Contrôle d'un complexe de véhicules aériens sans pilote. Un guide rapide sur les véhicules aériens sans pilote modernes

Capitaine de 2e rang V. Evgrafov ktn

Au sens large, la guerre électronique (GE) dans les principaux pays étrangers fait référence à l'utilisation de toutes les parties du spectre électromagnétique afin d'augmenter l'efficacité de l'utilisation au combat de ses forces et de ses moyens, ainsi que de réduire la capacité de contrôle de l'ennemi. ses forces et ses atouts. La guerre électronique est considérée par les dirigeants militaires des forces armées des États étrangers développés comme faisant partie intégrante des opérations de combat. Les activités de guerre électronique sont de nature défensive, offensive et de soutien et sont menées aussi bien lors d'affrontements armés que lors d'opérations non liées aux opérations de combat.

En fonction de leur objectif fonctionnel et des tâches à résoudre, les systèmes et moyens de guerre électronique sont divisés en trois grands groupes :
- les systèmes et moyens de suppression électronique (attaque électronique) ;
- les systèmes et moyens de protection radioélectronique ;
- les systèmes et moyens de support radio-électronique.

Cet article examinera les systèmes et moyens de suppression électronique (RES) et de support électronique (RES).
REP fait référence aux activités qui incluent l'utilisation de systèmes et de moyens spéciaux, notamment des armes à énergie dirigée et des missiles antiradar, pour influencer le personnel, les armes et l'équipement militaire ennemis. En termes d'efficacité d'application, les mesures REP peuvent être comparées à l'exposition au feu.

REO implique la réalisation d'activités de reconnaissance dans le but de détecter, d'intercepter, d'identifier les signaux intentionnels et non intentionnels des systèmes radioélectroniques ennemis (RES), de déterminer l'emplacement de leurs sources pour une détection rapide de la menace, de prendre des contre-mesures, ainsi que d'autres utilisation dans le processus de planification des opérations de combat. L'essentiel des tâches de conduite de la guerre électronique dans les forces armées des États étrangers est confié aux systèmes et moyens aériens, tandis que les véhicules aériens sans pilote (UAV) présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux moyens habités, tout d'abord l'absence de risque pour les humains. De plus, lors de la création de drones, il est plus facile d'utiliser des technologies à faible visibilité, ce qui leur permet de s'approcher de la cible plus près et de rester dans une zone donnée pendant le temps requis. La proximité de l'objet REP, à son tour, réduit les coûts énergétiques du brouillage et garantit également l'interception des signaux de faible puissance émis par les objets d'intérêt lors de la reconnaissance radio et électronique (RRTR).

Actuellement, les véhicules aériens sans pilote sont principalement utilisés pour la reconnaissance, la surveillance et les communications. Au niveau stratégique du contrôle, la fonction principale des drones peut être le RRTR, au cours duquel ils doivent intercepter les signaux, les analyser et générer une carte de la situation radioélectronique. Parallèlement, les bases de données/bibliothèques RES situées dans la zone de patrouille sont réapprovisionnées. Au niveau opérationnel, les tâches consistant à effectuer des reconnaissances, y compris des reconnaissances spécifiques, à former des désignations de cibles pour les systèmes d'armes et à mener des attaques électroniques sur les zones électroniques ennemies, sont résolues. Au niveau tactique, avec l'aide des systèmes et moyens RRTR, ils peuvent collecter et transmettre aux utilisateurs des données critiques sur la situation radioélectronique et formuler des désignations de cibles pour leur suppression conformément au plan du commandement. À l'avenir, les systèmes et moyens de guerre électronique situés sur les drones devraient se généraliser le plus au niveau tactique, où ils pourront être utilisés avec une efficacité maximale, complétant les capacités des systèmes et moyens de surveillance et des systèmes de guerre électronique plus éloignés de la cible. .

Développe et produit actuellement plus de 250 drones divers types et les nominations sont gérées par 49 États. Actuellement, ce secteur de l'activité aérospatiale peut être considéré comme l'un des plus dynamiques. Le leader dans ce domaine est les États-Unis (Fig. 1).

Tous les drones existants et développés sont divisés en trois classes principales : stratégiques, tactiques et but spécial. Dans chaque classe, il existe une gradation plus détaillée : par taille, portée, durée de vol et altitude, ainsi que par nature d'utilisation (tableau 1).

En ce qui concerne les petits drones, des équipements de guerre électronique destinés au brouillage peuvent être placés sur des échantillons individuels lors de la résolution de problèmes particuliers. Il est considéré comme inapproprié d'y installer des équipements de défense électronique en raison de leur petite taille et de leur coût relativement faible. Les drones moyens sont considérés comme les plus prometteurs du point de vue de leur équipement en systèmes et moyens de guerre électronique. Leur taille relativement petite et leur grande maniabilité, ainsi que leur capacité de charge suffisante, en font des moyens efficaces pour pénétrer dans les zones protégées et mener des attaques électroniques sur les zones électroniques ennemies. Dans le même temps, pour augmenter le degré de survie, ils peuvent être équipés d'équipements de protection électronique individuelle. Sur les gros drones, en raison de leur coût élevé, il est jugé conseillé d'installer des équipements de défense électronique personnels et, dans certains cas, le brouillage peut être effectué par de tels appareils à partir de zones relativement sûres.

Une place particulière est occupée par les leurres autonomes manœuvrants (ALVT). Ce sont des avions qui affichent sur l'écran radar une marque identique à celle de l'avion attaquant. Le corps ALVC est constitué de matériaux composites. Il comprend une station radar électronique miniature qui génère des signaux de brouillage provenant des radars ennemis et rend également difficile la capture et le suivi des avions attaquants. Les ALVC de manœuvre devraient trouver une large application à l’avenir (tableau 3).

L'émergence d'un nombre important de drones différents, allant des micro-drones aux véhicules stratégiques comme le Global Hawk, stimule le développement de nouveaux systèmes et moyens radioélectroniques. Les principaux pays produisant des équipements de guerre électronique destinés à être embarqués à bord de drones sont les États-Unis et Israël, ainsi que la France et l'Allemagne, qui produisent des échantillons comparables aux analogues des deux premiers pays. De nombreux États ne font pas encore preuve d'une grande activité, étant dans l'attente de la fin définitive de la formation d'orientations clés pour le développement du marché des systèmes radioélectroniques et des moyens destinés aux drones.

Les principales limites au développement des systèmes et moyens de guerre électronique sont leur taille, leur poids et leur consommation électrique. Étant donné que les équipements de guerre électronique refroidis par liquide nécessitent plus d'espace et augmentent le poids, des équipements principalement refroidis par air sont actuellement développés pour les drones. Néanmoins, les recherches se poursuivent sur la possibilité d'utiliser des systèmes de refroidissement liquide sur ces appareils. En particulier, le système avancé PPTR ASIP refroidi par liquide est testé sur la modification Block 30 du drone stratégique Global Hawk. Il est prévu d'acheter 24 systèmes de ce type et de les déployer en 2012.

Grande influence Les perspectives d'utilisation des drones pour la guerre électronique sont influencées par un indicateur tel que « coût/efficacité ». Les équipements de guerre électronique sont relativement chers. Étant donné que les appareils doivent souvent remplir leurs fonctions dans des conditions de risque accru, toutes les entreprises s'efforcent de réduire le coût des équipements. Le coût du cycle de vie pourrait en fin de compte être le facteur décisif pour déterminer quelles entreprises resteront sur le marché mondial de l’avionique pour drones.

Une grande importance est accordée à la rapidité d'échange des données entre la station au sol et le drone, ainsi qu'à l'inclusion de ce dernier dans un réseau d'information unifié (Fig. 2). En règle générale, les équipements de communication sont conçus pour une plate-forme spécifique. Mais compte tenu du principe d'universalité d'application, des recherches sont menées visant à créer un équipement connecté unique, réalisé dans le respect des principes de modularité et de connexion plug-and-play en ligne.

Le but ultime est de constituer une structure où l'interaction se ferait non pas au niveau des drones, mais directement au niveau des systèmes et équipements de guerre électronique répartis sur plusieurs supports. Dans le même temps, les capacités des appareils doivent être disponibles pour les deux utilisateurs divers types Forces armées d'un État et alliés dans le cadre de forces conjointes avec une délimitation appropriée.

La propriété clé d'un drone, qui le définit comme un type distinct d'armes et d'équipements militaires, est l'autonomie. Actuellement, les progrès dans le domaine de la technologie informatique permettent à ces appareils de résoudre les tâches qui leur sont assignées avec une intervention humaine minimale.

Les installations informatiques utilisées sur les drones sont principalement conçues pour remplir les fonctions suivantes :
- analyse des signaux interceptés en fonction de nombreux paramètres (fréquence, direction vers la source du signal, heure d'enregistrement du signal, etc.) ;
- conversion et tri des signaux interceptés pour évaluer la situation radioélectronique, regrouper les signaux et les enregistrer dans des dispositifs de stockage ;
- l'identification, qui repose sur l'utilisation de bases de données de structure standard conçues pour être utilisées dans les systèmes de guerre électronique.
Dans ces domaines, outre les États-Unis, de nombreux travaux sont menés au Royaume-Uni et en France.

Riz. 2. Schéma conceptuel de l'inclusion des drones dans le réseau mondial d'information
Riz. 3. Dynamique de développement des performances des appareils informatiques (a) et rapport entre performances du processeur et capacité de stockage (b)

Selon les calculs d'experts étrangers, si l'objectif est de créer un drone autonome avec les mêmes capacités d'évaluation de la situation et de prise de décision qu'une personne, alors les performances de son appareil informatique devraient être d'au moins 10 opérations, et le la capacité de stockage doit être de 108 Mo. En figue. 3 montre des graphiques reflétant les progrès réalisés dans le développement de dispositifs informatiques et de stockage pouvant être utilisés dans le cadre des armes électroniques de l’appareil.

Selon les prévisions concernant les grands systèmes informatiques, les niveaux humains de vitesse de traitement des données et de capacité de stockage pourraient être atteints vers 2015. Il convient de noter que le coût d'un tel supercalculateur à un moment donné sera très élevé. Selon les estimations d'experts étrangers, d'ici 2030, le coût d'un processeur d'une capacité de 108 millions d'opérations/s sera d'environ 10 mille dollars. Quant aux appareils informatiques de petite taille, et c'est exactement ce qui est requis pour les drones, le niveau requis, en l'absence de progrès qualitatifs dans le développement de la technologie informatique, ne pourra être atteint qu'entre 2025 et 2030.

Les processeurs semi-conducteurs modernes en silicium, créés par lithographie ultraviolette, ont une taille d'élément maximale d'environ 1 micron. On pense que d'ici 2015-2020, une transition vers de nouvelles technologies, telles que la création de processeurs optiques, biochimiques, moléculaires et combinés, ainsi que l'utilisation de commutateurs d'interférence quantique, est possible. Libérer le potentiel des commutateurs à interférence quantique pourrait augmenter les performances des systèmes informatiques de trois ordres de grandeur et celles des processeurs moléculaires jusqu'à neuf ordres de grandeur, par rapport aux appareils informatiques modernes.

En général, lors du développement de nouvelles technologies dans le domaine de la production de dispositifs informatiques destinés à être utilisés dans les équipements radioélectroniques des drones, il est prévu de prendre en compte dans une large mesure l'expérience acquise dans le domaine commercial. Dans le même temps, assurer une fiabilité supplémentaire de tous les composants radioélectroniques, y compris un degré élevé de résistance aux radiations, restera un problème distinct.

Actuellement, les développeurs de systèmes et de moyens de guerre électronique pour drones sont confrontés aux principaux problèmes techniques et tactiques suivants qui doivent être résolus :
- Déterminer la distance optimale pour mener efficacement une attaque électronique et garantir le degré approprié de capacité de survie du drone.
- Equiper le drone d'équipements électroniques conformément aux exigences de faible visibilité de signature. Les propres émissions sont de puissants signes de démasquage, qui augmentent le risque de dommages aux drones (par exemple, par des missiles radioguidés).
- Assurer une communication stable avec les abonnés distants lors d'une attaque électronique (l'auto-interférence peut conduire à l'impossibilité d'ajuster rapidement les tâches du drone et de perturber la transmission des informations de renseignement à d'autres consommateurs). L'une des mesures possibles consiste à augmenter le degré d'autonomie de l'appareil. Les lignes de communication doivent également être protégées de l’influence des équipements de guerre électronique de l’ennemi.
- Assurer le transfert de gros volumes d'informations en temps réel. Il est pratiquement impossible de programmer le drone pour tous les changements de situation de combat pouvant survenir au cours de l'exécution de la mission. La décision d'ajuster les tâches peut être prise par une personne au poste de contrôle, mais pour cela, elle doit recevoir des informations complètes sur la situation.
- Fournir haut degré fiabilité des systèmes embarqués, puisque la sécurité des plates-formes habitées dépend du succès de l'utilisation des drones. De plus, les drones doivent disposer d'un degré d'autonomie important pour fonctionner dans des conditions de perte temporaire ou d'instabilité.
communication avec le poste de contrôle.
- Possibilité de générer des interférences de la puissance requise. Une augmentation de la puissance des signaux parasites entraîne une augmentation de la taille du drone et de son coût.
- Réaliser la coordination des actions avec les équipages habités avion.
- Assurer un intervalle de temps minimum entre la détection de la cible et sa suppression électronique.

Agence fédérale pour l'éducation de la Fédération de Russie

État établissement d'enseignement formation professionnelle supérieure

"Université d'État de l'Oural du Sud"

Faculté d'aérospatiale

Département des aéronefs et du contrôle

sur l'histoire de la technologie aérospatiale

Description des systèmes de contrôle pour véhicules aériens sans pilote

Tcheliabinsk 2009

Introduction

Le drone lui-même n’est qu’une partie d’un complexe multifonctionnel complexe. En règle générale, la tâche principale assignée aux complexes de drones est d'effectuer la reconnaissance des zones difficiles d'accès dans lesquelles l'obtention d'informations par des moyens conventionnels, y compris la reconnaissance aérienne, est difficile ou met en danger la santé, voire la vie des personnes. En plus de l'utilisation militaire, l'utilisation de complexes de drones ouvre la possibilité d'un moyen rapide et peu coûteux d'arpenter des zones de terrain difficiles d'accès, d'observer périodiquement des zones spécifiées et de photographie numérique à utiliser dans les travaux géodésiques et en cas de situations d'urgence. Les informations reçues par les outils de surveillance embarqués doivent être transmises en temps réel au point de contrôle pour traitement et prise de décisions adéquates. Actuellement, les systèmes tactiques de micro et mini-UAV sont les plus répandus. En raison de la masse au décollage plus importante des mini-UAV, leur charge utile dans sa composition fonctionnelle représente le mieux la composition de l'équipement embarqué qui répond aux exigences modernes d'un drone de reconnaissance multifonctionnel. Par conséquent, nous examinerons ensuite la composition de la charge utile du mini-UAV.

Histoire

En 1898, Nikola Tesla a développé et présenté un bateau miniature radiocommandé. En 1910, inspiré par les succès des frères Wright, un jeune ingénieur militaire américain de l'Ohio, Charles Kettering, proposa l'utilisation d'engins volants sans pilote. Selon son plan, l'appareil, contrôlé par un mécanisme d'horloge, était censé, à un endroit donné, perdre ses ailes et tomber comme une bombe sur l'ennemi. Ayant reçu un financement de l'armée américaine, il construisit et testa, avec plus ou moins de succès, plusieurs engins appelés The Kattering Aerial Torpedo, Kettering Bug (ou simplement Bug), mais ils ne furent jamais utilisés au combat. En 1933, le premier drone réutilisable, Queen Bee, a été développé au Royaume-Uni. Trois biplans Fairy Queen restaurés ont été utilisés, contrôlés à distance depuis le navire par radio. Deux d’entre eux se sont écrasés et le troisième a réussi son vol, faisant du Royaume-Uni le premier pays à bénéficier des drones. Cette cible sans pilote radiocommandée, appelée DH82A Tiger Moth, a été utilisée par la Royal Navy de 1934 à 1943. L'armée et la marine américaines utilisent le Radioplane OQ-2 RPV comme avion cible depuis 1940. Les recherches des scientifiques allemands, qui ont donné au monde un moteur à réaction et un missile de croisière dans les années 40, étaient en avance de plusieurs décennies sur leur temps. Presque jusqu'à la fin des années 80, chaque conception réussie d'UAV « à partir d'un missile de croisière » était un développement basé sur le V-1, et « à partir d'un avion » - le Focke-Wulf Fw 189. Le missile V-1 était le premier à utiliser dans des opérations de combat réelles avec un véhicule aérien sans pilote. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les scientifiques allemands ont développé plusieurs types d'armes radiocommandées, notamment les bombes guidées Henschel Hs 293 et ​​Fritz X, la fusée Enzian et les avions radiocommandés remplis d'explosifs. Malgré les projets inachevés, les Fritz X et Hs 293 furent utilisés en Méditerranée contre des navires de guerre blindés. Moins sophistiquée et conçue à des fins politiques plutôt que militaires, la V1 Buzz Bomb était propulsée par un moteur à réaction à impulsion qui pouvait être lancée à la fois depuis le sol et depuis les airs. En URSS en 1930-1940. Le concepteur d'avions Nikitin a développé un planeur bombardier-torpilleur spécial (PSN-1 et PSN-2) du type « aile volante » en deux versions : avec équipage d'entraînement et d'observation et sans équipage avec automatisation complète. Au début des années 1940, un projet de torpille volante sans pilote avec une autonomie de vol de 100 km et plus (à une vitesse de vol de 700 km/h) fut présenté. Cependant, ces développements n’étaient pas destinés à se traduire par de véritables conceptions. En 1941, les bombardiers lourds TB-3 furent utilisés avec succès comme drones pour détruire des ponts. Pendant la Seconde Guerre mondiale, la marine américaine a tenté d'utiliser des systèmes de pont télépilotés basés sur l'avion B-17 pour attaquer les bases sous-marines allemandes. Après la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ont continué à développer certains types de drones. Pendant la guerre de Corée, la bombe radiocommandée Tarzon a été utilisée avec succès pour détruire des ponts. Le 23 septembre 1957, le Tupolev Design Bureau reçut une commande de l'État pour développer un missile de croisière nucléaire supersonique mobile à moyenne portée. Le premier décollage du modèle Tu-121 a eu lieu le 25 août 1960, mais le programme a été clôturé au profit de Missiles balistiques Korolev. La conception créée a trouvé une application comme cible, ainsi que dans la création des avions de reconnaissance sans pilote Tu-123 « Yastreb », Tu-143 « Flight » et Tu-141 « Strizh », qui étaient en service dans l'armée de l'air de l'URSS depuis De 1964 à 1979. Tout au long des années 70, le Tu-143 "Flight" a été fourni aux pays d'Afrique et du Moyen-Orient, dont l'Irak. Le Tu-141 Swift est à ce jour en service dans l’armée de l’air ukrainienne. Les complexes "Flight" avec le Tu-143 BRLA sont opérationnels à ce jour, ils ont été livrés en Tchécoslovaquie (1984), en Roumanie, en Irak et en Syrie (1982), et ont été utilisés au combat pendant la guerre du Liban. En Tchécoslovaquie, deux escadrons ont été formés en 1984, l'un étant actuellement implanté en République tchèque, l'autre en Slovaquie. Au début des années 1960, les États-Unis utilisaient des avions télépilotés pour surveiller développements de missiles en Union soviétique et à Cuba. Après l'abattage d'un RB-47 et de deux U-2, le développement de l'avion de reconnaissance sans pilote à haute altitude Red Wadon (modèle 136) a commencé pour effectuer des travaux de reconnaissance. Le drone avait des ailes hautes et une faible signature radar et infrarouge. Pendant la guerre du Vietnam, avec l’augmentation des pertes de l’aviation américaine dues aux missiles de défense aérienne vietnamiens, l’utilisation des drones s’est accrue. Ils étaient principalement utilisés à des fins de reconnaissance photographique, parfois à des fins de guerre électronique. Les drones 147E ont notamment été utilisés pour la reconnaissance électronique. Bien qu'il ait finalement été abattu, le drone a transmis les caractéristiques du système de défense aérienne vietnamien C75 à la station au sol tout au long de son vol. La valeur de ces informations était proportionnelle au coût total du programme de développement de véhicules aériens sans pilote. Il a également sauvé la vie de nombreux pilotes américains, ainsi que celle d'avions au cours des 15 années suivantes, jusqu'en 1973. Pendant la guerre, les drones américains ont effectué près de 3 500 vols, avec des pertes s'élevant à environ 4 %. Les appareils étaient utilisés pour la reconnaissance photographique, le relais de signaux, la reconnaissance d'équipements radioélectroniques, la guerre électronique et comme leurres pour compliquer la situation aérienne. Mais le programme complet des drones était entouré de secret, à tel point que son succès, censé stimuler le développement des drones après la fin des hostilités, est passé largement inaperçu. Des véhicules aériens sans pilote ont été utilisés par Israël lors du conflit israélo-arabe en 1973. Ils ont été utilisés à des fins de surveillance et de reconnaissance, ainsi que comme leurres. En 1982, des drones ont été utilisés lors des combats dans la vallée de la Bekaa au Liban. Le drone israélien AI Scout et les petits véhicules aériens télépilotés Mastiff ont effectué la reconnaissance et la surveillance des aérodromes syriens, des positions des systèmes de défense aérienne et des mouvements de troupes. Selon des informations obtenues à l'aide d'un drone, un groupe de distraction de l'aviation israélienne, avant l'attaque des forces principales, a provoqué l'allumage des stations radar des systèmes de défense aérienne syriens, qui ont été attaquées à l'aide de missiles antiradar à tête chercheuse, et les armes qui n'ont pas été détruites ont été supprimées par ingérence. Le succès de l'aviation israélienne a été impressionnant : la Syrie a perdu 18 batteries de missiles de défense aérienne. Dans les années 70 et 80, l'URSS était le leader dans la production de drones : environ 950 Tu-143 ont été produits à eux seuls. Des avions télépilotés et des drones autonomes ont été utilisés par les deux camps pendant la guerre en Golfe Persique 1991, principalement comme plates-formes de surveillance et de reconnaissance. Les États-Unis, l'Angleterre et la France ont déployé et utilisé efficacement des systèmes tels que Pioneer, Pointer, Exdrone, Midge, Alpilles Mart, CL-89. L'Irak a utilisé Al Yamamah, Makareb-1000, Sahreb-1 et Sahreb-2. Au cours de l’opération Desert Storm, les drones de reconnaissance tactique de la coalition ont effectué plus de 530 missions, totalisant environ 1 700 heures de vol. Dans le même temps, 28 appareils ont été endommagés, dont 12 abattus. Sur les 40 drones Pioneer utilisés par les États-Unis, 60 pour cent ont été endommagés, mais 75 pour cent se sont révélés réparables. Parmi tous les drones perdus, seuls 2 étaient des pertes au combat. Le faible taux de pertes est probablement dû à la petite taille des drones, raison pour laquelle l'armée irakienne considérait qu'ils ne représentaient pas une grande menace. Les drones ont également été utilisés dans les opérations de maintien de la paix des Nations Unies en ex-Yougoslavie. En 1992, les Nations Unies ont autorisé le recours à la puissance aérienne de l’OTAN pour assurer une couverture aérienne à la Bosnie et soutenir les troupes terrestres stationnées dans tout le pays. Pour accomplir cette tâche, une reconnaissance 24 heures sur 24 était nécessaire.

En août 2008, l'US Air Force a achevé le réarmement de la première unité aérienne de combat, la 174e Escadre de chasse de la Garde nationale, avec des véhicules aériens sans pilote MQ-9 Reaper. Le réarmement s'est déroulé sur trois ans. Les drones d'attaque ont fait preuve d'une grande efficacité en Afghanistan et en Irak. Principaux avantages par rapport au F-16 remplacé : coût d'achat et d'exploitation inférieur, durée de vol plus longue, sécurité des opérateurs.

Composition des équipements embarqués des drones modernes

Pour assurer les tâches d'observation de la surface sous-jacente en temps réel pendant le vol et la photographie numérique de zones sélectionnées du terrain, y compris les zones difficiles d'accès, ainsi que la détermination des coordonnées des zones étudiées de la zone, la charge utile du drone doit contenir:

Dispositifs permettant d'obtenir des informations de visualisation :

Système de navigation par satellite (GLONASS/GPS) ;

Dispositifs de liaison radio pour informations visuelles et télémétriques ;

Dispositifs de liaison radio de commande et de navigation avec dispositif d'alimentation d'antenne ;

Dispositif d'échange d'informations de commande ;

Dispositif d'échange d'informations ;

Ordinateur numérique de bord (ONDVM) ;

Tapez le périphérique de stockage d'informations.

Les caméras de télévision (TV) modernes fournissent à l'opérateur une image en temps réel du terrain observé dans un format le plus proche des caractéristiques de l'appareil visuel humain, ce qui lui permet de naviguer librement sur le terrain et, si nécessaire, de piloter un drone. Les capacités de détection et de reconnaissance d'objets sont déterminées par les caractéristiques du photodétecteur et du système optique de la caméra de télévision. Le principal inconvénient des caméras de télévision modernes est leur sensibilité limitée, qui ne garantit pas une utilisation 24 heures sur 24. L'utilisation de caméras thermiques (TPV) permet d'assurer une utilisation 24 heures sur 24 des drones. Le plus prometteur est l’utilisation de systèmes combinés de télévision et d’imagerie thermique. Dans ce cas, l'opérateur se voit présenter une image synthétisée contenant les parties les plus informatives inhérentes aux gammes de longueurs d'onde visible et infrarouge, ce qui peut améliorer considérablement les caractéristiques tactiques et techniques du système de surveillance. Cependant, de tels systèmes sont techniquement complexes et assez coûteux. L'utilisation du radar permet de recevoir des informations 24 heures sur 24 et dans des conditions météorologiques défavorables, lorsque les chaînes TV et TPV ne fournissent pas d'informations. L'utilisation de modules remplaçables vous permet de réduire les coûts et de reconfigurer la composition des équipements embarqués pour résoudre le problème dans des conditions d'application spécifiques. Considérons la composition de l'équipement embarqué d'un mini-drone.

▪ Le dispositif de cap d'enquête est fixé immobile à un certain angle par rapport à l'axe de combat de l'avion, offrant ainsi la zone de capture nécessaire au sol. Le dispositif de cap d'enquête peut comprendre une caméra de télévision (TC) dotée d'un objectif à grand champ (WFL). Selon les tâches à résoudre, elle peut être rapidement remplacée ou complétée par une caméra thermique (TIC), une caméra numérique (DCC) ou un radar.

▪ Un dispositif de visualisation détaillée avec dispositif rotatif se compose d'un TC de visualisation détaillée avec un objectif à champ étroit (NFL) et d'un dispositif rotatif à trois coordonnées, qui garantit que la caméra tourne le long du parcours, du roulis et du tangage selon les commandes de l'opérateur. pour une analyse détaillée d'une zone spécifique du terrain. Pour garantir un fonctionnement dans des conditions de faible luminosité, le TC peut être complété par une caméra thermique (TIC) sur une matrice microbolométrique avec un objectif à champ étroit. Il est également possible de remplacer le TC par un DFA. Une telle solution permettra d'utiliser des drones pour la photographie aérienne lorsque l'axe optique du DFA est tourné vers le nadir.

▪ Les dispositifs de liaison radio pour les informations visuelles et télémétriques (émetteur et dispositif d'alimentation d'antenne) doivent assurer la transmission des informations visuelles et télémétriques en temps réel ou quasi réel vers la centrale en visibilité radio.

▪ Les dispositifs de liaison radio commande-navigation (récepteur et dispositif d'alimentation d'antenne) doivent assurer la réception des commandes de pilotage du drone et le contrôle de ses équipements en visibilité radio.

▪ Le dispositif d'échange d'informations de commande assure la diffusion des informations de commande et de navigation entre les consommateurs à bord du drone.

▪ Le dispositif d'échange d'informations assure la répartition des informations de vue entre des sources d'informations de vue embarquées, un émetteur de liaison radio d'informations de vue et un dispositif embarqué de stockage des informations de vue. Cet appareil permet également l'échange d'informations entre tous les appareils fonctionnels qui font partie de la charge cible du drone via l'interface sélectionnée (par exemple, RS-232). Grâce au port externe de cet appareil, avant le décollage du drone, la mission de vol est entrée et un contrôle intégré automatisé de pré-lancement est effectué sur le fonctionnement des principaux composants et systèmes du drone.

▪ Le système de navigation par satellite fournit une référence de coordonnées (référence topographique) du drone et des objets observés à l'aide des signaux du système mondial de navigation par satellite (GPS) GLONASS. Le système de navigation par satellite se compose d'un ou deux récepteurs (GLONASS/GPS) avec systèmes d'antennes. L'utilisation de deux récepteurs dont les antennes sont espacées le long de l'axe de construction du drone, permet de déterminer, outre les coordonnées du drone, la valeur de son angle de cap.

▪ L'ordinateur numérique de bord (ONDCM) assure le contrôle du complexe drone embarqué.

▪ Le dispositif de stockage des informations de vue assure l'accumulation des informations de vue sélectionnées par l'opérateur (ou en fonction de la mission de vol) jusqu'à l'atterrissage du drone. Ce dispositif peut être amovible ou permanent. Dans ce dernier cas, un canal doit être prévu pour récupérer les informations accumulées vers des appareils externes après l'atterrissage du drone. Les informations lues à partir du dispositif de stockage d'informations de vue permettent une analyse plus détaillée lors du déchiffrement des informations de vue reçues pendant le vol de l'UAV.

▪ L'alimentation électrique intégrée assure l'adaptation de la tension et de la consommation de courant de l'alimentation électrique de bord et des appareils inclus dans la charge utile, ainsi qu'une protection opérationnelle contre les courts-circuits et les surcharges dans le réseau électrique. Selon la classe du drone, la charge utile peut être complétée par différents types de radars, de capteurs pour la surveillance environnementale, radiologique et chimique. Le complexe de contrôle des drones est une structure complexe à plusieurs niveaux dont la tâche principale est d'assurer le déploiement du drone dans une zone donnée et l'exécution des opérations conformément à la mission de vol, ainsi que d'assurer la livraison des informations reçues par les moyens embarqués du drone jusqu'au point de contrôle.

Complexe de navigation et de contrôle des drones embarqués

Le complexe embarqué "Aist" est un moyen de navigation et de contrôle entièrement fonctionnel d'un véhicule aérien sans pilote (UAV) de conception aéronautique. Le complexe assure : la détermination des paramètres de navigation, des angles d'orientation et des paramètres de mouvement du drone (vitesses angulaires et accélérations) ; navigation et contrôle du drone lors d'un vol le long d'une trajectoire donnée ; stabilisation des angles d'orientation des drones en vol ; sortie vers le canal de transmission d'informations télémétriques sur les paramètres de navigation et les angles d'orientation du drone. L'élément central de l'Aist BC est un système de navigation inertielle (INS) de petite taille, intégré à un récepteur de système de navigation par satellite. Construit sur la base de capteurs microélectromécaniques (gyroscopes et accéléromètres MEMS) sur le principe d'un ANN strapdown, le système est un produit de haute technologie unique qui garantit une grande précision de navigation, de stabilisation et de contrôle des avions de toute classe. Le capteur de pression statique intégré permet une détection dynamique de l'altitude et de la vitesse verticale. Composition du complexe embarqué : centrale de navigation inertielle ; Récepteur SNS ; unité de pilote automatique ; Stockage des données de vol ; capteur de vitesse Dans la configuration de base, le contrôle s'effectue via les canaux suivants : ailerons ; ascenseur; gouvernail; commande de moteur. Le complexe est compatible avec le canal radio PCM (modulation par impulsions et codes) et permet de contrôler le drone à la fois manuellement à partir d'une télécommande standard et automatiquement, selon les commandes du pilote automatique. Les commandes de contrôle du pilote automatique sont générées sous la forme de signaux standard à modulation de largeur d'impulsion (PWM) adaptés à la plupart des types d'actionneurs. Caractéristiques physiques:

dimensions, mm : unité de pilote automatique - 80 x 47 x 10 ; INS – 98 x 70 x 21 ; Récepteur SNS - 30 x 30 x 10 ; poids, kg : unité de pilote automatique - 0,120 ; ANN - 0,160 ; Récepteur SNS - 0,03. Caractéristiques électriques : tension d'alimentation, V - 10...27 ; consommation électrique (max.), W - 5. Environnement : température, degrés C - de –40 à +70 ; vibration/choc, g - 20.

Contrôle : ports RS-232 (2) - réception/transmission de données ; Ports RS-422 (5) – communication avec des appareils externes ; Canaux PWM (12) - dispositifs de contrôle ; waypoints programmables (255) - points de virage d'itinéraire. Plages de fonctionnement : roulis - ±180° ; pas - ±90° ; cap (angle de déplacement) - 0...360 ; accélération - ±10 g ; vitesse angulaire - ±150°/sec

Système de contrôle de la position spatiale de systèmes d'antennes hautement directionnels dans des complexes de drones

Le véhicule aérien sans pilote (UAV) lui-même n'est qu'une partie d'un complexe complexe, dont l'une des tâches principales est de communiquer rapidement les informations reçues au personnel opérationnel du point de contrôle (CP). La capacité d'assurer une communication stable est l'un des les caractéristiques les plus importantes, qui déterminent les capacités opérationnelles du complexe de contrôle du drone et garantissent que les informations reçues par le drone sont communiquées en « temps réel » au personnel d'exploitation du centre de contrôle. Pour assurer la communication sur de longues distances et augmenter l'immunité au bruit grâce à la sélection spatiale, les systèmes d'antennes hautement directionnelles (AS) sont largement utilisés dans les systèmes de contrôle des drones, à la fois sur le PU et sur le drone. Le schéma fonctionnel du système de contrôle de position spatiale d'un haut-parleur hautement directionnel, qui assure l'optimisation du processus d'entrée en communication dans les complexes de contrôle des drones, est illustré à la Fig. 1.

Le système de contrôle pour haut-parleurs hautement directionnels (voir Fig. 1) comprend :

Il s'agit en fait d'un haut-parleur hautement directionnel dont les paramètres techniques radio sont sélectionnés en fonction des exigences pour assurer la portée de communication requise sur la liaison radio.

Servomoteur du haut-parleur, fournissant une orientation spatiale du motif du haut-parleur dans la direction de l'apparition attendue du rayonnement de l'objet de communication.

Un système de suivi directionnel automatique (ADT), qui fournit un suivi automatique stable d'un objet de communication dans la zone de capture sûre des caractéristiques de radiogoniométrie du système ASN.

Un dispositif de réception radio qui assure la formation d'un signal « Communication », indiquant la réception d'informations avec une qualité donnée.

Processeur de contrôle du système d'antenne, qui fournit une analyse de l'état actuel du système de contrôle du courant alternatif, la génération de signaux de commande du servomoteur pour assurer l'orientation spatiale du courant alternatif conformément à la mission de vol et à l'algorithme de balayage spatial, l'analyse de la présence de communication, l'analyse de la possibilité de transférer le servo variateur AC du mode « Contrôle externe » au mode « Contrôle externe » Suivi automatique », générant un signal pour faire passer le servo variateur AC au mode « Contrôle externe ».

Riz. 1. Schéma fonctionnel du système de contrôle de position spatiale d'un haut-parleur hautement directionnel dans les complexes de contrôle de drones

La tâche principale effectuée par le système de contrôle d'attitude d'un AS hautement directionnel est d'assurer un contact stable avec l'objet spécifié par la mission de vol.

Cette tâche est divisée en un certain nombre de sous-tâches :

Assurer l'orientation spatiale du motif de haut-parleur dans la direction d'apparition attendue du rayonnement de l'objet de communication et sa stabilisation spatiale pour le cas de l'emplacement de la station à bord de l'avion.

Expansion de la zone de capture stable du rayonnement d'un objet de communication grâce à l'utilisation d'un algorithme de balayage spatial discret avec une structure spatio-temporelle déterministe.

Transition vers le mode de suivi automatique stable d'un objet de communication par le système ASN lorsqu'un objet de communication est détecté.

Assurer la possibilité de rétablir la communication en cas de panne. Pour un algorithme de balayage spatial discret avec une structure spatio-temporelle déterministe, les caractéristiques suivantes peuvent être distinguées :

Le balayage du modèle de locuteur est effectué discrètement dans le temps et dans l'espace. Les mouvements spatiaux de l'AS DN pendant le balayage sont effectués de telle sorte qu'il ne reste aucune zone spatiale qui ne soit recouverte par la zone de capture sûre par le système ASN pendant tout le cycle de balayage (voir Fig. 2).

Fig.2. Un exemple d'organisation d'un balayage spatial discret dans les plans azimutal et d'élévation

Pour chaque position spatiale spécifique déterminée par l'algorithme de scanning, deux phases peuvent être distinguées : « Auto-tracking » et « External control ».

Dans la phase « Auto Tracking », le système ASN évalue la possibilité de recevoir le rayonnement de l'objet de communication pour la position spatiale sélectionnée du DSN.

Si le résultat de l'évaluation est positif : l'analyse spatiale s'arrête. Le système ASN continue de suivre automatiquement le rayonnement de l'objet de communication selon son algorithme interne. L'entrée du servomoteur AC reçoit des signaux de l'orientation spatiale du AC en fonction du relèvement actuel de l'objet de communication du système ASN X ASN (t). En cas de résultat négatif de l'évaluation : Le mouvement spatial du RCH AU est effectué vers la position spatiale suivante déterminée par l'algorithme de balayage.

Dans la phase « Contrôle externe », les signaux de commande du servomoteur AC sont générés à la sortie du processeur de contrôle du système d'antenne. Les composants du signal de servocommande fournissent :

X 0 – orientation spatiale initiale du modèle de locuteur en direction de l'objet de communication ; ∆X LA (t) – parer les évolutions spatiales de l'avion ; X ALG (t) – extension de la zone de capture stable du rayonnement de l'objet de communication du système ASN conformément à un algorithme de balayage spatial discret avec une structure spatio-temporelle déterministe.

En cas d'échec de communication, à partir de l'instant T SV=0 (perte du signal « COMMUNICATION »), le signal X ASN (T SV=0) est stocké dans le dispositif « Calcul et stockage », et est ensuite utilisé par le processeur de contrôle AC comme valeur attendue portant sur l'objet de communication. Le processus d’entrée en communication est répété comme décrit ci-dessus. En mode « Contrôle externe », le signal de commande du servomoteur du haut-parleur hautement directionnel via les canaux « cap », « pas » et « roulis » peut être enregistré

(1)

En mode « Auto Tracking », le signal de commande du servomoteur du haut-parleur hautement directionnel peut être enregistré

(2)

Le type spécifique de signaux de commande est déterminé par les caractéristiques de conception du servomoteur du système d'antenne.

Système inertiel de drone

Le point clé de la chaîne mentionnée est la « mesure de l’état du système », c’est-à-dire les coordonnées de localisation, la vitesse, l’altitude, la vitesse verticale, les angles d’orientation, ainsi que les vitesses angulaires et les accélérations. Dans le complexe de navigation et de contrôle embarqué, développé et fabriqué par TeKnol LLC, la fonction de mesure de l'état du système est assurée par un système intégré inertiel de petite taille (MINS). Composé de triades de capteurs inertiels, de gyroscopes micromécaniques et d'accéléromètres), ainsi que d'un altimètre barométrique et d'un magnétomètre triaxial, et combinant les données de ces capteurs avec les données du récepteur GPS, le système produit une solution de navigation complète basée sur les coordonnées et angles d'orientation. MINS développé par TeKnola est un système inertiel complet, qui implémente un algorithme INS strapdown intégré à un récepteur de système de navigation par satellite. C'est ce système qui contient le « secret » du fonctionnement de l'ensemble du complexe de contrôle des drones. En fait, trois systèmes de navigation fonctionnent simultanément sur un seul ordinateur en utilisant les mêmes données. Nous les appelons « plateformes ». Chacune des plateformes met en œuvre ses propres principes de contrôle, ayant ses propres fréquences « correctes » (basse ou haute). Le filtre maître sélectionne la solution optimale parmi l'une des trois plates-formes en fonction de la nature du mouvement. Cela garantit la stabilité du système non seulement dans les mouvements en ligne droite, mais également lors des virages, des virages non coordonnés et des rafales de vent croisées. Le système ne perd jamais l'horizon, ce qui garantit des réactions correctes du pilote automatique aux perturbations externes et une répartition adéquate des influences entre les commandes du drone.

Complexe de contrôle embarqué pour drone

Le complexe de navigation et de contrôle embarqué des drones comprend trois composants (Figure 1).

1. Système de navigation intégré ;

2. Récepteur du système de navigation par satellite

3. Module de pilote automatique.__

Le module de pilote automatique génère des commandes de contrôle sous forme de signaux PWM (modulés en largeur d'impulsion), conformément aux lois de contrôle intégrées dans son ordinateur. En plus de contrôler le drone, le pilote automatique est programmé pour contrôler les équipements embarqués :

Stabilisation de la caméra vidéo,

Déclencheur synchronisé en fonction de l'heure et du lieu

caméra,

Largage du parachute,

Larguer une charge ou échantillonner à un point donné

et d'autres fonctions. Jusqu'à 255 points de virage d'itinéraire peuvent être stockés dans la mémoire du pilote automatique. Chaque point est caractérisé par ses coordonnées, son altitude et sa vitesse de vol.

Pendant le vol, le pilote automatique fournit également des informations télémétriques au canal de transmission pour surveiller le vol du drone (Figure 2).

Qu’est-ce alors qu’un « quasi-pilote automatique » ? De nombreuses entreprises déclarent désormais équiper leurs systèmes d’un vol automatique utilisant « le plus petit pilote automatique du monde ».

L'exemple le plus illustratif d'une telle solution est celui des produits de la société canadienne Micropilot. Pour générer des signaux de contrôle, des données « brutes » sont utilisées ici - des signaux provenant de gyroscopes et d'accéléromètres. Une telle solution, par définition, n'est pas robuste (résistante aux influences extérieures et sensible aux conditions de vol) et, à un degré ou à un autre, n'est opérationnelle que lors de vols en atmosphère stable.

Toute perturbation extérieure importante (rafale de vent, courant ascendant ou poche d'air) se heurte à une perte d'orientation de l'avion et à un accident. Par conséquent, tous ceux qui ont déjà rencontré de tels produits ont tôt ou tard compris les limites de ces pilotes automatiques, qui ne peuvent en aucun cas être utilisés dans les systèmes de drones en série commerciaux.

Des développeurs plus responsables, se rendant compte qu'une véritable solution de navigation est nécessaire, tentent de mettre en œuvre un algorithme de navigation utilisant des approches de filtrage de Kalman bien connues.

Malheureusement, tout n'est pas si simple ici non plus. Le filtrage de Kalman n'est qu'un appareil mathématique auxiliaire et non une solution au problème. Par conséquent, il est impossible de créer un système robuste et stable en transférant simplement des appareils mathématiques standards vers des systèmes intégrés MEMS. Un réglage fin et précis pour une application spécifique est nécessaire. Dans ce cas, pour un objet ailé maniable. Notre système met en œuvre plus de 15 ans d’expérience dans le développement de systèmes inertiels et d’algorithmes d’intégration INS et GPS. D’ailleurs, seuls quelques pays dans le monde possèdent le savoir-faire en matière de systèmes inertiels. Ce

Russie, États-Unis, Allemagne, France et Grande-Bretagne. Derrière ce savoir-faire se trouvent des écoles scientifiques, de design et technologiques, et au moins

Il est naïf de penser qu'un tel système puisse être développé et fabriqué « à genoux » dans un laboratoire d'institut ou dans un hangar d'aérodrome. Une approche amateur, ici comme dans tous les autres cas, entraîne en fin de compte des pertes financières et une perte de temps. Pourquoi le vol automatique est-il si important par rapport aux problèmes résolus par les entreprises du complexe énergétique et énergétique ? Il est clair que la surveillance aérienne elle-même n’a pas d’alternative. La surveillance de l'état des pipelines et d'autres objets, les tâches de sécurité, de surveillance et de vidéosurveillance sont mieux résolues à l'aide d'avions. Mais réduire les coûts, assurer la régularité des vols, automatiser la collecte et le traitement des informations - ici, l'attention est à juste titre portée aux véhicules sans pilote, ce qui prouve le grand intérêt des spécialistes pour l'exposition et le forum en cours. Cependant, comme nous l'avons vu lors du salon, les systèmes sans pilote peuvent également être des systèmes complexes et coûteux qui nécessitent des services de support, de maintenance, d'infrastructure au sol et d'exploitation. Cela s'applique particulièrement aux complexes créés à l'origine pour résoudre des problèmes militaires et qui sont aujourd'hui hâtivement adaptés à des applications économiques. Arrêtons-nous séparément sur les questions opérationnelles. Contrôler un drone est une tâche réservée à un professionnel bien formé. Dans l'armée américaine, les pilotes actifs de l'Air Force deviennent opérateurs de drones après un an de formation et de formation. À bien des égards, c’est plus difficile que de piloter un avion, et on sait que la plupart des accidents d’avions sans pilote sont causés par une erreur du pilote-opérateur. Les systèmes de drones automatiques équipés d'un système de contrôle automatique à part entière nécessitent une formation minimale du personnel au sol, tout en résolvant les problèmes à grande distance de la base d'attache, sans contact avec la station au sol, dans toutes les conditions météorologiques. Ils sont faciles à exploiter, mobiles, rapidement déployés et ne nécessitent pas d’infrastructure au sol. On peut affirmer que les hautes performances des systèmes de drones équipés d'un canon automoteur à part entière réduisent les coûts d'exploitation et les besoins en personnel.

Systèmes de drones automatisés

Quels sont les résultats pratiques de l’utilisation d’un complexe embarqué avec une véritable centrale inertielle ? La société TeKnol a développé et propose à ses clients des systèmes de drones automatiques à déploiement rapide pour résoudre les problèmes de suivi et de surveillance aérienne. Ces systèmes sont présentés sur notre stand au salon.

Le pilote automatique, faisant partie du complexe de navigation et de contrôle embarqué, fournit

Vol automatique le long d'un itinéraire donné ;

Décollage et approche automatiques ;

Maintenir une altitude et une vitesse de vol données ;

Stabilisation des angles d'orientation ;

Contrôle logiciel des systèmes embarqués.

Drone opérationnel.

Le système de drone polyvalent est développé par Transas et est équipé du système de navigation et de contrôle TeKnola.

Le contrôle d'un petit drone étant la tâche la plus difficile, nous donnerons des exemples de fonctionnement du complexe de navigation et de contrôle embarqué pour un mini-UAV opérationnel d'une masse au décollage de 3,5 kg.

Lors de la photographie aérienne d'une zone, le drone vole le long de lignes à intervalles de 50 à 70 mètres. Le pilote automatique assure le suivi de l'itinéraire avec un écart ne dépassant pas 10-15 mètres à une vitesse de vent de 7 m/s (Figure 5).

Il est clair que le pilote-opérateur le plus expérimenté n’est pas en mesure d’assurer un contrôle aussi précis.

Riz. 5 : Itinéraire et trajectoire de vol d'un mini drone lors de l'arpentage de la zone

Le maintien d'une altitude de vol donnée est également assuré par le MINS, qui génère une solution globale basée sur les données du GPS, de l'altimètre barométrique et des capteurs inertiels. Lors d'un vol automatique le long de l'itinéraire, le complexe embarqué assure la précision du maintien de l'altitude à moins de 5 mètres (Figure 6), ce qui vous permet de voler en toute confiance à basse altitude et autour du terrain.

La figure 7 montre comment le canon automoteur fait sortir le drone d'un roulis critique de 65º, suite à l'exposition à une rafale de vent traversier pendant la manœuvre. Seul un véritable INS faisant partie du complexe de contrôle embarqué est capable de fournir une mesure dynamique des angles d'orientation des drones sans « perdre l'horizon ». Par conséquent, lors des tests et de l’exploitation de nos drones, aucun avion n’a été perdu alors qu’il volait sous contrôle du pilote automatique.

Une autre fonction importante du drone est le contrôle de la caméra vidéo. En vol, la stabilisation de la caméra frontale est assurée en testant les oscillations de roulis du drone à l'aide des signaux du pilote automatique et des données MINS. Ainsi, l'image vidéo est stable, malgré les fluctuations de roulis de l'avion. Dans les tâches de photographie aérienne (par exemple, lors de l'élaboration d'une carte aérienne de la zone de travail proposée), des informations précises sur les angles d'orientation, les coordonnées et l'altitude du drone sont absolument nécessaires pour corriger les photographies aériennes et automatiser l'assemblage des cadres.

Un système de photographie aérienne sans pilote est également en cours de développement par TeKnol LLC. Pour ce faire, la caméra numérique est modifiée et incluse dans la boucle de contrôle du pilote automatique. Les premiers vols devraient avoir lieu au printemps 2007. En plus des systèmes de drones à déploiement rapide mentionnés, le complexe de navigation et de contrôle des drones embarqués est exploité par SKB "Topaz" (UAV "Voron"), installé sur un nouveau drone développé par Transas (complexe de drones polyvalents "Dozor"), et est en cours de test sur un mini drone de Global Teknik (Turquie). Des négociations sont en cours avec d'autres clients russes et étrangers. Les informations présentées ci-dessus et, surtout, les résultats des essais en vol indiquent clairement que sans un complexe de contrôle embarqué à part entière équipé d'un véritable système inertiel, il est impossible de construire des systèmes de drones commerciaux modernes capables de résoudre les problèmes en toute sécurité et rapidement. , dans toutes les conditions météorologiques, avec des coûts minimes pour les services d'exploitation. De tels complexes sont produits en série par la société TeKnol.

conclusions

La composition envisagée de l'équipement embarqué du drone permet de résoudre un large éventail de tâches de surveillance du terrain et des zones difficiles d'accès pour l'homme dans l'intérêt de économie nationale. L'utilisation de caméras de télévision dans l'équipement embarqué permet, dans des conditions de bonne visibilité météorologique et d'éclairage, d'assurer une surveillance haute résolution et détaillée de la surface sous-jacente en temps réel. L'utilisation du DFA permet l'utilisation de drones pour la photographie aérienne dans une zone donnée avec une interprétation détaillée ultérieure. L'utilisation d'équipements TPV permet d'assurer une utilisation 24 heures sur 24 des drones, bien qu'avec une résolution inférieure à celle des caméras de télévision. Il est plus approprié d'utiliser des systèmes complexes, par exemple TV-TPV, avec formation d'une image de synthèse. Toutefois, de tels systèmes restent assez coûteux. La présence d'un radar à bord permet de recevoir des informations avec une résolution inférieure à celle de la TV et du TPV, mais 24 heures sur 24 et dans des conditions météorologiques défavorables. L'utilisation de modules remplaçables pour les dispositifs permettant d'obtenir des informations de visualisation vous permet de réduire les coûts et de reconfigurer la composition des équipements embarqués pour résoudre le problème dans des conditions d'application spécifiques. La capacité d'assurer une communication stable est l'une des caractéristiques les plus importantes qui déterminent les capacités opérationnelles du complexe de contrôle des drones. Le système proposé pour contrôler la position spatiale d'un haut-parleur hautement directionnel dans les complexes de contrôle de drones assure l'optimisation du processus d'entrée en communication et la possibilité de rétablir la communication en cas de perte. Le système peut être utilisé sur les drones, ainsi qu'aux points de contrôle au sol et dans les airs.

Livres d'occasion

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. - Fondamentaux de la conception de statoréacteurs pour véhicules aériens sans pilote.

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Caractéristiques tactiques et techniques des véhicules aériens sans pilote en service dans les unités d'une entité constitutive de la Fédération de Russie

Pour l'équipement technique du ministère russe des Situations d'urgence en véhicules aériens sans pilote, les entreprises russes ont développé plusieurs options ; examinons-en quelques-unes :

Drone ZALA 421-16E

est un avion sans pilote à longue portée (Fig. 1.) doté d'un système de contrôle automatique (pilote automatique), d'un système de navigation avec correction inertielle (GPS/GLONASS), d'un système de télémétrie numérique intégré, de feux de navigation, d'un trois -magnétomètre à axes, un module de maintien et de suivi actif de cible (« module AC »), une caméra numérique intégrée, un émetteur vidéo numérique à large bande de modulation C-OFDM, un modem radio avec un récepteur de système de navigation par satellite (SNS) » Diagonal AIR » avec la possibilité de travailler sans signal SNS (télémètre radio), un système d'autodiagnostic, un capteur d'humidité, un capteur de température, un capteur de courant, un capteur de température du système de propulsion, un largage de parachute, un amortisseur d'air pour protéger la charge cible lors de l'atterrissage et un émetteur de recherche.

Ce complexe est conçu pour la surveillance aérienne à tout moment de la journée jusqu'à une distance de 50 km avec transmission vidéo en temps réel. L'avion sans pilote résout avec succès les problèmes liés à la garantie de la sécurité et du contrôle d'objets stratégiquement importants, vous permet de déterminer les coordonnées de la cible et de prendre rapidement des décisions pour ajuster les actions des services au sol. Grâce au « module AS » intégré, le drone surveille automatiquement les objets statiques et en mouvement. En l'absence de signal SNS, le drone continuera à effectuer la tâche de manière autonome

Figure 1 – Drone ZALA 421-16E

Drone ZALA 421-08M

(Fig. 2.) Fabriqué selon le schéma «aile volante» - il s'agit d'un avion sans pilote à portée tactique avec pilote automatique, il possède un ensemble de fonctions et de modules similaires à ceux du ZALA 421-16E. Ce complexe est conçu pour la reconnaissance opérationnelle du terrain jusqu'à une distance de 15 km avec transmission vidéo en temps réel. Le drone ZALA 421-08M se distingue par son ultra-fiabilité, sa facilité d'utilisation, sa faible signature acoustique et visuelle et les meilleures charges cibles de sa catégorie. Cet avion ne nécessite pas de site de décollage et d'atterrissage spécialement aménagé du fait que le décollage s'effectue à l'aide d'une catapulte élastique, et effectue une reconnaissance aérienne dans diverses conditions météorologiques à tout moment de la journée.

Le transport du complexe avec le drone ZALA 421-08M jusqu'au lieu d'exploitation peut être effectué par une seule personne. La légèreté de l'appareil permet (avec une préparation appropriée) d'être lancé « à la main », sans utiliser de catapulte, ce qui le rend indispensable pour résoudre des problèmes. Le « Module AC » intégré permet à un avion sans pilote de surveiller automatiquement les objets statiques et en mouvement, tant sur terre que sur l'eau.

Figure 2 – Drone ZALA 421-08M

Drone ZALA 421-22

est un hélicoptère sans pilote à huit rotors, moyenne portée actions, avec un système de pilote automatique intégré (Fig. 3). La conception de l'appareil est pliable, en matériaux composites, ce qui garantit une livraison facile du complexe sur le lieu d'opération par n'importe quel véhicule. Cet appareil ne nécessite pas de site de décollage et d'atterrissage spécialement préparé en raison de son lancement et de son atterrissage verticalement automatiques, ce qui le rend indispensable lors de la reconnaissance aérienne dans des zones difficiles d'accès.

ZALA 421-22 est utilisé avec succès pour effectuer des opérations à tout moment de la journée : rechercher et détecter des objets, assurer la sécurité des périmètres dans un rayon allant jusqu'à 5 km. Grâce au « Module AC » intégré, l'appareil surveille automatiquement les objets statiques et en mouvement.

Fantôme 3 Professionnel

Représente la prochaine génération de quadricoptères DJI. Il est capable d’enregistrer des vidéos 4K et de sortir des vidéos HD dès la sortie de la boîte. La caméra est intégrée au cardan pour une stabilité et une efficacité de poids maximales lorsque taille minimale. En l'absence de signal GPS, la technologie Visual Positioning assure la précision du vol stationnaire.

Fonctions principales

Appareil photo et cardan : Le Phantom 3 Professional enregistre des vidéos 4K jusqu'à 30 ips et prend des photos de 12 mégapixels qui semblent plus nettes et plus nettes que jamais. Le capteur de caméra amélioré vous offre une plus grande clarté, niveau faible du bruit et de meilleures images que n'importe quelle caméra volante précédente.

Lien vidéo HD : faible latence, transmission vidéo HD, basée sur le système DJI Lightbridge.

Batterie de vol intelligente DJI : 4 480 mAh La batterie de vol intelligente DJI possède de nouvelles cellules et utilise un système de gestion de batterie intelligent.

Contrôleur de vol : contrôleur de vol de nouvelle génération, offre un fonctionnement plus fiable. Le nouvel enregistreur stocke les données de chaque vol et le positionnement visuel vous permet de survoler avec précision un point en l'absence de GPS.

Figure 4 – Drone professionnel Phantom 3

Drone Inspire 1

L'Inspire 1 est un nouveau multicoptère capable d'enregistrer des vidéos 4K et de transmettre des vidéos haute définition (jusqu'à 2 km) vers plusieurs appareils dès la sortie de la boîte. Equipée d'un châssis rétractable, la caméra peut pivoter librement à 360 degrés. La caméra est intégrée au cardan pour une stabilité et une efficacité de poids maximales avec une taille minimale. En l'absence de signal GPS, la technologie Visual Positioning assure la précision du vol stationnaire.

Fonctions principales

Appareil photo et cardan : capture des vidéos jusqu'à 4K et des photos de 12 mégapixels. Il y a de l'espace pour installer des filtres à densité neutre (ND) pour un meilleur contrôle de l'exposition. Le nouveau mécanisme de suspension vous permet de retirer rapidement la caméra.

Lien vidéo HD : faible latence, transmission vidéo HD, il s'agit d'une version avancée du système DJI Lightbridge. Il est également possible de le piloter depuis deux télécommandes.

Châssis : Le train d'atterrissage rétractable permet à la caméra de prendre des panoramas dégagés.

Batterie de vol intelligente DJI : 4 500 mAh utilise un système de gestion de batterie intelligent.

Contrôleur de vol : contrôleur de vol de nouvelle génération, offre un fonctionnement plus fiable. Le nouvel enregistreur stocke les données de chaque vol et le positionnement visuel vous permet de survoler avec précision un point en l'absence de GPS.

Figure 5 – Inspire 1 drone

Toutes les caractéristiques des drones listés ci-dessus sont présentées dans le tableau 1 (sauf Phantom 3 Professional et Inspire 1 comme indiqué dans le texte)

Tableau 1. Caractéristiques du drone

Une leçon sur la résolution de problèmes, en tenant compte des capacités des véhicules aériens sans pilote en service dans les unités de l'entité constitutive de la Fédération de Russie.

– détection d'urgence ;

– participation aux interventions d'urgence ;

– évaluation des dommages causés par les situations d'urgence.

Compte tenu de l'expérience de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote dans l'intérêt du ministère russe des Situations d'urgence, les généralisations suivantes peuvent être faites : – la faisabilité économique de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote est due à la facilité d'utilisation, à la capacité de décoller et d'atterrir sur tout territoire sélectionné ; – quartier général opérationnel reçoit des informations vidéo et photo fiables, qui vous permettent de gérer efficacement les forces et les moyens de localisation et d'élimination des urgences ; – la capacité de transmettre des informations vidéo et photo en temps réel aux points de contrôle permet d'influencer rapidement l'évolution de la situation et de prendre les bonnes décisions de gestion ; – la possibilité d'utilisation manuelle et automatique de véhicules aériens sans pilote. Conformément au Règlement « Sur le Ministère de la Fédération de Russie pour la protection civile, les situations d'urgence et les secours en cas de catastrophe », le ministère russe des Situations d'urgence gère le Système d'État unifié pour la prévention et l'élimination des situations d'urgence au niveau fédéral. L'efficacité d'un tel système est largement déterminée par le niveau de son équipement technique et la bonne organisation de l'interaction de tous ses éléments constitutifs. Résoudre le problème de la collecte et du traitement des informations dans le domaine de la protection civile, en protégeant la population et les territoires des situations d'urgence, en assurant la sécurité incendie, la sécurité des personnes à bord plans d'eau, outre l'échange de ces informations, il est conseillé d'utiliser de manière globale des moyens techniques spatiaux, aériens, terrestres ou de surface. Le facteur temps est extrêmement important lors de la planification et de la mise en œuvre des mesures visant à protéger la population et les territoires des situations d'urgence, ainsi qu'à assurer la sécurité incendie. De la réception en temps opportun des informations sur les urgences à la direction

L'utilisation de véhicules aériens sans pilote dans l'intérêt du ministère russe des Situations d'urgence est très pertinente. La technologie des avions sans pilote connaît un véritable essor. Des véhicules aériens sans pilote à des fins diverses, de configurations aérodynamiques diverses et présentant diverses caractéristiques tactiques et techniques volent dans l'espace aérien de divers pays. Le succès de leur utilisation est associé avant tout au développement rapide de la technologie informatique à microprocesseur, des systèmes de contrôle, de navigation, de transmission d'informations, intelligence artificielle. Les progrès dans ce domaine permettent de voler automatiquement du décollage à l'atterrissage, de résoudre les problèmes de surveillance de la surface de la terre (de l'eau) et de fournir aux véhicules aériens sans pilote militaires la reconnaissance, la recherche, la sélection et la destruction de cibles en conditions difficiles. Par conséquent, dans la plupart des pays industrialisés, le développement des avions eux-mêmes et de leurs centrales électriques est en cours sur un vaste front.

Actuellement, les véhicules aériens sans pilote sont largement utilisés par le ministère russe des Situations d'urgence pour gérer les situations de crise et obtenir des informations opérationnelles.

Ils sont capables de remplacer des avions et des hélicoptères lors de missions impliquant des risques pour la vie de leurs équipages et la perte éventuelle d'avions pilotés coûteux. Les premiers véhicules aériens sans pilote sont arrivés au ministère russe des Situations d'urgence en 2009. À l'été 2010, des véhicules aériens sans pilote ont été utilisés pour surveiller la situation des incendies dans la région de Moscou, en particulier dans les districts de Shatursky et Yegoryevsky. Conformément au décret du gouvernement de la Fédération de Russie du 11 mars 2010 n° 138 « Sur l'approbation des règles fédérales pour l'utilisation de l'espace aérien de la Fédération de Russie », on entend par véhicule aérien sans pilote un aéronef qui effectue un vol sans pilote (équipage) à bord et est contrôlé en vol automatiquement par un opérateur depuis le point de contrôle ou une combinaison de ces méthodes

Le véhicule aérien sans pilote est conçu pour résoudre les tâches suivantes :

– surveillance à distance sans pilote zones forestières aux fins de détection des incendies de forêt;

– surveillance et transmission de données sur la contamination radioactive et chimique du terrain et de l'espace aérien dans une zone donnée ;

exploration technique des zones d'inondations, de tremblements de terre et d'autres catastrophes naturelles ;

– détection et surveillance des embâcles et des crues des rivières ;

– surveiller l'état des autoroutes de transport, des oléoducs et gazoducs, des lignes électriques et d'autres objets ;

– surveillance environnementale des plans d'eau et du littoral ;

– détermination des coordonnées exactes des zones d'urgence et des installations touchées.

La surveillance s'effectue de jour comme de nuit, dans des conditions météorologiques favorables et limitées.

Parallèlement à cela, le véhicule aérien sans pilote permet de rechercher des équipements techniques ayant subi un accident (catastrophe) et des groupes de personnes disparus. La recherche s'effectue selon une mission de vol pré-saisie ou selon un itinéraire de vol rapidement modifié par l'opérateur. Il est équipé de systèmes de guidage, de systèmes radar embarqués, de capteurs et de caméras vidéo.

Pendant le vol, en règle générale, le contrôle d'un véhicule aérien sans pilote s'effectue automatiquement via un complexe de navigation et de contrôle embarqué, qui comprend :

– un récepteur de navigation par satellite qui permet de recevoir des informations de navigation provenant des systèmes GLONASS et GPS ;

– un système de capteurs inertiels qui permet de déterminer les paramètres d'orientation et de mouvement d'un véhicule aérien sans pilote ;

– un système de capteurs qui permet de mesurer l'altitude et la vitesse anémométrique ;

– différents types d'antennes. Le système de communication embarqué fonctionne dans la gamme de fréquences radio autorisée et assure la transmission des données de la carte au sol et du sol à la carte.

Les tâches liées à l'utilisation de véhicules aériens sans pilote peuvent être classées en quatre groupes principaux :

– détection d'urgence ;

– participation aux interventions d'urgence ;

– recherche et sauvetage des victimes ;

– évaluation des dommages causés par les situations d'urgence.

La détection d'urgence signifie une identification fiable du fait d'une urgence, ainsi que de l'heure et des coordonnées exactes du lieu où elle a été observée. La surveillance aérienne des territoires à l'aide de véhicules aériens sans pilote est effectuée sur la base de prévisions d'une probabilité accrue d'urgence ou sur la base de signaux provenant d'autres sources indépendantes. Cela peut impliquer de survoler des zones forestières dans des conditions météorologiques présentant un risque d'incendie. Selon la vitesse de propagation de la situation d'urgence, les données sont transmises en temps réel ou traitées après le retour du véhicule aérien sans pilote. Les données reçues peuvent être transmises via des canaux de communication (y compris par satellite) au siège de l'opération de recherche et de sauvetage, au centre régional du ministère russe des Situations d'urgence ou au bureau central du ministère russe des Situations d'urgence. Les véhicules aériens sans pilote peuvent être inclus dans les forces d'intervention d'urgence et peuvent également s'avérer extrêmement utiles, et parfois irremplaçables, lors des opérations de recherche et de sauvetage sur terre et en mer. Les véhicules aériens sans pilote sont également utilisés pour évaluer les dommages causés par les situations d'urgence dans les cas où cela doit être fait rapidement et avec précision, et sans risque pour la santé et la vie des équipes de secours au sol. Ainsi, en 2013, des véhicules aériens sans pilote ont été utilisés par des employés du ministère russe des Situations d'urgence pour surveiller les inondations dans le territoire de Khabarovsk. À l'aide de données transmises en temps réel, l'état des structures de protection a été surveillé pour éviter la rupture des barrages, ainsi que la recherche de personnes dans les zones inondées, suivie d'ajustements des actions des employés du ministère russe des Situations d'urgence.

Compte tenu de l'expérience de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote dans l'intérêt du ministère russe des Situations d'urgence, les généralisations suivantes peuvent être faites : – la faisabilité économique de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote est due à la facilité d'utilisation, à la capacité de décoller et d'atterrir sur tout territoire sélectionné ; – le quartier général opérationnel reçoit des informations vidéo et photo fiables, qui permettent de gérer efficacement les forces et les moyens de localisation et d'élimination des situations d'urgence ; – la capacité de transmettre des informations vidéo et photo en temps réel aux points de contrôle permet d'influencer rapidement l'évolution de la situation et de prendre les bonnes décisions de gestion ; – la possibilité d'utilisation manuelle et automatique de véhicules aériens sans pilote. Conformément au Règlement « Sur le Ministère de la Fédération de Russie pour la protection civile, les situations d'urgence et les secours en cas de catastrophe », le ministère russe des Situations d'urgence gère le Système d'État unifié pour la prévention et l'élimination des situations d'urgence au niveau fédéral. L'efficacité d'un tel système est largement déterminée par le niveau de son équipement technique et la bonne organisation de l'interaction de tous ses éléments constitutifs. Pour résoudre le problème de la collecte et du traitement des informations dans le domaine de la protection civile, de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence, d'assurer la sécurité incendie, la sécurité des personnes sur les plans d'eau, ainsi que d'échanger ces informations, il convient d'utiliser de manière globale l'espace équipements techniques basés, aéroportés, au sol ou en surface. Le facteur temps est extrêmement important lors de la planification et de la mise en œuvre des mesures visant à protéger la population et les territoires des situations d'urgence, ainsi qu'à assurer la sécurité incendie. L'ampleur des dommages économiques causés par la situation d'urgence et le nombre de citoyens touchés dépendent dans une large mesure de la réception en temps opportun des informations sur les situations d'urgence par la direction du ministère russe des Situations d'urgence à différents niveaux et de la réaction rapide à ce qui se passe. Parallèlement, afin de prendre des décisions de gestion opérationnelle appropriées, il est nécessaire de fournir des informations complètes, objectives et fiables, non déformées ou modifiées en raison de facteurs subjectifs. Ainsi, la poursuite de l'introduction de véhicules aériens sans pilote contribuera de manière significative à combler les lacunes en matière d'informations sur la dynamique des situations d'urgence. Une tâche extrêmement importante consiste à détecter la survenance d’une urgence. L'utilisation de véhicules aériens sans pilote à elle seule peut s'avérer très efficace dans le cas d'une situation d'urgence qui se développe lentement ou d'une situation d'urgence relativement proche des forces déployées et des moyens permettant de l'éliminer. Dans le même temps, en combinaison avec les données obtenues à partir d'autres moyens techniques spatiaux, au sol ou en surface, l'image réelle des événements à venir, ainsi que la nature et le rythme de leur développement, peuvent être présentés en détail. L'équipement technique du ministère russe des Situations d'urgence avec des systèmes robotiques prometteurs est une tâche urgente et extrêmement importante. Le développement, la production et la mise en œuvre de tels produits sont un processus plutôt complexe et à forte intensité de capital. Cependant, les coûts gouvernementaux liés à un tel équipement seront couverts par l'effet économique de la prévention et de l'élimination des situations d'urgence grâce à cette technologie. La Fédération de Russie subit des pertes économiques colossales à cause des seuls incendies de forêt annuels. Ainsi, pour moderniser la base technique du ministère russe des Situations d'urgence, un programme a été élaboré pour rééquiper les unités du ministère russe des Situations d'urgence avec des modèles modernes de machines et d'équipements pour 2011-2015. Une analyse de la réponse des organismes et des forces gouvernementales aux urgences fédérales liées au passage des inondations de l'été et de l'automne 2013 dans le District fédéral d'Extrême-Orient a souligné la pertinence de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote dans l'intérêt du ministère russe des Urgences. Situations. Dans ce contexte, il a été décidé de créer une division de véhicules aériens sans pilote. Parallèlement à cela, un certain nombre de problèmes doivent être résolus avant que les avions sans pilote ne se généralisent. Parmi eux, on peut souligner l'intégration des véhicules aériens sans pilote dans le système de trafic aérien de telle manière qu'ils ne présentent pas de menace de collision avec des avions pilotés, tant civils que militaires. Lors d'opérations de sauvetage spécifiques, les forces du ministère russe des Situations d'urgence ont le droit d'utiliser leurs moyens techniques pour effectuer les travaux nécessaires. À cet égard, il n'existe actuellement aucune restriction réglementaire stricte, encore moins d'interdiction, sur l'utilisation de véhicules aériens sans pilote dans l'intérêt du ministère russe des Situations d'urgence. Dans le même temps, les questions de réglementation juridique du développement, de la production et de l'utilisation de véhicules aériens sans pilote à des fins civiles en général n'ont pas encore été résolues.

– le premier tournant du parcours (le point de départ du parcours (IPM) est installé à côté du point de départ.

– la profondeur de la zone de travail doit être dans les limites d'une réception stable des signaux vidéo et des informations télémétriques du drone. (Profondeur de la zone de travail

– distance entre l'emplacement de l'antenne NSU et le point de virage éloigné maximum. La zone de travail est le territoire sur lequel le drone exécute un programme de vol donné.).

– La ligne de tracé, si possible, ne doit pas passer à proximité de lignes électriques à haute puissance et d'autres objets avec des niveaux élevés un rayonnement électromagnétique(stations radar, antennes d'émission-réception, etc.).

– La durée de vol estimée ne doit pas dépasser les 2/3 de la durée maximale déclarée par le constructeur.

– Au moins 10 minutes de vol doivent être prévues pour le décollage et l'atterrissage. Pour une inspection générale du territoire, le plus approprié est un itinéraire circulaire fermé. Les principaux avantages de cette méthode sont la couverture d'une vaste zone, l'efficacité et la rapidité de la surveillance, la possibilité d'étudier des zones de terrain difficiles d'accès, la planification relativement simple d'une mission de vol et le traitement rapide des résultats obtenus. L'itinéraire de vol doit assurer une couverture de l'ensemble de la zone de travail.

Pour une utilisation rationnelle des ressources énergétiques du drone, il est conseillé de tracer l'itinéraire de vol de manière à ce que la première moitié du vol du drone se déroule contre le vent.

Figure 2 – Construction d'un vol de route parallèle rectiligne.

Il est recommandé d'utiliser un itinéraire parallèle lors de la prise de photographies aériennes de zones de terrain. Lors de la préparation d'un itinéraire, l'opérateur doit tenir compte de la largeur maximale du champ de vision de la caméra du drone à une altitude de vol donnée. L'itinéraire est tracé de manière à ce que les bords du champ de vision de la caméra chevauchent les champs adjacents d'environ 15 à 20 %.

Figure 3 – Itinéraire parallèle.

Le survol d'un objet donné est utilisé lors de l'inspection d'objets spécifiques. Largement utilisé dans les cas où les coordonnées d'un objet sont connues et où une clarification de son état est requise.

Figure 4 – Voler autour d'un objet donné

Lors de l'inspection des feux de forêt actifs, l'exploitant détermine la direction principale de propagation du feu, la présence d'un risque de propagation du feu aux installations économiques et colonies, la présence de sources individuelles de combustion, les zones particulièrement dangereuses en termes d'incendie, les endroits où l'incendie traverse des bandes minéralisées et, si possible, identifie l'emplacement des personnes et des équipements impliqués dans l'extinction de l'incendie afin de déterminer le placement correct de ceux-ci au bord du feu. Simultanément à la réception des informations vidéo, les représentants du service forestier prennent des décisions sur les méthodes tactiques d'extinction et la manœuvre des ressources humaines et techniques. Les limites naturelles pour arrêter l'incendie, les routes d'accès (approches) à l'incendie et une section de la lisière (routes, sentiers, lacs, ruisseaux, rivières, ponts) sont délimitées.

Exemple d'application de drone

En avril 2011, trois hélicoptères sans pilote HE300 ont été utilisés pour effectuer une surveillance visuelle de la centrale nucléaire endommagée de Fukushima. Ces drones sont équipés d'une caméra vidéo professionnelle, d'une caméra thermique, de divers capteurs pour les mesures et la prise de vue, et disposent également d'un réservoir pour pulvériser divers liquides. Les résultats de la prise de vue vidéo à partir d'un drone sont présentés sur la Fig. 5.6.

Figure 5.6 – Centrale nucléaire japonaise après un accident avec un drone.

En février 2014, les drones ZALA ont permis aux équipes d'EMERCOM dans la région de Kirov de garder la situation sous contrôle lors d'un incendie dans une gare ferroviaire (un train contenant des condensats de gaz a déraillé et a pris feu), de concentrer les forces avec compétence pour l'évacuation en toute sécurité des résidents et liquidation des conséquences de l'incident. Une surveillance aérienne de la zone d'urgence a été réalisée de jour comme de nuit, éliminant totalement le risque pour la vie de la population et de l'équipe de secours. Photos du lieu. Les crashs filmés par le drone sont présentés sur la figure 7.

Figure 7 – Incendie dans une gare, filmé par une caméra drone.

Le système de drone ZALA a été utilisé pour surveiller les inondations en Extrême-Orient en 2013. Le détachement moscovite "Tsentrospas" a envoyé à Khabarovsk un complexe d'avions sans pilote, qui ont volé de jour comme de nuit, informant les détachements au sol des zones inondées et de la localisation des personnes en détresse.

Figure 8 – Aperçu de la zone inondable

À la fin de la prochaine exposition « Systèmes polyvalents sans pilote » - UVS-TECH 2009, tous les lecteurs intéressés se verront proposer un aperçu des systèmes aériens sans pilote de type avion russe. Il s'agit peut-être de la liste la plus complète de projets de drones, qu'ils soient mis en œuvre précédemment ou sur lesquels des travaux sont actuellement en cours. Les drones sont systématisés par masse et par portée.

En Russie, une douzaine de grandes et petites entreprises travaillent dans le domaine de la création de complexes avec des drones. En règle générale, tous les développeurs s'orientent vers la création d'un large éventail de complexes multifonctionnels capables d'effectuer diverses tâches. En conséquence, les clients potentiels se voient proposer de nombreux échantillons de drones essentiellement identiques qui résolvent des problèmes similaires.

Malheureusement, en Russie, il n'existe pas de classification acceptée des drones. Classer ceux existants ce moment Il n'est pas tout à fait possible de produire des échantillons et des projets de drones sur le marché intérieur en utilisant les catégories de l'UVS International Unmanned Systems Association. En outre, des problèmes surviennent lors de l'interprétation par les développeurs russes de certaines caractéristiques, par exemple la portée du drone. Pour systématiser les systèmes de drones actuellement disponibles en Russie, la classification suivante est proposée, basée sur la masse au décollage et/ou la portée.

Micro et mini drones à courte portée

La classe des appareils et complexes miniatures ultra-légers et légers basés sur ceux-ci avec une masse au décollage allant jusqu'à 5 kg a commencé à apparaître en Russie relativement récemment, mais est déjà assez largement représentée. Les drones sont destinés à une utilisation opérationnelle individuelle à courte distance, jusqu'à 25...40 km. Ils sont faciles à utiliser et à transporter, sont pliables et se positionnent comme « portables » ; ils sont généralement lancés à la main.

La société Unmanned Systems d'Ijevsk travaille activement dans le domaine de la création de drones de ce type. Il s'agit notamment du drone de surveillance ultra-léger ZALA 421-11, dont le premier vol a été effectué en 2007. L'ensemble du complexe rentre dans un boîtier de taille standard. En termes de charge cible définie, l'appareil est identique à un autre modèle -. Ce complexe portable de petite taille comprend deux drones, une station de contrôle et un conteneur à dos pour le transport. De plus, la masse totale du complexe n'est que de 8 kg. Pour la surveillance, une unité remplaçable (TV, caméras IR, caméra) est utilisée. À l'été 2008, des vols d'essai de la modification du navire ont été effectués à bord d'un brise-glace pour effectuer des reconnaissances et rechercher des objets sur l'eau. Conformément aux exigences du service des gardes-frontières, la société a récemment développé un drone léger ZALA 421-12 avec une durée de vol accrue. L'appareil permet l'observation à l'aide d'une caméra gyrostabilisée à part entière sur deux axes avec la possibilité de visualiser l'hémisphère inférieur et avec un zoom optique de 26 fois. Le drone est capable de surveiller de jour comme de nuit. La navigation s'effectue à l'aide de signaux GPS/GLONASS.

La société Kazan "ENICS" représente dans cette classe toute une famille d'appareils et de complexes, pour lesquels le . Il s'agit d'un drone destiné à l'observation à distance d'objets et à la surveillance des conditions du sol. L'appareil est fabriqué selon la conception « aile volante » avec des consoles rabattables ; un moteur électrique avec une hélice poussante est situé dans la partie arrière. Le drone peut être équipé d'une large gamme d'équipements de surveillance, notamment un système TV stabilisé, une caméra, etc.). L'ensemble du complexe peut être transporté dans des conteneurs à dos ou par route. Le développement de la version de base s'est achevé en 2003 et sa production a commencé en 2004. En 2008, un essai d'exploitation du complexe a été réalisé à la station polaire SP-35 en collaboration avec le Centre scientifique d'État de la Fédération de Russie AARI. La version civile de l'Aileron s'appelle T25. Charge utile – système TV stabilisé (dans la modification T25D), caméra IR (T25N) ou caméra. Un développement du T23 est la famille de drones des types Eleron-3 et Gamayun-3. Leur création a été annoncée en 2008. Le drone Eleron-3 devrait être créé en au moins sept modifications, différant principalement par la charge cible, qui peut inclure un téléviseur, une caméra IR, une caméra, un répéteur, une station RTR et un brouillage. Lors de la simulation de cibles aériennes, des lentilles Luneberg et des émetteurs IR peuvent être installés. La navigation s'effectue à l'aide de signaux GPS/GLONASS. Le poste de contrôle est unifié avec le complexe Eleron-10 (T10). Sur la base de l'appareil de type Aileron, l'OJSC Irkut a créé un complexe de télédétection aéronautique "". En 2007, le drone a été accepté pour fourniture au ministère des Situations d'urgence de la Fédération de Russie.

SKB Topaz propose son système de surveillance à distance portable. Il comprend le drone Lokon de petite taille. La charge utile comprend des caméras TV, IR et caméra. La composante terrestre du complexe comprend un centre de contrôle, recevant et traitant des informations et des conteneurs pour transporter des drones. La production est réalisée à l'usine mécanique expérimentale d'Istra (IEMZ).

Les micro-et mini-UAV incluent également un certain nombre de développements propres à l’IEMZ. Les spécialistes de l’usine ont notamment développé un drone de base « Istra-010 » pesant 4 kg pour la reconnaissance photographique aérienne. L'entreprise a fabriqué cinq ensembles de drones de ce type pour des opérations militaires d'essai et les a transférés au ministère russe de la Défense. Le complexe comprend station au sol et deux avions. En 2008, l'entreprise créait un véhicule de reconnaissance photographique pesant 2,5 à 3 kg, qui est une version légère d'un drone précédemment construit pesant 4 kg.

Le Centre de recherche, de production et de conception Novik-XXIe siècle est reconnu depuis longtemps pour ses développements dans le domaine des systèmes sans pilote. L'un des systèmes développés par la société est le complexe BRAT UAV. Il comprend un véhicule sans pilote de petite taille pesant 3 kg. La charge cible standard est de deux caméras TV ou d'un appareil photo numérique.

À ce jour, la gamme de systèmes sans pilote de la société innovante russe Aerocon comprend trois appareils de la série Inspector. Deux d’entre eux appartiennent à la classe des mini-UAV, et le « plus jeune » est proche de la classe « micro ». Les complexes sont conçus pour résoudre diverses tâches de surveillance, y compris dans des conditions difficiles et exiguës, en milieu urbain.

L'un des développements « frais » dans le domaine des systèmes de mini-classe est le complexe de drones T-3, créé par la société Rissa. Le drone T-3 est conçu pour être utilisé dans des tâches de vidéosurveillance de jour comme de nuit, pour la photographie aérienne et pour être utilisé comme support de répéteur de signal radio. Le complexe est actuellement en cours de test d'échantillons de pré-production et de mise au point des équipements au sol.

Drones légers à courte portée

La classe des drones légers à courte portée comprend des appareils légèrement plus grands - dans la plage de masse de 5 à 50 kg. Leur rayon d'action est compris entre 10 et 70 km.

La société Novik-XXI Century propose le complexe sans pilote "GRANT" dans cette classe. Il se compose d'un poste de travail automatisé de base sur le châssis UAZ-3741, d'un transport et d'un lanceur sur le châssis UAZ-3303 et de deux drones Grant. Les véhicules sans pilote ont une masse de 20 kg.

Le drone ZALA 421-04 propose des « systèmes sans pilote ». L'appareil est fabriqué selon la conception « aile volante » avec une hélice poussante. Le drone est équipé d'un système de contrôle automatique qui permet de définir un itinéraire, de contrôler et d'ajuster le vol en temps réel. La charge utile est une caméra vidéo couleur sur une plateforme gyrostabilisée. Depuis 2006, le complexe approvisionne le ministère de l'Intérieur de la Fédération de Russie.

Lors du salon UVS-TECH 2008, ENIKS CJSC a annoncé pour la première fois la création de deux systèmes de surveillance basés sur le drone T10, adaptés à des tâches spécifiques - Eleron-10 et Gamayun-10. Dans le complexe Eleron-10, il est possible d'utiliser des drones dans plusieurs variantes de charge cible, notamment avec un téléviseur, une caméra IR, une caméra, un répéteur, une station RTR et un brouillage. En 2007-2008 Le complexe Eleron-10 a subi un cycle d'essais en vol. Il existe un appareil similaire dans la gamme de drones de la société Irkut. Le complexe Irkut-10 se compose de deux drones, moyens de terre de contrôle et de maintenance, équipé d'une ligne de communication avec deux canaux numériques sécurisés de contrôle et de transmission de données. La production en série est en préparation.

Une autre « idée originale » d'ENIKS CJSC est le drone T92 Lotos. Il est conçu pour délivrer une charge ciblée sur une zone donnée ou effectuer une surveillance. Des caméras TV et/ou IR peuvent être utilisées comme charges utiles. Le drone a participé aux exercices de recherche des forces terrestres sur le terrain d'entraînement Alabinsky du district militaire de Moscou et aux exercices du ministère des Situations d'urgence de la République du Tatarstan en 1998. Le complexe est actuellement en service. Ce drone est aérodynamiquement similaire au drone de petite taille T90 (T90-11), conçu pour la surveillance du terrain, la recherche opérationnelle et la détection d'objets au sol. Sa particularité réside dans le fait qu'il est utilisé dans le cadre du Smerch MLRS. Le réglage des tirs MLRS effectué par l'appareil à une portée allant jusqu'à 70 km réduit les erreurs de tir et réduit la consommation d'obus. Charge utile - Caméra TV. Une fois plié, le drone est placé dans un conteneur spécial et tiré à l'aide d'une fusée standard de 300 mm. Selon les données disponibles, le complexe est actuellement testé dans l'intérêt du ministère russe de la Défense.

De plus, dans cette classe, ENIKS développe un complexe de visualisation à distance avec un drone léger T21. Charge utile : caméra de télévision. La conception du drone lui permet d'être transporté dans un petit conteneur. Il existe un projet de drone T24 conçu pour la surveillance à distance du terrain et la transmission d'images photo et vidéo à un point de contrôle au sol. Sa disposition est similaire à celle du drone Eleron. La charge utile est standard - système TV/IR.

Le bureau de conception de Rybinsk "Luch" a créé plusieurs drones pour le complexe de reconnaissance aérienne de Tipchak. Le plus « avancé » d’entre eux est le UAV-05. Ses tests d'État se sont achevés en 2007 et sa production en série a débuté en 2008. Le drone est capable de rechercher des objets et de transmettre des données en temps réel à une station de contrôle au sol à tout moment de la journée. La charge utile est une caméra TV/IR combinée à double spectre, qui peut être remplacée par un équipement photographique. En plus du UAV-05, la société a annoncé il y a quelque temps deux autres appareils destinés à être utilisés dans un complexe. L'un d'eux est le BLA-07, un drone tactique de petite taille. La charge cible est une caméra ou une caméra combinée TV/IR à double spectre. Sa conception a commencé en 2005. Le prochain appareil est le BLA-08. Il s'agit d'un drone à basse vitesse avec une longue durée de vol. Il est destiné à être utilisé dans systèmes de renseignement dans l'intérêt de divers types de forces armées et de branches militaires.

Drones légers à moyenne portée

Un certain nombre de modèles nationaux peuvent être classés comme drones légers à moyenne portée. Leur poids varie de 50 à 100 kg.

Il s'agit notamment du drone polyvalent T92M Chibis, créé par ENIKS OJSC. L'appareil est presque complètement unifié sur le plan aérodynamique avec les cibles aériennes E95M et E2T produites commercialement. Les caméras TV et IR peuvent être utilisées comme charges utiles. Le système de propulsion est un moteur à pistons au lieu du M135 PuVRD. Le complexe est au stade de préparation à l’exploitation.

Récemment, la société Unmanned Systems a créé un nouveau drone ZALA 421-09, conçu pour surveiller la surface de la terre et a une longue durée de vol de 10,5 heures. Il est équipé d'un châssis à skis ou à roues. Charge cible – TV, caméra IR, caméra sur plateforme gyrostabilisée.

Les développements de la société Transas sont très intéressants - les drones Dozor-2 et Dozor-4. Les deux appareils ont une disposition similaire. Le drone Dozor-2 est utilisé pour surveiller les installations économiques et militaires, livrer le fret nécessaire, patrouiller les frontières et réaliser une cartographie numérique. Sa charge utile est une caméra numérique automatique, des caméras vidéo haute résolution à vue frontale et latérale et un système IR à courte et longue portée. L'ensemble du complexe est situé sur la base d'un véhicule tout-terrain. La création du complexe a débuté en 2005. cette année il a été testé dans l'intérêt du service des gardes-frontières et plusieurs ensembles ont été commandés par l'une des compagnies pétrolières russes pour surveiller les oléoducs. "Dozor-4" est une modification du drone "Dozor-2". Un lot de ces drones, composé de 12 appareils, a déjà été mis en production pour effectuer des tests militaires dans l'intérêt du service des frontières du FSB de la Fédération de Russie.

La classe considérée comprend également le complexe Stroy-P, plutôt ancien, développé par l'Institut de recherche scientifique Kulon de Moscou avec le drone Pchela-1T. Actuellement, le complexe a été modernisé (« Stroy-PD ») en termes d'utilisation 24 heures sur 24. En outre, il est prévu d’introduire à l’avenir d’autres drones dans sa composition.

Drones moyens

La masse au décollage des drones de taille moyenne varie de 100 à 300 kg. Ils sont destinés à être utilisés à des distances de 150 à 1 000 km.

ENIKS JSC a créé le drone polyvalent M850 Astra dans cette classe. Son objectif principal est de l'utiliser comme cible aérienne réutilisable pour l'entraînement des équipages de défense aérienne. Cependant, il peut également être utilisé pour effectuer des travaux liés à la surveillance opérationnelle de la surface terrestre. A cet effet, il est possible d'installer des équipements cibles supplémentaires. L'appareil est intéressant car il dispose d'un lancement aérien, qui peut être effectué depuis l'élingue externe d'un avion ou d'un hélicoptère. La disposition du nouveau drone longue portée T04 est similaire à celle de la cible aérienne réutilisable E22/E22M Bertha. Le développement d’un dispositif conçu pour la surveillance multispectrale a débuté en 2006.

Pour la première fois au salon UVS-TECH-2007, le nouveau drone Berkut pour la surveillance opérationnelle des territoires et des objets a été présenté. Développeur : JSC Tupolev. L'appareil a une longue durée de vol. Charge cible – caméras TV et IR, capteurs de surveillance, ligne de transmission de données radio et équipement de télémétrie. En 2007, une proposition technique pour ce drone a été élaborée.

Parmi les systèmes envisagés figure également le complexe de télédétection Irkut-200. Le complexe comprend deux drones, une station de contrôle au sol et des équipements de maintenance. Charge utile – caméra TV, caméra thermique, radar et appareil photo numérique. Actuellement, le complexe est en phase de développement et de test.

Récemment, NPO im. S.A. Lavochkin a présenté l'un de ses projets de drones de télédétection - La-225 "Komar". Lors d'un vol long et à grande distance, il est capable de transmettre des informations vidéo en temps réel vers un point au sol. Le lancement, l'atterrissage et le contrôle s'effectuent depuis un complexe terrestre mobile. Le drone est en phase de développement et de test. Le prototype a été présenté pour la première fois au MAKS-2007.

Istra-Aero a développé au moins deux variantes de drones pesant entre 120 et 130 kg. Il s'agit d'un drone multifonctionnel et d'un drone de guerre électronique («Binom»). Le dernier d’entre eux, selon le communiqué de la société, est en cours d’essais en vol dans le cadre du complexe de guerre électronique. Il est conçu pour interférer avec les radars de défense antimissile ou les systèmes de navigation par satellite. Les stations de brouillage sont fournies par Aviaconversion. La navigation s'effectue sans utilisation de systèmes satellites GPS/GLONASS. Le projet se développe, sa création est conçue depuis longtemps.

Drones mi-lourds

Les drones mi-lourds ont une autonomie similaire à celle de la classe précédente de drones, mais ont une masse au décollage légèrement plus élevée - de 300 à 500 kg.

Cette classe devrait inclure les « descendants » de la cible aérienne « Dan », créée par le bureau de conception de Kazan « Sokol ». Il s'agit du complexe de surveillance environnementale de Dunham, conçu pour résoudre les problèmes de surveillance, de surveillance et de protection d'objets de grande superficie et étendue sur la surface de la terre et de l'eau. Il se compose d'un drone (un ou plusieurs), d'un point de contrôle au sol mobile, ainsi que d'équipements de soutien au sol. Le système de contrôle est combiné (logiciel et commande radio). L'équipement cible est un système opto-électronique avec chaînes TV et imagerie thermique. Le projet est actuellement en phase de test des systèmes. La même société propose le complexe de véhicules aériens sans pilote Dan-Baruk, conçu pour la reconnaissance aérienne. Il est intéressant dans la mesure où il a la capacité de frapper des cibles individuelles. Le drone a une longue durée de vol et une longue altitude. Le complexe comprend également un ou plusieurs véhicules sans pilote, un poste de contrôle au sol mobile et des équipements de soutien au sol. Charge utile – système de surveillance et de visée, armes embarquées (deux conteneurs avec éléments de combat à visée automatique et à fragmentation cumulative). La mise en œuvre du projet est en phase de R&D.

Le système aéronautique de contrôle et d'inspection à distance avec le drone de reconnaissance "Hummingbird" a été développé par M.A.K. Il est conçu pour effectuer des reconnaissances dans l'intérêt de divers types de troupes en profondeur tactique et opérationnelle-tactique. Le complexe comprend un UAV-O (enquête) et un UAV-R (répéteur), une station au sol pour le contrôle à distance, la réception et le traitement des informations sur la cible, une station pour la conduite et l'atterrissage du drone sur la piste. Le drone est censé être équipé de divers équipements de reconnaissance - une caméra de télévision ou un équipement d'imagerie thermique placé sur une plate-forme stabilisée. Le transfert d'informations s'effectue en temps réel. Il est indiqué que des revêtements radio-absorbants sont utilisés dans la conception du drone. Le premier vol a été effectué en 2005.

Un nouveau développement de l'Institut de recherche Kulon est le complexe de surveillance aérienne avec le drone Aist. L'appareil, contrairement aux autres drones, dispose de deux moteurs à pistons avec des hélices de traction sur l'aile. Le point de base du complexe peut non seulement traiter les informations provenant du drone, mais également assurer l'échange d'informations avec les consommateurs externes. Charge utile – équipement de ligne à double spectre (TV/IR), radar à synthèse d'ouverture embarqué, enregistreur d'informations embarqué, liaison radio. Pour une observation détaillée, un système opto-électronique gyrostabilisé composé de caméras TV et IR combinées et d'un télémètre laser peut être utilisé. La version militaire est désignée « Julia ». Le drone peut être intégré dans d'autres complexes avec un drone d'un type différent.

Récemment, Transas et R.E.T. Cronstadt" ont annoncé leur développement prometteur- un complexe avec un drone lourd de moyenne altitude et de longue durée de vol «Dozor-3». Il est conçu pour collecter des informations sur des objets étendus et de zone situés à une distance considérable de l'aérodrome, dans des conditions météorologiques simples et défavorables, de jour comme de nuit. La charge utile du drone peut comprendre divers ensembles d'équipements, notamment des caméras vidéo à vue avant et latérale, une caméra thermique, un radar à synthèse d'ouverture à vue avant et latérale, un système automatique. appareil photo numérique haute résolution. Le transfert d'informations de haute qualité se fera en temps réel. Le complexe sera équipé d'un système de contrôle combiné avec modes de contrôle autonome et de pilotage à distance.

Drones lourds à moyenne portée

Cette classe comprend les drones d'un poids en vol de 500 kg ou plus, destinés à être utilisés à des distances moyennes de 70 à 300 km.

Dans la classe « lourde », OAO Irkut développe le complexe de télédétection aéronautique Irkut-850. Il est conçu à la fois pour le suivi et la livraison des marchandises. Son originalité réside dans sa capacité à effectuer à la fois des vols sans pilote et des vols habités, puisqu'il est créé sur la base du motoplaneur Stemme S10VT. La charge utile du drone est une caméra TV, une caméra thermique, un radar et une caméra numérique. Le passage d'une version habitée à une version télécommandée ne nécessite pas de travaux particuliers. Les caractéristiques distinctives sont le multitâche, l'utilisation de diverses charges utiles, les faibles coûts d'exploitation et de cycle de vie et l'autonomie. Les tests sont terminés et la production en série est préparée.

Un autre représentant de cette classe est le complexe multifonctionnel de surveillance de l'aviation «Nart» (A-03). Développeur - LLC Centre de recherche et de production Antigrad-Avia. Il se distingue également par sa capacité à livrer des marchandises. Options d'exécution - stationnaire ou mobile. L'ensemble des équipements de surveillance peut varier. Le complexe est destiné à être utilisé dans l'intérêt de Roshydromet, du ministère des Situations d'urgence, du ministère des Ressources naturelles, des forces de l'ordre, etc.

Le drone Tu-243, qui fait partie du complexe de reconnaissance photo et TV Reis-D, peut être classé dans cette classe. Il s'agit d'une version modernisée du drone Tu-143 "Flight" et en diffère par une composition d'équipements de reconnaissance entièrement mise à jour, un nouveau système de vol et de navigation, une réserve de carburant accrue et quelques autres fonctionnalités. Le complexe est en service dans l'armée de l'air russe. Actuellement, une modernisation plus poussée du drone est proposée dans les variantes du drone de reconnaissance Reis-D-R et du drone d'attaque Reis-D-U. Dans la version choc, il peut être équipé d'un système de visée et d'un système de conduite de tir. L'armement peut être constitué de deux blocs KMGU à l'intérieur du compartiment cargo. En 2007, l'intention a été annoncée de « réanimer » le projet d'un système sans pilote polyvalent opérationnel-tactique avec le drone Tu-300 « Korshun », conçu pour résoudre un large éventail de tâches de reconnaissance, en frappant des cibles au sol et en relayant des signaux. Charge utile – équipement de reconnaissance électronique, radar latéral, caméras, caméras IR ou armes d'avion sur la bretelle externe et dans le compartiment interne. Les améliorations devraient porter sur l'amélioration des performances et l'utilisation de nouveaux équipements. Il est prévu d'élargir la gamme d'armes utilisées et d'inclure des bombes aériennes conventionnelles et réglables, des grenades sous-marines et des missiles guidés air-sol.

Drones lourds avec une longue durée de vol

La catégorie des véhicules sans pilote de longue durée, très demandée à l'étranger, qui comprend les drones américains Predator, Reaper, Global Hawk, les drones israéliens Heron, Heron TP, est complètement vide dans notre pays. JSC Sukhoi Design Bureau rend périodiquement compte de la poursuite des travaux sur un certain nombre de complexes à longue portée de la série Zond. Ils devaient être utilisés pour la surveillance dans les domaines radar et optique-électronique, ainsi que pour résoudre les problèmes de contrôle du trafic aérien et relayer les canaux de communication. Cependant, il semble que ces projets soient menés avec lenteur et que les perspectives de leur mise en œuvre soient assez vagues.

Avion de combat sans pilote (UCA)

Actuellement, des travaux sont activement en cours dans le monde entier pour créer des drones prometteurs capables de transporter des armes à bord et conçus pour frapper des cibles fixes et mobiles au sol et en surface face à la forte opposition des forces de défense aérienne ennemies. Ils se caractérisent par une autonomie d'environ 1 500 km et un poids de 1 500 kg. À ce jour, deux projets ont été présentés dans la classe BBS en Russie.

Ainsi, JSC OKB im. COMME. Yakovleva" travaille sur une famille unifiée de drones lourds "Proryv". Il utilise largement les unités et les systèmes de l'avion d'entraînement au combat Yak-130. Dans le cadre de la famille en cours de développement, il est prévu de créer le drone d'attaque Proryv-U. Il est prévu que l'appareil soit fabriqué selon une conception « à aile volante » à profil bas avec placement interne de la charge de combat.

Un autre projet de cette catégorie est le système de surveillance aéroportée Skat du constructeur aéronautique russe MiG. En 2007, une maquette grandeur nature de ce BBS a été présentée. Ce drone de combat lourd prometteur est également conçu selon une conception furtive d’« aile volante » sans unité de queue avec une prise d’air montée sur le dessus. L'arme est placée dans les compartiments internes de l'appareil.

Conclusion

Environ la moitié des systèmes de drones existants et conçus en Russie appartiennent aux premières catégories, c'est-à-dire les plus légers. Cela s'explique par le fait que le développement de ces appareils nécessite le moins d'investissement financier.

Le remplissage des deux dernières catégories est assez conditionnel. Comme indiqué ci-dessus, le créneau des drones lourds à longue durée de vol est pratiquement vide. Peut-être que cette circonstance a incité nos militaires à prêter attention aux développements des sociétés étrangères. Quant aux drones de combat, leur création relève d’un avenir encore plus lointain.

Véhicule aérien sans pilote polyvalent(UAV) fait référence à la technologie aéronautique, en particulier aux véhicules aériens sans pilote à décollage et atterrissage verticaux. Le but du modèle d'utilité est d'augmenter la marge de stabilité et d'élargir les caractéristiques techniques. Le résultat technique qui peut être obtenu en utilisant le modèle d'utilité est d'élargir le champ d'application d'un drone polyvalent en plaçant des équipements spéciaux, notamment pour l'évacuation des victimes de la zone de combat ou de catastrophes naturelles, à la surface de l'aile principale. Cette tâche est réalisée grâce au fait que le véhicule aérien sans pilote polyvalent est une aile en porte-à-faux comprenant un système de contrôle, un système de propulsion composé de quatre moteurs rotatifs situés à l'extérieur du corps, ainsi qu'une charge utile. Dans le même temps, le drone polyvalent comprend en outre des systèmes de mise à niveau, de coordination et de contrôle manuel d'urgence du fonctionnement des moteurs rotatifs, constitués d'unités de commande et de dispositifs de conversion d'amplification associés aux moteurs rotatifs et qui occupent uniformément tout le volume du aile en porte-à-faux et les éléments du système de commande manuelle d'urgence sont situés sur sa surface. Les principaux avantages d'un véhicule aérien sans pilote doté de quatre moteurs rotatifs sont : la possibilité de placer tout équipement spécial sur la surface extérieure de l'aile d'un drone polyvalent, la possibilité de mettre en œuvre six modes de fonctionnement d'un drone polyvalent, la possibilité de décoller et d'atterrir un drone polyvalent sur n'importe quelle surface dure, offrant un mode de survol sur tout terrain difficile à atteindre (eau, marais, sable, montagnes, forêt, ravin, etc.), la possibilité de décoller et d'atterrir automatiquement maintenir une position donnée par un drone polyvalent sur une trajectoire et pendant le travail en mode « Hover », ainsi qu'une fiabilité accrue grâce à la présence de quatre moteurs à la fois. 3 malades.

Le modèle d'utilité concerne la technologie aéronautique, en particulier les véhicules aériens sans pilote (UAV) à décollage et atterrissage verticaux.

DANS Dernièrement Il y a eu un intérêt accru pour l'utilisation de véhicules aériens sans pilote pour résoudre de nombreuses tâches qui ne sont pas réalisables avec des véhicules aériens pilotés pour diverses raisons.

Les principaux domaines d’utilisation des drones comprennent :

Surveillance environnementale à distance avec échantillonnage automatique des éléments environnementaux dans des endroits difficiles d'accès avec contrôle visuel des mesures et des sites d'échantillonnage, ainsi que leur acheminement sur le lieu d'analyse ;

Haute efficience et efficacité des opérations de recherche et de sauvetage (état des objets et échelle de destruction, zones dangereuses et incendies, accidents, catastrophes naturelles, catastrophes d'origine humaine et identification des victimes) ;

Surveillance des autoroutes et des réservoirs maritimes et fluviaux (détection du braconnage sur ceux-ci), surveillance environnementale et contrôle des installations et des itinéraires de production, de production et de transport d'énergie électrique, de gaz naturel, de pétrole brut et de ses produits, de produits chimiques dangereux et d'autres substances ;

Reconnaissance continue et secrète (militaire, radiologique, chimique, biologique) en temps réel et transmission visuelle des données au moniteur de l'opérateur ;

Prévenir les tentatives de commettre des actes terroristes contre des centrales nucléaires, des centrales hydroélectriques, des centrales thermiques, des objets radioactifs, chimiques et biologiques et autres objets dangereux (dont les conséquences peuvent être comparables à l'utilisation d'armes de destruction massive), ainsi que identifier et prévenir les tentatives de vol de gaz naturel, de pétrole brut et de produits pétroliers ;

Patrouilles (terrestres et maritimes) aux frontières, militaires, administratives, objets économiques, grandes entreprises industrielles à production dangereuse, surveillance des itinéraires de transport stratégiques (ferroviaires et routiers), surveillance des objets mobiles et des groupes de population, contrôle et sécurité lors d'événements de masse (stades, places, sommets, Jeux olympiques, etc.) en utilisant (selon le ciblage ou directement à partir de drones) dissuasifs non létaux ;

Participation directe à la lutte contre les terroristes, ainsi que participation aux hostilités et aux conflits militaires ;

Patrouilles secrètes et sécurité du territoire d'installations militaires importantes, acquisition et/ou désignation de cibles, collecte de données, organisation de la communication et transfert de données, lancement de leurres, escorte de marchandises militaires et dangereuses, ainsi que guidage de missiles, d'ogives guidées et de missiles sur la dernière partie de la trajectoire de vol ;

Recherches géologiques, surveillance à distance de l'activité volcanique ou sismique ;

Notification de la survenance et de l'évolution d'accidents, de catastrophes naturelles ou de situations dangereuses dans les zones contrôlées, identification de la situation opérationnelle et de la présence de victimes dans les lieux propices à la délinquance (zones fermées à l'accès, lieux où des délits sont commis), ainsi que de lieux de contamination chimique, etc.

Les conceptions d'hélicoptères et de drones se sont généralisées.

Par exemple, brevet 2021165 du 15/10/1994 « Méthode de contrôle d'un véhicule télépiloté et système de contrôle pour sa mise en œuvre », IPC V64S 29/00, V64S 15/00. Cependant, la plupart d’entre eux présentent les inconvénients suivants :

Avec une charge spécifique importante, le flux de l'hélice sera si fort qu'il ne permettra pas de travailler sous le rotor principal ;

Consommation de carburant élevée ;

Faible vitesse de déplacement dans le sens horizontal.

Ces défauts sont partiellement éliminés dans le schéma « vis dans un anneau ». Cependant, un inconvénient caractéristique de ce type de drone est la traînée aérodynamique élevée due à la mise en place d'un grand nombre d'équipements spéciaux, ce qui entraîne une diminution de la vitesse de vol du drone. Par exemple, « Avion à décollage et atterrissage vertical » selon le brevet 2089458 du 10 septembre 1997, IPC V64S 29/00.

Ces défauts ont été partiellement éliminés dans le véhicule aérien sans pilote selon le brevet 2288140 du 27 novembre 2006, IPC V64S 39/00. Il contient une aile en porte-à-faux équipée de commandes aérodynamiques, un empennage vertical, une nacelle moteur et un moteur à hélice. Le moteur est installé dans la nacelle du moteur. Le véhicule aérien sans pilote est conçu à l’aide d’une conception aérodynamique à « aile volante » sans fuselage.

Cependant, l'un des inconvénients de ce moteur est la faible marge de stabilité statique, qui conduit à sa position instable lors du décollage, lorsque le stabilisateur n'est pas encore efficace. De plus, le drone ne peut pas être utilisé dans tous les cas.

Ces défauts peuvent être éliminés dans un véhicule aérien sans pilote équipé de deux moteurs rotatifs (brevet RF pour PM 69839, 2008).

L'inconvénient du drone est sa position instable lors du décollage et en cas d'exposition à des facteurs perturbateurs.

Le principe de fonctionnement et l'essence technique les plus proches du dispositif revendiqué sont un véhicule aérien sans pilote doté de quatre moteurs rotatifs (brevet RF pour PM 71960, 2008).

Cependant, ce brevet n'élimine pas complètement la position instable du drone tant lors du décollage qu'en cas d'exposition à des facteurs perturbateurs. Le manque de synchronisme dans le fonctionnement des moteurs peut entraîner une instabilité du drone, ce qui entraîne une perte de ses performances.

L'objectif du modèle d'utilité est d'augmenter la marge de stabilité du drone pendant le fonctionnement du moteur et d'élargir la gamme de ses caractéristiques techniques.

Le résultat technique pouvant être obtenu en utilisant le modèle d'utilité est d'élargir la gamme d'applications des drones en plaçant des équipements spéciaux, notamment pour l'évacuation des victimes de la zone de combat ou de catastrophes naturelles, à la surface d'une aile en porte-à-faux.

Cette tâche est réalisée grâce au fait que le véhicule aérien sans pilote polyvalent est une aile en porte-à-faux comprenant un système de contrôle, un système de propulsion composé de quatre moteurs rotatifs situés à l'extérieur du corps, ainsi qu'une charge utile. En outre, il comprend en outre des systèmes de mise à niveau, de coordination et de commande manuelle d'urgence des moteurs rotatifs, constitués d'unités de commande et de dispositifs de conversion d'amplification associés aux moteurs rotatifs et qui occupent uniformément tout le volume de l'aile en porte-à-faux, ainsi que la commande manuelle d'urgence. les éléments du système sont situés sur sa surface, tandis que les moteurs rotatifs avant sont situés plus près de l'axe géométrique de l'appareil que les moteurs arrière à une distance d'au moins un diamètre extérieur du moteur.

La figure 1 représente une vue de dessus d'un drone polyvalent, la figure 2 une vue latérale et la figure 3 un dispositif bloc de contrôle du fonctionnement de moteurs rotatifs, où :

1 - aile en porte-à-faux ;

2 - moteurs rotatifs ;

3 - cône de nez ;

4 - vis de levage ;

6 - coque cylindrique;

7 - tiges de montage moteur ;

8 - roues ;

9 - système de contrôle ;

10 - unité de système de commande manuelle d'urgence ;

11 - système de nivellement ;

12 - dispositif de comparaison des signaux d'entrée du système de nivellement ;

13 - bloc de conversion du système de nivellement ;

14 - système de mesure de coordonnées ;

15 - dispositif de comparaison des signaux d'entrée du système de mesure de coordonnées ;

16 - bloc de conversion du système de mesure de coordonnées ;

17 - dispositifs d'amplification-conversion pour systèmes de nivellement et de coordination ;

18 - dispositif de comparaison des signaux d'entrée du système de commande manuelle d'urgence ;

19 - unité de conversion de signal pour le système de commande manuelle d'urgence ;

20 - dispositif de conversion d'amplification de l'unité du système de commande manuelle d'urgence.

Le véhicule aérien sans pilote polyvalent est conçu à l’aide d’une conception aérodynamique « à aile volante » sans fuselage. Il se compose des éléments principaux suivants : aile cantilever 1, moteurs rotatifs 2.

L'aile en porte-à-faux 1 est conçue pour accueillir et sécuriser tous les composants de l'appareil. Dans la partie avant de l'appareil se trouve un carénage avant 3, à l'intérieur duquel se trouvent des éléments d'équipement de surveillance électronique fonctionnellement interconnectés, une unité émettrice-réceptrice, une antenne émettrice-réceptrice, un système de navigation de vol, etc.

La partie avant de l'aile cantilever 1 est conformée pour fournir une traînée aérodynamique minimale. Les équipements embarqués (système de contrôle, système de nivellement, système de mesure de coordonnées, alimentations) sont fixés à l'intérieur de l'aile cantilever 1. Selon l'objectif du drone polyvalent, les équipements spéciaux peuvent être différents et sont montés sur la surface extérieure. Par exemple, à des fins environnementales, les équipements peuvent être représentés par des échantillonneurs, des analyseurs de gaz, etc.

Le système de propulsion est constitué de quatre moteurs rotatifs 2, situés symétriquement par rapport à l'axe de l'appareil et à l'extérieur du boîtier. 2 moteurs rotatifs fonctionnent indépendamment d’un seul système de commande et disposent de 3 degrés de liberté de rotation. Chaque moteur 2 est constitué d'une vis 4, fixée par une arête 5 à une coque cylindrique 6, qui est reliée au corps d'un drone polyvalent à l'aide de tiges 7.

Les moteurs rotatifs 2 sont conçus pour créer la poussée nécessaire pour déplacer un drone polyvalent le long d'une trajectoire de vol donnée, ainsi que pour le décollage et l'atterrissage verticaux du véhicule.

Dans ce cas, la totalité de la charge utile occupe entièrement tout le volume libre de l'aile cantilever 1.

Un drone polyvalent dans son état initial peut être installé ou déplacé progressivement sur une surface dure à l'aide des roues 8. En position initiale, un point de télécommande au sol pour le véhicule aérien sans pilote est déployé. En outre, la préparation avant le vol du drone polyvalent est en cours.

Le drone multirôle peut fonctionner dans les modes suivants : lancement, atterrissage, vol stationnaire, vol, mode opérationnel et mode manuel.

Mode - « Lancement ». Le lancement d'un drone polyvalent peut être effectué aussi bien depuis un site de lancement mobile que depuis un site de lancement fixe. De plus, elle peut être réalisée soit par les commandes d'un opérateur situé dans la zone du point de contrôle, soit elle peut être stockée dans la mémoire du système de contrôle 9, ainsi que depuis le drone polyvalent. . Dans le premier cas, le lancement s'effectue à partir d'un lanceur, et dans le second, de manière autonome depuis le lieu d'une tragédie, d'une catastrophe, d'une infection, etc.

Lors du démarrage d'un drone polyvalent, les moteurs 2 commencent leur travail. Dès que la poussée totale créée par les moteurs 2 dépasse le poids de départ du drone polyvalent, celui-ci décolle de la surface et commence à monter jusqu'à la hauteur souhaitée. Étant donné que le centre de masse du drone polyvalent est situé entre les axes géométriques des arbres des moteurs de levage 2, pendant le processus de levage, le dispositif est statiquement stable. Il est à noter que dans ce cas, une piste n'est pas nécessaire pour lancer le drone.

Mode - « Atterrissage ». L'atterrissage du drone polyvalent s'effectue lorsque les moteurs de levage 2 sont basculés en mode décollage et atterrissage. Dans ce cas, le drone atterrit en douceur. Il est à noter que l'atterrissage d'un drone polyvalent ne nécessite pas de piste (Fig. 1 et Fig. 2).

Mode - « Survol ». Si nécessaire, un drone polyvalent peut survoler un point donné, par exemple à des fins de surveillance, de reconnaissance, etc. Pour ce faire, les moteurs rotatifs 2 fonctionnent de telle sorte que le drone polyvalent se situe au-dessus d'un point donné de l'espace. Dans ce cas, le système de contrôle et le système de mesure de coordonnées fonctionnent, ainsi que, si nécessaire, le système de nivellement. De plus, pour atteindre un point de trajectoire donné, une urgence système manuel gestion. Puis, sur commande, les moteurs rotatifs 2 passent en mode vol stationnaire, c'est-à-dire créer uniquement une poussée dirigée verticalement. Dans ce cas, la poussée totale générée par les moteurs 2 doit être égale au poids de départ du drone polyvalent (Fig. 1, Fig. 2).

Mode - « Mode de travail ». Ce mode est utilisé dans le cas d'opérations de chargement et de déchargement réalisées à l'aide d'un drone polyvalent et lorsqu'il est à l'état « Vol stationnaire ». A cet effet, le drone polyvalent, selon les commandes du système de coordination, occupe les coordonnées requises du chantier : x, y à une hauteur donnée.

Cependant, l'exécution de travaux, par exemple le chargement d'un drone polyvalent, s'accompagne d'une violation des coordonnées et de l'altitude de son emplacement, ainsi que d'un nivellement (Fig. 3). Par exemple, lors de l'exécution de tout travail utilisant un drone ou de son exposition à des facteurs perturbateurs externes, un écart par rapport à sa position horizontale se produit. Dans le même temps, les valeurs actuelles des angles de déviation apparus par rapport à la position horizontale dans différents plans sont reçues des capteurs de nivellement correspondants dans les directions longitudinale et transversale. Ces valeurs dans le dispositif de comparaison des signaux d'entrée 12 du système de nivellement 11 sont comparées aux valeurs spécifiées des paramètres x, y, H, qui génèrent un signal de désadaptation. Ce signal entre ensuite dans l'unité de commande du système de nivellement 13, puis, via les dispositifs de conversion d'amplification 17, est envoyé à tous les moteurs rotatifs 2. Dans ce cas, les moteurs tournent et modifient le nombre de tours et, par conséquent, le poussée afin que le drone polyvalent reçoive une position horizontale dans l'espace.

Par exemple, lors de l'exécution de tout travail utilisant un drone polyvalent ou sous l'influence de facteurs perturbateurs externes sur celui-ci, les valeurs actuelles des paramètres x, y, H sont reçues des capteurs de hauteur et de coordonnées correspondants. les valeurs sont comparées aux valeurs données dans le dispositif de comparaison de signaux d'entrée 15 du système de mesure de coordonnées 14 valeurs des paramètres x, y, H, qui génèrent un signal de désadaptation. Ce signal entre ensuite dans l'unité de commande du système de coordination 16, puis, via les dispositifs d'amplification-conversion 17, il est envoyé à tous les moteurs rotatifs 2. Dans ce cas, les moteurs tournent et changent le nombre de tours, et, par conséquent, le poussée de manière à réduire à zéro l'inadéquation survenue entre les valeurs actuelles et définies des paramètres x, y, H. Cela correspond au drone prenant sa position précédente dans l’espace. De plus, la poussée créée par les moteurs rotatifs 2 équilibre en permanence le poids variable du drone polyvalent provoqué par son chargement (déchargement). Cela correspond à la position constante du drone polyvalent dans l'espace, quelle que soit la nature du travail effectué, ainsi que l'influence des facteurs perturbateurs.

Mode - « Vol ». Sur commande du système de contrôle, les moteurs rotatifs 2 passent en mode vol horizontal.

Le vol d'un drone polyvalent peut s'effectuer en fonction de la mission de vol, à la fois selon un programme donné et selon des commandes radio transmises par l'opérateur depuis un point de contrôle distant au sol. Dans ce cas, le point de télécommande au sol génère des commandes transmises via un canal radio à l'avionique installée sur le drone polyvalent. Ces commandes sont conçues pour contrôler à la fois le vol de l'avion et la visualisation à distance de la zone ainsi que la transmission d'informations vidéo et télémétriques via l'antenne émettrice-réceptrice vers la station de télécommande au sol.

Pour faire tourner le drone polyvalent, une commande est envoyée du système de contrôle aux moteurs rotatifs 2, qui effectuent directement sa rotation. Dans ce cas, la position du drone polyvalent change sous tous les angles : tangage, lacet et rotation (roulis).

La modification de la vitesse de vol V s'effectue en modifiant le nombre de tours des arbres moteurs 2. Dans le cas d'une diminution de la vitesse de vol d'un drone polyvalent ou d'une inversion de poussée, il faut soit réduire le nombre de tours de l'arbre moteur ou de le faire tourner dans le sens opposé avec une vitesse donnée vitesse angulaire. S'il est nécessaire de gagner une hauteur H donnée, les moteurs rotatifs 2 modifient l'angle de tangage.

Étant donné que les moteurs rotatifs avant sont situés plus près de l'axe géométrique de l'appareil que les moteurs arrière à une distance d'au moins un diamètre extérieur du moteur, leur fonctionnement n'affectera pas les performances des moteurs arrière pendant le vol du drone.

Le drone polyvalent développé est économique. Ceci est obtenu grâce à sa forme, qui réduit sa traînée aérodynamique. L'aile en porte-à-faux 1 permet au drone de planer.

Le mode manuel est un mode d'urgence et est utilisé dans les cas d'urgence, par exemple lors du processus d'évacuation d'une victime d'une zone de combat ou de catastrophe naturelle. Dans ce cas, la victime peut utiliser partiellement ou totalement les commandes manuelles 10 situées sur le plan supérieur de l'aile cantilever ou utiliser la possibilité de maintenir le fonctionnement automatique. Dans ce dernier cas, le fonctionnement des commandes du moteur rotatif sera similaire aux modes décrits ci-dessus.

Dans ce cas, dans le dispositif de comparaison des signaux d'entrée 18 du système de commande manuelle d'urgence 10, les valeurs actuelles des coordonnées x, y, de l'altitude de vol H, de la vitesse de vol V et des écarts angulaires du drone, , , sont comparées, qui génèrent un signal de discordance. Ce signal entre ensuite dans l'unité de commande du système de commande manuelle d'urgence 19, puis à travers les dispositifs d'amplification-conversion 20, il est envoyé à tous les moteurs rotatifs 2. Dans ce cas, les moteurs tournent et changent le nombre de tours, et, par conséquent, le poussée de manière à réduire à zéro l'inadéquation survenue entre les valeurs actuelles et définies des paramètres ci-dessus. Cela correspond au drone polyvalent occupant la position requise dans l’espace.

Les véhicules aériens sans pilote équipés de quatre moteurs rotatifs peuvent être fabriqués en différentes tailles et pour diverses agences et départements fédéraux, ce qui leur permet d'être qualifiés de multi-missions.

Les principaux avantages du véhicule aérien sans pilote multirôle doté de quatre moteurs rotatifs sont :

Possibilité de placer divers équipements spéciaux sur la surface extérieure de l'aile d'un drone polyvalent ;

Possibilité de mettre en œuvre six modes de fonctionnement d'un drone polyvalent ;

La capacité de décoller et d'atterrir un drone polyvalent sur n'importe quelle surface dure, ainsi que de fournir un mode de survol sur tout terrain difficile d'accès (eau, marais, sable, montagnes, forêt, ravin, etc.) ;

La capacité de maintenir automatiquement une position donnée d'un drone polyvalent sur la trajectoire et pendant le travail en mode « Survol », ainsi que sa mise à niveau ;

Possibilité d'évacuer les victimes des zones de combats, d'incendies, d'inondations et autres endroits difficiles d'accès ;

Fiabilité accrue grâce à la présence de quatre moteurs à la fois.

Véhicule aérien sans pilote polyvalent constitué d'une aile en porte-à-faux, d'un système de commande, d'un système de propulsion composé de quatre moteurs rotatifs situés à l'extérieur de son corps et d'une charge utile, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des systèmes de mise à niveau, de coordination et de commande manuelle d'urgence de le fonctionnement des moteurs rotatifs, constitués d'unités de commande et de dispositifs de conversion d'amplification connectés aux moteurs rotatifs et occupant uniformément tout le volume de l'aile en porte-à-faux, et les éléments du système de commande manuelle d'urgence sont situés sur sa surface, tandis que les moteurs rotatifs avant sont situés plus proches de l'axe géométrique du dispositif que ceux arrière, sur une distance d'au moins un diamètre extérieur du moteur.