БПЛА Горыныч

МНОГОЦЕЛЕВОЙ
БЕСПИЛОТНЫЙ
ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ
АППАРАТ
«АРКА»

Дрыгин Г.А.,
Главный специалист
ПАО «Компания «Сухой» ОКБ Сухого
Макаров П.В.,
Инженер-конструктор III категории
Филиал ПАО «Компания «Сухой» ОКБ Сухого
Стахович А.А.,
Инженер-конструктор I категории
Филиал ПАО «Компания «Сухой» ОКБ Сухого.

В современном мире беспилотные летательные аппараты (БПЛА) различных схем находят свое применение в самых разнообразных сферах жизни человека. К примеру, с помощью БПЛА производят фото- и видеосъемку, трехмерную съемку различных объектов, экомониторинг, беспилотники применяются при предупреждении и ликвидации различных чрезвычайных ситуаций в качестве средств поиска людей, очагов загрязнений, лесных пожаров, мест р-азрушения защитных сооружений, для химического и радиационного анализа окружающей среды, наблюдения за динамикой чрезвычайной ситуации, оповещения населения об опасности.

В сельском хозяйстве БПЛА используются как средства мониторинга и точечной обработки посевов различными химикатами и удобрениями, оберегая человека (пилота сельхозавиации) от вредного воздействия химических веществ.

Так же БПЛА применяются для контроля состояния различных коммуникаций, таких как трубопроводы, линии ЛЭП, железные дороги, мониторинга дорожной ситуации, наблюдения за общественным порядком, в качестве летающих ретрансляторов радиосигнала.

В военной сфере БПЛА различных типов широко применяются для разведки, патрулирования территорий, корректировки огня, нанесения ударов по различным целям высокоточным оружием, радиоэлектронной борьбы.

В данной работе коллектив авторов предлагает проект многоцелевого беспилотного летательного аппарата с арочным крылом. Данный аппарат в первую очередь ориентирован на нужды сельского хозяйства, но может быть перепрофилирован для решения широкого перечня задач.

В настоящее время небольшие БПЛА нашли широкое применение в сельском хозяйстве. Это связано с тем, что современное сельское хозяйство требует большого объёма качественных данных о состоянии сельхозугодий, таких как, например, фото и видеоданные для визуальной оценки качества распыления различных химикатов, данные мультиспектральной съемки позволяющие обнаружить изменения культуры во время её роста и показывающие развитие и рост растений в видимом ближнем инфракрасном спектре (на основе изменения тональности и цвета спектра возможно сделать вывод, о том в каком участке площади посева требуется та или иная добавка). Традиционная фото и видеосъемка, производимая с самолетов или вертолетов, весьма требует значительных финансовых затрат на аренду авиатехники. Использование же БПЛА позволяет значительно снизить затраты на аренду авиатехники, вместе с тем обеспечивая большую эффективность работ благодаря высокой мобильности. К тому же благодаря высокой мобильности небольшие беспилотники весьма выгодны и эффективны при «точечной» обработке сельхозугодий, позволяющей произвести выборочную обработку конкретной агрокультуры на небольшом участке сельхозугодий, не нанося вред другим растениям.

Исходя из вышеизложенного, БПЛА сельскохозяйственного назначения должен выполнять следующие задачи: 

Мониторинг с выдачей фото/видеоинформации в режиме реального времени оператору на земле;
Создание и обновление в электронном виде карт и планов обрабатываемых земель;
Учет сельскохозяйственных и лесных угодий;
Выборочная дефолиация и десикация растений;
Расселение полезных насекомых;
Разбрасывание отравляющих приманок;
Малообъемное опрыскивание полей;
Локальный аэросев.

Из мирового опыта создания и применения к летательным аппаратам подобного класса сложились следующие требования: 

Небольшие габариты (из соображений транспортировки и хранения);
Возможность выполнять полет на малых скоростях при обработке сельхозугодий;
Короткие взлет и посадка, низкие требования к характеристикам ВПП;

Для выполнения вышеуказанных задач в настоящее время используются БПЛА самолетной и мультикоптерной (вертолетной) схемы. Достоинства и недостатки данных схем приведены в таблице 1.

СхемаДостоинстваНедостатки
Самолетная – высокая грузоподъемность;
– простота конструкции;
– высокая экономичность относительно (БПЛА вертолетной схемы);
–способность к планированию.		 – необходима взлетно-посадочная полоса или пусковые приспособления;
– низкая маневренность на малых скоростях полета;
– чувствительность конструкции и воздушных винтов БПЛА к жестким посадкам
Мультикоптерная – высокая маневренность (относительно самолетной схемы)
– возможность зависать на месте;
– отсутствие потребности во взлетно-посадочной полосе или пусковых приспособлениях. 		– сложность конструкции;
– небольшая грузоподъемность;
– высокая вероятность полной потери аппарата при отказе несущей системы.
Таблица 1. Достоинства и недостатки различных схем ЛА.

Для устранения недостатков, а также для удовлетворения вышеуказанных требований к БПЛА нами предлагается использовать схему летательного аппарата с арочным крылом. Преимуществами подобного решения являются: 

крыло малого удлинения, как следствие малые габариты агрегата.
хорошая управляемость на малых скоростях полета.
короткий взлет и посадка (практически вертикально).
жесткая конструкция, устойчивая к грубой посадке.

Масштабная модель многофункционального БЛА «Арка».
(фотограф М.К. Яворская-Стахович)

полный текст документа