Краткий обзор технологии аэродинамических привязных высотных платформ систем телекоммуникаций, ДЗЗ, точной навигации

В последнее десятилетие за рубежом существенно возрос интерес к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), построенным по схеме мультикоптер – летательный аппарат, имеющий более двух несущих винтов. Трехроторные мультикоптеры называют трикоптерами, четырехроторные – квадрокоптерами, пятироторные – пентакоптерами, шестироторные – гексакоптерами, а восьмироторные – октокоптерами. На их базе создаются робототехнические системы для решения разнообразных задач как в военной, так и в гражданских областях.

В статье приведено описание и показано развитие концепции с условным названием «Привязанный беспилотный летательный аппарат», которая состоит в организации системы мониторинга на базе беспилотного летального аппарата, связанного с наземной станцией кабелем, выполняющим одновременно рольудерживающего троса, силового кабеля и коммуникационной линии. Представлена сравнительная характеристика альтернативных систем мониторинга, из которой следует перспективность данной концепции для многих практических задач. Рассмотрены варианты реализации этой концепции в анонсированных разработках и существующих моделях «привязанных беспилотников». Источник: https://russiandrone.ru/publications/coderzhanie-i-razvitie-kontseptsii-privyazannyy-bespilotnyy-letatelnyy-apparat/

Комплекс «Стрингер» предназначен для проведения оперативных фото и видеосъемок с воздуха как в черте города, так и на открытых пространствах.
Комплекс представляет собой автономную автоматизированную четырехроторную платформу с размещенной на ней гиростабилизированной по 3-м осям платформой с видеокамерой и радиосистемой передачи Full HD видео на землю.

Институт проблем управления имени Трапезникова начал разработку многофункциональной беспилотной привязной высотной платформы с длительной продолжительностью полета, передает РИА Новости со ссылкой на источник в российском ОПК.

Хотя в это может показаться трудно поверить, беспилотники используются военными по всему миру уже более ста лет. Первые военные беспилотники начали появляться примерно в 1916 году в виде радиоуправляемых монопланов. С тех пор достижения в области технологий беспилотных летательных аппаратов значительно улучшились конструкции и возможности беспилотных летательных аппаратов.
Одним из последних достижений в этой отрасли стало внедрение привязных беспилотных систем или привязных дронов. Преимущества привязанных дронов идеально подходят для военных применений, таких как охрана границ, где возможности дневного и ночного наблюдения имеют решающее значение для мониторинга периметров и отслеживания перемещений противника.

никальный проводной аппарат, способный летать без подзарядки круглые сутки при подключении к наземному источнику питания 220 вольт. Идеально подходит для постоянного, круглосуточного мониторинга территорий.
Производство компании MicroMultiCopters (КНР). ООО «Альбатрос» является официальным дистрибьютором компании MMC в России.

Внедрение технологии привязных дронов в коммерческом секторе началось совсем недавно, в 2016 году. Сегодня многие военные аналитики рассматривают эту технологию как неотъемлемую часть будущих военных баз.
А привязной дрон-это беспилотный летательный аппарат, физически связанный с наземной станцией питания. Привязная беспилотная система состоит из базовой станции питания, троса для дрона и самого дрона.

Идея этой конструкции - убрать с беспилотника самую тяжелую его часть - батарею питания (взамен, правда, появляется кабель питания, который во-первых также нагружает дрон, вдобавок существенно ограничивая возможности его перемещения). Привязной дрон подключается к наземному источнику питания - блоку питания, соединенному с сетью промышленного тока или к мощному аккумулятору. После чего такой показатель, как время непрерывного полета становится очень большим - часы, сутки, недели. Такой дрон, как правило, не летает взад-вперед, а остается на месте, над точкой, куда ведет его провод питания.

Как правило, системы питания по проводу создают для самодельных или мелкосерийных дронов, причем чаще всего больших, а не для серийных квадрокоптеров стандартных размеров. Arastelle представила систему, позволяющую питать по проводу серийный Parrot Anafi USA, причем без необходимости модифицировать сам дрон. Судя по фотографиям, компания разработала для этого модуль, который по размеру и форме практически идентичен модулю аккумулятора и может устанавливаться в его слот, но снизу из него выходит провод для подключения к наземной станции с источником питания. Arastelle отмечает, что систему можно адаптировать и под другие дроны — вероятно, создав для них аналогичный модуль в отсек аккумулятора.

Tethered quadcopters are used for extended flight operations where the necessary power to the system is provided through the tether from an external power source on the ground. In this work, we study the design factors such as the tether mass, electrical resistance, voltage conversion efficiency, etc. that influence the power requirements. We present analytical formulations to predict the power requirement for a given setup. Additionally, we show the existence of a critical hover height for a single-quadcopter tether system, beyond which it is physically (electrically) impossible for the quadcopter to hover due to the increasing mass of the tether load and any additional current increasing resistive losses instead of getting delivered to the quadcopter. We then present experimental resultsa for single quadcopter tethered system and a system with two quadcopters connected to the same power tether. Power supply readings from the experiments in various configurations are consistent with the predictions from the analysis (within 5%), which experimentally validates the presented analysis. A two-quadcopter system powered via a single tether is flown through a corridor to demonstrate one of the capabilities of having multiple quadcopters on the same tether.

Американские инженеры рассчитали максимальную высоту полета квадрокоптера, питаемого от кабеля разной толщины, выше которой масса кабеля и потери в нем тока не позволяют дрону поддерживать свой полет. Также они протестировали связку из двух дронов, питаемых от провода, расширяющую возможности по сравнению с использованием одного аппарата. Статья будет представлена на конференции IROS 2022, ее препринт доступен на arXiv.org.

Институт проблем управления имени В.А. Трапезникова Российской академии наук разрабатывает многофункциональную беспилотную привязную высотную платформу с длительной продолжительностью полёта.

В исследовании консультанты J’son & Partners Consulting проанализировали основные тенденции использования дронов для ретрансляции сотового сигнала при предоставлении услуг связи для массового потребителя.

Дрон питается от наземного источника электроэнергии

Обоснована актуальность модификации телекоммуникации сетевых систем на основе высотных платформ. Показана возможность использования для этих целей (в качестве альтернативы применения аэростатов) привязных беспилотных летательных аппаратов, к которым по гибкому металлическому кабелю-тросу подается электрическое напряжение с наземного пункта управления. Это позволяет решить ряд многопрофильных задач локального сотового покрытия на обширной территории. Материалы и методы. Проведен анализ основных тактико-технических характеристик аэростатов, находящих свое применение в качестве временных высотных мачт телекоммуникационных сетевых систем. Представлен перечень возможного применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в различных сферах, а также диаграмма «разрешенного» применения БЛА. Результаты. Привязные БЛА позволяют ретранслировать сигнал в труднодоступной или слабонаселенной местности, поскольку позволяют без привязки к конкретной местности покрывать радиосигналом труднодоступные районы и тем самым могут найти достаточно широкое применение уже в ближайшее время, что является перспективным направлением развития телекоммуникационной сети управления и связи. Выводы. Обоснована концепция создания нового поколения высотных привязных телекоммуникационных платформ и привязных многоцелевых БЛА. Приведен ряд примеров ее практической реализации на основе беспилотных аппаратов вертолетного или аэростатического типа, когда не требуется большой радиус действия дрона, но необходимо его длительное зависание на определенной высоте для выполнения многоцелевых задач видеосъемки, длительного наблюдения, ретрансляции радиосигналов и др. Предложено в качестве телекоммуникационных каналов приема/передачи информации использовать радиоили оптическую связь.

Российские разработчики изучают возможности применения беспилотной техники в полярных условиях.

Идея этой конструкции - убрать с беспилотника самую тяжелую его часть - батарею питания (взамен, правда, появляется кабель питания, который во-первых также нагружает дрон, вдобавок существенно ограничивая возможности его перемещения). Привязной дрон подключается к наземному источнику питания - блоку питания, соединенному с сетью промышленного тока или к мощному аккумулятору. После чего такой показатель, как время непрерывного полета становится очень большим - часы, сутки, недели. Такой дрон, как правило, не летает взад-вперед, а остается на месте, над точкой, куда ведет его провод питания.

БПЛА (дроны), в частности мультикоптеры, используются в различных областях деятельности, в том числе для решения задач наблюдения с высоты, обследований промышленных объектов, видеосъемки и др. Однако, естественным ограничением применения мультикоптеров является время автономной работы, ограниченное в большинстве случаев 20-30 минутами. Решением данного ограничения является применение комплексов привязных мультикоптеров, использующих кабель для бесперебойного питания с земли на протяжении часов и суток.
KARNEEV SYSTEMS предлагает самые передовые станции питания для привязных БПЛА от мировых лидеров. Использование таких станций выводит операции с БПЛА на новый уровень. Благодаря прочной и устойчивой к погодным условиям конструкции, инновационной системе намотки и запатентованной динамической оптимизации напряжения (DVO), обеспечивающей непревзойденную энергоэффективность станции питания обеспечивают безопасное и стабильное время полета для БПЛА.

Компания Elistair разрабатывает и производит решения по энергообеспечению привязных гражданских БПЛА (дронов). Станция бесперебойного питания дронов Elistair позволяют летать без подзарядки круглые сутки.
Миссия компании – принести эффективность и продуктивность на рынок БПЛА, но главное – соответствовать всем требованиям и задачам наших клиентов.

Уникальный проводной аппарат, способный летать без подзарядки круглые сутки при подключении к наземному источнику питания 220 вольт. Идеально подходит для постоянного, круглосуточного мониторинга территорий.

Никто не будет оспаривать, что дрон — один из лучших инструментов для осуществления контроля и наблюдения. Однако, что делать если наблюдение нужно вести без перемещений в пространстве и дольше, чем 25-30 минут, менять батареи каждые пол часа не с руки, а возможности и целесообразности установки камеры нет? В Elistair предоставили оригинальный выход из ситуации — портативные станции Safe-T Tether и Ligh-T Tether, которые значительно расширяют возможности оборудования, исполняя функцию энергообеспечения.

Fotokite Sigma - это беспилотный летательный аппарат для обеспечения общественной безопасности для групп быстрого реагирования, которые ищут безопасный, простой и надежный способ получения перспективных снимков с воздуха. Решения Fotokite поддерживают операции БПЛА общественной безопасности, такие как пожаротушение, поисково-спасательные операции и управление дорожным движением на ежедневной основе.

Привязной комплекс для непрерывного мониторинга и ретрансляции сигналов с высоты до 100 метров.

Органы правопорядка все чаще экипируются дронами, но в большинстве случаев у этих аппаратов весьма ограниченный запас хода, кроме того, им требуются лицензированные операторы. То есть полиция не может оперативно поднять дрон в воздух на всевозможных происшествиях, пока на место не приедет оператор с лицензией. Российский инженер Сергей Лупашин решил эту проблему, разработав «привязанный» дрон, который с 2021 года начнет поступать на вооружение полиции США и Канады.