Беспилотник сочинение технология 7 класс

Обновлено: 02.07.2024

Презентация на тему: " Знакомьтесь, БПЛА!. Квадрокоптер - беспилотный летательный аппарат с четырьмя пропеллерами, который обычно управляется пультом дистанционного управления." — Транскрипт:

2 Квадрокоптер - беспилотный летательный аппарат с четырьмя пропеллерами, который обычно управляется пультом дистанционного управления с земли. Как правило, на нём устанавливается мини - камера, позволяющая вести в полёте фото - и видео съемку.

3 Основные составляющие квадрокоптера 1. Рама и лучи 2. Полетный контроллер 3. Винты 4. Моторы 5. АКБ 6. Плата распределения питания 7. Регуляторы скорости 8. Пульт радио управления 9.Радио-приемник 10. Комплект проводов

4 Дополнительная аппаратура 1. FPV аппаратура 2. Видеочки 3. Тепловизор 4. Ультразвуковой датчик 5. Датчик температуры 6. Камеры 7. Захваты 8. Вычислительные платформы И другое, в зависимости от назначения аппарата

5 Средства настройки и управления Акселерометр GPS модуль Барометр Акселерометр

6 GPS Камера + Jetson (NVIDIA), Tesla Технологии управления и ориентирования на местности Визуальное пилотирование Aruco метки

7 Классификация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), квадрокоптеров Mini класс Mini БПЛА могут перевозить до 25 кг грузов, что требует высокого качества производства Micro класс Специализация на фото и видеосъемке, мониторинге, развлечениях Транспорт и оборона В сегменте специальных БПЛА доминируют Беспилотники, служащие оборонному комплексу развитых стран. В стадии прототипов и тестирования находятся драконы для перевозки людей Классификация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), квадрокоптеров Micro класс Специализация на фото и видеосъемке, мониторинге, развлечениях

8 Сферы применения БПЛА Скорая помощь и доставка медикаментов БПЛА в МЧС Строительство Доставка грузов и еды Реклама Экологический мониторинг Охрана и патрулирование Экстренная связь, интернет Инспектирование высотных объектов Журналистика, репортажи с места событий Фото и видеосъемка Мониторинг состояния дорог и зданий

9 БПЛА– скорая помощь

10 Доставка грузов и еды

11 Реклама, фото- и видеосъемка

12 Экстренная связь, интернет

13 Охрана и патрулирование

15 БПЛА в строительстве

17 Почему это рационально? Сохранение окружающей среды [нет выбросов] Разгрузка дорог Экономия природных ресурсов [нефть, газ] Невысокая стоимость производства [стоимость комплектующих] Автономность Компактность Уменьшение количества дтп

Оформление: компьютер, проектор, мультимедийная презентация ,
Тип урока : урок развития речи и творчества с использованием ИКТ и творческих мастерских.

Никто не знает, каковы его силы,

пока их не использует.

1. Оргмомент. Мотивация.
Ребята, я рада вас видеть. Надеюсь, что наш урок будет для вас интересен и полезен. Я хотела бы, чтобы вы все приняли активное участие в этом уроке развития речи.

2 . Определение темы урока. Целеполагание . Чтобы определить тему урока, восстановите схему.

- Мы сегодня будем с вами рассуждать. И как итог в конце урока вы попробуете себя в качестве писателей и напишите мини-сочинение – рассуждение.

-Как вы понимаете эпиграф, записанный на доске?

- Какие задачи мы поставим перед собой? ( Мы должны в конце урока написать мини-сочинение на тему..)

- Над какой задачей мы будем работать в первую очередь? ( Повторять тип речи – рассуждение )

- Что из себя представляет текст- рассуждение? (Рассуждение - это словесное изложение, разъяснение, подтверждение какой-либо мысли.) Рассуждение очень важный тип речи: чтобы убедить другого или других в чем-то, надо уметь рассуждать, доказывать, логически мыслить, делать обоснованные выводы. Это же умение необходимо, чтобы опровергнуть точку зрения оппонента, с которым вы не согласны.)

Целевой вопрос : Посмотрите внимательно и скажите, о чём этот фильм?

4. Частичный анализ текста.
– О чем этот фильм?

-Какие действия совершает главная героиня? (Преображает мир вокруг себя своим творчеством. Своим талантом Лила делает счастливой не только себя, но и окружающих.)

-Почему её талант был способен преобразовывать всё вокруг? (Она была счастливым человеком, самореализованным.)
- В каком из перечисленных предложений содержится основная мысль фильма?

У каждого Человека есть свой неповторимый План Творения.
Хочешь изменить мир – начни с себя
Сделай видимым то, что без тебя, возможно, никогда бы не заметили.
Самого главного глазами не увидишь - зорко одно лишь сердце. (А.С.Экзюпери)
Важно быть самому счастливым, тогда и мир станет лучше и добрее.
Чудеса нужно творить своими руками. (А.Грин.)
Мир такой, каким ты его видишь.
Уверовав, увидишь.
Преобразовательная сила творчества.
Добро – это образ жизни.
Счастье в самореализации.
Счастье – это выбор.

-Почему мы не смогли выбрать одно утверждение? (Потому что фильм многогранный, и каждый увидел то, что актуально для него сейчас.)

-Как вы поняли этот фильм? Почему выбрали именно эту главную мысль?

-Выберите одну из мыслей – она станет темой для вашего мини-сочинения.

5. В спомним теоретический материал и ответим на вопросы:

- Как строится текст - рассуждение? ( Как строится текст-рассуждение и каковы основные требования к его построению? В нем обычно выделяются три части: 1) тезис (высказывается какая-то мысль); 2) доказательство (или опровержение) этой мысли, т. е. аргументы: а) . б) . в) . и т. д., сопровождаемые примерами; 3) вывод, или заключение. Тезис должен быть доказуемым и четко сформулированным. Аргументы - убедительными, и их должно быть достаточно для доказательства вашего тезиса. И чем они будут убедительнее, чем яснее сформулированы, тем неотразимее все рассуждение и бесспорнее вывод.)

-Какие вы помните виды рассуждений? ( Доказательство, объяснение, размышление.)

-Как вы к какому типу будут тяготеть наши сочинения?

-Какие средства грамматической связи характерны этому виду рассуждения ?(По-моему, на мой взгляд, как мне кажется, скорее всего, очевидно, я могу с уверенностью сказать, я полагаю, попытаемся разобраться, можно сравнить, я согласен с тем, что )

6. Работа над сочинением.

-Определение темы.
-Определение границ темы. основной мысли. (Можно ли сказать, что основная мысль и будет тезисом вашего сочинения).
-Отбор материала (Работа со словарём, подбор синонимов к концептуальным понятиям, запись жизненных примеров, примеров из литературы, кинофильма).
-Систематизация в соответствии с композицией рассуждения. Составление плана.
-Черновой вариант.
-Правка. ( Логика изложения. Средства грамматической связи.)
-Чистовик.

- А сейчас я попрошу вас подобрать синонимы к этим словам. ( Жизнелюбие, оптимизм, радость, драйв, Благополучие, блаженство, наслаждение, процветание, преуспевание, благосостояние, радость )

- Какие качества нужно развивать в себе, чтобы быть счастливым? Возможно, эти ответы помогут вам написать сочинения.

8. Творческая работа.
Пришло время начать работу над текстом- рассуждением.

Для помощи я вам раздаю высказывания разных авторов по этой теме (оранжевые карточки ). Может они кому-нибудь пригодятся. Вы также можете воспользоваться толковыми словарями.

9.Рефлексия. Мне бы хотелось узнать ваше отношение к уроку. Заставил ли вас урок задуматься над поднятыми темами? Интересно ли было работать?

Многие ищут счастья в областях выше своего уровня, другие ниже. Но счастье одного роста с человеком.
Конфуций

Обычно счастье приходит к счастливому, а несчастье — к несчастному.
Франсуа де Ларошфуко

Великая наука жить счастливо состоит в том, чтобы жить только в настоящем.
Пифагор

Надо верить в возможность счастья, чтобы быть счастливым.
Лев Толстой

Каждый гонится за счастьем, не замечая, что счастье ходит за ними по пятам.
Бертольд Брехт

Говорят, что несчастье хорошая школа; может быть. Но счастье есть лучший университет.
Александр Пушкин

Действия не всегда приносят счастье; но не бывает счастья без действия.
Бенджамин Дизраэли

Делайте то, что делает вас счастливыми.
Ошо

Если вы хотите, чтобы жизнь улыбалась вам, подарите ей сначала свое хорошее настроение.
Бенедикт Спиноза

Если мы будем искать счастья, не зная, где оно, мы рискуем с ним разойтись.
Жан-Жак Руссо

Мы обладаем только тем счастьем, которое способны понять.
Морис Метерлинк

Каждый кузнец своего счастья.
Саллюстий Гай Саллюстий Крисп

Иные живут счастливо, сами того не зная.
Люк де Клапье Вовенарг

Мы никогда не живем, но только надеемся жить, и так как мы постоянно надеемся быть счастливыми, то отсюда неизбежно следует, что мы никогда не бываем счастливы.
Блез Паскаль

Я рождён, и это всё, что необходимо, чтобы быть счастливым.
Альберт Эйнштейн

У каждого Человека есть свой неповторимый План Творения.
Хочешь изменить мир – начни с себя
Сделай видимым то, что без тебя, возможно, никогда бы не заметили.
Самого главного глазами не увидишь - зорко одно лишь сердце. (А.С.Экзюпери)
Важно быть самому счастливым, тогда и мир станет лучше и добрее.
Чудеса нужно творить своими руками. (А.Грин.)
Мир такой, каким ты его видишь.
Уверовав, увидишь.
Преобразовательная сила творчества.
Добро – это образ жизни.
Счастье в самореализации.
Счастье – это выбор.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Развитие речи. Подготовка к сочинению-рассуждению на тему "Курить или не курить"( 7 класс)

Материал представляет собой разработку урока развития речи на тему " Подготовка к сочинению-рассуждению "Курить или не курить". Подробно рассматривается вопрос об алгоритме работы над рассуждени.

конспект урока русского языка в 8 классе. Тема: "Развитие речи. Подготовка к сочинению-рассуждению на лингвистическую тему по упр.290,291"

Урок развития речи дает представление о сочинении-рассуждении на лигвистическую тему на примере предложенного шаблона и дополнительного материала. Дети смогут написать сочинение-рассуждение самостояте.

Урок посвящен подготовке к сочинению-рассуждеию проблемного характера по картине.

Урок развития речи "Обучение написанию сочинению-рассуждению"

Данный урок разработан в технологии критического мышления, метод "Тур по галерее". Использован региональный материал о ремёслах Тульского края. К уроку прилагается компьютерная викторина &qu.

ПЛАН-КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА ПО РУССКОМУ ЯЗЫКУ /10 КЛАСС/ Развитие речи. Обучение написанию сочинения-рассуждения.

Цель:Обучающая: формирование умения анализировать прочитанный текст, аргументировать свою точку зрения.Развивающая: развитие монологической речи учащихся (устной и письменной) в стиле рассуждения, под.

Урок развития речи "Подготовка к сочинению-рассуждению в жанре эссе". 9 класс.

Это второй урок из уроков развития речи по теме "Эссе: понятие о жанре". Учащиеся на уроке распознают тексты такого жанра, выделяют отличительные признаки эссе, учатся их хаорактеризовать.

Урок русского языка в 9 классе. Развитие речи. "Подготовка к сочинению-рассуждению 15.2, 15.3 на ОГЭ"

Готовимся к ОГЭ. Подготовка к сочинению-рассуждению на тему, связанную с анализом текста (вариант №35). Представление технологий проблемного обучения, РКМЧП, сотрудничества. Приемы: аналитическое.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное общеобразовательное казѐнное учреждение

Автор: обучающийся 9 класса: Комленко Кирилл Андреевич

Беспилотный летательный аппарат- 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 называют дистанционно-пилоти-руемым летательным аппаратом.

Цель: Выяснить актуальность и необходимость использования БПЛА в разных сферах деятельности

В связи с поставленной целью определим основные задачи:

1. Дать определение беспилотным летательным аппаратам.

2. Рассмотреть историю появления БПЛА.

3. Узнать, как использовали БПЛА в военных целях.

4. Рассмотреть классификацию беспилотников.

5. Изучить применение БПЛА в мирных целях.

Гипотеза: БПЛА в разных сферах деятельности выполняют сложнейшие задания, которые не под силу выполнить человеку, и меняют жизнь многих людей.

Объект исследования: сфера применения БПЛА.

Предмет исследования: беспилотный летательный аппарат.

Методы исследования: изучение литературы, интернет рессурсы.

1.Беспилотный летательный аппарат. Что это такое?

Летающий беспилотник, также мульти -, квадро- , гекса- , окто- или просто коптер, он же беспилотник, он же БПЛА, он же БПЛА (беспилотный летательный аппарат) - это робот с камерой, дистанционно управляемой человеком.

Беспилотник летает и плавает, он устойчив к атмосферным воздействиям и имеет много преимуществ, что позволяет нам рассматривать такое устройство как инструмент, упрощающий жизнь и помогающий получать определенную информацию. Хотя справедливости ради стоит отметить, что у него также есть недостатки, но подробнее об этом ниже. Вообще эта техника изначально предназначалась для военных целей, но сейчас она используется в различных областях.

2.История создания

3.БПЛА. Классификация

В зависимости от управления БПЛА можно рассматривать как:

1. Беспилотные неуправляемые.

2. Беспилотные автоматические.

3. Беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА).

Если рассмотреть параметры (масса, время, дальность, высота полета) различают:

4. Тяжелые. Вес аппарата – более 1000 кг. Длительность полета – 24 ч и более. Высота – до 20 км.

По месту старта (посадки) БЛА бывают:

По кратности применения:

Дрон —это бесплотный аппарат, но совсем не обязательно летающий. Вместо винтов у него могут быть колеса, а уж назначений дронов существует великое множество.

С фиксированным крылом.У них нет роторов и со стороны они похожи на маленькие самолеты.

Роторные бпла.Беспилотники, у которых обязательно есть роторы, при помощи которых и осуществляется полет.

Конвертопланы.Они взлетают подобно вертолетам, а вот дальше летят по типу самолетов, опираясь на крылья.

Планеры.Они могут быть как с двигателем, так и без, планируют по воздуху.

Привязные беспилотники.Работающие по проводу, а не от аккумулятора.

С учетом того, что каждый день изобретают все новые и новые модели, список этот может пополняться до бесконечности

Квадрокоптер Как уже было сказано выше, квадрокоптер относится к роторным бпла (которые, в свою очередь, относятся к дронам). И вот именно с этим понятием происходит чаще всего путаница. Дело в том, что квадрокоптер —это беспилотник, имеющий именно 4 ротора и называть так любой аппарат будет неправильно. Коптеры называются по количеству пропеллеров:

трикоптер —3 пропеллера;

квадрокоптер —4 пропеллера;

гексакоптер —6 пропеллеров;

октокоптер —8 пропеллеров.

Квадрокоптерами называют аппараты просто потому, что это самая распространенная модель. Отсюда и ошибка.

Мультикоптер.

Мультикоптерами называют все аппараты роторного типа. То есть квадрокоптеры и беспилотники с другим количеством пропеллеров относятся к этому понятию. Если вы хотите сказать про роторный бпла без уточнения конкретной конструкции, более

II .В мирных целях.Сфера применения БПЛА

Коптеры сложно поддаются классификации, условно их можно разделить на следующие категории:

Коммерческие – для экспресс-доставки посылок, а также для сельскохозяйственных нужд

Военные – для наблюдения, разведки и сбрасывания бомб.

Гражданские – они помогают контролировать территорию и обеспечивают безопасность

Поисковики – они помогают в поиске жертв в местах, где произошли катастрофы

Космические – это дроны будущего. Их разрабатывают в НАСА для поиска и сбора образцов почв на других планетах

Коммерческие

Сельскохозяйственные беспилотники распыляют удобрения и помогают в борьбе с вредными насекомыми. Кроме того, есть квадрокоптеры, оснащенные тепловизором, такие аппараты вовремя помогают выявить больное животное в стаде. На сегодняшний день – это один из мощнейших сельскохозяйственных беспилотников, которые за час могут осмотреть 100 га поля, подсчитать количество высаженных зерен, просканировать почву и контролируют урожайность в течение всего сезона.

Эко-дронами принято называть беспилотники, использующиеся в экологии. От обычных дронов они ничем не отличаются, приставка “эко” призвана подчеркнуть их сугубо мирное, научное назначение. Такие беспилотники применяют для изучения таяния полярных льдов, с их помощью определяют пути миграции животных, обнаруживают несанкционированные свалки, борются с браконьерами, выявляют случаи нарушения норм экологического законодательства, определяют уровень загрязнения, а также влияние различных загрязнителей на глобальную экологическую ситуацию

Большой коммерческий потенциал, повсей видимости, у дронов-официантов, дронов-гидов и других систем, автоматизирующих сферу услуг. Кроме того, беспилотники станут просто незаменимыми в журналистике. Вероятно, они даже ощутимо потеснят самих работников медиа.

Идея создания боевых дронов, не так гуманна. Они тоже могут использоваться в качестве транспортирующего средства. Правда, переносят с их помощью менее приятные штуки, вроде бомб. Само собой, оснащенные камерой, они выполняют и роль разведчиков и наблюдателей.

Поисковики-спасатели

Дрон- прекрасный аналог пляжному спасателю, сидящему на вышке. Это доказали в Австралии: местная служба успешно протестировала мультикоптер, настроенный на наблюдении за прибрежной зоной. Аппарат не только может предупредить купальщиков о приближении акул- в случае необходимости ,он способен бросить спасательный круг утопающему.Крупные беспилотники предназначены для непосредственного тушения пожаров. Они могут ,например набирать воду из водоемов в режиме глиссирующего полета и затем сбрасывать ее на очаг пожара. Во время строгого карантина в Китае беспилотники справлялись не только с дезинфекцией улиц, но даже взяли на себя полицейские и санитарные функции: бесконтактно замеряли температуру, патрулировали улицы, преследуя нарушителей. Заметьте, что в большинстве случаев — полностью автономно.

Космические БПЛА .

Космический беспилотник получил обозначение XS-1 не случайно. Ранее шифр X-1 принадлежал экспериментальному самолету с ракетным двигателем, который создавался конструкторами компании Bell в первой половине 40-х годов прошлого века. Именно X-1 в октябре 1947 года стал первым в истории пилотируемым аппаратом, которому удалось преодолеть скорость звука. Во время полета данный экспериментальный самолет развил скорость в 1,04 Маха или около 1150 км/ч. Уже в 1948 году самолет Bell X-1 продемонстрировал новый рекорд, развив скорость в 1600 км/ч, а в 1954 и вовсе 2600 км/ч.

С помощью нового беспилотника военные рассчитывают доставлять на орбиту от 1,36 до 2,3 т различных грузов при средней стоимости запуска БЛА ниже 5 миллионов долларов. При этом беспилотник сможет отправляться в космос практически ежемесячно, а в год планируется осуществлять 10-12 стартов. В описании программы указано, что большая часть всех разработок будет направлена именно на осуществление многоразовых космических полетов, но часть разработок будет направлена на разработку сверхзвуковых атмосферных аппаратов как военного, так и гражданского назначения.

В настоящее время, благодаря быстрому развитию компьютерных технологий и, как следствие, заметному росту "интеллектуальных" возможностей роботов, изобретением роботов стало их внедрение во многие сферы человеческой деятельности. Одной из самых быстро развивающихся и перспективных областей развития технологий в последние годы является разработка и производство беспилотных летательных аппаратов (далее БПЛА, беспилотные летательные аппараты, БПЛА). Это связано с тем, что использование беспилотных летательных аппаратов в армии и в различных гражданских областях является экономичным и часто позволяет им выполнять задачу лучше и быстрее, чем это было бы сделано с помощью традиционной авиации или других традиционных методов.

Вероятно, в современном мире нет области, где было бы невозможно эффективно использовать беспилотные летательные аппараты. Это традиционные: аэрофотосъемка, коммерческая разведка рыбы, геологоразведка, перелет трубопроводов с целью быстрого обнаружения аварий, военная разведка, корректировка артиллерийского и ракетного обстрела, прицеливание бомбардировщиков, обнаружение кораблей, нуждающихся, обнаружение лесных пожаров на начальном этапе (что очень важно в России, горят сотни тысяч гектаров леса, на многие миллиарды рублей)),бесценны БПЛА при поимке преступников (сверху видно всё) и в обычной практике ГИБДД.

А нетрадиционные, например: выводить спутники на орбиту (пока небольшой вес), использовать БПЛА для уничтожения мелких банд и даже отдельных бандитов для доставки срочных грузов или документов, промышленный шпионаж (БПЛА всегда миниатюризируются, уже можно замаскировать БПЛА под бабочку, муху или жука. БПЛА также выгодно отличаются от самолетов. Дрону ничего этого не нужно. И неизмеримо проще и дешевле обучить оператора БПЛА, чем пилота.

Написав данную исследовательскую работу, стало ясно, что везде нужны умные машины. Они приносят много пользы, часто они готовы заменить человека. В конце концов, наши физические возможности ограничены, и умная машина-беспилотник-справляется со многими задачами лучше, чем человек.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Применение БПЛА в сфере лесного хозяйства. Презентация на заданную тему содержит 6 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Введение Целями развития лесного хозяйства являются создание условий, обеспечивающих устойчивое управление лесами при соблюдении требований непрерывного, рационального пользования лесным фондом, повышение доходов от использования лесных ресурсов, своевременное и качественное воспроизводство лесов, сохранение их ресурсного, рекреационного, экологического потенциала и биологического разнообразия.

Лесное хозяйство, как и прочие отрасли, нуждается в планировании и регулярном обследовании, чтобы функционирование структуры было результативным. Для всех этапов создания и обслуживания инфраструктуры подойдет беспилотный летательный аппарат (БПЛА). Лесное хозяйство, как и прочие отрасли, нуждается в планировании и регулярном обследовании, чтобы функционирование структуры было результативным. Для всех этапов создания и обслуживания инфраструктуры подойдет беспилотный летательный аппарат (БПЛА).

Беспилотный летательный аппарат – техническое решение обеспечивающее подъем без присутствия пилота оборудования над земной поверхностью (на высоту) и доставку его в заданную точку пространства с целью получения информации. Беспилотный летательный аппарат – техническое решение обеспечивающее подъем без присутствия пилота оборудования над земной поверхностью (на высоту) и доставку его в заданную точку пространства с целью получения информации.

Аэросъемка помогает задокументировать, и отследить природные явления, которые протекают в засаженной местности, и проконтролировать состояние массива. Беспилотник избавляет от надобности совершать объезд крупномасштабной территории и предоставляет Аэросъемка помогает задокументировать, и отследить природные явления, которые протекают в засаженной местности, и проконтролировать состояние массива. Беспилотник избавляет от надобности совершать объезд крупномасштабной территории и предоставляет

Для наиболее оптимальной и беспрерывной заготовки древесины необходимо знать маршрут, по которым будет двигаться транспорт по заготовке леса. Большие транспортные дороги учтены и показаны на множествах карт, но лесные дороги, образованные какой-либо деятельностью человека, на картах не указаны, хотя являются важной составляющей при построении наиболее краткого маршрута, так как их следует учитывать для минимизации транспортных расходов. Для наиболее оптимальной и беспрерывной заготовки древесины необходимо знать маршрут, по которым будет двигаться транспорт по заготовке леса. Большие транспортные дороги учтены и показаны на множествах карт, но лесные дороги, образованные какой-либо деятельностью человека, на картах не указаны, хотя являются важной составляющей при построении наиболее краткого маршрута, так как их следует учитывать для минимизации транспортных расходов.

В последние годы появилось большое количество публикаций по использованию для решения топографических задач беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или беспилотных авиационных систем (БАС). Такой интерес в немалой степени вызван простотой их эксплуатации, экономичностью, относительно невысокой стоимостью, оперативностью и т.д. Перечисленные качества и наличие эффективных программных средств автоматической обработки материалов аэрофотосъемки (включая выбор необходимых точек) открывают возможности широкого использования программно-технических средств беспилотной авиации в практике инженерно-геодезических изысканий.

В этом номере обзором технических средств беспилотной авиации мы открываем серию публикаций о возможностях БПЛА и опыте их использования при полевых и камеральных работах.

БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Часть 1. Обзор технических средств

Беспилотные летательные аппараты появились в связи с необходимостью эффективного решения военных задач — тактической разведки, доставки к месту назначения боевого оружия (бомб, торпед и др.), управления боевыми действиями и пр. И не случайно первым их применением считается доставка австрийскими войсками бомб к осажденной Венеции с помощью воздушных шаров в 1849 году [1]. Мощным импульсом к развитию БПЛА послужило появление радиотелеграфа и авиации, что позволило существенно улучшить их автономность и управляемость.

Так, в 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно, а уже в 1910 году американский военный инженер Чарльз Кеттеринг предложил, построил и испытал несколько моделей беспилотных летательных аппаратов [2]. В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА

многократного использования, а созданная на его основе радиоуправляемая мишень использовалась в королевском флоте Великобритании до 1943 года.

После окончания Великой Отечественной войны интерес к БПЛА существенно возрос, а начиная с 1960-х годов отмечается их широкое внедрение для решения задач невоенного характера.

В целом историю БПЛА можно условно разделить на четыре временных этапа [3]:

1.1849 год–начало ХХ века — попытки и экспериментальные опыты по созданию БПЛА, формирование теоретических основ аэродинамики, теории полета и расчета самолета в работах ученых.

2.Начало ХХ века — 1945 год — разработка БПЛА военного назначения (самолетов-снарядов с небольшой дальностью и продолжительностью полета).

3.1945–1960 годы — период расширения классификации БПЛА по назначению и создание их преимущественно для разведывательных операций.

4.1960 годы — наши дни — расширение классификации и усовершенствование БПЛА, начало массового использования для решения задач невоенного характера.

КЛАССИФИКАЦИЯ БПЛА

Общеизвестно, что аэрофотосъемка, как вид дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), — это наиболее производительный метод сбора пространственной информации, основа для создания топографических планов и карт, создания трехмерных моделей рельефа и местности. Аэрофотосъемка выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов — самолетов, дирижаблей мотодельтапланов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Беспилотные летательные аппараты, как и пилотируемые, бывают самолетного, а также вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры — летательные аппараты с четырьмя и более роторами с несущими винтами). В настоящее время в России не существует общепринятой классификации БПЛА самолетного типа. Missiles.

Легкие БПЛА малого радиусадействия. К этому классу относятся несколько более крупные аппараты — взлетной массой от 5 до 50 килограммов. Дальность их действия — в пределах 10–120 километров.

Взлетная масса, кг

Дальность действия, км

Среднетяжелые БПЛА. Этот класс имеют схожую с БПЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой — от 300 до 500 килограммов.

Беспилотные боевые самолеты (ББС). В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БПЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 километров и массой от 1500 килограммов.

На практике для аэрофотосъемки, как правило, применяются БПЛА весом до 10–15 килограммов (микро-, мини-БПЛА и легкие БПЛА). Это связано с тем, что при увеличении взлетного веса БПЛА растет сложность его разработки и, cоответственно, стоимость, но снижается надежность и безопасность эксплуатации. Дело в том, что при посадке БПЛА выделяется энергия E = mv2 / 2, а чем больше масса аппарата m, тем больше его посадочная скорость v, то есть выделяемая при посадке энергия очень быстро растет с ростом массы. А эта энергия может повредить как сам БПЛА, так и находящееся на земле имущество.

Беспилотный вертолет и мультикоптер лишены этого недостатка. Теоретически, такой аппарат можно посадить со сколь угодно малой скоростью сближения с Землей. Однако беспилотные вертолеты слишком дороги, а коптеры пока не способны летать на большие расстояния, и применяются только для съемки локальных объектов (отдельных зданий и сооружений).

Рис. 1. БПЛА Mavinci SIRIUS [5] Рис. 2. БПЛА Geoscan 101 [6]

ПРЕИМУЩЕСТВА БПЛА

Превосходством БПЛА перед пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, стоимость производства работ, а также значительное уменьшение количества регламентных операций. Само отсутствие человека на борту самолета значительно упрощает подготовительные мероприятия для проведения аэрофотосъемочных

Во-первых, не нужен аэродром, даже самый примитивный. Беспилотные летательные аппараты запускаются или с руки, или с помощью специального взлетного устройства — катапульты.

Во-вторых, особенно при использовании электрической двигательной схемы, отсутствует необходимость в квалифицированной технической помощи для обслуживания летательного аппарата, не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ.

В-третьих, отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БПЛА по сравнению с пилотируемым воздушным судном.

Данное обстоятельство имеет большое значение при эксплуатации аэрофотосъемочного комплекса в удаленных районах нашей страны. Как правило, полевой сезон аэрофотосъемочных работ короток, каждый погожий день необходимо использовать для производства съемки.

УСТРОЙСТВО БПЛА

Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) и аэрофотосъемочное оборудование.

Корпус БПЛА изготавливают излегкого пластика (например, углепластика или кевлара), чтобы защитить дорогостоящую фотоаппаратуру и средства управления и навигации, а его крылья — из пластика или экструдированного пенополистирола (EPP). Этот материал легок, достаточно прочен и не ломается при ударе. Деформированную деталь из ЕРР зачастую можно восстановить подручными средствами.

Легкий БПЛА с посадкой на парашюте может выдержать несколько сотен полетов без ремонта, который, как правило, включает замену крыльев, элементов фюзеляжа и др. Производители стараются удешевить части корпуса, подверженные износу, чтобы расходы пользователя на поддержа-БПЛА в рабочем состоянии были минимальными.

Надо отметить, что наиболее дорогостоящие элементы аэрофотосъемочного комплекса, наземная система управления, авионика, программное обеспечение, — вообще не подвержены износу.

Силовая установка БПЛА можетбыть бензиновой или электрической. Причем, бензиновый двигатель обеспечит намного более продолжительный полет, так как в бензине, в расчете на килограмм, запасено в 10–15 раз больше энергии, чем мож-но сохранить в самом лучшем аккумуляторе. Однако такая силовая установка сложна, менее надежна и требует значительного времени для подготовки БПЛА к старту. Кроме того, беспилотный летательный аппарат с бензиновым двигателем крайне сложно перевозить к месту работ на самолете. Наконец, он требует от оператора высокой квалификации. Поэтому бензиновый БПЛА имеет смысл применять только в тех случаях, когда необходима очень большая продолжительность полета — для непрерывного мониторинга, для обследования особо удаленных объектов.

Электрическая двигательная установка, напротив, очень нетребовательна к уровню квалификации обслу-живающего персонала. Современные аккумуляторные батареи могут обеспечить длительность непрерывного полета свыше четырех часов. Обслуживание электрического двигателя совсем несложно. Преимущественно это только защита от влаги и грязи, а также проверка напряжения бортовой сети, что осуществляется с наземной системы управления. Зарядка аккумуляторов производится от бортовой сети сопровождающего автомобиля или от автономного электрогенератора. Бесколлекторный электрический двигатель БПЛА практически не изнашивается.

Автопилот —с инерциальной системой (рис. 3) — наиболее важный элемент управления БПЛА.

Автопилот весит всего 20–30 граммов. Но это очень сложное изделие. В автопилоте, кроме мощного процессора, установлено множество датчиков — трехосевые гироскоп и акселерометр (а иногда и магнитометр), ГЛО-НАСС/GPS-приемник, датчик давления, датчик воздушной скорости. С этими приборами беспилотный летательный аппарат сможет летать строго по заданному курсу.

Рис. 3. АвтопилотMicropilot[7]

В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.

Наземная система управления

(НСУ) —это планшетный компьютерили ноутбук, оснащенный модемом для связи с БПЛА. Важная часть НСУ — программное обеспечение для планирования полетного задания и отображения хода его выполнения.

Как правило, полетное задание составляется автоматически, по заданному контуру площадного объекта или узловым точкам линейного объекта. Кроме того, существует возможность проектирования полетных маршрутов, исходя из необходимой высоты полета и требуемого разрешения фотоснимков на местности. Для автоматического выдерживания заданной высоты полета есть возможность учесть в полетном задании цифровую модель местности в распространенных форматах.

Кроме обеспечения навигации и обеспечения полета автопилот должен управлять фотоаппаратом, чтобы получать снимки с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, приходится настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.

Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ.

Аэрофотосъемочное оборудование на БПЛА устанавливается в зависимости от его класса и цели использования.

На микро- и мини-БПЛА устанавливаются компактные цифровые фотокамеры, комплектуемые сменными объективами с постоянным фокусным расстоянием (без трансфокатора или zoom-устройства) весом 300–500 граммов. В качестве таких камер в настоящее время используются фотоаппараты SONY NEX-7

с матрицей 24,3 МП, CANON600D матрицей 18,5 МП и подобные им. Управление срабатыванием затвора и передача сигнала от затвора в спутниковый приемник производится с помощью штатных или незначительно доработанных электрических разъемов фотоаппарата.

На легкие БПЛА малого радиуса действия устанавливаются зеркальные фотокамеры с большим размером светочувствительного элемента, например CanonEOS5D(размер сенсора 36×24 мм) , NikonD800 (матрица 36,8 МП (размер сенсора 35,9×24 мм)), Pentax645D(CCD-сенсор 44×33 мм, матрица 40 МП) и им подобные, весом 1,0–1,5 килограмма.

Рис. 4. Схема размещения аэроснимков (голубые прямоугольники с подписями номеров)

ВОЗМОЖНОСТИ БПЛА

Выше указывалась аппаратура, интегрированная в автопилот: это микробарометр, датчик воздушной скорости, инерциальная система, навигационная спутниковая аппаратура. По проведен-ным испытаниям (в частности, БПЛА Geoscan101) были установлены следующие отклонения реальных параметров съемки от заданных:

• уклонения БПЛА от оси маршрута — в диапазоне 5–10 метров;

• уклонения высот фотографирования — в диапазоне 5–10 метров;

• колебание высот фотографирования смежных снимков — не более 2 метров.

Применение двухчастотной ГЛО-НАСС/GPSспутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров, а применение метода PPP(PrecisePointPositioning) — позволяет определять координаты центров снимков без использования базовых станций или на значительном удалении от них.

Читайте также: