Где Летают Мультикоптеры? Дорожная Карта Технологий

Никто не будет спорить, что мультикоптеры – это не просто хобби моделистов.

Помимо развлечений, их можно найти во многих полезных приложениях в различных сферах.

Но в целом они способны выполнять только две основные функции:

  • сбор и передача данных
  • грузоперевозки


Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

При организации сетей или групп мультикоптеров эти функции можно выполнять очень эффективно.

Например, скоординированные усилия позволят перевозить грузы, которые не под силу поднять одному устройству.

Или другой пример, распределенный рой может одновременно собирать информацию и передавать ее по принципу одноранговых сетей.

Интересно, какое будущее их ждет? Я попытаюсь ответить на этот вопрос, используя данные по беспилотным летательным аппаратам.



Перспективы дронов

Вот два отчета, показывающие перспективность беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и беспилотных авиационных систем (БПЛА):
  • Оценка возможностей гражданских БПЛА.

    Черновая версия.

    НАСА.

    Декабрь 2004 г.

    Хотя отчет датирован 2004 г.

    , на него стоит посмотреть.

    Доступно для скачивания здесь: www.nasa.gov/centers/dryden/research/civuav/civ_uav_index.html

  • Экономические последствия интеграции беспилотных авиационных систем в США.

    АУВСИ.

    Март 2013 г.

    Доступно для скачивания здесь: www.auvsi.org/econreport

Для справки: БПЛА = БПЛА + наземная станция управления.

Согласно этим сообщениям, помимо военного и научного, перспективными являются следующие области коммерческого и гражданского применения:

  1. точное земледелие
  2. общественная безопасность
  3. борьба с лесными пожарами
  4. сельскохозяйственный мониторинг
  5. управление чрезвычайными ситуациями
  6. обследование линейной инфраструктуры (линии электропередач, трубопроводы)
  7. усиление правоохранительных мер
  8. телекоммуникации
  9. мониторинг погоды
  10. аэрофотосъемка и картографирование
  11. телевидение, кино (отчеты о съемках, сцены из фильмов)
  12. мониторинг окружающей среды
  13. разведка запасов нефти и газа
  14. грузовые перевозки
Первые 2 направления охватывают около 90% всех известных рынков БПЛА в США.

Общий экономический эффект, ожидаемый в 2015 году для США, составит $2,276 млн и более 23 тысяч новых рабочих мест. На графиках ниже показаны цифры до 2025 года.



Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

Общие затраты и экономические выгоды

Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

Рост рабочих мест Для достижения такого роста очень важно решить вопросы государственного регулирования и страхования при использовании воздушного пространства и обеспечении безопасности полетов.

Но помимо государственного регулирования и страхования потребуется создание ряда технологий.

Какие технологии необходимы? Министерство обороны США и Федеральное управление гражданской авиации выделяют следующие области исследований:

  • Интероперабельность и модульность – разработка интерфейсов взаимодействия модулей (датчиков, контроллеров и т.д.) для сокращения времени разработки.

  • Системы связи – увеличение дальности, пропускной способности и помехоустойчивости
  • Кибербезопасность – повышение защищенности БПЛА от угроз несанкционированного доступа и раскрытия информации
  • Постоянное совершенствование – улучшение таких характеристик, как габариты, вес, мощность, охлаждение, надежность, управляемость, живучесть и т.д.
  • Автономия и когнитивное поведение – снижение затрат на ручное управление человеком
  • Вооружение - чисто военного назначения
  • Сенсорная посадка — сбор информации и выполнение других задач на поверхности.

  • Метеорология – сбор информации для точного прогнозирования погоды.

  • Высокопроизводительные вычисления — увеличение количества датчиков и объёма собираемой информации требует повышения эффективности вычислений.

  • Предотвращение столкновений - технологии, позволяющие избегать столкновений, как в воздухе, так и на земле.

  • Дистанционный мониторинг и контроль – изменение задач во время полета, управление группами БПЛА.

  • Дальность и продолжительность полета - понятно о чем идет речь
  • Полеты в строю - точное позиционирование БПЛА относительно друг друга в строю.

  • Вертикальные полеты – движение в вертикальном направлении для научных исследований на больших высотах.

  • Стыковка - на земле и в воздухе с грузом, другими БПЛА и т.п.

  • Управление в случае непредвиденных ситуаций – минимизация последствий аварий БПЛА и других ситуаций
Любой желающий может попробовать свои силы в разработке этих технологий.

Вот примеры полученных результатов.

Меня заинтересовала тема увеличения дальности и продолжительности полета мультикоптеров, как одна из самых приоритетных.



Два решения для увеличения дальности и продолжительности полета

Предлагаю на обсуждение два решения по увеличению дальности и продолжительности полетов мультикоптера.

Прошу знающих жителей Хабраво принять участие и дать ответы на возникшие вопросы.



Коптер + крыло
Объедините мультикоптер с крылом и получите новый тип СВВП.

Никаких элеронов и других движущихся частей (кроме пропеллеров).



Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

Это решение очевидно, но мне пока не удалось найти доказательств того, что оно было успешно реализовано в таком виде.

Вопросы для обсуждения: Почему? Каковы недостатки этого решения? Вот наиболее удачные примеры подобных решений: и эта ветряная мельница

Наземная инфраструктура
Более широкая тема.

Как говорится, в воздухе.

Смысл решения заключается в организации сети АЗС.

В идеале – автоматический.

Здесь ситуация лучше.

Есть конкретные конструкции.

Возьми и сделай это.

Вот примеры работ на эту тему:

  • Система автоматической замены аккумуляторов для БПЛА: анализ и проектирование.

    Кодзи А.

    О.

    Сузуки Пауло Кемпер Ф.

    Джеймс Р.

    Моррисон.

    Поступила: 15 февраля 2011 г.

    / Принята: 3 апреля 2011 г.

  • Пополнение расходных материалов БПЛА: концепции проектирования автоматизированных станций технического обслуживания.

    Пауло Кемпер Ф.

    1 ∙ Кодзи А.

    О.

    Сузуки2 ∙ Джеймс Р.

    Моррисон3*



Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий



Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

Но есть проблема с организацией сети таких станций с достаточно плотным покрытием территорий.

Вопросы для обсуждения: Что вам мешает организовать такую сеть, например, в одном из районов Московской области на волонтёрах? Какие технические проблемы необходимо решить? Кто-нибудь уже пробовал автономный беспосадочный перелет, чтобы перевезти что-нибудь другу или соседу? Какова должна быть дальность, высота, траектория движения между узлами сети в соответствии с техническими возможностями и нормативными нормами? Есть ли автоматическая посадка для подзарядки или замены аккумулятора? Во-первых, нужно понять, на какое расстояние возможен надежный автономный полет со всех точек зрения (технической, нормативной, законодательной).

Затем нанесите на карту координаты волонтеров и поймите зоны покрытия и расстояния между ними.

Если зоны перекрываются, то можно двигаться дальше.

Определите порядок заправки.

И так далее.

Понятно, что задача сложная, но было бы интересно, чтобы такая сеть заработала и начала перевозить товары.

Приглашаю вас к обсуждению.

По итогам обсуждения планирую сформулировать критерии (количественные и качественные) реализуемости описанных идей.

В идеале хотелось бы получить технические характеристики.



Не далеко от.

Давайте помечтаем и сравним этот проект с ARPANET. А через 30 лет представьте себе, что эта сеть (уже есть название — MatterNet) оплетет все континенты, и даже цепочки дрейфующих заправочных платформ будут переброшены через океаны.



Где летают мультикоптеры? Дорожная карта технологий

Нет границ и таможни, нет почты.

Посылки с ebay и aliexpress из Китая добираются своим ходом на мультикоптере.

В комментариях к этому посту было достаточно идей для реализации.

Как говорится, дело в мелочах.

habrahabr.ru/post/181139 Теги: #Сделай сам или сделай сам #Мультикоптеры #БПЛА #коптеры #квадрокоптеры #беспилотные летательные аппараты

Вместе с данным постом часто просматривают: