállás”. A többcélú UAV leszállása akkor történik, amikor az emelőmotorok 2 felszállási és leszállási üzemmódba vannak kapcsolva. Ebben az esetben az UAV simán landol. Megjegyzendő, hogy egy többcélú UAV leszállásához nincs szükség kifutópályára (1. ábra és 2. ábra).

Mód - „Lebegő”. Szükség esetén egy többcélú UAV lebeghet a levegőben egy adott pont felett, például megfigyelésre, felderítésre stb. Ennek érdekében a 2 forgómotorok úgy működnek, hogy a többcélú UAV a tér adott pontja felett helyezkedik el. Ebben az esetben működik a vezérlőrendszer és a koordináta mérőrendszer, illetve szükség esetén a szintező rendszer. Ezenkívül egy vészhelyzeti kézi vezérlőrendszerrel lehet elérni egy adott pályapontot. Ezután parancsra a 2 forgómotorokat lebegő üzemmódba kapcsolják, azaz. csak függőlegesen irányított tolóerőt hozzon létre. Ebben az esetben a 2 motorok által generált teljes tolóerőnek meg kell egyeznie a többcélú UAV induló tömegével (1. ábra, 2. ábra).

Üzemmód - „Munka üzemmód”. Ezt az üzemmódot többcélú UAV-val végzett be- és kirakodási műveletek esetén használják, és amikor az „lebegő” állapotban van. Ebből a célból a többcélú UAV a koordinációs rendszer parancsai szerint elfoglalja a munkaterület szükséges koordinátáit: x, y adott magasságban.

Azonban a munkavégzés, például egy többcélú UAV betöltése, a hely koordinátáinak és magasságának megsértésével, valamint a szintezéssel jár együtt (3. ábra). Például az UAV használatával végzett munka vagy külső zavaró tényezőknek való kitétele során a vízszintes helyzettől való eltérés történik. Ugyanakkor a vízszintes helyzettől eltérő síkban megjelenő eltérési szögek aktuális értékeit a megfelelő szintező érzékelők kapják hossz- és keresztirányban. Ezeket az értékeket a 11 szintezőrendszer 12 bemeneti jeleinek összehasonlítására szolgáló eszközben összehasonlítjuk az x, y, H paraméterek megadott értékeivel, amelyek nem illesztési jelet generálnak. Ez a jel ezután a 13 szintezőrendszer vezérlőegységébe kerül, majd a 17 erősítő-átalakító eszközökön keresztül eljut az összes 2 forgómotorhoz. Ebben az esetben a motorok forognak és változtatják a fordulatszámot, és ennek következtében a tolóerőt úgy, hogy a többcélú UAV vízszintes helyzetet kapjon a térben.

Például a többcélú UAV vagy külső zavaró tényezők hatására végzett munka során az x, y, H paraméterek aktuális értékeit a megfelelő magasság- és koordinátaérzékelők kapják. az értékeket a koordináta mérőrendszer 15 bemeneti jel-összehasonlító készülékében lévő megadott értékekkel hasonlítják össze az x, y, H paraméterek értékeivel, amelyek nem illesztési jelet generálnak. Ez a jel ezután bekerül a 16 koordinációs rendszer vezérlőegységébe, majd a 17 erősítő-átalakító eszközökön keresztül eljut az összes 2 forgómotorhoz. Ebben az esetben a motorok forognak és változtatják a fordulatszámot, és ennek következtében a tolóerőt oly módon, hogy az x, y, H paraméterek aktuális és beállított értékei között fellépő eltérés nullára csökkenjen. Ez megfelel annak, hogy az UAV elfoglalja korábbi pozícióját az űrben. Ezenkívül a 2 forgómotorok által létrehozott tolóerő folyamatosan egyensúlyba hozza a többcélú UAV terhelése (kirakodása) által okozott változó súlyát. Ez megfelel a többcélú UAV állandó helyzetének a térben, függetlenül az elvégzett munka jellegétől, valamint a zavaró tényezők hatásától.

Mód - „Repülés”. A vezérlőrendszer parancsára a 2 forgómotorok vízszintes repülési üzemmódba kapcsolnak.

A többcélú UAV repülése a repülési küldetésnek megfelelően történhet, mind egy adott program szerint, mind a kezelő által egy földi távirányító pontról továbbított rádióparancsok alapján. Ebben az esetben a földi távirányító pont generál egy rádiócsatornán keresztül továbbított parancsokat a többcélú UAV-ra telepített avionikának. Ezeket a parancsokat úgy tervezték, hogy vezéreljék a repülőgép repülését és a terület távoli megtekintését, valamint a video- és telemetriai információk átvitelét az adó-vevő antennán keresztül a földi távirányító állomásra.

A többcélú UAV forgatásához a vezérlőrendszer parancsot küld a 2 forgómotoroknak, amelyek közvetlenül hajtják végre a forgást. Ebben az esetben a többcélú UAV helyzete minden szögben megváltozik: dőlésszögben, elfordulásban és elfordulásban (gurulás).

Az V repülési sebesség megváltoztatása a 2. hajtóműtengelyek fordulatszámának változtatásával történik. Többcélú UAV repülési sebességének csökkenése vagy hátrameneti tolóerő esetén vagy csökkenteni kell a hajtóművek számát. a motortengely fordulatait, vagy adott szögsebesség mellett ellenkező irányba forgatni. Ha egy adott H magasságot kell elérni, a 2 forgómotorok megváltoztatják a dőlésszöget.

Mivel az első forgómotorok közelebb helyezkednek el az eszköz geometriai tengelyéhez, mint a hátsók, legalább a motor egy külső átmérőjétől távol, működésük nem befolyásolja a hátsó hajtóművek teljesítményét az UAV repülése során.

A kifejlesztett többcélú UAV gazdaságos. Ezt a formája éri el, ami csökkenti az aerodinamikai ellenállást. A konzolos szárny 1 lehetővé teszi az UAV csúszását.

A kézi üzemmód vészhelyzeti mód, és vészhelyzetekben használatos, például az áldozat evakuálása során a harci vagy természeti katasztrófák területéről. Ebben az esetben az áldozat részben vagy teljesen használhatja a konzolszárny felső síkján elhelyezett 10 kézi kezelőszerveket, vagy használhatja az automatikus működés fenntartásának lehetőségét. Ez utóbbi esetben a forgómotoros vezérlések működése hasonló lesz a fent leírt üzemmódokhoz.

Ebben az esetben a 10 vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer 18 bemeneti jeleinek összehasonlítására szolgáló eszközben az x, y koordináták aktuális értékeit, a H repülési magasságot, a V repülési sebességet és az UAV , , , szögeltéréseit hasonlítják össze, amelyek mismatch jelet generálnak. Ez a jel ezt követően a 19 vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer vezérlőegységébe kerül, majd a 20 erősítő-átalakító eszközökön keresztül az összes 2 forgómotorhoz. Ebben az esetben a motorok forognak és változtatják a fordulatszámot, és ennek következtében a tolóerőt. oly módon, hogy a fenti paraméterek aktuális és beállított értékei között fellépő eltérés nullára csökkenjen. Ez megfelel a többcélú UAV-nak, amely elfoglalja a kívánt pozíciót a térben.

Négy forgómotoros pilóta nélküli légi járművek különböző méretekben és különböző szövetségi ügynökségek és osztályok számára készíthetők, ami lehetővé teszi, hogy több küldetésnek nevezzük őket.

A négy forgómotoros többcélú pilóta nélküli légi jármű fő előnyei:

Lehetőség különféle speciális felszerelések elhelyezésére egy többcélú UAV szárnyának külső felületén;

Többcélú UAV hat üzemmódjának megvalósítása;

Lehetőség a többcélú UAV fel- és leszállására bármilyen kemény felületen, valamint lebegési mód biztosítása bármilyen nehezen elérhető terepen (víz, mocsár, homok, hegyek, erdő, szakadék stb.);

A többcélú UAV adott pozíciójának automatikus fenntartása a pályán és munka közben „lebegés” módban, valamint szintbe állítása;

Lehetőség az áldozatok evakuálására a harci területekről, tüzek, áradások és más nehezen elérhető helyekről;

Megnövekedett megbízhatóság az egyszerre négy motor jelenléte miatt.

Többcélú pilóta nélküli légi jármű, amely konzolos szárnyból, vezérlőrendszerből, a karosszérián kívül elhelyezett négy forgómotorból álló meghajtó rendszerből és egy hasznos teherből áll, azzal jellemezve, hogy ezen kívül vízszintbeállító, koordináló és vészhelyzeti kézi vezérlési rendszereket tartalmaz. a konzolszárny teljes térfogatát egyenletesen elfoglaló, forgómotorokhoz kapcsolt vezérlőegységekből és erősítő-átalakító berendezésekből álló forgómotorok, valamint a vészhelyzeti kézi vezérlőrendszer elemei ennek felületén, míg az első forgómotorok találhatók. közelebb van az eszköz geometriai tengelyéhez, mint a hátsókhoz, a motor legalább egy külső átmérőjére.

Mitjusin Dmitrij Alekszejevics,
A műszaki tudományok kandidátusa
Az Oroszországi Belügyminisztérium Moszkvai Egyeteme, Moszkva

A haderőre vonatkozó taktikai és technikai követelmények összehasonlító elemzése
és a rendőrségi komplexumok pilóta nélküli légi járművekkel

A cikk összehasonlító elemzést ad a fegyveres erők pilóta nélküli légijárművei (UAV) komplexumaira és rendszereire támasztott taktikai és műszaki követelményekről (TTT), valamint a belügyi szervek (IAB) rendelési struktúrái által bemutatható TTT-ről. ) az Orosz Föderáció. Röviden ismertetjük az UAV-n elhelyezhető célterhelés különböző típusait.

A pilóta nélküli légijárművekkel (UAV) rendelkező rendszerek és komplexumok fejlesztéséhez és gyártásához, mint minden más katonai és speciális felszereléshez, az ilyen típusú berendezésekhez általános műszaki követelményrendszerre (GTR) van szükség. Jelenleg az UAV-komplexumokat leginkább a fegyveres erők (AF) előtt álló problémák megoldására használják, és a légierő (AF) vezető szerepet tölt be az orosz fegyveres erők összes pilóta nélküli témájában, függetlenül attól, hogy milyen típusú repülőgép vagy ág. csapatok egy komplexumot fognak használni UAV-kkal, amelyek fejlesztés alatt állnak vagy fejlesztésre terveznek. Az UAV-komplexumok fejlesztésének fő irányadó dokumentumai a légierő COTT. Ezzel párhuzamosan például a tüzérségi felderítés problémáinak megoldására tüzérségi légi felderítő komplexumok fejlesztése folyik, amelyhez a szerző közreműködésével COTT-ként kidolgozásra került az OTT 7.1.28.1 megfelelő dokumentum tervezete.

Annak ellenére, hogy a honvédség és a rendőrség érdekében megoldandó feladatok némileg hasonlóak, még mindig vannak eltérések mind a felhasználás feltételeiben és taktikájában, mind az ilyen típusú eszközök használati tárgyaiban és tárgyaiban. A különbségek elsősorban abban nyilvánulnak meg, hogy a honvédség és a rendőrség eltérő jogi területen működik. A fegyveres erők a harci műveleteket mindenekelőtt a harci előírásoknak és a harcművelet biztosítására vonatkozó utasításoknak megfelelően végzik. Így a szárazföldi erők harci kézikönyve kimondja, hogy „az egységek taktikai akcióinak fő formája a harc, amely az egységek, katonai egységek és alakulatok szervezett és összehangolt akciói az ellenség megsemmisítése (legyőzése) céljából”.

A rendőrségnek soha nem volt feladata egy bűnöző megsemmisítése. A bűnözőt el kell fogni és bíróság elé kell állítani. Az orosz belügyi szervek (OVD) a bűncselekmények megelőzésére, visszaszorítására és megoldására irányuló tevékenységeik során az Orosz Föderáció alkotmánya, a szövetségi törvények, a Belügyminisztérium rendeletei és egyéb jogi aktusok irányadóak.

Ennek alapján a komplexumokkal szemben bemutatható műszaki előírások eltérnek a fegyveres erők által rájuk rótt követelményektől.

Tekintsük ezeket a követelményeket részletesebben. Kezdjük a tervezett cél követelményeivel.

Először is határozzuk meg, hogy komplexek (rendszerek) a belügyi szervek UAV-jaival ( Tovább a szövegben - komplexek) (rendőrség) meg kell értenie a Belügyminisztérium (rendőrség) által felszerelt (felfegyverzett) UAV-komplexumokat, és meg kell oldania az előttük álló feladatokat.

Az aerodinamikai erők felhasználásának módja alapján az UAV-k lehetnek a levegőnél könnyebbek vagy nehezebbek. Ez a cikk főként a levegőnél nehezebb UAV-kra összpontosít.

A komplexum műszaki megjelenése a megoldandó feladatoktól függően bizonyos határok között változhat. Annak ellenére, hogy a legtöbb UAV ultrakönnyű repülőgépekhez tartozik, az ATS-rendszerek három osztályba sorolhatók:

könnyű - UAV felszállási súly 5 kg-ig (UAV indítás kézből);
közepes - UAV felszállási tömeg 5-30 kg (UAV indítás katapulteszközről, a függőleges fel- és leszállás UAV kivételével - VTOL);
nehéz - UAV felszálló tömege több mint 30 kg.

Ugyanakkor a légiközlekedési rendőri alakulatok (ATP) minden típusú komplexumot tartalmazhatnak, míg a nem légiközlekedési rendőri alakulatok csak könnyű és közepes formációkat tartalmazhatnak. Ugyanakkor figyelmet kell fordítani arra a kötelező követelményre, hogy ezeknek a komplexeknek a működéséhez nincs speciális kifutópálya.

A komplexum összetétele

A problémák túlnyomó többségének megoldásához a komplexumot mobil változatban kell legyártani.

A komplexum földi részének (LF) szállítási egységeinek száma nem haladhatja meg a 3 egységet ( egységek - egység (például berendezés)(4-5 egység - nehéz komplexekhez). A szállító egységek alapváza bármi lehet, kerekes (lehetőleg terepjáró alvázon, pl. GAZ-2330 Tiger, SPM-3, Hummer), vagy lánctalpas (nehezen elérhető helyekre, pl. MTLB).

Általában a komplexnek a következő elemeket kell tartalmaznia:

Földi berendezések, amelyek a következőkből állnak:
- földi irányítópont (GCP);
- hordozórakéta vagy szállító-kilövő jármű (PU vagy TLM) (csak közepes és nehéz komplexumokhoz);
- műszaki támogató járművek (MSV) (csak közepes és nehéz komplexumokhoz);
- szállító (TM) vagy szállító és mentőjármű (TEM - csak nehéz komplexumokhoz);

Ennyi vagy annyi UAV különböző célterheléssel (TL). A szükséges számú UAV szállítható TPM, MTO, TM, TEM, valamint egyéb járművekkel, beleértve a komplexumban nem szereplőket is, a megoldandó feladatok jellegétől, a keresési területtől és számos egyéb tényezőtől függően. .

A komplex egységek célja

Az NPU-t általában a következő problémák megoldására tervezték:

a komplexum interakciójának biztosítása a különleges művelet (SO) vagy az operatív vizsgálati intézkedések (OPM) vezetőjével, a megfelelő hadműveleti parancsnoksággal és/vagy más információfogyasztókkal a feladat végrehajtása során;
a komplexum minden elemének ellenőrzése a helyén és mozgásában;
szolgáltatási információk cseréje egy vagy több UAV-val repülés közben, az UAV repülésének irányítása, információ fogadása egy vagy több UAV-tól;
vezérlőparancsok, figyelmeztető jelzések és parancsok fogadása parkoló és mozgás közben automatizált, nem automatizált kommunikációs csatornákon keresztül;
repülési terv automatizált kidolgozása és egyeztetése az illetékes tisztviselővel, beleértve szükség esetén a légiforgalmi irányító hatóságokat is automatizált és nem automatizált kommunikációs csatornákon keresztül. Ha a szabályozási jogi aktusok eltérő eljárást írnak elő a repülési terv jóváhagyására, akkor a megállapított eljárást kell alkalmazni) ;
UAV útvonalak és repülési programok fejlesztése, szükség esetén korrekciója;
az Orosz Föderáció azon régiójának vagy alajának elektronikus tereptérképeinek (ECM) adatbázisának tárolása, ahol a komplexumot üzemeltetni kívánják, vagy működési területe 1:25 000 léptékben, méretarányos átalakítása 1:50000;
a komplexum saját topográfiai hivatkozása és tájolása;
képzés a komplexum kiszámításához tényleges UAV-indítások nélkül;
a komplexum saját teljesítményének figyelése hibaészleléssel egészen egy különálló egységig;
UAV-ok indítás előtti és repülés előtti előkészítése.

Általában a PU-t a következő problémák megoldására tervezték:

az UAV elhelyezése az indulás előtt;
repülés előtti és felszállás előtti előkészületek lefolytatása (az NPU-val együtt);
Az UAV elindul.

A TPM-et általában a következő problémák megoldására tervezték:

a hordozórakéta és az UAV előkészítése az indításhoz;
az UAV és központi vezérlőegysége teljesítményének ellenőrzése (TPM hiányában ezt a funkciót az NPU látja el);
UAV indul;
1-8 UAV rövid távú (legfeljebb 6 hónap) tárolása és szállítása, az UAV súlyától és az NP szállítóbázistól függően konténerekben (TPM hiányában ezt a funkciót NPU vagy TM látja el) ;
üzemanyagok és kenőanyagok (üzemanyagok és kenőanyagok) tárolása és szállítása számos UAV indításához.

Az MTO általában a következő problémák megoldására szolgál:

UAV-ok keresése és kiválasztása a leszállóhelyen;
az UAV szállítása a leszállóhelyről a TM-be vagy kilövési pozícióba (SP) az indítóba (TPM);
minden UAV rendszer és mechanizmus tisztítása, szárítása és tankolása;
az UAV berendezések és erőműveik teljesítményének ellenőrzése;
az UAV egyes részeinek kisebb javításai;
rutin karbantartás elvégzése UAV-kon;
UAV-k konzerválása, a helyszínen nem restaurálható UAV-k csomagolása szállítókonténerekbe a gyártóüzemekbe szállítás céljából. A légiközlekedési rendőrség alakulataiba tartozó komplexumok részeként a logisztika hiányozhat.

A TM általában a következő problémák megoldására szolgál:

további UAV-k szállítása konténerekben;
üzemanyagok és kenőanyagok tárolása és szállítása több UAV kilövéséhez;
könnyű és közepes UAV-ok szállítása a leszállóhelyről a vegyes vállalatba.

A TEM általában a következőkre szolgál:

további UAV-k szállítása konténerekben;
üzemanyagok és kenőanyagok tárolása és szállítása több UAV kilövéséhez;
az UAV szállítása a leszállóhelyről a kilövési pozícióba.

Az UAV a következő feladatok megoldására készült:

szállítás arra a területre, ahol a célterhelési (TL) feladatot végrehajtják;
fajok vagy egyéb információk átadása az NPU-nak;
koordinátáinak és egyéb telemetriai információinak átadása az NPU-nak;
speciális hatású eszközök alkalmazása.

Az UAV aerodinamikai kialakítása

Ami az UAV aerodinamikai tervezését illeti, az álló objektum megfigyelésével kapcsolatos problémák megoldása során előnyben kell részesíteni a GDP UAV-t, bár bizonyos esetekben jelentősen drágább, mint a repülőgép-tervezés UAV-ja. Más problémák megoldásánál a séma megválasztása nem fontos. Az UAV repülési teljesítményjellemzői (FTC) függenek a komplexum osztályától, a megoldandó feladatok típusától, átlagos időtartamától stb.

Általánosságban elmondható, hogy a fő teljesítményjellemzőknek a következőknek kell lenniük:

1) UAV repülési időtartam - legalább 4 óra (legalább 1 óra könnyű komplexumok esetén);

2) UAV repülési magasságok - 50-500 m (legfeljebb 1000 m nehéz komplexumok esetén) az alatta lévő felszín felett;

3) az UAV gyakorlati mennyezete legalább 3000 m tengerszint feletti magasságban van;

4) UAV repülési sebesség - akár 300 km/h. A komplexum NPU-jának képesnek kell lennie legalább két UAV vezérlésére repülés közben, és ezek közül legalább az egyikről videoinformációt kell fogadnia. A szélessávú csatornán keresztüli átvitelhez nem kapcsolódó telemetriai adatok vagy információk vételét legalább két UAV-ról kell egyidejűleg végrehajtani.

UAV célterhelés

A követelményeknek a központi vezérlőközpont felé történő bemutatásához először meg kell határoznia a feltételeket. Nagyon gyakran a különböző feladatokra vonatkozó források eltérően határozzák meg a „hasznos teher” és a „célterhelés” fogalmát, gyakran keverednek ezek a fogalmak.

Ezért ebben a cikksorozatban meghatározzuk a következőket:

1. Hasznos teher (LP) – minden UAV berendezés, kivéve a repülőgépvázat és a meghajtórendszert.

2. Célterhelés - a teherbírásnak bizonyos problémák megoldására szánt része. Például a megfigyelési problémák megoldására a központi állomás térfigyelő berendezések, a csapásmérő feladatoknál pedig egy látó- és megfigyelőrendszer és fegyverek.

A hajtóanyag típusa, tömeg- és méretjellemzői a megoldandó feladatok jellegétől és az UAV teljesítményjellemzőitől függenek.

A megoldandó feladatoktól függően a következők használhatók központi központként:

oldalnézetű (BO) vagy felülnézeti (PLO) színes vagy fekete-fehér televíziós kamera(ok);
hőképes (3-5 vagy 8-14 mikronos) kamera BO vagy PLO;
digitális légikamerák PlO;
spektrozonális berendezés BO vagy PLO;
lézer-lumineszcens berendezések;
rádiórelé berendezések;
rádiózavaró berendezések;
gázelemző berendezések;
ionizáló sugárzás mérésére szolgáló berendezések;
célzó és precíziós kioldó berendezések;
speciális lőszer stb.

A központi állomás gyártható cserélhető változatban vagy mereven csatlakoztatva egy adott UAV-hoz. Ezenkívül az UAV felszálló tömegétől függően kombinált központi meghajtórendszer is használható.

A kommunikációs eszközök a komplexum mozgó elemei, a személyzet tagjai, a komplexum NPU és a külső előfizetők (információfogyasztók, az ORM vagy SO vezetője, a hadműveleti parancsnokság vezetője stb.) közötti kommunikációra szolgálnak. .).

A kommunikációs eszközöket a belügyi osztályon szolgáltatásra elfogadott eszközök közül kell kiválasztani, és beépített beszédmaszkoló eszközökkel kell rendelkezniük. Lehetővé kell tenni a külső előfizetők kérésére egyéni videokockák és videoinformációk továbbítását.

Objektumkoordináták meghatározásának pontossága

Az objektumok koordinátáinak pontos meghatározásának követelményei attól függnek, hogy a komplexum kinek az érdekei szerint dolgozik, a megoldandó feladatoktól és a munkatárgyaktól. Általában a koordináták meghatározásának pontossága ( Az ATS (rendőrségi) kommunikáció szórása a komplexum tipikus használati körülményei között.) műholdas navigációs rendszer használata esetén 10-20 m, egyéb esetekben 50-70 m is lehet.

Elektronikus védelem (EPD) és elektromágneses kompatibilitás (EMC)

A REZ-re vonatkozó követelmények jelentősen csökkenthetők, mivel az ellenség valószínűleg nem rendelkezik a szükséges elektronikus hadifelszereléssel, ami a komplexum költségeinek csökkenéséhez vezet. Mindazonáltal szükséges, hogy az UAV-ból és az UAV-ba továbbított információk titkosítva legyenek, hogy megakadályozzák a különféle berendezések, köztük a háztartási televízió- és rádióvevők véletlen lehallgatását.

A komplexum rádióvonalainak szabványos rádióberendezéssel kell ellátniuk az EMC-t

Vitalitás és ellenállás a külső befolyásoló tényezőkkel szemben (VVF)

A túlélésre és a VVF-el szembeni rezisztenciára vonatkozó követelmények is jelentősen csökkenthetők, ami szintén a komplexum költségének csökkenéséhez vezet.

Az LF komplexum mobil egységei a Belügyminisztérium által elfogadott színséma szerint festhetők, vagy bármilyen színezéssel, beleértve az álcázást is. Az UAV-k különböző színválasztékkal rendelkezhetnek. A forgalmi helyzet figyelésével, az utak torlódásainak elkerülésével, a természeti katasztrófák és katasztrófák sújtotta területeken végzett munkával, valamint a bűnmegelőzéssel kapcsolatos problémák megoldása érdekében az UAV élénk színekre (narancssárga) vagy az utak színvilágára festhető. rendőr állomás. Az üzemi felügyelet vagy vizsgálat során az akusztikus és optikai láthatóságra vonatkozó követelmények szigorúbbak lehetnek. Ebben az esetben szükséges, hogy az UAV-t szabad szemmel ne észlelje az ég felé 300 m távolságtól és 300 m repülési magasságig legalább 0,8 valószínűséggel, és ne észlelje az akusztikus tartományban (speciális berendezések használata nélkül) legfeljebb 30 dB per háttérzajszinttel 300 m távolságig Nincs követelmény a láthatóságra az IR és radar tartományban, a tömegpusztító fegyverek elleni védelemre, amely a minta költségének csökkenéséhez is vezet.

Az LF komplexum megbízhatósági mutatóinak meg kell felelniük a vonatkozó GOST és az Oroszországi Belügyminisztérium szabályozási dokumentumainak követelményeinek. Ami az UAV-k megbízhatósági mutatóit illeti, sokkal magasabbaknak kell lenniük, mint a repülőgépekben. Az UAV hibamentes működésének valószínűsége egy repülés során legalább 0,99 legyen. Az UAV hozzárendelt élettartama, figyelembe véve a leszállás során megsérült aerodinamikai felületek cseréjét, legalább 100 indítás legyen.

Az ergonómia és műszaki esztétika, a működés, a könnyű karbantartás, javítás és tárolás, valamint a szállíthatóság követelményeinek meg kell felelniük a GOST követelményeinek és az Oroszországi Belügyminisztérium szabályozási dokumentumainak.

Ami a munkabiztonságot illeti, a komplexum és elemei kialakításának meg kell felelnie a Munkavédelmi Szabványrendszer követelményeinek. A komplexum kialakításának biztosítania kell (osztályától függően) szervezési és műszaki intézkedéseket a személyzet áramütés, elektromágneses sugárzás, magas nyomás, tüzelő- és kenőanyagok tüzétől, folyékony nitrogéntől, valamint a kötélzeti műveletek biztonságától való védelmére. Az UAV és a hordozórakéta tervezésének tartalmaznia kell az UAV indítóeszköz spontán működése és az ejtőernyős kioldó rendszer önműködése (az UAV ejtőernyős leszállása során) elleni védelmét. Mivel az UAV-k távirányítójával együtt is használhatók az elektromágneses sugárforrások, meg kell határozni az elektromágneses sugárzás veszélyét jelentő térbeli szektor határait a személyzetre, és gondoskodni kell az expozíció megelőzésére szolgáló szervezési és technikai intézkedésekről.

A komplexumban és a külső előfizetőkkel folytatott információcsere során keringő valamennyi információ titkossági foka megfelel a rájuk helyezett bélyegzőknek.

Speciális szoftverek és minősített információk letöltése, valamint az ezekkel való későbbi munka során a komplexumnak biztosítania kell a jogosulatlan hozzáférés elleni védelmi rendszert (PZI NSD), amely magában foglalja a szervezeti, szoftveres, technikai eszközök, rendszerek és intézkedések együttesét. hogy megvédjük ezeket az információkat. Az NSD információvédelmi rendszerének meg kell felelnie az Oroszországi Szövetségi Műszaki és Exportellenőrzési Szolgálat követelményeinek.

A szabványosításra, egységesítésre és a gyárthatóságra vonatkozó követelményeknek meg kell felelniük az Oroszországi Belügyminisztérium szabályozási dokumentumainak. Mivel a más országoktól való teljes technológiai függetlenség követelményei nincsenek szigorúan meghatározva, az importált elemalap használata csökkenti a komplexum számos egységének, blokkjának és elemének súly- és méretjellemzőit, valamint csökkenti a gyártási és üzemeltetési költségeket. Mivel többféle UAV és önéletrajz létezhet, célszerű mind az UAV-k, mind az önéletrajzok szabványos választékát kidolgozni. Ugyanakkor a komplexum LF-jét a lehető legnagyobb mértékben egységesíteni kell, függetlenül az UAV típusától és a központi állomástól. A komplexum számítástechnikai létesítményeit a Belügyminisztériumban elfogadott hardverplatformok felhasználásával kell megépíteni. Az operációs rendszert, a rendszerszintű szoftvert és a programozási eszközöket az ATS-ben engedélyezettek közül kell kiválasztani.

A tervezési követelmények eltérőek lehetnek a különböző típusú komplexumok esetében, ugyanakkor a minimális légi közlekedési sajátosság követelménye változatlan marad. Ezenkívül az UAV kialakítása nem tartalmazhat pirotechnikai eszközöket.

Követelmények a biztosíték típusa szerint

A metrológiai támogatás követelményeinek meg kell felelniük a GOST követelményeinek és az Oroszországi Belügyminisztérium iránymutatásainak.

A komplexum (általános és speciális) szoftverét szükség esetén az Oroszországi Belügyminisztérium tanúsító testületeinek kell hitelesítenie az információbiztonsági követelményeknek megfelelően.

A komplexum információs és nyelvi támogatásának kompatibilisnek kell lennie az ATS automatizálási komplexumok információs és nyelvi támogatásával.

A komplexumok topográfiai és geodéziai támogatása magában foglalja az ECM és/vagy az orosz belügyminisztérium által elfogadott hagyományos topográfiai térképek biztosítását. Az NPU és a tábla-NPU csatornák antennáinak földi tájolását műholdas és inerciális orientációs rendszerekkel kell elvégezni. Az NPU pozíciójának rögzítését (ha szükséges) a GLONASS vagy GPS rendszer felhasználójának beépített földi berendezésével kell elvégezni.

Meteorológiai támogatást a közeli meteorológiai állomások tudnak biztosítani, és szükség esetén a komplexum tartalmazhat DMK-1 vagy Boryspil típusú (vagy a Belügyminisztérium által szállításra elfogadott egyéb) időjárás-készletet.

Oktatási és képzési segédanyagok (UTS)

Mivel Oroszországban jelenleg gyakorlatilag nincs olyan oktatási intézmény, amely szakembereket képezne az UAV-okkal rendelkező komplexumok üzemeltetéséhez, nagy jelentőséggel bír a képzési létesítmény jelenléte a komplexumban.

A TCB-nek tartalmaznia kell:

speciális szoftverek;
oktatási segédanyagok és kézikönyvek;
oktatási plakátok színes vázlatai. A kiképző létesítménynek tartalmaznia kell olyan szimulációs programokat is, amelyek reprodukálják a harci helyzeteket tényleges UAV-lövések nélkül, beleértve a vészhelyzeteket, valamint az optikai-elektronikus központi vezérlőegységből származó valódi UAV-repülések során (mind kiképzési, mind hadműveleti) videósorozatokat a kezelők képzésére. -törők.

A fentiek összefoglalásához tehát szükséges megjegyezni a következőket.

Sok TTT UAV-val rendelkező komplexumokhoz, amelyek a rendőrség érdekében működhetnek, kevésbé szigorúak vagy egyáltalán nem szükségesek a fegyveres erők érdekében kifejlesztett hasonló komplexumokhoz képest. Ez mind a megoldandó feladatok sajátosságaiból, mind az alkalmazás feltételeiből adódik.

Emiatt a rendőrségi komplexumok fejlesztése és gyártása egyaránt olcsóbb lehet. A mennyivel olcsóbb kérdésre a válasz további kutatást igényel ipari vállalkozások bevonásával.

Ugyanakkor a cikkben megfogalmazott számos pont további tisztázást és kutatást igényel.

Irodalom

1. Az Orosz Föderáció légi szabályzata, 1997. március 19-i 60-FZ (a 2009. július 18-i módosítással). [Elektronikus forrás]. - Hozzáférési mód: http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi. (elérés időpontja: 2010.04.23.).

2. Mityushin D.A. Az UAV-okkal való komplexumok használatának kérdései az Orosz Föderáció belügyi szerveinek tevékenységében // Speciális technológia. - 2011. - 1. sz. - P.26-30.

3. GOST RV 15.201-2000. Rendszer katonai felszerelések fejlesztésére és gyártására. Taktikai és technikai (műszaki) feladat a fejlesztési munkák elvégzéséhez. (Hatálybalépés: 2001. január 1.).

4. A szárazföldi erők harci szabályzata. rész III. Szakasz, harckocsi osztag. - M.: Katonai Könyvkiadó, 2002. - 129 p.

Az Orosz Föderáció Szövetségi Oktatási Ügynöksége

Állami szakmai felsőoktatási intézmény

"Dél-Urali Állami Egyetem"

Repüléstechnikai Kar

Repülőgépészeti és Irányítási Minisztérium

az űrtechnika történetéről

A pilóta nélküli légi járművek vezérlőrendszereinek leírása

Cseljabinszk 2009

Bevezetés

Maga az UAV csak egy komplex multifunkcionális komplexum része. Az UAV-komplexumokhoz rendelt fő feladat általában a nehezen elérhető területek felderítése, ahol a hagyományos eszközökkel, beleértve a légi felderítést is, nehéz vagy veszélyezteti az információszerzést, vagy veszélyezteti az emberek egészségét, sőt életét. A katonai felhasználás mellett az UAV-komplexumok alkalmazása lehetőséget ad a nehezen megközelíthető terepterületek gyors és olcsó felmérésére, a meghatározott területek időszakos megfigyelésére, valamint a geodéziai munkák során, valamint a földfelszíni munkák során történő digitális fényképezésre. vészhelyzetek. A fedélzeti felügyeleti eszközök által kapott információkat valós időben kell továbbítani az ellenőrző ponthoz a feldolgozás és a megfelelő döntések meghozatala érdekében. Jelenleg a mikro- és mini-UAV-k taktikai rendszerei a legelterjedtebbek. A mini-UAV-k nagyobb felszálló tömege miatt hasznos terhelésük funkcionális összetételében a legteljesebben képviseli a fedélzeti berendezések összetételét, amelyek megfelelnek a többfunkciós felderítő UAV-val szemben támasztott modern követelményeknek. Ezért a következőkben megvizsgáljuk a mini-UAV hasznos teher összetételét.

Sztori

1898-ban Nikola Tesla kifejlesztett és bemutatott egy miniatűr rádióvezérlésű hajót. 1910-ben a Wright fivérek sikereitől inspirálva egy fiatal amerikai hadmérnök Ohioból, Charles Kettering pilóta nélküli repülő gépek alkalmazását javasolta. Terve szerint az óramechanizmussal vezérelt eszköznek egy adott helyen kellett volna szárnyait bontania és bombaként zuhannia az ellenségre. Az Egyesült Államok hadseregétől kapott támogatást követően különböző sikerrel épített és tesztelt számos, The Kattering Aerial Torpedo, Kettering Bug (vagy egyszerűen Bug) nevű eszközt, de harcban soha nem használták őket. 1933-ban az Egyesült Királyságban kifejlesztették az első újrafelhasználható UAV-t, a Queen Bee-t. Három felújított Fairy Queen kétfedelű repülőgépet használtak, amelyeket rádión keresztül vezéreltek a hajóról. Közülük kettő lezuhant, a harmadik pedig sikeresen repült, így az Egyesült Királyság lett az első olyan ország, amely részesült UAV-k előnyeiből. Ezt a rádióvezérlésű pilóta nélküli célpontot, a DH82A Tiger Moth-t, a Királyi Haditengerészet 1934 és 1943 között használta. Az Egyesült Államok hadserege és haditengerészete 1940 óta használja a Radioplane OQ-2 RPV-t célrepülőként. A német tudósok kutatása, akik a 40-es években sugárhajtóművet és cirkálórakétát adtak a világnak, több évtizeddel megelőzte korát. Szinte a nyolcvanas évek végéig minden sikeres UAV-terv „cirkálórakétából” a V-1-en, „repülőgépből” pedig a Focke-Wulf Fw 189-en alapult. A V-1 rakéta volt az első valós harci hadműveletek során használható pilóta nélküli légijármű. A második világháború alatt a német tudósok többféle rádióvezérlésű fegyvert fejlesztettek ki, köztük a Henschel Hs 293 és Fritz X irányított bombákat, az Enzian rakétát és a robbanóanyagokkal töltött rádióvezérlésű repülőgépeket. A befejezetlen projektek ellenére a Fritz X-et és a Hs 293-at a Földközi-tengeren használták páncélozott hadihajók ellen. A kevésbé kifinomult és inkább politikai, mint katonai célokra tervezett V1 Buzz Bombot egy impulzusos sugárhajtómű hajtotta, amely a földről és a levegőből is indítható. A Szovjetunióban 1930-1940 között. Nikitin repülőgéptervező egy speciális célú torpedóbombázó vitorlázórepülőt (PSN-1 és PSN-2) fejlesztett ki „repülő szárnyú” típusú két változatban: pilóta kiképzéssel és irányzékkal, valamint pilóta nélküli teljes automatizálással. 1940 elejére bemutatták a pilóta nélküli repülő torpedó projektjét, amelynek repülési hatótávolsága legalább 100 km (700 km/h repülési sebesség mellett). Ezeket a fejlesztéseket azonban nem szánták valódi tervekre. 1941-ben a TB-3 nehézbombázókat sikeresen használták UAV-ként hidak megsemmisítésére. A második világháború idején az amerikai haditengerészet megpróbálta a B-17-es repülőgépeken alapuló, távirányítású fedélzeti rendszereket használni a német tengeralattjáró-bázisok megtámadására. A második világháború után az Egyesült Államok folytatta bizonyos típusú UAV-k fejlesztését. A koreai háború idején a Tarzon rádióvezérlésű bombát sikeresen használták hidak megsemmisítésére. 1957. szeptember 23-án a Tupolev Tervező Iroda állami megbízást kapott egy közepes hatótávolságú mobil nukleáris szuperszonikus cirkálórakéta kifejlesztésére. A Tu-121-es modell első felszállására 1960. augusztus 25-én került sor, de a programot lezárták a Koroljov Tervező Iroda ballisztikus rakétái javára. A megalkotott terv alkalmazásra talált célpontként, valamint a Tu-123 „Yastreb”, a Tu-143 „Flight” és a Tu-141 „Strizh” pilóta nélküli felderítő repülőgépek létrehozásában, amelyek a Szovjetunió légierejének szolgálatában álltak. 1964 és 1979 között. A 70-es években a Tu-143 "Flight"-ot afrikai és közel-keleti országokba szállították, beleértve Irakot is. A Tu-141 Swift a mai napig az ukrán légierő szolgálatában áll. A Tu-143 BRLA-val a mai napig üzemelnek a „Flight” komplexumok, Csehszlovákiába (1984), Romániába, Irakba és Szíriába (1982) szállították, és a libanoni háború idején harci célokra használták őket. Csehszlovákiában 1984-ben két századot alakítottak, amelyek közül az egyik jelenleg Csehországban, a másik Szlovákiában található. Az 1960-as évek elején az Egyesült Államok távirányítású repülőgépeket használt a rakétafejlesztés megfigyelésére a Szovjetunióban és Kubában. Miután egy RB-47-est és két U-2-t lelőttek, megkezdték a Red Wadon (136-os modell) nagy magasságú pilóta nélküli felderítő repülőgép fejlesztését a felderítési munkák elvégzésére. Az UAV magas szárnyakkal és alacsony radar- és infravörös jelekkel rendelkezett. A vietnami háború alatt a vietnami légvédelmi rakéták által okozott amerikai repülési veszteségek növekedésével az UAV-k használata megnövekedett. Főleg fényképészeti felderítésre, esetenként elektronikus hadviselésre használták őket. Különösen 147E UAV-t használtak elektronikus felderítésre. Annak ellenére, hogy végül lelőtték, a drón repülése során a vietnami C75 légvédelmi rendszer jellemzőit továbbította a földi állomásra. Ezen információk értéke arányos volt a pilóta nélküli légijármű-fejlesztési program teljes költségével. Sok amerikai pilóta és repülőgép életét is megmentette a következő 15 évben, egészen 1973-ig. A háború alatt az amerikai UAV-k csaknem 3500 repülést hajtottak végre, a veszteségek pedig körülbelül négy százalékot tettek ki. Az eszközöket fényképészeti felderítésre, jelátvitelre, rádióelektronikai berendezések felderítésére, elektronikus hadviselésre, csaliként használták a légi helyzet bonyolítására. A teljes UAV-programot azonban titok fedte, olyannyira, hogy sikere, amely az ellenségeskedések befejezése után az UAV-fejlesztést hivatott ösztönözni, nagyrészt észrevétlen maradt. Pilóta nélküli légi járműveket használt Izrael az 1973-as arab-izraeli konfliktus idején. Ezeket megfigyelésre és felderítésre, valamint csaliként használták. 1982-ben UAV-okat használtak a libanoni Bekaa-völgyben folyó harcok során. Az izraeli AI Scout UAV és a Mastiff kisméretű, távirányítású légi járművek felderítést és megfigyelést végeztek a szíriai repülőtereken, légvédelmi rendszerek állásaiban és csapatmozgásaiban. Egy UAV segítségével szerzett információk szerint az izraeli légiközlekedés egy elterelő csoportja a főerők támadása előtt bekapcsolta a szíriai légvédelmi rendszerek radarállomásait, amelyeket irányító radar-elhárító rakétákkal támadtak meg. és azokat a fegyvereket, amelyeket nem semmisítettek meg, az interferencia elnyomta. Lenyűgöző volt az izraeli repülés sikere – Szíria 18 légvédelmi rakétaütegét veszítette el. A 70-es és 80-as években a Szovjetunió vezető szerepet töltött be az UAV-k gyártásában, csak körülbelül 950 Tu-143-at gyártottak. Az 1991-es Öbölháború során mindkét fél használt távirányítású repülőgépeket és autonóm UAV-kat, elsősorban megfigyelő és felderítő platformként. Az USA, Anglia és Franciaország olyan rendszereket telepített és hatékonyan használt, mint a Pioneer, Pointer, Exdrone, Midge, Alpilles Mart, CL-89. Irak Al Yamamah-t, Makareb-1000-et, Sahreb-1-et és Sahreb-2-t használt. A Sivatagi Vihar hadművelet során a koalíciós taktikai felderítő UAV-k több mint 530 küldetést teljesítettek, körülbelül 1700 órát repültek. Ugyanakkor 28 készülék megsérült, köztük 12-t lelőttek. Az Egyesült Államokban használt 40 Pioneer UAV 60 százaléka megsérült, de 75 százaléka javíthatónak bizonyult. Az összes elveszett UAV közül csak 2 volt harci veszteség. Az alacsony veszteségarány valószínűleg az UAV-k kis méretéből adódik, ami miatt az iraki hadsereg úgy ítélte meg, hogy nem jelentenek nagy veszélyt. Az UAV-kat az ENSZ békefenntartó műveleteiben is alkalmazták a volt Jugoszláviában. 1992-ben az Egyesült Nemzetek Szervezete engedélyezte a NATO légierejének alkalmazását Bosznia légi fedezetének biztosítására és az ország egész területén állomásozó szárazföldi csapatok támogatására. A feladat elvégzéséhez éjjel-nappali felderítésre volt szükség.

Az Egyesült Államok légiereje 2008 augusztusában fejezte be az első harci légi egység, a Nemzeti Gárda 174. vadászszárnyának MQ-9 Reaper pilóta nélküli légijárművekkel történő újrafegyverzését, amely három éven keresztül zajlott. A támadó UAV-k nagy hatékonyságot mutattak Afganisztánban és Irakban. A fő előnyök a lecserélt F-16-tal szemben: alacsonyabb beszerzési és üzemeltetési költség, hosszabb repülési idő, az üzemeltetők biztonsága.

[A. B. Sukhachev, A. M. Zhalnin, S. L. Erema, JSC "MNITI", Moszkva]; A MODERN RPV FEDÉLZETI BERENDEZÉSÉNEK FELÉPÍTÉSE

Részlet a „Ki kicsoda a robotikában” címtár 3. kiadásából

Jelenleg a mikro- és mini-UAV-k taktikai rendszerei a legelterjedtebbek. A mini-UAV-k nagyobb felszálló tömege miatt hasznos terhelésük funkcionális összetételében a legteljesebben képviseli a fedélzeti berendezések összetételét, amelyek megfelelnek a többfunkciós felderítő UAV-val szemben támasztott modern követelményeknek. Ezért a következőkben megvizsgáljuk a mini-UAV hasznos teher összetételét.

Az alatta lévő felszín repülés közbeni valós idejű megfigyelésének és a terep kiválasztott területeinek digitális fotózásának, beleértve a nehezen megközelíthető területeket is, valamint a terület vizsgált területeinek koordinátáinak meghatározásához, az UAV hasznos tehernek kell lennie. tartalmaz:

Eszközök a nézeti információk megszerzéséhez:

Műholdas navigációs rendszer (GLONASS/GPS);

Rádiókapcsolati eszközök vizuális és telemetriai információkhoz;

Parancs- és navigációs rádiókapcsolati eszközök antenna-adagolóval;

Parancs információcsere eszköz;

Információcsere eszköz;

Fedélzeti digitális számítógép (ONDVM);

Írja be az információtároló eszközt.

A modern televíziós (TV) kamerák valós idejű képet biztosítanak a kezelő számára a megfigyelt terepről az emberi vizuális apparátus jellemzőihez legközelebb álló formátumban, amely lehetővé teszi számára, hogy szabadon navigáljon a terepen, és szükség esetén UAV-t irányítson. A tárgyak észlelésének és felismerésének képességeit a televíziós kamera fotodetektorának és optikai rendszerének jellemzői határozzák meg. A modern televíziós kamerák fő hátránya a korlátozott érzékenység, amely nem biztosítja a 24 órás használatot. A hőkamerák (TPV) használata lehetővé teszi az UAV-k 24 órás használatát. A legígéretesebb a kombinált televíziós és hőképes rendszerek alkalmazása. Ebben az esetben a kezelő a látható és infravörös hullámhossz-tartományban rejlő leginformatívabb részeket tartalmazó szintetizált képet kap, amely jelentősen javíthatja a megfigyelőrendszer taktikai és műszaki jellemzőit. Az ilyen rendszerek azonban műszakilag bonyolultak és meglehetősen drágák. A radar használatával éjjel-nappal és kedvezőtlen időjárási körülmények között is kaphat információkat, amikor a TV és a TPV csatornák nem adnak információt. A cserélhető modulok használata lehetővé teszi a költségek csökkentését és a fedélzeti berendezések összetételének újrakonfigurálását, hogy adott alkalmazási feltételek mellett megoldja a problémát.

Tekintsük a mini-UAV fedélzeti berendezésének összetételét.

▪ A felmérő irányeszközt mozdulatlanul, bizonyos szögben rögzítik a repülőgép harci tengelyéhez képest, biztosítva a szükséges befogási területet a földön. A felmérési irányeszköz tartalmazhat egy televíziós kamerát (TC) széles látómezős objektívvel (WFL). A megoldandó feladatoktól függően gyorsan cserélhető vagy kiegészíthető hőkamerával (TIC), digitális kamerával (DCC) vagy radarral.

▪ A forgatóeszközzel ellátott részletes nézetű eszköz egy keskeny látómezős objektívvel (NFL) ellátott részletes megtekintési TC-ből és egy háromkoordinátás forgatóeszközből áll, amely biztosítja, hogy a kamera a kezelő utasításai szerint forogjon az irány, a gördülés és a dőlésszög mentén. a terep egy adott területének részletes elemzéséhez. A gyenge fényviszonyok melletti működés érdekében a TC kiegészíthető hőkamerával (TIC) egy mikrobolométer mátrixon, keskeny látómezős lencsével. A TC DFA-ra is cserélhető. Egy ilyen megoldás lehetővé teszi az UAV-k használatát légi fényképezéshez, amikor a DFA optikai tengelye a mélypontra van fordítva.

▪ A vizuális és telemetriai információkat szolgáló rádiókapcsolati eszközöknek (adó és antenna-adagolók) biztosítaniuk kell a vizuális és telemetriai információk valós vagy közel valós idejű továbbítását a vezérlőegységhez rádió láthatóságon belül.

▪ A parancsnoki-navigációs rádiókapcsolati eszközöknek (vevő és antenna adagoló eszköz) biztosítaniuk kell az UAV pilóta parancsok vételét és berendezéseinek vezérlését rádió láthatóságon belül.

▪ A parancsnoki információcsere eszköz biztosítja a parancsnoki és navigációs információk elosztását a fogyasztók között az UAV fedélzetén.

▪ Az információcsere eszköz biztosítja a nézeti információk elosztását a fedélzeti nézeti információforrások, a rádiókapcsolatos nézetinformáció-adó és a nézetinformáció tárolására szolgáló fedélzeti eszköz között. Ez az eszköz információcserét is biztosít az összes olyan funkcionális eszköz között, amelyek az UAV célterhelés részét képezik a kiválasztott interfészen keresztül (például RS-232). Ennek az eszköznek a külső portján keresztül az UAV felszállása előtt belép a repülési küldetésbe, és az indítás előtti automatizált beépített vezérlés történik az UAV fő alkatrészeinek és rendszereinek működése felett.

▪ A műholdas navigációs rendszer koordináta-referenciát (topográfiai referencia) biztosít az UAV-hoz és a megfigyelt objektumokhoz a GLONASS globális műholdas navigációs rendszer (GPS) jelei segítségével. A műholdas navigációs rendszer egy vagy két vevőből (GLONASS/GPS) áll antennarendszerekkel. Két vevő használata, amelyek antennái az UAV felépítési tengelye mentén helyezkednek el, lehetővé teszi az UAV koordinátái mellett annak irányszögének meghatározását is.

▪ A fedélzeti digitális számítógép (ONDCM) biztosítja a fedélzeti UAV komplex vezérlését.

▪ A nézetinformáció-tároló eszköz biztosítja az üzemeltető által (vagy a repülési küldetésnek megfelelően) kiválasztott nézeti információk felhalmozódását az UAV leszállásáig. Ez az eszköz lehet eltávolítható vagy állandó. Utóbbi esetben biztosítani kell egy csatornát az UAV leszállása után a felhalmozott információk külső eszközökre történő visszahívására. A nézeti információtároló eszközről leolvasott információk részletesebb elemzést tesznek lehetővé az UAV repülése során kapott nézeti információk megfejtésekor.

Az UAV osztályától függően a hasznos teher kiegészíthető különféle radarokkal, érzékelőkkel a környezeti, sugárzási és vegyi megfigyeléshez.

Az UAV irányító komplexum egy összetett, többszintű struktúra, melynek fő feladata az UAV adott területre történő telepítésének és a repülési küldetésnek megfelelő műveletek végrehajtásának biztosítása, valamint az UAV szállításának biztosítása. az UAV fedélzeti eszközei által kapott információ az irányítóponthoz. A komplexum az UAV-on és az irányítóközponton kívül életfenntartó, szállító és repülés előtti előkészítő rendszereket, valamint indító- és leszállóberendezéseket tartalmaz.

Az UAV bot berendezés átgondolt összetétele lehetővé teszi a terep és az ember számára nehezen megközelíthető területek monitorozási feladatainak széles körének megoldását nemzetgazdasági érdekből.

A televíziós kamerák használata a fedélzeti berendezésekben jó időjárási látási és megvilágítási körülmények között lehetővé teszi az alatta lévő felület nagy felbontású és részletes, valós idejű monitorozását. A DFA használata lehetővé teszi az UAV-k használatát légi fényképezéshez egy adott területen, utólagos részletes értelmezéssel.

A TPV berendezések használata lehetővé teszi az UAV-ok éjjel-nappali használatát, bár kisebb felbontásban, mint a televíziós kamerák használatakor.

A legcélszerűbb integrált rendszereket, például TV-TPV-t használni szintetizált kép kialakításával. Az ilyen rendszerek azonban még mindig meglehetősen drágák.

A radar jelenléte a fedélzeten lehetővé teszi a TV-nél és a TPV-nél alacsonyabb felbontású információk vételét, de éjjel-nappal és kedvezőtlen időjárási körülmények között.

A nézeti információk megszerzésére szolgáló eszközök cserélhető moduljainak használata lehetővé teszi a költségek csökkentését és a fedélzeti berendezések összetételének újrakonfigurálását, hogy megoldja a problémát adott alkalmazási körülmények között.

Irodalom

1. Vilkova N. N., Sukhachev A. B. Oroszországnak vissza kell térnie a vezető „pilóta nélküli” hatalmak számához. // Nemzetvédelem. 10. szám (19), 2007. október, 48-54.

2. Sukhachev A. B. Pilóta nélküli légi járművek. Állapot és fejlődési kilátások. - M.: MNITI, 2007. 60 p.

3. Balyko Yu. P. A katonai rendszerekre épülő üzemanyag- és energiakomplexum érdekében az UAV-kkal rendelkező komplexumok műszaki megjelenésének kialakításának alapelvei. // A Második Moszkvai Nemzetközi Fórum „Pilény nélküli többcélú rendszerek az üzemanyag- és energiaszektor érdekeiért” anyaga. M. Expocentre, 2008. január 29-31

4. Trubnikov G.V. Civil pilóta nélküli rendszerek és szolgáltatások fejlesztésében szerzett tapasztalat Oroszországban. // A Második Moszkvai Nemzetközi Fórum „Pilény nélküli többcélú rendszerek az üzemanyag- és energiaszektor érdekeiért” anyaga. M. Expocentre, 2008. január 29-31

5. Sukhachev A. B., Melkumova N. G., Shapiro B. L., Erema S. L. Pilóta nélküli légi járművek ígéretes komplexumai műszaki és gazdasági jellemzőinek tanulmányozása // Elektrosvyaz, 5. szám, 2008, 16-20.

A PILÓTA NÉLKÜLI LÉGJÁRMŰVEK (UAV) IRÁNYÍTÁSI KOMPLEX RÁDIÓVONALÁNAK FÉLTERMÉSZETES MODELLEZÉSÉNEK MÓDSZEREI A FEJLESZTÉSI ÉS PADOKI TESZTELÉS FOLYAMATABAN (A. B. Sukhachev, JSC "MNITI", Moszkva); AZ RPV IRÁNYÍTÁSI KOMPLEX RÁDIÓVONALÁNAK LÉTESÍTETT MODELLEZÉSÉNEK MÓDSZEREI MŰKÖDÉSE ÉS FEJLESZTÉSI TESZTELÉSE ALATT (Andrey Sukhachev, JSC “The Moscow Scientific-Research Institute of Television”, Moszkva) A „MODERN TELEVÍZIÓ” 17. Nemzetközi Tudományos és Műszaki Konferencián elhangzott beszámoló alapján

A rádiókapcsolat főbb összetett paraméterei a rádiókapcsolat egészének próbapadi tesztelése során határozhatók meg anélkül, hogy azt alkatrészeire szét kellene bontani.

A PR rádióvevő rendszer általánosított küszöbérzékenységének értéke közvetlenül az állványon vagy a komplexum egészének tesztelése során mérhető.

A PR rádióvevő rendszer általános küszöbérzékenységének meghatározására szolgáló funkcionális diagram a 2. ábrán látható. 1.

1. ábra Funkcionális diagram egy PR rádióvevő rendszer általános küszöbérzékenységének meghatározásához.

A csillapító ηAT csillapítási értékének változtatásával olyan jelértéket érünk el a rádióvételi út bemenetén, amikor a rádióvevő készülék kimenetén a jel-zaj viszony egyenlő lesz az adott típusú rádióhoz megengedett minimális értékkel. vevőkészülék, és a kommunikáció leáll. A minimálisan elfogadható jel-zaj arányt a rádióvevő jellemzői és a jelmoduláció típusa határozza meg.

Az Orosz Föderáció Szövetségi Oktatási Ügynöksége

Állami szakmai felsőoktatási intézmény

"Dél-Urali Állami Egyetem"

Repüléstechnikai Kar

Repülőgépészeti és Irányítási Minisztérium

az űrtechnika történetéről

A pilóta nélküli légi járművek vezérlőrendszereinek leírása

Cseljabinszk 2009

Bevezetés

Sztori

A modern UAV-k fedélzeti berendezéseinek összetétele

Az alatta lévő felszín repülés közbeni valós idejű megfigyelésének és a terep kiválasztott területeinek digitális fotózásának, ideértve a nehezen megközelíthető területeket is, valamint a terület vizsgált területeinek koordinátáinak meghatározásához szükséges UAV hasznos teher. tartalmaznia kell:

Eszközök a nézeti információk megszerzéséhez:

Műholdas navigációs rendszer (GLONASS/GPS);

Rádiókapcsolati eszközök vizuális és telemetriai információkhoz;

Parancs- és navigációs rádiókapcsolati eszközök antenna-adagolóval;

Parancs információcsere eszköz;

Információcsere eszköz;

Fedélzeti digitális számítógép (ONDVM);

Írja be az információtároló eszközt.

▪ A forgatóeszközzel ellátott részletes nézetű eszköz egy keskeny látómezős objektívvel (NFL) ellátott részletes megtekintési TC-ből és egy háromkoordinátás forgatóeszközből áll, amely biztosítja, hogy a kamera a kezelő utasításai szerint forogjon az irány, a gördülés és a dőlésszög mentén. a terep egy adott területének részletes elemzéséhez. A gyenge fényviszonyok melletti működés érdekében a TC kiegészíthető hőkamerával (TIC) egy mikrobolométer mátrixon, keskeny látómezős lencsével. A TC DFA-ra is cserélhető. Egy ilyen megoldás lehetővé teszi UAV-k használatát légi fényképezéshez, amikor a DFA optikai tengelye a mélypontra van fordítva.

▪ A parancsnoki információcsere eszköz biztosítja a parancsnoki és navigációs információk elosztását a fogyasztók között az UAV fedélzetén.

▪ A fedélzeti digitális számítógép (ONDCM) biztosítja a fedélzeti UAV komplex vezérlését.

▪ A beépített tápegység biztosítja a fedélzeti tápegység és a hasznos teherbe tartozó eszközök feszültség- és áramfelvételének összehangolását, valamint működési védelmet a rövidzárlatok és túlterhelések ellen az elektromos hálózatban. Az UAV osztályától függően a hasznos teher kiegészíthető különféle radarokkal, érzékelőkkel a környezeti, sugárzási és vegyi megfigyeléshez. Az UAV irányító komplexum egy összetett, többszintű struktúra, melynek fő feladata az UAV adott területre történő telepítésének és a repülési küldetésnek megfelelő műveletek végrehajtásának biztosítása, valamint az UAV szállításának biztosítása. az UAV fedélzeti eszközei által kapott információ az irányítóponthoz.

Fedélzeti UAV navigációs és vezérlő komplexum

Az "Aist" fedélzeti komplexum egy teljesen működőképes navigációs és vezérlési eszköz egy repülőgép-tervezésű pilóta nélküli légi jármű (UAV) számára. A komplexum a következőket nyújtja: navigációs paraméterek, tájolási szögek és UAV mozgási paraméterek (szögsebességek és gyorsulások) meghatározása; az UAV navigációja és vezérlése adott pályán történő repülés közben; az UAV orientációs szögeinek stabilizálása repülés közben; a navigációs paraméterekkel és az UAV tájolási szögeivel kapcsolatos telemetrikus információk továbbítása az átviteli csatornára. Az Aist BC központi eleme egy kis méretű inerciális navigációs rendszer (INS), amely egy műholdas navigációs rendszer vevőjével van integrálva. A mikroelektromechanikai érzékelők (MEMS giroszkópok és gyorsulásmérők) alapján a strapdown ANN elvén épülő rendszer egy egyedülálló high-tech termék, amely garantálja a navigáció, a stabilizálás és a vezérlés nagy pontosságát bármilyen osztályú repülőgépen. A beépített statikus nyomásérzékelő dinamikusan érzékeli a magasságot és a függőleges sebességet. A fedélzeti komplexum összetétele: inerciális navigációs rendszer egység; SNS vevő; autopilóta egység; Repülési adatok tárolása; légsebesség érzékelő Az alapkonfigurációban a vezérlés a következő csatornákon keresztül történik: csűrők; lift; oldalkormány; motorvezérlő. A komplexum kompatibilis a PCM rádiócsatornával (impulzuskód moduláció), és lehetővé teszi az UAV manuális vezérlését egy szabványos távirányítóról és automatikusan, az autopilot parancsai szerint. Az autopilot vezérlőparancsok szabványos impulzusszélesség-modulált (PWM) jelek formájában jönnek létre, amelyek a legtöbb típusú működtetőelemhez alkalmasak. Fizikai jellemzők:

méretek, mm: robotpilóta egység - 80 x 47 x 10; INS – 98 x 70 x 21; SNS vevő - 30 x 30 x 10; súly, kg: robotpilóta egység - 0,120; ANN - 0,160; SNS-vevő - 0,03. Elektromos jellemzők: tápfeszültség, V - 10...27; teljesítményfelvétel (max.), W - 5. Környezet: hőmérséklet, C fok - -40 és +70 között; vibráció/ütés, g - 20.

Vezérlés: RS-232 portok (2) - adatfogadás/átvitel; RS-422 portok (5) – kommunikáció külső eszközökkel; PWM csatornák (12) - vezérlőeszközök; programozható útpontok (255) - útvonal fordulópontok. Működési tartományok: gurulás - ±180°; emelkedés - ±90°; pálya (útszög) - 0...360; gyorsulás - ±10 g; szögsebesség - ±150°/sec

Az UAV komplexumokban lévő erősen irányított antennarendszerek térbeli helyzetének szabályozására szolgáló rendszer

Maga a pilóta nélküli légijármű (UAV) csak része egy komplex komplexumnak, melynek egyik fő feladata a kapott információk gyors közlése az irányítópont (CP) operatív személyzetével. A stabil kommunikáció biztosításának képessége az egyik legfontosabb jellemző, amely meghatározza az UAV vezérlőkomplexum működési képességeit, és biztosítja, hogy az UAV által kapott információk „valós időben” kommunikáljanak az irányítóközpont kezelő személyzetével. A nagy távolságok közötti kommunikáció biztosítására és a térbeli kiválasztás miatti zajvédelem növelésére az erősen irányított antennarendszereket (AS) széles körben használják az UAV vezérlőrendszerekben mind a kilövőben, mind az UAV-n. Az UAV vezérlőkomplexumokban a kommunikációba való belépés folyamatának optimalizálását biztosító, erősen irányított hangszóró térbeli helyzetszabályozó rendszerének funkcionális diagramja a 2. ábrán látható. 1.

Az erősen irányított hangszórók vezérlőrendszere (lásd 1. ábra) a következőket tartalmazza:

Tulajdonképpen egy erősen irányított hangszóró, amelynek rádiótechnikai paramétereit a rádiókapcsolaton keresztüli szükséges kommunikációs hatótávolság biztosításához szükséges követelmények alapján választják ki.

A hangszóró szervo meghajtása, amely biztosítja a hangsugárzó mintázatának térbeli tájolását a kommunikációs objektumtól érkező sugárzás várható megjelenése irányában.

Automatikus iránykövető rendszer (ADT), amely egy kommunikációs objektum stabil automatikus nyomon követését biztosítja az ASN rendszer iránykeresési jellemzőinek magabiztos rögzítésének zónájában.

Rádióvevő készülék, amely „Kommunikációs” jel kialakítását biztosítja, jelezve az információ adott minőségű vételét.

Antennarendszer-vezérlő processzor, amely elemzi a váltakozó áramú vezérlőrendszer aktuális állapotát, szervohajtás vezérlőjeleket generál az AC térbeli orientációjának biztosítására a repülési küldetésnek és térbeli letapogatási algoritmusnak megfelelően, kommunikáció jelenlétének elemzését, elemzését az AC szervohajtás „Külső vezérlés” módból „Külső vezérlés” módba történő átvitelének lehetőségéről. Automatikus követés, jelet generálva az AC szervohajtás „Külső vezérlés” módba kapcsolásához.

Rizs. 1. Egy erősen irányított hangszóró térbeli helyzetszabályozó rendszerének funkcionális diagramja UAV vezérlőkomplexumokban

Az erősen irányított AS helyzetszabályozó rendszerének fő feladata a stabil kapcsolat biztosítása a repülési küldetésben meghatározott tárggyal.

Ez a feladat több részfeladatra oszlik:

A hangszóró mintázatának térbeli orientációjának biztosítása a kommunikációs objektum sugárzásának várható megjelenése irányában és annak térbeli stabilizálása a repülőgép fedélzetén található állomáshely esetére.

A kommunikációs objektumból származó sugárzás stabil rögzítésének zónájának kiterjesztése egy determinisztikus tér-időbeli szerkezetű, diszkrét térbeli letapogatási algoritmus használatával.

Áttérés a kommunikációs objektum ASN rendszer általi stabil automatikus nyomon követésének üzemmódjába, amikor a rendszer kommunikációs objektumot észlel.

Hiba esetén a kommunikáció helyreállításának lehetőségének biztosítása. Egy determinisztikus térbeli és időbeli szerkezetű diszkrét térbeli letapogatási algoritmus esetében a következő jellemzők különböztethetők meg:

A hangszórómintázat letapogatása időben és térben diszkréten történik. Az AS DN térbeli mozgását a pásztázás során úgy hajtják végre, hogy ne maradjon olyan térbeli zóna, amelyet ne fedjen át az ASN-rendszer magabiztos rögzítési zónája a teljes szkennelési ciklus alatt (lásd 2. ábra).

2. ábra. Példa diszkrét térbeli pásztázás megszervezésére azimutális és magassági síkban

Minden egyes, a letapogatási algoritmus által meghatározott térbeli pozícióhoz két fázis különböztethető meg: „Automatikus követés” és „Külső vezérlés”.

Az „Auto Tracking” fázisban az ASN rendszer felméri a kommunikációs objektumtól érkező sugárzás fogadásának lehetőségét a DSN kiválasztott térbeli pozíciójában.

Ha a kiértékelés eredménye pozitív: A térbeli pásztázás leáll. Az ASN rendszer továbbra is automatikusan követi a kommunikációs objektum sugárzását a belső algoritmusa szerint. A váltóáramú szervohajtás bemenete az ASN X ASN (t) rendszertől kapja az AC térbeli tájolásának jeleit a kommunikációs objektum aktuális irányvonalának megfelelően. Negatív értékelési eredmény esetén: Az RCH AU térbeli mozgása a letapogatási algoritmus által meghatározott következő térbeli pozícióig történik.

A „Külső vezérlés” fázisban az AC szervohajtás vezérlőjelei az antennarendszer vezérlőprocesszorának kimenetén generálódnak. A szervovezérlő jelkomponensek a következőket biztosítják:

X 0 – a hangszórómintázat kezdeti térbeli orientációja a kommunikációs objektum irányában; ∆X LA (t) – a légi jármű térbeli alakulásának párosítása; X ALG (t) – az ASN rendszer kommunikációs objektumából származó sugárzás stabil befogási zónájának kiterjesztése egy determinisztikus tér-időbeli szerkezetű diszkrét térbeli letapogatási algoritmus szerint.

Kommunikációs hiba esetén a T SV=0 időponttól kezdődően (a „COMMUNICATION” jel elvesztése) az X ASN jel (T SV=0) eltárolódik a „Számítás és tárolás” eszközben, és ezt követően felhasználja. az AC vezérlő processzort, mint a kommunikációs objektum várható értékhordozóját. A kommunikációba lépés folyamata a fent leírtak szerint megismétlődik. „Külső vezérlés” módban rögzíthető az erősen irányított hangszóró szervohajtásának vezérlőjele a „heading”, „pitch” és „roll” csatornákon keresztül.

(1)

Az „Auto Tracking” módban rögzíthető az erősen irányított hangszóró szervohajtásának vezérlőjele.

(2)

A vezérlőjelek konkrét típusát az antennarendszer szervohajtásának tervezési jellemzői határozzák meg.

UAV inerciarendszer

Az említett lánc kulcspontja a „rendszer állapotának mérése”, vagyis a hely, a sebesség, a magasság, a függőleges sebesség, a tájolási szögek, valamint a szögsebességek és -gyorsulások koordinátái. A TeKnol LLC által kifejlesztett és gyártott fedélzeti navigációs és vezérlő komplexumban a rendszer állapotmérésének funkcióját egy kisméretű inerciális integrált rendszer (MINS) látja el. A tehetetlenségi szenzorokból, mikromechanikus giroszkópokból és gyorsulásmérőkből álló triádokból, valamint egy barometrikus magasságmérőből és egy triaxiális magnetométerből álló rendszer ezen érzékelők adatait a GPS vevő adataival kombinálva komplett navigációs megoldást állít elő koordinátákon, ill. tájolási szögek. A TeKnola által kifejlesztett MINS egy komplett inerciális rendszer, amely egy műholdas navigációs rendszer vevőjével integrált strapdown INS algoritmust valósít meg. Ez a rendszer tartalmazza a teljes UAV vezérlőkomplexum működésének „titkát”. Valójában három navigációs rendszer működik egyidejűleg egy számítógépen ugyanazokkal az adatokkal. Ezeket „platformoknak” hívjuk. Mindegyik platform saját szabályozási elveket alkalmaz, saját „helyes” frekvenciákkal (alacsony vagy magas). A mesterszűrő a mozgás jellegétől függően a három platform bármelyikéből kiválasztja az optimális megoldást. Ez biztosítja a rendszer stabilitását nem csak egyenes mozgásban, hanem kanyarokban, koordinálatlan kanyarokban és széllökésben is. A rendszer soha nem veszíti el a horizontot, ami biztosítja a megfelelő autopilot reakciókat a külső zavarokra és a hatások megfelelő eloszlását az UAV vezérlői között.

UAV fedélzeti vezérlő komplexum

Az UAV Onboard Navigation and Control Complex három összetevőből áll (1. ábra).

1. Integrált navigációs rendszer;

2. Műholdas navigációs rendszer vevő

3. Autopilot modul.__

Az autopilóta modul PWM (impulzusszélesség-modulált) jelek formájában állít elő vezérlőparancsokat, a számítógépébe ágyazott szabályozási törvényeknek megfelelően. Az UAV vezérlése mellett az autopilot a fedélzeti berendezések vezérlésére van programozva:

Videokamera stabilizálás,

Idő- és helyszinkronizált zárkioldó

kamera,

Ejtőernyős elengedés,

Teher ledobása vagy mintavétel egy adott ponton

és egyéb funkciókat. Legfeljebb 255 útvonal fordulópont tárolható a robotpilóta memóriájában. Minden pontot koordinátákkal, magassággal és repülési sebességgel jellemeznek.

Repülés közben az automata pilóta telemetrikus információkat is szolgáltat az átviteli csatornának az UAV repülésének figyeléséhez (2. ábra).

Akkor mi az a „kvázi robotpilóta”? Sok vállalat ma már kijelenti, hogy rendszereit automatikus repüléssel látja el „a világ legkisebb robotpilótája” használatával.

A legszemléletesebb példa egy ilyen megoldásra a kanadai Micropilot cég termékei. A vezérlőjelek generálásához itt „nyers” adatokat használnak - giroszkópok és gyorsulásmérők jeleit. Egy ilyen megoldás értelemszerűen nem robusztus (ellenálló a külső hatásokkal szemben és érzékeny a repülési körülményekre), és bizonyos fokig csak stabil légkörben repülve működik.

Bármilyen jelentős külső zavar (szélroham, feláramlás vagy légzsák) a repülőgép tájékozódási elvesztésével és balesettel jár. Ezért mindenki, aki valaha is találkozott ilyen termékekkel, előbb-utóbb megértette az ilyen robotpilóták korlátait, amelyek semmiképpen sem használhatók kereskedelmi soros UAV rendszerekben.

A felelősebb fejlesztők, felismerve, hogy valódi navigációs megoldásra van szükség, egy navigációs algoritmust próbálnak megvalósítani a jól ismert Kálmán szűrési megközelítésekkel.

Sajnos itt sem minden olyan egyszerű. A Kálmán-szűrés csak egy segéd matematikai berendezés, és nem a probléma megoldása. Ezért lehetetlen robusztus, stabil rendszert létrehozni a szabványos matematikai berendezés egyszerű MEMS integrált rendszerekre történő átvitelével. Egy adott alkalmazáshoz finom és precíz hangolás szükséges. Ebben az esetben egy mozgékony szárnyas tárgyhoz. Rendszerünk több mint 15 éves tapasztalattal rendelkezik az INS és a GPS integrálására szolgáló inerciarendszerek és algoritmusok fejlesztésében. Egyébként a világon csak néhány ország rendelkezik az inerciarendszerek know-how-jával. Ez

Oroszország, USA, Németország, Franciaország és Nagy-Britannia. E know-how mögött tudományos, tervezési és technológiai iskolák állnak, és legalábbis

Naivitás azt gondolni, hogy egy ilyen rendszert „térden állva” lehet fejleszteni és legyártani egy intézeti laboratóriumban vagy egy repülőtéri hangárban. Az amatőr megközelítés itt is, mint minden más esetben, végső soron anyagi veszteségekkel és időveszteséggel jár. Miért olyan fontos az automatikus repülés az üzemanyag- és energiakomplexum vállalkozásai által megoldott problémákkal kapcsolatban? Nyilvánvaló, hogy magának a légi megfigyelésnek nincs alternatívája. A csővezetékek és egyéb objektumok állapotának figyelése, a biztonsági, megfigyelési és videós megfigyelési feladatok legjobban repülőgépekkel oldhatók meg. De a költségek csökkentése, a járatok rendszerességének biztosítása, az információgyűjtés és -feldolgozás automatizálása - itt teljesen jogosan fordítanak figyelmet a pilóta nélküli járművekre, ami bizonyítja a szakemberek nagy érdeklődését a folyamatban lévő kiállítás és fórum iránt. Amint azt a kiállításon láthattuk, a pilóta nélküli rendszerek is lehetnek bonyolult és költséges rendszerek, amelyek támogatást, karbantartást, földi infrastruktúrát és üzemeltetési szolgáltatásokat igényelnek. Ez a legnagyobb mértékben azokra a komplexumokra vonatkozik, amelyeket eredetileg katonai problémák megoldására hoztak létre, és most sietve alkalmazkodnak a gazdasági alkalmazásokhoz. Maradjunk külön a működési kérdéseknél. Az UAV irányítása egy jól képzett szakember feladata. Az amerikai hadseregben a légierő aktív pilótái egy év kiképzés és kiképzés után UAV-kezelőkké válnak. Sok szempontból nehezebb, mint egy repülőgépet vezetni, és a legtöbb pilóta nélküli repülőgép-baleset köztudottan a pilóta üzemeltetői hibájából következik be. A teljes értékű automatikus vezérlőrendszerrel felszerelt automata UAV-rendszerekhez a földi személyzet minimális képzése szükséges, miközben a problémákat az otthoni bázistól nagy távolságban, a földi állomással való érintkezés nélkül, bármilyen időjárási körülmények között oldják meg. Könnyen kezelhetők, mobilak, gyorsan telepíthetők és nem igényelnek földi infrastruktúrát. Vitatható, hogy a teljes értékű önjáró fegyverrel felszerelt UAV-rendszerek nagy teljesítménye csökkenti az üzemeltetési költségeket és a személyzeti igényeket.

Automatizált UAV rendszerek

Milyen gyakorlati eredményekkel jár egy valós inerciarendszerrel rendelkező fedélzeti komplexum? A TeKnol cég automatikus UAV-rendszereket fejlesztett ki és kínál ügyfeleinek a gyors telepítéshez a megfigyelési és légi megfigyelési problémák megoldására. Ezeket a rendszereket a kiállítási standunkon mutatjuk be.

A fedélzeti navigációs és vezérlőkomplexum részeként működő robotpilóta biztosítja

Automatikus repülés egy adott útvonalon;

Automatikus felszállás és megközelítés;

Adott magasság és repülési sebesség betartása;

A tájolási szögek stabilizálása;

Fedélzeti rendszerek szoftveres vezérlése.

Üzemi UAV.

A többcélú UAV rendszert a Transas fejleszti, és a TeKnola navigációs és vezérlőrendszerrel van felszerelve.

Mivel egy kis UAV irányítása a legnehezebb feladat, példákat adunk a 3,5 kg-os felszállótömegű működő mini-UAV fedélzeti navigációs és vezérlőkomplexumának működésére.

Egy terület légi felvételekor az UAV 50-70 méteres időközönként repül a vonalak mentén. Az autopilot 7 m/s szélsebesség mellett 10-15 métert meg nem haladó eltéréssel biztosítja az útvonal követését (5. ábra).

Nyilvánvaló, hogy a legtapasztaltabb pilótakezelő nem tud ilyen precíziós vezérlést biztosítani.

Rizs. 5: Mini UAV útvonala és repülési útvonala a terület felmérésekor

Az adott repülési magasság tartásáról a MINS is gondoskodik, amely átfogó megoldást generál a GPS, a barometrikus magasságmérő és az inerciaérzékelők adatai alapján. Az útvonalon történő automatikus repülés során a fedélzeti komplexum biztosítja a magasságtartás pontosságát 5 méteren belül (6. ábra), amely lehetővé teszi a magabiztos repülést alacsony magasságban és terepen.

A 7. ábra azt mutatja, hogy az önjáró fegyver hogyan hozza ki az UAV-t a kritikus 65°-os dőlésből, a manőver során egy oldalszél hatására. Csak a fedélzeti vezérlőkomplexum részeként működő valódi INS képes az UAV tájolási szögeinek dinamikus mérésére a „horizont elvesztése” nélkül. Ezért UAV-jaink tesztelése és üzemeltetése során egyetlen repülőgép sem veszett el, miközben robotpilóta irányítása alatt repült.

Az UAV másik fontos funkciója a videokamera vezérlése. Repülés közben az előretekintő kamera stabilizálását az UAV gördülési oszcillációinak tesztelése biztosítja robotpilóta jelek és MINS adatok segítségével. Így a videokép stabil, a repülőgép gördülési ingadozásai ellenére. Légifotózási feladatoknál (például a javasolt munkaterület légitérképének összeállításakor) feltétlenül szükséges pontos információ az UAV tájolási szögeiről, koordinátáiról és tengerszint feletti magasságáról a légifelvételek korrekciójához és a keretösszefűzés automatizálásához.

Pilóta nélküli légi fényképező rendszert is fejleszt a TeKnol LLC. Ennek érdekében a digitális fényképezőgépet módosítják, és beépítik az autopilot vezérlőkörébe. Az első járatokra a tervek szerint 2007 tavaszán kerül sor. Az említett gyorstelepítésű UAV rendszereken kívül a fedélzeti UAV Navigációs és Irányító Komplexumot az SKB "Topaz" (UAV "Voron") üzemelteti, a Transas által kifejlesztett új UAV-ra (többcélú UAV komplexum "Dozor") telepítve. és a Global Teknik (Törökország) mini UAV-ján tesztelik. Folyamatban vannak a tárgyalások más orosz és külföldi ügyfelekkel. A fent bemutatott információk, és ami a legfontosabb, a repülési tesztek eredményei egyértelműen jelzik, hogy valódi inerciarendszerrel felszerelt teljes értékű fedélzeti vezérlőkomplexum nélkül lehetetlen olyan modern kereskedelmi UAV rendszereket építeni, amelyek biztonságosan, gyorsan megoldják a problémákat. , bármilyen időjárási körülmények között, minimális költségekkel az üzemeltetési szolgáltatások részéről. Az ilyen komplexeket a TeKnol cég sorozatban gyártja.

következtetéseket

Az UAV fedélzeti berendezéseinek átgondolt összetétele lehetővé teszi a terepek és az ember számára nehezen megközelíthető területek monitorozási feladatainak széles körének megoldását nemzetgazdasági érdekből. A televíziós kamerák használata a fedélzeti berendezésekben jó időjárási látási és megvilágítási körülmények között lehetővé teszi az alatta lévő felület nagy felbontású és részletes, valós idejű monitorozását. A DFA használata lehetővé teszi az UAV-k használatát légi fényképezéshez egy adott területen, utólagos részletes értelmezéssel. A TPV berendezések használata lehetővé teszi az UAV-ok éjjel-nappali használatát, bár kisebb felbontásban, mint a televíziós kamerák használatakor. A legmegfelelőbb komplex rendszerek, például TV-TPV használata szintetizált kép kialakításához. Az ilyen rendszerek azonban még mindig meglehetősen drágák. A radar jelenléte a fedélzeten lehetővé teszi a TV-nél és a TPV-nél alacsonyabb felbontású információk vételét, de éjjel-nappal és kedvezőtlen időjárási körülmények között. A nézeti információk megszerzésére szolgáló eszközök cserélhető moduljainak használata lehetővé teszi a költségek csökkentését és a fedélzeti berendezések összetételének újrakonfigurálását, hogy megoldja a problémát adott alkalmazási körülmények között. A stabil kommunikáció biztosításának képessége az egyik legfontosabb jellemző, amely meghatározza az UAV vezérlőkomplexum működési képességeit. Az UAV vezérlőkomplexumokban az erősen irányított hangszóró térbeli helyzetének vezérlésére javasolt rendszer biztosítja a kommunikációba való belépés folyamatának optimalizálását és a kommunikáció visszaállításának lehetőségét annak elvesztése esetén. A rendszer UAV-kon, valamint földi és légi irányítópontokon egyaránt használható.

Használt könyvek

1. http://www.airwar.ru/bpla.html

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/UAV

3. http://www.ispl.ru/Sistemy_upravleniya-BLA.html

4. http://teknol.ru/products/aviation/uav/

5. Orlov B.V., Mazing G.Yu., Reidel A.L., Stepanov M.N., Topcheev Yu.I. - Pilóta nélküli légi járművek ramjet motorok tervezésének alapjai.

Pilóta nélküli légijármű-komplexum irányítása. Absztrakt: A pilóta nélküli légi járművek vezérlőrendszereinek leírása. UAV inerciarendszer

A haderőre vonatkozó taktikai és technikai követelmények összehasonlító elemzése
és a rendőrségi komplexumok pilóta nélküli légi járművekkel

A komplexum összetétele

A komplex egységek célja

Az UAV aerodinamikai kialakítása

UAV célterhelés

Objektumkoordináták meghatározásának pontossága

Elektronikus védelem (EPD) és elektromágneses kompatibilitás (EMC)

Vitalitás és ellenállás a külső befolyásoló tényezőkkel szemben (VVF)

Követelmények a biztosíték típusa szerint

Oktatási és képzési segédanyagok (UTS)

Irodalom

Érdekes cikkeket

Érdekes cikkeket

A haderőre vonatkozó taktikai és technikai követelmények összehasonlító elemzése és a rendőrségi komplexumok pilóta nélküli légi járművekkel

A komplexum összetétele

A komplex egységek célja

Az UAV aerodinamikai kialakítása

UAV célterhelés

Objektumkoordináták meghatározásának pontossága

Elektronikus védelem (EPD) és elektromágneses kompatibilitás (EMC)

Vitalitás és ellenállás a külső befolyásoló tényezőkkel szemben (VVF)

Követelmények a biztosíték típusa szerint

Oktatási és képzési segédanyagok (UTS)

Irodalom

Érdekes cikkeket

Érdekes cikkeket

A haderőre vonatkozó taktikai és technikai követelmények összehasonlító elemzése
és a rendőrségi komplexumok pilóta nélküli légi járművekkel