@article{Смирнов2023-04-11,
author = {Л. В. Смирнов, А. А. Гришаев},
title = {Летательный аппарат для бесконтактной посадки},
year = {2023},
publisher = {NP «NEICON»},
abstract = {Введение На данный момент задача автоматической бесконтактной посадки беспилотных летательных аппаратов выполнена незначительным образом. Существующие методы посадки не обеспечивают надежность и не гарантируют устойчивость посадки. Это приводит к поломкам дорогостоящего оборудования или полному выходу из строя летательных аппаратов. Ввиду этого стоит обратить особое внимание на бесконтактные методы посадки беспилотников. Поскольку контактная посадка ведет к механическим повреждениям гораздо сильнее. Ведь именно момент посадки летательного аппарата одним из самых потенциально опасных моментов работы прибора. Существует несколько ключевых и наиболее эффективных методов бесконтактной посадки: курсоглиссадный метод, радиолокационные системы, GPS, компьютерное зрение [1-5]. Некоторые из этих методов применяются в аэропортах для посадки гражданской авиации. Однако применение таких методов в беспилотной авиации в данный момент используется. Ввиду дорогостоящего оборудования, применяемого в подобных комплексах и громоздкости самих конструкций. Из этого можно сделать вывод, что использование таких методов для посадки БПЛА не является целесообразным. Следовательно, необходим другой бесконтактный метод посадки летательных аппаратов. Конструкции БПЛА Первостепенно стоит отметить, что беспилотные летательные аппараты имеют различную конструкцию, ввиду этого различаются их характеристики. Одними из важнейших характеристик для БПЛА являются грузоподъемность, без учета его летных характеристик. Принимая во внимание тот момент, что аппарат необходимо оснастить как минимум одной полетной камерой, аккумуляторами, приемно-передающей системой и непосредственно сенсором для бесконтактной посадки заключаем, что полезная нагрузка, осуществляемая посредством реактивного или механического подъема, должна составлять не менее 5кг для малых беспилотников. Учитывая это обстоятельство, было принято решение спроектировать беспилотник вертолетного типа и оснастить его четырьмя лопастными винтами. Тем самым увеличив полезную нагрузку аппарата. Также, для увеличения полезной нагрузки было решено использование облегченного корпуса из карбона и направляющих лучей беспилотника из полимерных материалов. Конструкции разработаны и распечатаны на 3D принтере. Трехмерная модель разработанного беспилотного беспилотного летательного аппарата представлена на рис. 1, а собранный опытный образец на рисунке 2. Для того, чтобы посадить беспилотный летательный аппарат в автономном режиме было решено оснастить аппарат небольшой лидарной системой работающей в ИК области спектра на длине волны 940нм. Лидар выступал в качестве дальномера, что позволяло летательному аппарату отслеживать расстояние до места приземления. Для подтверждения работоспособности теории была проведена серия тестовых полетов на полигоне, демонстрируется на рисунке 3. По результатом тестовых полетов было выявлено следующее: дальность действия системы составляет 170-180 метров, а точность посадки до 1 см в условленное место. Заключение По результатам экспериментов была подтверждена работоспособность системы бесконтактной посадки летательных аппаратов путем установки лидара на беспилотник. Тестовые испытания показали, что точность такого метода составляет до 1см, а дальность 170-180 метров. Для улучшения дальности системы стоит, например, выбрать лидар работающий на длине волны 1500 нм, поскольку показатель пропускания атмосферы в этой области лучше, чем на длине волны 940нм.},
URL = {https://rep.herzen.spb.ru/publication/850},
eprint = {https://rep.herzen.spb.ru/files/907},
}