Беспилотные летательные аппараты стали решением многих проектов картографирования и съемки. В этой статье рассматриваются пять важных проблем, которые следует учитывать при определении того, какой тип дрона наилучшим образом подходит, и включает практические примеры, основанные на картографическом проекте на острове Силуэт (Сейшельские острова).
Остров Силуэт — третий по величине остров на Сейшельских островах, расположенный в Индийском океане. Силуэт — это национальный парк с биоразнообразием, который является одним из самых богатых во всем Индийском океане. Он также является домом для нескольких находящихся под угрозой исчезновения растений и животных. Чтобы отслеживать различные видоизменения на острове и получать информацию об уникальной экосистеме, необходима актуальная карта. Самая последняя карта острова была сделана еще в 1970-х годах.
Площадь острова 20,1 км², он известен своей неровной местностью с живописными горными вершинами, пять из которых превышают 500 м. Самый высокий пик Мон-Даубан доступен для съемки всего несколько дней в году, потому что почти всегда покрыт облаками. Уровень детализации спутниковых снимков недостаточен, а самолеты, оснащенные съемным оборудованием высокого разрешения, зачастую слишком дороги для работы в таких отдаленных местах, что объясняет, почему самая последняя карта острова датируется почти полувековой давностью. Для создания обновленной карты был выбран голландский гибридный беспилотник Marlyn, который смог решить все проблемы, упомянутые в этой статье.
Три типа БПЛА
Традиционно БПЛА может быть одной из двух конструкций: вертолетного типа или неподвижного крыла. В настоящее время появился новый тип — гибридный. Современные беспилотные летательные аппараты имеют сравнимые характеристики с обычными самолетами и могут летать быстро и долго. Гибридный беспилотник сочетает в себе самолет и вертолет, имеет вертикальные возможности взлета и посадки вертолетов и эффективную крейсерскую скорость обычных самолетов. Только правильно спроектированные гибриды обеспечивают хорошую производительность, стабильность и безопасность на всех этапах полета.
Взлет и посадка
Для начала необходимо найти подходящее место для запуска и приземления дрона. Так как вертолеты и гибриды могут взлетать, как вертолеты, они нуждаются только в небольшом месте для этого маневра, что делает их очень гибкими для развертывания. При использовании беспилотных летательных аппаратов самолетного типа поиск подходящего места может оказаться сложным, поскольку для этого требуется большое, плоское открытое пространство для посадки. Если в проекте не будет больших открытых, травянистых полей, то дрон должен взлетать и приземляться вертикально.
Большинство Сейшельских островов покрыты деревьями, даже над относительно небольшими пляжами нависают пальмы. В результате было найдено только три небольших места взлета приблизительно 20х20 м, с которых можно выполнить взлеты и посадки.
Размер и расположение области картографирования
Второе, что нужно рассмотреть, — это область съемки, которую нужно сопоставить. Размер площади имеет прямую корреляцию с тем временем, которое требуется для покрытия площади и, следовательно, эксплуатационными расходами. Вращающиеся пропеллеры для многоточечных двигателей потребляют много энергии, чтобы оставаться в воздухе, поэтому многокорпусные дроны имеют невысокую выносливость и эффективны только для небольших картографических проектов. Напротив, гибридные беспилотные летательные аппараты используют аэродинамическую форму своих крыльев, чтобы оставаться в воздухе. Это позволяет им летать быстрее, дольше и с превосходным диапазоном, что делает их эффективными в любом проекте картографии. В общем, дроны с крыльями могут работать в десять раз быстрее, чем вертолеты.
В случае острова Силуэтт, большинство БПЛА вертолетного типа даже не смогли бы отобразить остров из трех возможных мест взлета из-за их ограниченного диапазона и присутствующих горных вершин. Если проект влечет за собой картографирование большой площади или преодоление высоких горных вершин, оптимальным вариантом будет использование гибридного дрона.
Транспортировка картографического оборудования к месту съемки
Чтобы максимально использовать весь потенциал БПЛА, он должен использоваться как можно чаще для разных или повторяющихся проектов, и, следовательно, перемещение дрона из одного места в другое должно быть как можно более простым. В зависимости от проекта это может означать, что система должна быть пригодна для отгрузки в качестве воздушного груза, легко входить в маленький автомобиль и легко переноситься в поле. Лучшим вариантом является использование жесткого транспортного футляра, который может выдерживать воздушные перевозки и который также спроектирован для установки в небольшой автомобиль. Такая система как рюкзак, может использоваться для транспортировки на месте.
Устойчивость БПЛА к ветру
Чтобы обеспечить своевременное выполнение проекта, необходимо развернуть как можно больше дронов, а сопротивление ветру — самый важный фактор, влияющий на работу беспилотных летательных аппаратов. У вертолетов хорошая устойчивость к ветру при взлете, потому что их пропеллеры обеспечивают устойчивый взлет и посадку в ветреных условиях. Тем не менее, низкая крейсерская скорость для многокорпусных дронов — это большой минус, поскольку полет в ветреную погоду снижает производительность и еще больше снижает их выносливость.
БПЛА со встроенными крыльями имеют более высокие крейсерские скорости, позволяя им летать против ветра. Обратите внимание, что традиционные беспилотные летательные аппараты должны запускаться и приземляться при ветре, что может привести к проблемам, когда есть препятствия в зоне взлета/посадки. Гибридные беспилотные летательные аппараты с по меньшей мере четырьмя пропеллерами обладают высокой устойчивостью к ветру и стабильностью во время взлета и посадки, как и в случае с вертолетами, и благодаря своим встроенным крыльям и высокой крейсерской скорости они также обладают высокой устойчивостью к ветру во время съёмки.