Контакты
Телефон
+38 (099) 554-33-84
Почта
Адрес
г. г. Киев, ул. Ялтинская 5Б

Почему падают беспилотники?

Почему падают беспилотники?

Падение БПЛА - это всегда огромные потери, даже несмотря на то что на борту нет людей. Мало того что само судно стоит не малых денег, оно еще может нанести огромный ущерб людям и имуществу. К тому же это всегда огромный удар по репутации производителя.
В этой статье мы рассмотрим основные причины падения беспилотных летательных аппаратов, а самое главное - постараемся разобраться как с этим бороться.

Хотите, чтобы Ваши беспилотники никогда не падали? Вероятность падения есть всегда, и исключить её полностью невозможно. Можно уменьшить вероятность.


упал беспилотник


Чтобы уменьшить вероятность аварии, для начала рассмотрим основные причины падения беспилотников и потери управления над ними.


Обледенение

Стремление инженеров и конструкторов БПЛА сделать их как можно менее заметными вынуждает постоянно поднимать "потолок" полета беспилотника. Результат вполне предсказуемый - на большой высоте, да и просто в зимнее время года - происходит обледенение винтов, управляющих поверхностей и даже самого двигателя. Проблема обледенения появилась не вчера, и методология борьбы с ней уже давно изучена, но тем не менее это остаётся большой проблемой для беспилотников и является достаточно распространенной причиной их падения.

обледенеие воздушного винта

Обледенение воздушного винта ухудшает его аэродинамические свойства, затрудняет управление шагом и нарушает балансировку.

обледенение дросселя

Даже самая горячая часть воздушного судна - его двигатель, также подвержена обледенению. 

Дроссельный узел пропускает через себя большое количество холодного воздуха, в котором содержится влага. При большой скорости воздушного потока маленькие капельки воды попадают на дроссельную заслонку и превращаются в лёд. Итог - её заклинивает, а при дальнейшем нарастании льда двигатель может просто заглохнуть.

Как с этим бороться

1) Установка нагревательных элементов в местах вероятного образования льда (увеличивает вес и расход топлива или потребление тока, что существенно уменьшает дальность полета).
2) Оптимизация прохождения воздушного потока, попадающего в двигатель.
3) Установка датчиков температуры и соответствующей логики работы автопилота - при обледенении снижаться.

Ненадежность силовой установки

Да, это факт- силовые агрегаты на современных беспилотниках взяты от радиоуправляемых моделей самолётов. Вполне логично, что основное их назначение - запуск радиоуправляемых игрушек в поле. Именно поэтому к ним не предъявляются высокие требования надежности и даже фирменные двигатели подобного типа иногда сделаны "на коленке".

двигатель беспилотника

Двигатели для радиоуправляемых игрушек не отличаются высоким качеством материалов и их обработки. К тому же не оснащаются дублирующими системами.

Какие двигатели устанавливаются на российские беспилотники?

Вот некоторые из них:
MVVS 116 и его модификации;
Valach vm 120 b2-4t;
Saito FG-36 (беспилотник Орлан);
Rotax 912 и Rotax 914.

Соответственно все недостатки и недоработки поршневых двигателей сказываются на надежности беспилотника. Кажется, что поршневой двигатель простой и надежный, но тем не менее.

Двигатель АГАТ

В защиту отечественного рынка поршневых двигателей для беспилотников, можно сказать что у нас ведутся разработки в этом направлении. Например, компания Агат уже который год грозится выпустить на рынок "доработанный" двигатель Rotax, который может стать сильным конкурентом lycoming. 


дизельный двигатель авиационный

Также Агат представил прототип 6-ти цилиндрового двигателя с турбонагнетателем и системой Common Rail. Очень хочется верить, что этот проект получит дальнейшее развитие, и мы увидим его на самолетах и беспилотниках.
Пока что Агат известен как производитель мотоблоков, которые комплектуются китайскими двигателями Lifan.

Как увеличить надежность двигателя?

1) Проведение стендовых испытаний для выявления слабых мест.
2) Имитировать различные отказы на стенде и добиваться работоспособности двигателя.
3) Дублировать основные системы обеспечения работоспособности двигателя (система зажигания, эбу, датчик холла и т.д.).
4) Доработка конструкции и замена комплектующих на более надежные.


Отказ навигационной системы

Прогресс в области систем дистанционного управления БПЛА сопровождается параллельно идущим развитием средств борьбы с беспилотниками, постановки радиопомех и дезориентации навигационного оборудования и авионики (она же БРЭО).

навигационная система беспилотника

В качестве навигационной системы используется старый добрый GPS и ГЛОНАСС, а также их закрытые аналоги, работающие на других частотах. Как вспомогательные, используются системы определения местонахождения по сотовым станциями мобильной связи, радиокомпасы и магнитные компасы, высотомеры. В некоторых продвинутых военных беспилотниках заложена система ориентирования по карте местности.

В самом худшем случае - при потере сигнала можно использовать акселерометр, который фиксирует все изменения курса и высоты, и на базе записанных данных вернуть борт в точку вылета (скорее в район).


Как увеличить точность и надежность навигационной системы?

1) Как и в случае с пилотируемой авиацией - использовать дублирующие системы и более тщательно продумывать логику работы автопилота при отказе основных систем навигации;
2) Предусмотреть систему возврата дрона в случае если он "потерялся". Как вариант - по направлению управляющего сигнала от наземной станции управления;
3) Программная защита на случай подмены сигнала GPS и ГЛОНАСС.


Сбой питания

Виды недостатка питания БПЛА


Важно всегда летать с полностью заряженной батареей и никогда не поддаваться искушению начать новый полет с разряженной или частично заряженной батареей. Стоит обязательно учитывать и фактор деградации литий-ионных аккумуляторных батарей. При полётах на большой высоте температура может достигать -50 градусов, что также очень сильно уменьшает ёмкость батареи.

Для летательных аппаратов с двигателями внутреннего сгорания - важно чтобы отслеживался реальный уровень топлива. При минимальном остатке в баке - система должна автоматически менять программу полёта и возвращать судно к месту вылета.

беспилотник на солнечных батареях
Использование солнечных батарей может существенно увеличить время полёта

Как избежать падения при отказе питания?

1) Резерв питания должен обеспечивать не только возврат к исходной точке, но и запас на случай задержки посадки и ухода на второй круг или иные нештатные ситуации;
2) Как вариант - использование гибридной силовой установки, работающей и на топливе, и от электричества;
3) Если конструкция позволяет - добавить парашют. В случае с беспилотником Орлан - это оказалось эффективным решением.


Потеря управляющего сигнала

К счастью эта причина стала уходить в прошлое. Большинство беспилотников имеют программу возврата к месту запуска в случае потери управляющего сигнала, или при его недостоверности.
 

Столкновение с птицами и иными объектами.

Да, как и в пилотируемой авиации проблема столкновения с птицами не может быть решена полностью. К маленьким беспилотникам добавляется еще одна проблема. Хищные птицы могут просто принять дрон за добычу и утащить его к себе в гнездо.


РЭБ БПЛА

Еще одна опасность- столкновение с деревьями, вышками, мачтами ЛЭП и высотными домами. В навигационной системе не учитываются объекты, не отмеченные на карте, а также не имеющие высотных отметок.


Как избежать столкновения?

1) Кормить птиц;
2) Оснастить БПЛА камерой с дальномером, который сможет дать автопилоту команду на уклонение.

Если у Вас остались вопросы по устранению причин падения и испытаниям беспилотников, или Вам нужно воспроизвести условия, при которых происходит отказ - оставьте заявку на звонок или свяжитесь с нами по телефону.