Беспилотные радиоуправляемые летательные аппараты за последние два десятилетия стали для нас привычными. Сейчас они уже преодолели важный барьер, перейдя из области устройств для развлечения в ряд вполне функциональных девайсов.
Индустрия создания беспилотников предлагает потребителям разнообразные легкие беспилотные аппараты, различающиеся по размерам, конструкции, области применения. В гражданских целях применяются преимущественно коптеры много роторного типа, которые приводятся в движение с помощью четырех винтов – квадрокоптеры.
Для чего нужны гражданские беспилотники
Гражданские дроны вначале применялись для проведения любительской видео и фотосъемки. С появлением современных качественных миниатюрных фото и видеокамер расширились возможности создания панорамных снимков, видео. Легкие инструменты прикреплялись к беспилотнику в виде небольшого груза. Беспилотное летательное устройство управлялось с земли и совершало кратковременные полеты преимущественно в зоне прямой видимости пилота.
С совершенствованием техники и технологий появились более мощные и сложные беспилотные аппараты, которые благодаря своим характеристикам позволили применять их для выполнения множества практических задач.
Заказать гибридный квадрокоптер по выгодным ценам на сайте mydrone.ru. Также на сайте можно заказать необходимые аксессуары для беспилотного вождения. Дерзайте!
Сейчас активно развиваются и получают распространение следующие области применения БПЛА:
- доставка посылок, корреспонденции;
- профессиональная аэро- и фотосъемка поверхности;
- наблюдение за местностью;
- поисково-спасательные операции;
- охранная деятельность и другие области.
Считается перспективным направление перемещения на значительные расстояния тяжелых грузов (100 кг и более), а также транспортировки людей (аэротакси, службы спасения). Существующий уровень развития техники и технологий позволяет ожидать в ближайшем будущем успешного решения подобных задач. Многие компании с мировым именем работают над воплощением этих идей в жизнь. Подобные опытные устройства конструируют и тестируют группы разработчиков из США, Китая, России и других государств.
Почему возникла необходимость в гибридных дронах
Критично важным показателем, влияющим на возможности использования БПЛА, является продолжительность его автономной работы. От этого зависит:
- дальность полета;
- грузоподъемность;
- скорость полета;
- управляемость;
- конструкция и габаритные размеры.
Несмотря на то, что для обеспечения летательного устройства энергией используются наиболее эффективные литий-полимерные аккумуляторы (по отношению емкости заряда к весу), время полета серийно выпускаемых устройств в основном не превышает получаса, а грузоподъемность – 2 килограммов. Этого явно недостаточно для выполнения серьезных задач.
Одним из путей решения проблемы является дополнительный источник питания. Установка еще одной батареи себя не оправдывает, так как дрон после этого становится значительно тяжелее (аккумулятор – самый тяжелый узел БПЛА) и увеличивает потребление энергии.
Зато дрон с бензиновым двигателем, который устанавливается дополнительно к традиционной аккумуляторной батарее, позволил значительно улучшить функциональные характеристики аппарата, и прежде всего – увеличить время полета. В качестве топлива используется бензин в определенном соотношении с машинным маслом.
Также проходят тестовые испытания коптеры, использующие в качестве второго источника питания экологичные водородные топливные элементы.
Основные летные характеристики гибридных дронов
Бензиновый дрон может поднимать грузы до 5 кг и перемещать их на скорости до 100 км/ч. В полете он способен находиться в течение 2 часов. Этого достаточно, чтобы эффективно и безопасно решать множество задач по перемещению грузов на значительные расстояния.
Поскольку коптер улетает далеко от наземной станции управления и находится вне пределов прямой видимости, он обычно комплектуется телевизионной камерой, датчиками, оценивающими глубину окружающего пространства, сонаром для предотвращения столкновения с препятствиями на пути перелета, разнообразными сенсорами и алгоритмами, бортовым компьютером, обрабатывающим информацию.
Такой радиоуправляемый летательный аппарат способен:
- самостоятельно прокладывать маршрут;
- использовать общедоступные картографические материалы (например, карты Google, Yandex);
- «запоминать» характерные особенности местности, важные для пилотирования;
- продолжать выполнение программы при отказе одного из видов энергоснабжения (электрического или бензинового);
- возвращать устройство в заданную точку в случае возникновения нештатных ситуаций;
- осуществлять безопасную посадку при сбое программы или поломке/повреждении какого-либо из узлов.
Полет бензо-электрических дронов достаточно динамичен. Он отличается устойчивым горизонтальным движением, возможностью вертикального взлета и посадки.
Фюзеляж, в котором размещают грузы, обычно расположен посередине устройства.
Область применения гибридных беспилотников
Гибридные квадрокоптеры с топливно-электрической системой питания применяются преимущественно в таких целях:
- мониторинговые функции;
- доставка грузов.
Дроны с бензиновым двигателем используются для обследования больших площадей с помощью специальных профессиональных приборов: фотокамер, мультиспектральных камер, лазерных сканеров и других приспособлений. Аэрофотосъемка выполняется в интересах сельскохозяйственных предприятий, геологоразведочных партий, предприятий горной промышленности, энергетики, нефтегазового сектора. Результатами воздушной разведки пользуются при прокладке дорог, трубопроводов, проектировании и строительстве зданий и сооружений. Данные, полученные с гибридных дронов, используются для научных исследований, мониторинга состояния территорий, а также для выполнения охранных функций.
Выполнению указанных целей способствуют отличные ходовые качества беспилотника, достаточная грузоподъемность, большая длительность полета, хорошая управляемость аппарата, обеспечиваемая отличной системой навигации с большим количеством сенсоров и алгоритмов.
Не менее важны перечисленные качества и для решения вопросов доставки посылок грузополучателям. Ярким примером этого направления использования дронов являются планы Amazon по реализации концепции Prime Air.
Интернет-магазин с мировым именем активно развивает программу доставки товаров покупателям с помощью собственных высокотехнологичных коптеров. Оказалось, что более ¾ всех покупок в Amazon имеют вес до 5 фунтов (менее 2,5 кг), что вполне соответствует грузоподъемности гибридного квадрокоптера.
Концепция программы предполагает использование беспилотников для доставки на расстояние до 15 миль в течение получаса после покупки.
Компания вложила большие средства в разработку и усовершенствование модели грузового БПЛА и в настоящее время продолжает тестировать различные типы коптеров на малолюдных территориях США.
Что дает установка бензинового двигателя на дрон
Технология гибридной системы питания предполагает дополнение традиционного аккумулятора работающим на другом виде топлива двигателем.
Если вести речь о бензиновом моторе, то полного запаса бачка достаточно для увеличения продолжительности интенсивной работы БПЛА примерно на 1 час.
Важным моментом является обеспечение безопасности полета: при выходе из строя одного из источников энергопитания, ресурс второго позволит вернуть коптер обратно или безопасно посадить с наименьшими повреждениями самого БПЛА и переправляемого груза.
Система легко дозаправляется: достаточно заменить пустой топливный резервуар на полный. Это занимает всего несколько минут.
Единственное, в чем проигрывает гибридный дрон, это увеличение его габаритов и стоимости по сравнению с обычными серийными беспилотниками.
