Файл: Использование беспилотных летательных аппаратов в современном мире.doc
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 899
Скачиваний: 47
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
9) Мониторинг ремонтно-строительных работ
Во много раз ускоряет и удешевляет работу по сравнению с традиционными методами. Он позволяет оценить степени готовности объекта; выявлять и анализировать повреждения, аварии; планировать ремонтные работы; предсказывать и моделировать природные воздействия.
10)Беспилотная охрана
Повышает уровень безопасности, контролируя объекты и людей на определенных территориях. Большая часть времени у охранника уходит на патрулирование территории предприятия, а у беспилотника это получается гораздо быстрее и лучше. Примеров тому множество: во избежание несанкционированных проникновений беспилотники патрулируют нефтегазопроводы, месторождения полезных ископаемых, линии электропередач от снятия изоляторов, города и междугородные трассы во время проведения масштабных мероприятий.
11) Беспилотные пограничники
Наблюдают за границей с помощью инфракрасных и обычных видеокамер с высоты до 6 км с обзором в 50 км. Изображение с видеокамеры получается настолько детализированным, что с высоты видно, что находится за плечами у нарушителей.
12)Полицейский спецназ
Это беспилотные микродроны, которые можно запускать прямо с рук. Летают они на высоте до 75 м, их электромоторчик практически не слышен с земли и способен дольше часа продержать аппарат в воздухе. Такие дроны являются предвестниками развития ветви сверхминиатюрных аппаратов — столь крошечных, что само понятие летательного аппарата применительно к ним потребует некоторого уточнения. Сейчас разработаны беспилотники весом всего в 10 граммов. (Рисунок 6)
Рисунок 6 – Дрон полицейский (Дубай).
13) БПЛА для доставки грузов клиентам
Система доставки с помощью беспилотников запущена в тестовом режиме в американском онлайн-магазине Amazon, а также в почтовой службе Швейцарии. Эти беспилотники способны перевозить грузы весом до 1 кг на расстояние, превышающее 10 км, без подзарядки батареи. Также начали работу проекты по круглосуточной доставке медикаментов, бакалеи, а также по возврату не подошедшего товара. (Рисунок 7)
Рисунок 7 – Беспилотник-курьер.
14) Помощь в Экстренных ситуациях
Дрон для поиска пропавших детей — как и собаки, может отслеживать запах ребёнка. Дроны с термодатчиками используются для поиска людей, заваленных лавиной.
Дрон для доставки необходимых медицинских средств на место происшествия в кратчайшие сроки. (Рисунок 8)
Рисунок 8 – Применение автоматического одноразового дефибриллятора, доставленного беспилотником на место несчастного случая.
15) Дроны-официанты
В Европе и Азии появились закусочные, которые прославились тем, что начали использовать беспилотники для доставки заказов к столикам: квадрокоптер с плоским верхом управляется официантом с iPad и может приносить посетителям еду и напитки со скоростью 40 км/час. Но то, что в Великобритании сделано ради привлечения внимания, в Сингапуре – суровая необходимость. Здесь очень много ресторанов, и персонал для них становится дефицитной рабочей силой, поэтому местные рестораторы усердно экспериментируют с технологиями, которые могли бы решить проблему – от машин для жарки риса до мини-поездов для доставки заказов. Дроны стали логичным следующим шагом, и с февраля этого года сеть ресторанов Timbre ввела их в штат: посетители делают заказ с помощью планшетного компьютера, закрепленного на столе, а еда и напитки прилетают с кухни на квадрокоптере. (Рисунок 10)
Рисунок 10 – Дрон-официант.
16) Дрон, раздающий интернет
Два гиганта IT-индустрии – компании Google и Facebook, почти одновременно объявили о своих планах по созданию сети спутников и дронов, образующих интернет-покрытие по всей поверхности земли.
17) Пляжный спасатель
Дрон – прекрасный аналог спасателю, сидящему на вышке. Это доказали в Австралии: местная служба успешно протестировала мультикоптер, настроенный на наблюдение за прибрежной зоной. Аппарат не только может предупредить купальщиков о приближении акул – в случае необходимости он способен бросить спасательный круг утопающему. (Рисунок 11)
Рисунок 11 – Спасение пострадавшего на воде.
4. Анализ современных БПЛА самолетного типа
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — в общем случае это летательный аппарат без экипажа на борту. БПЛА могут обладать разной степенью автономности — от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров. Управление БПЛА может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно — в последнем случае БПЛА называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА). Основным преимуществом БПЛА/ДПЛА является существенно меньшая стоимость их создания и эксплуатации (при условии равной эффективности выполнения поставленных задач) — по экспертным оценкам боевые БПЛА верхнего диапазона сложности стоят приблизительно 6 млн долл. США, в то время как стоимость сопоставимого пилотируемого истребителя составляет около 100 миллионов долларов. Недостатком БПЛА является уязвимость систем дистанционного управления, что особенно важно для БПЛА военного назначения. БПЛА могут решать разведывательные задачи (на сегодня это основное их предназначение), применяться для нанесения ударов по наземным и морским целям, перехвата воздушных целей, осуществлять постановку радиопомех, управления огнём и целеуказания, ретрансляции сообщений и данных, доставки грузов
4.1. Предназначение БПЛА
Беспилотные летательные аппараты в основном задействуются для решения следующих задач:
-
мишени, в том числе для отвлечения вражеских средств ПВО; -
разведка; -
нанесение ударов по различным подвижным и неподвижным целям; -
радиоэлектронная борьба и прочие.
Эффективность аппарата при выполнении задач определяется качеством следующих средств: разведка, связь, автоматизированные системы управления, вооружение.
Сейчас подобные ЛА успешно снижают потери личного состава, доставляют информацию, которую невозможно получить на дистанции прямой видимости.
4.2. Разновидности БПЛА
Боевые дроны обычно классифицируются по типу управления на дистанционные, автоматические и неуправляемые.
Кроме того, в ходу классификация по массе и ТТХ:
-
Ультралегкие. Это самые легкие БПЛА, вес которых не превышает 10 кг. В воздухе они могут провести в среднем час, практический потолок составляет 1000 метров; -
Легкие. Масса таких машин достигает 50 кг, подняться они способны на 3-5 км и провести в работе 2-3 часа; -
Средние. Это серьезные устройства массой до тонны, их потолок составляет 10 км, и в воздухе они могут без приземления провести до 12 часов; -
Тяжелые. Крупные летательные аппараты весом более тонны, способны подняться на высоту 20 км и без приземления отработать более суток.
В этих группах есть и гражданские устройства, разумеется, они легче и проще. Полноценные боевые машины зачастую не меньше пилотируемых самолетов по габаритам.
1) Неуправляемые
Неуправляемые системы – это простейшая форма БПЛА. У них управление происходит за счет бортовой механики, установленных характеристик полета. В такой форме можно использовать мишени, разведчики или снаряды.
2) Дистанционного управления
Дистанционное управление обычно происходит за счет радиосвязи, что ограничивает радиус действия машины. Например, гражданские ЛА могут действовать в пределах 7-8 км.
3) Автоматические
В основном это боевые машины, способные самостоятельно выполнять сложные задачи в воздухе. Этот класс машин самый многофункциональный.
5. Структурная схема современного БПЛА
Рисунок 12 – Состав оборудования квадрокоптера.
Типичный состав оборудования квадрокоптера показан на Рисунке 12. Для аппаратов с другим количеством роторов он аналогичен.
Команды, принятые приемником, поступают в полетный контроллер в виде широтно-импульсного сигнала. Здесь они с учетом текущей навигационной информации (получаемой в самом полетном контроллере от встроенных микросистемных гироскопов и акселерометров), а также с учетом сигналов с модуля GPS (опционально) преобразуются в широтно-импульсные сигналы управления двигателями, которые подаются на контроллеры частоты вращения двигателей (т.н. ESC – Engine Speed Control). Назначение модулей ESC – преобразование управляющих широтно-импульсных сигналов в синусоидальные трехфазные напряжения для обмоток бесколлекторных электродвигателей. Типичный источник питания для борт сети мультикоптеров – это батарея литий-полимерных аккумуляторов. Потребляемые токи – от единиц до сотен ампер в зависимости от размеров аппарата.
6. Тип инновации и ее жизненный цикл
Проанализировав данную инновацию, можно сделать вывод что беспилотные летательные аппараты относятся к технологическому типу инноваций.
Технологические инновации в основном — это деятельность, связанная с разработкой и внедрением самих инноваций. В большой мере, в промышленности новых продуктов и процессах; а также значительных технологических усовершенствований в продуктах и процессах: в отраслях сферы услуг – технологически новых или значительно усовершенствованных услуг и новых или значительно усовершенствованных способов производства и передачи услуг (Рисунок 13).
Рисунок 13 – Жизненный цикл инновации. [9]
Таблица 1 – Стадии жизненного цикла технологии
| Стация ЖЦТ | Описание рынка |
| Первая стадия – зарождение рынка | В 1889 году изобретатель, физик и инженер Никола Тесла продемонстрировал миру первый в мире радиоуправляемый кораблик. Развитие этой технологии позволило создавать радиоуправляемые торпеды, после чего стали разрабатываться и воздушные дистанционно управляемые корабли. Попыток создать БПЛА было много, но первый удачный прототип, который смог взлететь и держался в воздухе, был разработан Георгием Александровичем Ботезатом (русско-американский конструктор). Испытания конструкции проходили в 1922 году. |
| Вторая стадия – ускорение роста рынка товара | В начале XXI века, БПЛА получили новую жизнь. Конструкция беспилотного летательного аппарата отличается простотой, поэтому нередко этот аппарат используют любители для моделирования. На БПЛА обычно устанавливают камеру, но она не мешает устройству работать и летать, так как располагается вдалеке от зоны работы винтов. |
Любой продукт имеет свой жизненный цикл. БПЛА не является исключением. Рассмотрев историю развития и возможные перспективы, можно сделать вывод что данная инновация находится на стадии Роста. Внедрения БПЛА не является чем-то особенно новым для России и остальных стран в целом. Технологии беспилотных летательных аппаратов активно развивается, и будет это делать в течение длительного времени. Данную инновацию можно назвать довольно перспективным изобретением, которое в скором времени окажется полезным во многих сферах. Начиная с панорамных фотографий заканчивая применением в военной сфере.
При анализе цен на дроны, так же можно сделать вывод, что инновация находится на стадии ее развития. На предоставленной таблице, можно сделать вывод что с каждым годом БПЛА становятся все более и более востребованными в обществе и актуальность данной инновации продержится еще довольно длительный период времени.
Таблица 2 – Перечень средних цен на дроны в течение 2014-2019 годов
| | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 |
| Средняя цена сбыта | 106 150 руб. | 159 146 руб. | 167 075 руб. | 132 143 руб. | 132 887 руб. | 114 388 руб. |
| Средняя цена предложения дрона | 30 000 руб | 10 000 руб. | 10 000 руб | 7 000 руб | 5 000 руб | 5 000 руб |
| Средняя цена предложения профессионального дрона | 30 000 руб | 80 000 руб | 66 830 руб | 96 000 руб | 149 500 руб | 149 500 руб |
Так же стоит разобрать сильные и слабые стороны инновации, возможности и угрозы. Для этого подойдет SWOT-анализ.
SWOT-анализ – метод стратегического планирования, заключающийся в
выявление факторов внутренней и внешней среды и подразделение на 4 категории.
Рассматривая данную инновацию, можно сделать выводы (Таблица 3).
Таблица 3 – SWOT-анализ БПЛА
| Сильные стороны: | Слабые стороны: |
| - Точность (БПЛА в основном используют систему GPS. Они могут быть запрограммированные на определённую местность, что значительно помогает в их использование и удобстве); - Безопасность (БПЛА могут быть использованы для обеспечение безопасности и наблюдения за частными компаниями, спортивными мероприятиями, массовыми собрания и тд. Так же дроны имеют возможность собирать данные после стихийных бедствий). | - Законодательная неопределенность (Поскольку БПЛА еще довольно новая инновация, законодательство не всегда успевает урегулировать некоторые законы и правила использования дронов. На данный момент есть основной перечень правил, но также остается много неточностей и неясностей.); - Недостаточная дальность и время полета (Возможности БПЛА еще не достигли достаточного уровня технологичности. Имеются свои проблемы, одна из которых небольшая дальность действия дронов); - Привязанность к оператору (БПЛА не является полностью автономным устройством, за ним должен следить человек); - Невысокие скорости передачи данных. |
| Возможности: | Угрозы: |
| - Многозадачность (БПЛА могут использоваться не только в военной сфере. Рассматривается много вариантов использования инновации в гражданской сфере и в сфере услуг. На данный момент есть уже много успешных примеров, и это далеко не конец); - Удобство (БПЛА значительно упрощает перевозки грузов или информации, в котором человеку не нужно присутствовать лично). | - Погодные условия (Еще не все БПЛА могут преодолеть сложные погодные условия, в соответствие чего большая часть дронов имеют большие ограничения на использование); - Транспортировка запрещенных грузов (Велика вероятность использования БПЛА с целями пересечения границ, проникновения на частные и запрещенные территории); - Безработица (За счет внедрения БПЛА в сферу услуг, некоторые профессии могут потерять свою актуальность на рынке.). |