Матеріал для написання реферату
Застосування безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у військових та цивільних цілях Безпілотний літальний апарат (БПЛА) або дрон – мобільний, автономний апарат, запрограмований на виконання будь-яких завдань. БПЛА є різновидом літаючих роботів з можливістю передачі часткового або повного управління людині. Вперше подібні роботи застосовувалися в 1983р. армією США, де вони вирішували задачі знаходження баз, кращих шляхів відходу або здійснювали глибоку розвідку. Застосування БПЛА таким чином допомогло зберегти безліч життів і мінімізувати збитки у бойових діях. Сьогодні безпілотні літальні апарати (БПЛА) ширше, ніж будь-коли раніше, застосовують як у цивільній, так і у військовій сферах. Так, різні види БПЛА все частіше використовують у логістиці, для контролю технічного стану, безпеки та процесів функціонування різних об’єктів і систем, зокрема у сфері захисту довкілля, аграрному секторі, лісовому господарстві, на залізничному транспорті, при організації морських пошуково-рятувальних операцій, для потреб поліції, у протипожежних роботах, для інспекції стану конструкцій, трубопроводів тощо.
Горбулін В. П., Мосов С. П. Рої дронів — кульмінація дронізації воєн // Вісник Національної АН України. - 2024. - № 3. - С. 3-11. Анотація. Розглянуто актуальне питання, пов’язане зі створенням та застосуванням роїв дронів військового призначення. Показано, що у світі відбувся перехід від поодиноких використань БпЛА до групового та масового застосування, кульмінацією якого стає роїння дронів — мобільних автономних безпілотних апаратів (повітряних, наземних, підводних чи надводних), запрограмованих на виконання відповідних завдань. Перелічено особливості, що характеризують рій безпілотників, визначено загальні умови реалізації ройового інтелекту. Технологію рою можна використовувати також для комбінування БпЛА з іншими роботизованими засобами. Проаналізовано сучасний стан створення і перспективи використання технології роїння дронів, передусім військового призначення, в провідних країнах світу. Зроблено висновок, що в найближчі 10—15 років з розвитком ройового інтелекту, складних систем озброєння і новітніх матеріалів рої дронів перейдуть на етап домінування. Погляд на безпілотну авіацію почав змінюватися в ході нинішньої повномасштабної війни, в якій безпілотники дедалі більше стали відігравати провідну роль у вирішенні низки важливих тактичних, оперативно-тактичних і оперативних завдань. Значущість безпілотної авіації зумовила появу відповідного указу Президента України, в якому є доручення «Кабінету Міністрів України із залученням Генерального штабу Збройних Сил України опрацювати питання щодо створення у структурі Збройних Сил України Сил безпілотних систем як окремого роду сил». У сучасному світі, який швидко розвивається, технологічні досягнення часто змінюють традиційні парадигми, але найбільш очевидними ці перетворення стають під час ведення воєн. Нині у військовій справі спостерігається глибока трансформація, що ґрунтується на досягненнях у сфері двох найважливіших технологій: штучного інтелекту (ШІ) і автономії машин. Досвід сучасних воєнних конфліктів і нинішньої війни в Україні свідчить про зростання ролі на полі бою різноманітних зразків дронів. Для виконання різних завдань все активніше застосовують не лише окремі БпЛА, а й одночасно значну їх кількість у групі. Найближча перспектива, яка проглядається, — це перехід до роїв дронів. При цьому постає низка організаційних, технічних, правових та етичних питань, пов’язаних зі створенням роботизованої зброї із застосуванням штучного інтелекту. Така ситуація потребує формування загальної картини щодо тактики роїння дронів, актуалізації знань у цій сфері та аналізу позитивних і негативних для людства наслідків стрімкого розвитку таких технологій. Дослідженнями, пов’язаними з ройовим застосуванням дронів, у багатьох країнах світу займаються вчені та фахівці в різних галузях науки. Їхні праці присвячено різним аспектам цієї проблеми, зокрема розробленню алгоритмів координації дронів у рої, розвитку ройового інтелекту, розробкам у сфері інтелектуальних роїв дронів, перспективам застосування смертельної автономної зброї з використанням рою БпЛА, впливу на майбутні війни технології роїння дронів тощо. Дрони швидко перетворюються на не від’ємну частину бойових можливостей будь-якої армії. Дронізація воєн стала природною кульмінацією змін, які розпочалися в середині 1990-х років і були зумовлені політично вмотивованим імперативом мінімізації ризиків для власних військових (комбатантів). З появою у БпЛА ударної функції у світі поширилися дискусії щодо етичних і юридичних питань їх застосування з огляду на заміну людини машиною під час вбивства як на полі бою, так і в мирний час (наприклад, удари по терористах за допомогою БпЛА у мирний період). Це стосується як зовнішніх пілотів (операторів корисного навантаження), які страждають на посттравматичний стресовий розлад незалежно від того, як далеко відбуваються бойові дії, так і цивільних (некомбатантів), які гинуть унаслідок ударів БпЛА по цілях . Незважаючи на численні дискусії, БпЛА зусиллями політиків, вчених, фахівців і виробників уже перетворилися на зброю і активно застосовуються в сучасних воєнних конфліктах різної інтенсивності. Збройне протистояння між Вірменією і Азербайджаном за Нагірний Карабах у 2020 р. стало першим конфліктом, у якому обидві сторони використовували БпЛА різного призначення, в тому числі розвідувально-ударні та ударні дрони. Війна в Україні, яка характеризується активними одиничними і груповими застосуваннями БпЛА різного призначення, перевела в практичну площину питання регулярного та масового використання безпілотної авіації на інноваційній основі як безпосередньо на полі бою, так і для завдання ударів по тилових об’єктах критичної інфраструктури. Безпілотники стали смертоноснішими, простішими в експлуатації, меншими за розмірами та доступнішими за ціною (наприклад, FPV). Поряд із БпЛА широкого застосування набули наземні та надводні дрони. Раніше свідком групових атак БпЛА став Близький Схід, коли ІДІЛ здійснювала до 70 атак за один день, що тимчасово зупинило наступ іракської армії під час битви за Мосул у 2017 р. Прикладами групового застосування безпілотників у цивільному секторі є світлові шоу, в яких сотні й тисячі БпЛА літають разом з ідеальною синхронністю. Так, у 2016 р. в Книзі рекордів Гіннеса було зафіксовано найбільшу кількість БпЛА, що одночасно перебували в повітрі, сформувавши групу зі 100 безпілотників. На сьогодні світлові шоу з кількома тисячами БпЛА стали вже звичним атрибутом святкових програм. БпЛА для таких застосувань зазвичай являють собою просту авіаційну платформу (наприклад, квадрокоптер), оснащену бортовим польотним контролером, GPS-датчиком для позиціонування, настроюваними світлодіодами і модулем для зв’язку з наземною станцією керування. Наземна станція використовується для попереднього розрахунку необхідних індивідуальних місій усіх БпЛА під час шоу (траєкторій без зіткнень у відкритому 3D-просторі). Потім кожна місія завантажується на відповідний безпілотник і реалізується через польотний контролер, встановлений на його борту. Наземна станція також постійно контролює стан групи під час шоу і в разі необхідності забезпечує контроль над будь-якими екстреними діями. При цьому окремі безпілотники не «усвідомлюють» ні свого оточення, ні один одного. Роїння дронів є наступним кроком після їх групового застосування. Людство здавна цікавилося ройовою поведінкою в природі, спостерігаючи за птахами, які восени величезними косяками летять на південь, не збиваючись з курсу; або за колонією мурах, які працюють злагоджено, зводячи архітектурні структури, що за складністю не поступаються сучасним мегаполісам; або за бджолами, які здатні точно визначати, де є необхідне для всієї колонії харчування. Можна констатувати, що у військовій сфері тактика рою історично сходить до часів імперії Чингісхана, хоча будь-якої помітної ролі в тодішніх воєнних конфліктах вона не відігравала.
Горбілін В. П., Мосов С. П. Безпілотна авіація військового призначення у фокусі світового науково-технічного прогресу // Вісник Національної АН України. - 2023. -№ 11. - С. 48-56. Анотація. Наведено результати дослідження особливостей розвитку безпілотної авіації військового призначення в площині науково-технічного прогресу. Безпілотники почали активно використовувати на певному етапі розвитку науки і техніки, і вони поєднали в собі найсучасніші досягнення різних галузей науки і новітніх технологій. При цьому розвиток двигунів на реактивній тязі та електричних моторів, створення систем дистанційного та автоматичного керування, поява нової елементної бази, прогрес оптико-електронної, електронно-обчислювальної та цифрової техніки, глобальних навігаційних супутникових систем і можливість розміщення на безпілотному літальному апараті засобів ураження, а також застосування переваг штучного інтелекту зумовили перспективність розвитку та актуальність використання безпілотної авіації у військовій справі Незважаючи на те, що історія створення та застосування безпілотної авіації розпочалася ще на початку 20 ст. , практично до кінця Другої світової війни безпілотні літальні апарати (БпЛА) так і не набули значного поширення. На думку фахівців, однією з причин такої ситуації був тодішній стан розвитку науки і техніки, який не дозволяв створити невеликі за розміром, надійні та дешеві літальні апарати, системи автоматичного та дистанційного керування, спеціальну апаратуру для пошуку, виявлення й розпізнавання цілей, передачі та фіксування розвідувальних даних, а також відповідні засоби дистанційного ураження. І тільки коли було досягнуто певного критичного рівня прогресу в техніці, ідея створення та застосування безпілотних авіаційних комплексів отримала необхідний для практичного застосування імпульс. Іншою причиною повільного розвитку безпілотної авіації став характерний для того періоду історії пріоритет пілотованої авіації. Фактично до другої половини 20 ст. пілотована авіація вбирала в себе всі найсучасніші на той час досягнення науки і техніки і розвивалася досить динамічно на відміну від безпілотної авіації . Історично так склалося, що сама наявність пілотованих літальних апаратів постійно стимулювала прагнення людини до створення безпілотних аналогів. Одним із перших прикладів реалізації досягнень науково-технічного прогресу, який заклав необхідне підґрунтя для подальшого розвитку та застосування БпЛА, була поява автоматично керованих снарядів і ракет. Найвідомішими з них були літак-снаряд Фау-11 і балістична ракета Фау-22. Якщо вживати сучасну термінологію, можна сказати, що Фау-1 мав слабкий штучний інтелект — він був оснащений автопілотом зі зворотним зв’язком, що дозволяло йому здійснювати політ по прямій на постійній висоті. Що ж стосується ракети Фау-2, то її вважають першою ракетою-роботом. Отже, розробки в галузі безпілотної авіації значно активізувалися з появою реактивного двигуна. На початку 1980-х років розвиток сучасних реактивних двигунів дозволив збільшити дальність і швидкість польоту безпілотної авіації, а також отримати БпЛА з льотно-технічними можливостями, наближеними до бойових літаків. Водночас пілотована авіація в цей період вже мала на озброєнні літаки четвертого покоління, оснащені сучасними системами автоматизованого й автоматичного керування та іншим обладнанням, яке можна було б ефективно застосовувати і в безпілотниках, але цього не робили. Причиною було стійке уявлення, яке на тривалий час дуже міцно закріпилося у свідомості військових, що БпЛА можуть бути лише додатковими засобами. Тому основу авіації 1980-х років становили саме пілотовані літальні апарати, швидкий розвиток і зростання можливостей яких забезпечувалися досягненнями світового науково-технічного прогресу. БпЛА ж тоді використовували переважно як повітряні мішені, а дещо пізніше — для виконання завдань повітряної розвідки. Таке спрощене розуміння еволюційних процесів призвело до перекосу в підходах до розв’я зання все зростаючих проблем пілотованої авіації, а також до заниження перспектив впливу технічних систем зі штучним інтелектом на розвиток воєнного мистецтва в сучасних збройних конфліктах. Особливо гостро ці проблеми проявлялися в екстремальних умовах, коли пілоти мали керувати літаками на межі фізіологічних можливостей людини. Результатом стало уповільнення приросту показників ефективності пілотованої авіації, незважаючи на нарощування зусиль з її технологічного вдосконалення. Як наслідок, до кінця 20 ст. розвиток науково-технічного прогресу так і не привів до істотного підвищення ефективності пілотованих літальних апаратів та зниження рівня їх аварійності. Більш того, паралельно зміцнювалися засоби протиповітряної оборони, подолання яких з часом перетворилося для пілотованих літаків на реальну проблему. Виходом із такої ситуації став перехід до створення і застосування безпілотників, у яких негативний вплив людського чинника мав зводитися до мінімуму. Так, в авіації ті науково-технічні досягнення, які вже було реалізовано в пілотованих літаках, а також нові, які тільки-но з’являлися, стали переносити на БпЛА. Відтоді розпочався поступовий розвиток безпілотної авіації, що сприяло більш активному її застосуванню. Розроблення та промисловий випуск малогабаритних бортових систем керування і передачі даних, спеціальної апаратури і особливо поява наприкінці 1980-х років доступної для загального використання (а не лише для військових) супутникової навігаційної системи GPS3 значно розширили можливості та сферу використання БпЛА. Війна проти Іраку в Перській затоці у 1991 р. стала першим конфліктом, у якому з боку коаліції було використано можливості GPS3. Згодом завдяки широкому впровадженню в практику GPS-навігація перетворилася на критично важливу технологію. Серед найважливіших і найбільш наукомістких підсистем БпЛА, які зрештою привели до стрибка в еволюції безпілотної авіації, можна назвати такі: • бортове радіоелектронне обладнання; • системи автоматичного та дистанційного керування; • корисне навантаження (розвідувальна апаратура, засоби ураження тощо); • лінії передачі даних та керування; • корпус безпілотника; • силова установка. Зрозуміло, що основним завданням при виведенні людини з контуру «людина—літак» було створення апаратури, необхідної для керування польотом за відсутності на борту пілота. Це стало можливим лише після винаходу та впровадження низки інновацій, пов’язаних зі створенням нової елементної бази. Так, у бортовій радіоелектронній апаратурі почали застосовувати напівпровідникові активні елементи (діоди, транзистори тощо), які замінили електронно-вакуумні прилади (електронні лампи). Революційні винаходи в електроніці дали змогу значно поліпшити енергетичні, масогабаритні, міцнісні й цінові характеристики апаратури, яка встановлювалася на борту БпЛА. Електронно-вакуумні прилади мали деякі характерні особливості, які обмежували їх застосування в радіоелектронному обладнанні загалом та в бортовому радіоелектронному обладнанні безпілотників зокрема. Прикладом того, наскільки складно було в 1950-х роках створювати радіоелектронну апаратуру на цій елементній базі, може бути бомбардувальник В-58 військово-повітряних сил США. Якщо виразити вартість цього літака у співвідношенні до золота, то вага золотих злитків дорівнювала б масі самого бомбардувальника. Крім того, надмірно велика маса радіоелектронного обладнання обмежувала бойове навантаження літаків. На початку 1960-х років у США в рамках наукових досліджень за програмою польоту на Місяць було створено першу у світі інтегральну мікросхему та перший диференційний підсилювач , що ознаменувало новий етап у розвитку елементної бази радіоелектронної апаратури. Стрімкий прогрес мікроелектроніки дав змогу в історично короткі терміни створити надійні, економічні й малогабаритні радіоелектронні , що надзвичайно важливо, електронно-обчислювальні системи, які дозволяли вирішувати завдання автоматичного керування польотом, пошуку, виявлення, розпізнавання цілей, наведення на цілі, причому в будь-який час доби та за різних метеоумов. Американські відкриття сприяли тому, що саме США стали одними з першопрохідників у напрямі безпілотної авіації. Спочатку американські конструктори створили відносно примітивні БпЛА Firebee Model 124I, але потім уже більш досконалі MQM-74A, які й стали основою не лише американської, а й у майбутньому ізраїльської безпілотної авіації. Нова елементна база, у свою чергу, відкрила нові можливості для розвитку радіолокації, дистанційного керування, оптико-електронної і телевізійної апаратури. На основі інформаційних датчиків різної фізичної природи та електронно-обчислювальних машин зі значним обсягом пам’яті й високою продуктивністю було створено системи автоматичного керування і навігаційні комплекси, функціонування яких у нових режимах забезпечувалося за допомогою складних математичних алгоритмів.
Гуляницький Л. Ф. Оптимізація рішень при плануванні місій безпілотних літальних апаратів: стенограма виступу на сесії Загальних зборів НАН України 27 квітня 2023 р. // Вісник Національної АН України. - 2023. -№ 5. - С. 75-78. Анотація. Розглянуто напрямки досліджень, що проводяться в Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України щодо питань оптимального планування місій безпілотних авіаційних комплексів (БпАК), до яких входять БПЛА. Останнім часом одним з основних напрямів розробок у військовій сфері стає використання не окремих БПЛА, а цілих їх груп, перед якими ставиться конкретне завдання. Це зумовлює необхідність забезпечення мережевої взаємодії, яка може передбачати об’єднання в групи не лише БПЛА, а й пілотованих повітряних, надводних чи транспортних засобів, мультиплатформне підключення БПЛА та ефективну взаємодію між усіма компонентами такого командного об’єднання. В Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України традиційно проводилися і проводяться дослідження, спрямовані на вирішення проблем державного рівня. Далі я коротко зупинюся на важливому нині напрямі — питаннях оптимального планування місій безпілотних авіаційних комплексів (БпАК), до яких входять БПЛА. Формальна постановка таких проблем приводить до задач комбінаторної оптимізації підвищеної розмірності та складності, розв’язування яких здійснюється на сучасних суперкомп’ютерах. Однак у деяких застосуваннях такі задачі потрібно розв’язувати на портативних комп’ютерах, ноутбуках. Ефективність застосування команд гетерогенних БПЛА та швидкість виконання поставлених перед ними завдань неможливо підвищити без розроблення математичних моделей та алгоритмів, спрямованих на розв’язування задач, що виникають під час планування їхніх місій і стосуються комплектування та розміщення БПЛА, вибору цілей, а головне, узгодженої оптимізації їхніх маршрутів. При плануванні місій команди БПЛА розглядалися такі проблеми: 1) визначення кількості БПЛА, необхідних для виконання завдання, — формування команди БПЛА; 2) розподіл групи БПЛА по можливих місцях базуваня; 3) розподіл цілей між БПЛА та базами; 4) оптимізація маршрутів групи БПЛА як команди, що виконує поставлене завдання, зокрема із залученням гібридних систем, що складаються з транспортного засобу (ТЗ) та БПЛА; 5) підтримка функціонування мобільних спецмереж, що зв’язують БПЛА та наземні пункти керування, захист таких мереж і оптимізація передачі інформації в них. Поширена практика полягає в тому, що ці проблеми розглядають окремо і для кожної з них розробляють відповідні підходи до вирішення. Засади ройового інтелекту, які покладено в основу розроблених програмно-алгоритмічних засобів оптимізації маршрутів БПЛА для розв’язування задач планування з альтернативними та динамічними базами (депо), дозволили об’єднати більшість зазначених вище проблем в одну задачу. Останніми роками бурхливо розвиваються дослідження алгоритмів і засобів планування місій гібридних систем ТЗ+БПЛА. Світові гіганти, серед яких Amazon, Google, DHL, UPS, Deutsche Post AG та Walmart, оголосили про запуск програм з ефективного використання безпілотників для доставки товарів кінцевим споживачам («доставка на останню милю»), вкладаючи у відповідні логістичні проєкти величезні кошти. Проте вирішення подібних завдань є важливим і в інших сферах застосування. Розроблений в Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України математичний апарат є результатом продовження попередніх досліджень і дозволяє розв’язувати задачі, пов’язані з вибором можливого місця для подальшого переміщення ТЗ з одним БПЛА на борту, що перебуває у зоні зниженої ситуаційної обізнаності та ризику: для оцінки ситуації формується множина пунктів, які БПЛА потрібно обстежити за мінімальний час. Якщо ж місця базування зафіксовано, то завдання полягає у тому, щоб визначити, з якої з можливих баз можна провести обстеження цілей за мінімальний час, враховуючи обмежений ресурс БПЛА та час переміщення ТЗ до баз. Принциповою проблемою, від вирішення якої також залежить успішність застосування команд чи окремих БПЛА, є розроблення спеціалізованих мобільних мереж, зниження їх радіовидимості, а також захист інформації в них. Розвиток мережевих технологій дозволяє обмінюватися даними між БПЛА з високим ступенем захищеності та низькою затримкою, що дає можливість використовувати маленькі й живучі безпілотники, здатні обмінюватися зображеннями, спостереженнями і даними цілевказівки один з одним та з пунктами керування у режимі реального часу. Під захищеністю безпроводових спецмереж, що зв’язують рухомі роботизовані системи, ми розуміємо не лише надійне шифрування потоків інформації всіх типів, а й зниження радіовидимості за рахунок ретрансляцій, що дає змогу зменшити потужності передавачів (БПЛА чи інших дронів, наземного пункту керування), а також скорочення часу виконання завдань завдяки оптимізації маршрутів дронів та передачі потоків даних. Запропонована схема побудови таких мереж ґрунтується на застосуванні програмно-керованих радіостанцій. Їх використання дозволяє забезпечити керування потужністю, формувати спрямовані сигнали, застосовувати стрибки частот та шумоподібні широкосмугові сигнали за наявності ворожих засобів РЕБ. Дяченко А.В., Богомаз К.О. Принципи розробки модельного ряду безпілотних апаратів для обслуговування підприємств агропромислового сектору // Молодий вчений. - 2020. - № 11. - С. 5-8. Анотація. Розглянуто питання щодо перспективних напрямів вдосконалення засобів та методів моніторингу пожежо-тушіння, обробки полів. Розглянуто можливості використання БПЛА в широких системах їх застосування та виявлено їх переваги. Визначено напрямки подальших досліджень використання безпілотних апаратів. Світовий досвід демонструє широкі сфери використання БПЛА – від прогнозування надзвичайних ситуацій, контролю державних кордонів, моніторингу дорожньої ситуації до проведення атмосферних і метеорологічних спостережень, запобігання несанкціонованим вирубкам лісу та браконьєрству в національних парках і заповідниках. Їх можна використовувати для оперативного або цілодобового моніторингу стану технологічних об’єктів, автомобільних і залізничних доріг, аеропортів і морських портів, трубопроводів. Безпілотники дозволяють забезпечити своєчасне виявлення задимлень, лісових пожеж, а також провести обстеження території пожежі, оконтурити територію задимлення, проаналізувати стан повітря, наявність у ньому шкідливих речовин і їх концентрацію, щоб визначити зону ураження, великі безпілотники призначені для безпосереднього гасіння пожеж. Одне з найбільш затребуваних напрямів застосування безпілотників – це боротьба з лісовими пожежами. Понад 310 літаків і вертольотів щорічно використовувалися для виконання моніторингу пожежонебезпечної ситуації. Цим займається лісова охорона. Моніторинг здійснюється силами 360 льотчиків-спостерігачів. 26 тисяч годин склав сумарний наліт авіації лісової охорони. Особливо перспективним виглядає впровадження безпілотних технологій гасіння пожеж в умовах багатоповерхової забудови. Існуючі в даний час технології висотного пожежогасіння в будівлях в основному базуються на застосуванні спеціальних пожежних автомобілів: автомобільних драбин та підйомників. Що не є кращим способом для тушіння вогню. Звичайно, вже сьогодні існують зразки безпілотних апаратів літакового типу, які вміють скидати противо-вогнегасні речовини на осередок пожежі. Але такі пристрої малопридатні в умовах мегаполісів або промислових об'єктів. До того ж, якщо осередок пожежі розташований в приміщенні, такі апарати просто не приносять користі. Тому для створення пожежо-рятувальних безпілотних авіаційних систем потрібні безпілотники вертолітного типу або Мультикоптер, їх використовують і в сільському господарстві і доставці вантажів. Останнім часом методом для моніторингу об’єктів, розподілених на великій площі (картографія, сільське та лісове господарство, великі промислові об’єкти та мережі) поряд із традиційними методами почали застосовувати методи автоматизованого візуального, лазерного та тепловізійного сканування за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Реєстрація стану об'єктів електроенергетичної інфраструктури виконується за допомогою спеціальної апаратури: фотографічної, оптико-електронної або радіоелектронної. У більшості випадків реєструються і аналізуються непоодинокі знімки, а їх серії або безперервні послідовності (відеопотік), які можуть відрізнятися ракурсом, оглядовістю, часом зйомки і спектральним діапазоном, завдяки чому забезпечується більш детальне і точне дослідження об'єкта. Також можливе вимірювання напруженості електричного (ЕП) і магнітного (МП) полів уздовж траси прольоту. Якщо розглядати можливість застосування БПЛА для потреб сільського господарства, то тут виявляються перспективи розвитку таких технологій. Сьогодні встановлення цифрових знімальних пристроїв, а саме фото- і відеокамер, дає змогу використовувати малогабаритні безпілотні комплекси в таких сферах: проведення аерознімання для складання докладних планів районів або ж виконання перспективного знімання житлової забудови. До методів пожежо-тушіння відносяться: повітряне спостереження за лісовими масивами, розвідку зони пожежі та керівництво його гасінням відеокамерами та тепловізором; гасіння пожеж в місцях, недоступних для наземних пожежних команд (вода, порошок, піна); прокладання захисних смуг за допомогою води, піни, розчинів хімічних речовин; принцип розумного середовища (повідомляти про ситуацію через відеоспостереження); вимірювання радіації за допомогою дозиметра). До методів обробки полів відносяться: дистанційний моніторинг і контроль точних даних про контури і рельєфи полів з усією інформацією про невикористану площу в рамках поля за допомогою камер спостереження; точне землеробство - використання дрону з комбінацією з мультиспектральними сенсорами, програмними продуктами дозволяє визначати потребу рослин в азотних добривах та інших мікро- та макроелементів, аналізувати якість виконаних посівних робіт і навіть планувати урожай. Як і будь-які інші новітні технології, розвиток безпілотної промисловості передбачає певні ризики: – безпекові, наприклад, при безконтрольному приземленні в громадських місцях, атомних об’єктах, посольствах, туристичних та пам’ятних місцях, що може спричинити пошкодження майна або поранення людей; порушення конфіденційності і таємниці особистого життя, адже безпілотники зазвичай містять відеокамери, мікрофони, різноманітні датчики в GPS та системи реєстрації місцерозташування осіб. Вони можуть здійснювати польоти над закритими садами, стежити за людьми на вулицях, підраховувати кількість людей, що заходять і виходять з будівель. Це може зробити безпілотники нав’язливими та викликати незадоволення суспільства. Оскільки безпілотними відносяться до авіації, вони повинні дотримуватися міжнародних правил безпеки польотів . Одне з найбільш затребуваних напрямів застосування безпілотників – це боротьба з лісовими пожежам , також їх використовують в сільському господарстві і доставці вантажів. Системи управління повинні забезпечувати виконання широкого кола спеціальних завдань. Наприклад, система управління повинна забезпечувати як мінімум наступні можливості: прибуття пожежного дрона до місця виклику за заданими координатами; ідентифікація пожежі засобами спостереження і контролю; стійка передача інформації оператору в режимі реального часу; запуск модуля пожежогасіння; стабілізація становища при подачі вогнегасних речовин. Переваги використання безпілотних дронів: знижується ризик для життя пожежників; збільшується ймовірність знаходження і порятунку людей; завдяки пошуку вогнищ загоряння гасіння вогню вимагає менше часу і коштів, завдає менше шкоди; витрата матеріалів при гасінні електричних ліній дронів значно нижче, ніж при гасінні з землі; обліт лісів для пошуку пожеж набагато дешевше, якщо використовувати безпілотник, а не вертоліт.
Науково-методичні засади дистанційного агроекологічного моніторингу та прогнозування / О. І. Фурдичко та ін. // Вісник аграрної науки. - 2022. -№ 4. - С. 64-71. Анотація. Представлено інформацію виконання нової програми досліджень Національної академії аграрних наук "Супутниковий агроекологічний моніторинг, управління агроресурсами та прогнозування впливу змін клімату на продуктивність агроекосистем" за матеріалами звітної доповіді академіка НААН О. І. Фурдичко за 2021р. Показано, що використання технологій ДЗЗ/ГІС є ефективним інструментом оперативного моніторингу агроландшафтів, вологозабезпечення, прояву посушливих явищ, ерозійної деградації ґрунтів і прогнозування впливу потепління клімату на врожай зернових культур. Установлена ефективність використання супутникових індикаторів при прогнозуванні продуктивності зернових культур. Агропромисловий комплекс України є глобально важливим виробником продовольчих ресурсів і продовольчої безпеки багатьох країн. Але значна частина сільськогосподарського простору, зокрема природнокліматичні зони Степу і Лісостепу, відомі періодичним проявом посушливих явищ і дефіцитом вологозабезпечення. Інтенсивність цих критичних явищ з високою імовірністю може посилитися в процесі глобального потепління та збільшення екстремальності клімату. В таких умовах актуальним є науково-інформаційне забезпечення аграрного виробництва, в т.ч. дистанційними методами моніторингу з використанням як супутників так і безпілотних літальних апаратів. Важливим є отримання оперативної інформації щодо стану посівів, раннього попередження прояву процесів опустелювання, деградації земель, інших критичних явищ, а також прояв їхніх регіональних особливостей. Вся ця інформація сприятиме інноваційному розвитку сучасного аграрного виробництва, екологічно збалансованому природокористуванню, підвищенню точності прогнозних оцінок та прийняттю своєчасних оптимальних управлінських рішень. Використання дистанційної інформації про екологічний стан агроресурсів є ефективним інструментом оперативного моніторингу агроландшафтів, у т.ч. стану земельних і водних, посівів, а також оцінювання та прогнозування впливу змін клімату на продуктивність зональних агроекосистем. Актуальним у цьому відношенні є науково-методичне обґрунтування використання супутникових даних не тільки для вдосконалення і корегування технологій вирощування сільськогосподарських культур протягом їхньої вегетації, й для моніторингу прояву різноманітних кризових явищ з метою врахування в системах ведення господарської діяльності та природокористуванні. Для розроблення й удосконалення методології агроекологічного дистанційного моніторингу все більшої популярності набуває не тільки супутникова інформація, й інформаційний ресурс, отриманий з безпілотних літальних апаратів. Насамперед ця оперативна інформація може використовуватись для визначення стану посівів, лісових насаджень, поверхневих вод, ідентифікації ерозійно деградованих земель, ґрунтового обстеження та багатьох інших питань, особливо за умов, коли дані космічного зондування внаслідок метеорологічної складової не доступні. Перспективним елементом дистанційного моніторингу агроландшафтів, систем землекористування, визначення стану посівів, просторового розповсюдження процесів опустелювання та деградації земель, а також удосконалення елементів агротехнологій є використання можливостей БПЛА, будь-яких аеродинамічних схем з сенсорами, які забезпечують просторову здатність понад 10 см/піксель. Зокрема, в ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О. Н. Соколовського» з використанням БПЛА встановлено залежності між відбивною здатністю та неоднорідністю ґрунтового покриву, зокрема в результаті ерозійної деградації. Удосконалення методики використання БПЛА для визначення просторового розповсюдження ерозійних процесів виконувалось в агроландшафтах з переважно темно-сірими опідзоленими ґрунтами та чорноземами опідзоленими із умістом гумусу відповідно 3,2 та 3,7%. Проведення аерофотозйомки з безпілотного літального апарату при наявності рослинності зернових колосових культур, заввишки стебла до 60 см дає змогу ідентифікувати як ерозійну деградацію ґрунту, так і вплив мікрорельєфу (улоговин) на індикативні особливості культури в оптичному діапазоні. Всі точки відбору ґрунтових проб, відібрані на схилі, мають менший вміст вуглецю порівняно з їх повнопрофільним аналогом, що підтверджує ідентифікаційні можливості рослинності для визначення ерозійних мереж на основі аерофотозйомки. Встановлено, що для отримання найбільш якісних аерофотознімків необхідно проводити аерофотозйомку за швидкості вітру менш 3 м/с, у вигляді площинних і паралельних маршрутів, а у разі наявності більшого вітрового навантаження понад 5 м/с — у вигляді спіралі точно проти вітру. Книш Б. П., Кулик Я. А., Барабан М.В. Класифікація безпілотних літальних апаратів та їх використання для доставки товарів // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. - 2018. - № 3. - С. 246-252. Анотація. Розглянуто основні види безпілотних літальних апаратів та ознаки, за якими вони класифікуються, а саме – за типом системи управління, масою, масштабом завдань, паливною системою, типом крила, тривалістю польоту, практичною стелею польоту, типом літального апарату, базуванням, правилами польотів, кількістю використань, типом паливного баку, радіусом дії, максимальною швидкістю польоту, кількістю двигунів, використанням, напрямком підйому/посадки, типом підйому/посадки, часом одержання зібраної інформації. Запропоновано класифікацію безпілотних літальних апаратів за різними критеріями та завданнями, які на них покладаються. Базуючись на запропонованій класифікації, визначено тип безпілотних літальних апаратів, який поєднує всі основні характеристики літальних апаратів для доставки товарів в межах певного населеного пункту або території. Крім того, проведено моделювання системи доставки товарів за допомогою безпілотних літальних апаратів. БПЛА характеризуються такими перевагами над пілотованою авіатехнікою, як: відсутність в необхідності в екіпажі та системах його життєзабезпечення, аеродромах; відносна невисока вартість і низькі витрати на їх створення, виробництво та експлуатацію; порівняно незначні масогабаритні параметри в поєднанні з високою надійністю, значною тривалістю і дальністю польоту, маневреністю та переліком цільового спорядження, яке може бути розміщене на борту, тощо. БПЛА впроваджуються на всіх сферах людських інтересів, причому відзначається виникнення сфер застосування, де БПЛА не мають пілотованої альтернативи. У зв’язку з викладеним не викликає жодних сумнівів в широкій різноманітності БПЛА як в сферах їх застосування, так і в завданнях, які перед ними ставлять. Ця різноманітність зумовлена технологічністю БПЛА, яка характеризується ознаками, що визначають види цих літальних апаратів, причому збільшення сфер їх використання відповідно породжує збільшення кількості цих ознак. Сучасні класифікації не є достатньо повними, оскільки не розглядають всі види БПЛА, які існують на сьогодні, в зв’язку з динамічним розвитком цієї технології. Яскравим прикладом даного технологічного розвитку є використання БПЛА для доставки товарів. Це один із самих перспективних напрямків. Визначення типу БПЛА, який би поєднував всі основні характеристики літальних апаратів для доставки товарів в межах певного населеного пункту або території, та відповідної системи дозволить значно пришвидшити і автоматизувати процес доставки товарів. Для практичного застосування та розробки БПЛА важливим є дослідження питання їх класифікації. Основними класифікаційними ознаками є: за типом системи управління, за масою, за масштабом завдань, за паливною системою, за типом крила, за тривалістю польоту, за практичною стелею польоту, за типом літального апарату, за базуванням, за правилами польотів, за кількістю використань, за типом паливного баку, за радіусом дії, за максимальною швидкістю польоту, за кількістю двигунів, за використанням, за напрямком підйому/посадки, за типом підйому/посадки, за часом одержання зібраної інформації. Тип системи управління визначає вид БПЛА. Дистанційно пілотовані літальні апарати керуються безпосередньо оператором в межах видимості через наземну станцію. Вони обладнані цифровим каналом передачі даних, які можуть передаватися на землю в режимі реального часу в межах прямої видимості або через супутниковий канал зі швидкістю до 50 Мбіт/с. Дистанційно керовані працюють автономно, але можуть керуватися пілотом, який використовує лише зворотній зв’язок через інші підсистеми контролю. Такі літальні апарати містять аналоговий та цифровий канали, причому перший забезпечує стабільну передачу інформації на відстань до 40 км, а другий – до 15 км. Автоматичні літальні апарати виконують попередньо запрограмовані дії. На БПЛА такого типу розміщується комплексні системи автоматичного пілотування з GPS приймачами, гіроскопами, акселерометрами, різноманітними датчиками, що дозволяє працювати в режимі реального часу та передавати дані по каналу зв’язку з частотою 1 МГц. Дистанційно керовані авіаційні системи керуються вбудованими системами, наприклад UASAnalizer. Маса БПЛА поділяє їх на малорозмірні – до 200 кг, середньорозмірні – 200–2000 кг, великорозмірні – 2000-5000 кг, важкі – більше 5000 кг. БПЛА за масштабом завдань, які вирішуються, поділяються на тактичні, тобто дальність їх польоту не перевищує 80 км, оперативно-тактичні – до 300 км, оперативно-стратегічні – до 700 км. Паливна система БПЛА виділяє їх на такі види: монозаправні – одноразова заправка паливної системи, яка виконуються в промислових умовах виробником на заводі, полізаправні – багаторазова заправка, яка може, в свою чергу, бути наземною – виконується на землі, платформна – морська (на борту морського судна) та бортова (на борту пілотованого літального апарату). Монозаправні літальні апарати споживають від 4 до 25 кг палива, тоді як полізаправні зазвичай живляться від паливних елементів та акумуляторів. БПЛА за типом крила поділяються на фіксовані – літакового (забезпечує швидкість польоту близько 50-60 км/год ) та гелікоптерного (забезпечує швидкість польоту близько 100 км/год) типів, плаваючі – використовуються в конвертипланах (дозволяє виконувати вертикальний зліт/посадку і має можливість фізично повертати двигуни або пропелери на 90 градусів для створення вертикальної підіймальної сили або горизонтальної тягової). Тривалість польоту БПЛА різна і поділяє їх на малої тривалості – менше 6 год, середньої тривалості – 6–12 год, великої тривалості – більше 12 год. Практична стеля польоту БПЛА виділяє їх на маловисотні – менше 1 км, середньовисотні – 1–4 км, висотні – 4–12 км, стратосферні – більше 12 км. Літальні апарати за типом поділяються за літаковою аеродинамічною схемою, за гелікоптерною аеродинамічною схемою та легші за повітря. Зазвичай літакова схема передбачає більшу тривалість та дальність польоту БПЛА – більше 12 год та не менше 1500 км, відповідно, та мають більшу швидкість (можуть навіть перевищувати швидкість звуку). В той самий час гелікоптерна схема забезпечує більшу маневреність літального апарату. БПЛА за базуванням поділяються на наземні, які пересуваються по земній поверхні, морські, орієнтовані на роботу у водному середовищі, та космічні, орієнтовані на вихід у космос. Літальні апарати наземного базування розраховані на досить великий радіус дії – не менше 1500 км, морського базування для значно менших відстаней – до 300 км, а космічні – понад 100 км. БПЛА згідно правил польотів поділяються на візуальні, якщо вони знаходяться і виконують політ в межах видимості пілота, який керує і контролює їх в світлий час доби (5 км); приладовий, якщо політ виконується в автоматичному режимі не лише в межах видимої зони, але й в сліпих зонах в темний час доби (понад 150 км); візуально приладовий, коли під час польоту використовуються візуальні та приладові прийоми (5 – 150 км). БПЛА за кількістю використань поділяються на одноразові, якщо не передбачена система посадки, та багаторазові, які використовуються велику кількість разів (понад 10 разів) і можуть вирішувати різні задачі. Тип паливного баку БПЛА є важливою конструкторською характеристикою, що визначає базові літальні апарати, які мають основний паливний бак, та базово-резервні – мають основний та резервний паливні баки. Додаткові паливні баки дозволяють збільшувати дальність (до 2000 км) та тривалість польоту (до 24 год). БПЛА широко використовуються в усіх сферах людської діяльності, які в загальному можна поділити на: військові та цивільні. Цивільні поділяються на державні, приватні, комерційні. В той самий час серед військових виділяють ударні, винищувальні, розвідувальні, багатоцільові. Базуючись на розробленій вище класифікації, виділимо характеристики, що визначають тип БПЛА, який є оптимальним для доставки товарів в межах певного населеного пункту або території. Найбільш перспективними і масовими для цивільного застосування є БПЛА для доставки невеликих (до 100 кг) товарів. Також, згідно запропонованої класифікації, можна вважати придатними малорозмірні, тактичні БПЛА, оскільки їхня маса (до 600 кг) дозволяє перевозити більшість магабаритних (розміром не більше 3х3 метри) та невеликих (до 100 кг) вантажів. Для доставки товарів найкраще підходять маловисотні БПЛА, оскільки висотні транспортні канали (понад 1050 м) хоча і менш завантажені та перевищують всі будівлі світу, потребують додаткового часу та пального на набір висоти. Оскільки доставка товарів відбувається між сусідніми населеними пунктами або в межах одного, то це передбачає наземне базування даних літальних апаратів. Для доставки товарів необхідні дешеві, надійні та багаторазові БПЛА. Оскільки часто здійснюється доставка однотипних товарів у різні населені пункти, створюють децентралізовані мережі складів. Тому немає необхідності БПЛА долати максимально можливі відстані. Це зумовлює їх використання для ближнього та малого радіусу дії. Для цих відстаней достатньо замало швидкісних БПЛА (до 100 км/год). Також для доставки товарів необхідні цивільні комерційні БПЛА, оскільки військові аналоги створені з урахуванням власної специфіки.
Ще більше матеріалу за посиланням: https://old.libr.dp.ua/cgi-bin/irbis64r_01/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=ALLP&P21DBN=ALLP&S21FMT=&S21ALL=&Z21ID=&S21CNR=
Маєте можливість отримати інформацію з послугою електронної доставки документів https://www.libr.dp.ua/?do=eldd |
