МКВ(С)ОУ «В(С)ОШ №5»

Исследовательская работа

на тему: «Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)»

Автор: обучающаяся 11 класса:

Шараева Индира.

                                                     г. Элиста 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

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

История этих устройств начинается на воде. В 1899 году изобретатель, физик и инженер Никола Тесла спроектировал и продемонстрировал первый в мире радиоуправляемый корабль, который не остался незамеченным в научном сообществе и дал импульс развитию сферы контролируемых объектов. Несмотря на общее сообщение Николы Теслы, следующий "беспилотник" был не кораблем, а обыкновенный летательный аппарат Военный инженер и изобретатель Чарльз Кеттеринг в 1910 году, вдохновленный успехом братьев Райт, предложил создать летательный аппарат управляемый не человеком, а часовым механизмом, который в определенное время сбрасывал крылья и падал на врага. Ч. Кеттерингу удалось создать несколько рабочих моделей.

В 1933 год,  официально считается родоначальником всех дальнейших разработок. Именно в этот год, силами инженеров Великобритании был разработан первый БПЛА, который, к слову сказать, был ко всему прочему многократного использования. Проект получил название DH.82B Queen Bee, и представляли собой отреставрированные модели бипланов Fairy Queen, которыми дистанционно управляли с корабля по радио,это был не летающий, а плавающий объект- лодка, но не простая, а первая в истории, которой можно было управлять дистанционно.А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И «дроном» его окрестили еще в те времена, в шутку. Само слово drone переводится с английского как «трутень».  Шум, исходящий от коптера, ассоциировался у изобретателей со звуком, который издает летающий шмель. На русский переводить название аппарата не стали, так он и остался дроном на всех языках.Этому беспилотнику было суждено стать самолетом-мишенью для будущих асов и зенитчиков. DH.82B Queen Bee служил ВВС ее Величества с 1934 года по 1943.        

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:

1. «Микро»  Вес аппарата – до 10 кг. Длительность полета – до 1 ч. Высота – до 1 км.

2. «Мини». Вес аппарата – до 50 кг. Длительность полета – несколько часов. Высота – 9-10 км.

3. «Миди» – средние. Вес аппарата – до 1000 кг. Длительность полета – 10-12 ч. Высота – 3-5 км.

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

По месту старта (посадки) БЛА бывают:

1. Наземные.

2. Воздушные.

3. Воздушно-космические.

4. Космические.

По кратности применения:

1. Одноразовые

2. Многоразовые

4.Виды БПЛА

• Летающий дрон,
• мультикоптер
• квадрокоптер
• гексакоптер
• октокоптер
• коптер
• беспилотник
• БПЛА

Дрон

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

Некоторые источники при этом утверждают, что дроном правильно называть любой аппарат без управления. Тогда получается, что даже обычный автомобиль может являться дроном, стоит только положить кирпич на педаль газа и отправить его в путешествие без водителя. Сомнительное утверждение, так что советуем не забивать им себе голову, т.к. чаще всего все же подразумевают аппараты, изначально сконструированные для работы без пилота или водителя.

Беспилотник —это сокращение от «беспилотного аппарата». Под ним точно так же может подразумеваться как наземных, так и летательный дрон.

БПЛА

В отличие от предыдущего слова, данная аббревиатура подразумевает именно летательные аппараты. Собственно говоря, и расшифровывается она как «беспилотный летательный аппарат». Сюда по-прежнему входят знакомые нам роторные аппараты, но кроме них данным словом могут назвать и множество других беспилотников, совершенно не похожих друг на друга.

• 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
• Сельскохозяйственные
• 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
•  любительский.

Коммерческие

Удобство беспилотников оценили деятели разных областей. Например, такие компании, как Amazon, DHL, Zookal и Domino взяли коммерческие дроны «в штат»– коптер-курьер развозит книги, посылки и даже пиво и пиццу! И если в вышеперечисленных случаях устройства применяются в маркетинговых целях и воспринимаются, как экзотическое ноу-хау, то некоторые организации решили использовать БПЛА с еще большей пользой.

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.

Военные

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.

Заключение

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.

• Список использованных источников информации
• История робототехники [Электронный ресурс] - [http://titok007.narod.ru/history.html]
• Хромов Д.В. Разновидности роботов и их классификация
• http://aviadron.ru/drone-articles/
• https://www.youtube.com/channel/UCoNyKZcVFsfl43Cl7oADu7w
• http://geektimes.ru/company/ulmart/blog/242809/
• Википедия – http://ru.wikipedia.org
• http://aviadron.ru/drone-articles/
• https://www.youtube.com/channel/UCoNyKZcVFsfl43Cl7oADu7w
•  https://drongeek.ru/novichkam/chto-takoe-dron