Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
Розробка безпілотного літака для задач лазерного дистанційного сканування поверхні
Володимир Володимирович Лапушенко, Олександр Петрович Мариношенко

Остання редакція: 2019-05-19

Анотація


Лазерне сканування – сучасний метод зйомки, який дозволяє оперативно отримувати максимально повну і достовірну просторово-геометричну інформацію про об’єкти місцевості, яка досліджується. В результаті формується хмара точок відбиттів високої щільності від будь-яких об’єктів в коридорі зйомки. Отримуються високоточні тривимірні моделі місцевості, рельєфу, техногенних та інших об’єктів.

В якості основного корисного навантаження була вибрана система лазерного сканування RIEGL miniVUX-SYS зі сканером RIEGL miniVUX-1DL.

RIEGL miniVUX-SYS - це повністю готова система лазерного сканування з малою вагою і компактним розміром для використання на БПЛА, вертольотах, автожирах і надлегких пілотованих літальних апаратах.

Показники вимірювань сенсора RIEGL UAV LiDAR в поєднанні з інерційним вимірювальним блоком і приймачем ГНСС дають можливість отримання результатів, точність яких порівнянна з наземною геодезичною зйомкою при всіх варіантах використання цих даних. Система miniVUX-SYS поставляється з усіма необхідними програмними інструментами обробки і геоприв’язки отриманих даних сканування і обробки даних ІНС / ГНСС.

Області застосування даної системи:

•         Моніторинг будівельних об'єктів

•         Сільське і лісове господарство

•         Картографування льодовиків і снігових полів

•         Документування об'єктів і пам'ятників археології

•         Моніторинг зсувів

Сканер RIEGL miniVUX-1DL найкраще підходить для встановлення на БПЛА літакового типу так як це наразі єдиний сканер з датчиком напрямленим вниз. Спеціальна клиноподібна призма сканера, що створює поле зору ± 23 ° і круговий шаблон сканування забезпечує дуже високу щільність точок і однорідний розподіл точок сканування. Маса системи – 3,3 кг.

Задля забезпечення відносно невеликих габаритних розмірів літака при великому внутрішньому об’ємі, оптимізації опору фюзеляжу та поліпшення злітно-посадкових характеристик була вибрана інтегральна компоновка БПЛА.

Також велика увага приділена максимальній уніфікації з БПЛА сімейства FLIRT від ABRIS Design Group, так як серійне виробництво буде відбуватись на базі цього підприємства. БПЛА FLIRT Arrow та FLIRT використовують однакові консолі крила та оперення, набір авіоніки, злітні та посадкові системи, відрізняючись фюзеляжними частинами. Такий підхід був використаний і при проектуванні нового БПЛА.

В якості злітної системи використовується катапульта LuckyLaunch. Вона призначена для забезпечення запуску БПЛА з вагою від 2 до 13 кг в різних умовах навколишнього середовища та широкого температурного діапазону. Конструкція виготовлена з високоміцних алюмінієвих і титанових сплавів, що забезпечує високу міцність, тривалий термін служби, а також легку вагу.

Оперення V-подібне так посадка здійснюється під парашутом і консолі оперення потрібно якомога більше віддалити від поверхні землі.

Після розрахунків численними методами отримані льотно-технічні характеристики даного БПЛА:

Злітна маса – 13 кг;

Ємність акумуляторів – 488 Вт·год;

Крейсерська швидкість – 72 км/год;

Час польоту – 105 хв;

Дальність польоту – 126 км;

Дальність телеметрії – 20 км;

Зліт – з катапульти;

Посадка – під парашутом;

Наявність посадкової подушки;

Транспортувальні розміри – 120х85х25 см;

Час підготовки до польоту– 10 хв;

Корисне навантаження – Лідар RIEGL miniVUX-1DL.

Виготовлений дослідний зразок, конструкція – напівмонокок, планер з композитних матеріалів. Набір авіоніки – аналогічний тому, що використовується на FLIRT Arrow та FLIRT Cetus.


Посилання


1. RIEGL Laser Measurement Systems GmbH. RIEGL miniVUX-SYS. RIEGL Laser Measurement Systems. [З мережі] http://www.riegl.com/uploads/tx_pxpriegldownloads/RIEGL_miniVUX-SYS_Datasheet_2018-04-06_01.pdf.

2. —. RIEGL miniVUX-1DL. RIEGL Laser Measurement Systems. [З мережі] http://www.riegl.com/uploads/tx_pxpriegldownloads/RIEGL_miniVUX-1DL_Datasheet_2018-03-28.pdf.