Среда, 26.01.2022, 15:12
Приветствую Вас Гость | RSS
Девятнадцатая олимпиада посвящена 175-летию со дня рождения Н.Е.Жуковского
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » Готовые работы

Перспективы развития беспилотных летательных аппаратов в наши дни

Тамбовское областное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение кадетская школа «Многопрофильный кадетский корпус имени Героя Советского Союза летчика-космонавта СССР Л.С.Дёмина»
Автор: кадет 41 учебной группы
Меркурьев Ярослав Ван Хиеу
Научный руководитель: учитель обществознания
Нечаева Екатерина Николаевна

Перспективы развития
беспилотных летательных аппаратов в наши дни

Содержание

Введение
Глава 1. История Появления беспилотников
1.1.    Понятие беспилотный летательный аппарат
1.2.    Появление первых беспилотных летательных аппаратов
Глава 2. Перспективы развития беспилотников в авиации
2.1. Роль беспилотников в военной авиации
2.2. Роль беспилотников в гражданской авиации
2.3. Факторы, влияющие на развитие беспилотников
Заключение
Список литературы и источников

Актуальность выбранной темы заключается в стремительном развитии беспилотных летательных аппаратов в современном мире. В настоящее время беспилотники используют и в военной, и в гражданской промышленности, они помогают сэкономить большие деньги и обезопасить человека от различных угроз в местах, опасных для человека.

Цель работы: изучить информацию о развитии беспилотных летательных аппаратов и сделать вывод, станет ли авиация полностью беспилотной. Для этого я поставил перед собой ряд задач:

  1. Узнать историю появления первых беспилотников
  2. Оценить роль беспилотников в авиации
  3. Оценить вероятность перехода авиации на полностью беспилотные суда, проанализировав факторы, способствующие развитию беспилотников и факторы затрудняющие их развитие

Глава 1. История Появления беспилотников

1.1.    Понятие беспилотный летательный аппарат

Беспилотный летательный аппарат (БЛА) – летательный аппарат     без экипажа на борту.

БПЛА могут обладать разной степенью автономности — от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров. Управление БПЛА может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно — в последнем случае БПЛА называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА). БПЛА могут решать разведывательные задачи (на сегодня это основное их предназначение), применяться для нанесения ударов по наземным и морским целям, перехвата воздушных целей, осуществлять постановку радиопомех, управления огнём и целеуказания, ретрансляции сообщений и данных, доставки грузов.

1.2. Появление первых беспилотных летательных аппаратов

Прародителем беспилотных летательных аппаратов можно считать самолеты, оснащенные автопилотом. Впервые эта технология была применена компанией Sperry Corporation в начале 1910-х годов. Она включала подключение гироскопического указателя курса, также базовая настройка позволяла летательному аппарату лететь прямо. Все это было нужно для  того, чтобы снизить нагрузку для пилота. Так как во время полета, летчику необходимо все время быть в напряжении, а с развитием технологий дальность полетов увеличивалась, автопилот позволял пилоту немного расслабится.

Первые же по-настоящему беспилотные суда появились во время Первой мировой войны. В ноябре 1914 года Военное министерство Германии поручило Комиссии по транспортным технологиям разработать систему дистанционного управления, которая могла бы устанавливаться как на корабли, так и на самолёты. Проект возглавил Макс Виен, профессор Йенского университета, а основным поставщиком технологий стала компания «Siemens & Halske». Менее чем за год испытаний Виену удалось разработать технологию, годную для практического применения на флоте, но «недостаточно надёжную в условиях радиоэлектронного противодействия», а также «недостаточно точную для авиационного бомбометания». «Siemens & Halske» продолжила авиационные эксперименты и в 1915—1918 годах произвела более 100 дистанционно управляемых по проводам планёров, которые запускались как с земли, так и с дирижаблей, и могли нести торпедную или бомбовую нагрузку до 1000 кг. Позже наработки «Siemens & Halske» были применены компанией «Mannesmann-MULAG» в радиоуправляемом бомбардировщике проекта «Летучая мышь» .Этот многоразовый БПЛА имел радиус действия до 200 км и мог нести нагрузку до 150 кг. Управление полётом и сбросом бомб производилось с земли и аппарат мог быть возвращён к точке старта, после чего должен был приземлиться с помощью парашюта.

В 1916 году по заказу ВМФ США изобретатель гирокомпаса Элмер Сперри занялся разработкой «Автоматического аэроплана Хьюитта-Сперри» — «летающей бомбы», несущей до 450 кг взрывчатки. Одновременно по заказу армии США компания «Дэйтон-Райт» разработала «Авиаторпеду Кеттеринга» — управляемый часовым механизмом самолёт, который в заданный момент должен был сбрасывать крылья и падать на вражеские позиции. Над несколькими аналогичными проектами по заказу правительства Великобритании работал и профессор Арчибальд Лоу, «отец радиоуправляемого полёта», изобретатель дистанционно управляемой ракеты.

В итоге ни США, ни Германия, ни другие страны в боевых действиях Первой мировой БПЛА не применяли, но идеи, заложенные в те годы, позже нашли применение в крылатых ракетах.

1935 год. Инженеры Великой Британии создают беспилотный летательный аппарат многократного использования. Он получил название «QueenBee». За основу была взята модель биплана Fairy Queen. Поосле реконструкции и доработки беспилотник мог управляться дистанционно с морского судна на расстоянии да 5 км. Максимальная скорость горизонтального полета доходила до 170 км/ч. Получив кодовое имя – DH82B модель использовалась Королевским флотом и ВВС Великобритании как мишень на тренировочных стрельбах вплоть до 1947 года.

К началу Второй мировой войны радиоуправляемые беспилотные объекты уже выпускались массово. Особенно тип Target. Одним из таких БЛА стал известный радиоплан QQ-2. Первая действующая модель которого появилась в 1939 году. Радиоплан QQ-2 ыбл самым производимым беспилотником. Всего было выпущено – 14 000 экземпляров.

Глава 2. Перспективы развития беспилотников в авиации

Со временем технологии беспилотных летательных аппаратов становились все совершеннее. Как результат мы видим, что аппараты управляемые дистанционно или автоматически стали частью нашей с вами жизни. Они помогают в предотвращении лесных пожаров, аэросъемкой и выполняют еще множество задач. Сейчас мы рассмотрим применение беспилотных летательных аппаратов в военной и гражданской сферах нашей с вами жизни.

2.1. Роль беспилотников в военной авиации

Боевые действия – классическая сфера применения беспилотников. Именно военной отрасли дроны обязаны своим происхождением. Первые предпосылки к автономным летательным аппаратам появились ещё в 19 веке. В современной милитарной промышленности используются высокотехнологические модели БПЛА, которые постоянно усовершенствуются. Аппараты активно применяют в качестве разведчиков, системы ударной авиации, координаторов наземных действий и пр.

Активные работы над дистанционно управляемой авиацией начали вести страны-участницы первой мировой войны. Эксперименты шли с переменным успехом: первый опыт полёта закончился неудачно. Тем не менее к 1920 году в Германии были разработаны планёры, дистанционно управляемые проводами. Аппараты выдерживали нагрузку до 1000 кг.

Разработки продолжались в межвоенный период и в течение второй мировой войны, но существенного прорыва в технологиях достигнуто не было. После 1945 года США сконцентрировались на создании дистанционно управляемых ракет и авиабомб, вернувшись к идее дронов лишь в 60-е годы.

Ведение Холодной волны стимулировало США на выпуск беспилотников-разведчиков, массовое производство которых началось в 1962 году. В конце 60-х годов был создан первый беспилотный вертолёт. Дроны активно использовались в период войны во Вьетнаме, где окончательно доказали свою эффективность.

Главным прорывом в производстве и использовании БПЛА стало развитие спутниковой системы навигации (GPS). С девяностых годов беспилотники активно применяются для разведки, наблюдения и целеуказания. Дроны нашли своё применение в войне в Персидском Заливе, в урегулировании конфликтов в Югославии, Ираке и Афганистане миротворцами ООН.

В настоящее время беспилотники зарекомендовали себя как эффективное военное средство многопланового использования:

  • разведка;
  • мониторинг ситуации;
  • активные военные действия.

Боевые дроны выполняют продолжительные полёты, устойчивы к внешним воздействиям, обладают относительной автономностью (способны выполнять конкретные задачи на поле боя, а также самостоятельно приземляться).

Основные преимущества применения БПЛА в условиях боевых действий

Современные беспилотники отличаются высококлассным техническим оснащением, превосходя классические пилотируемые аппараты по совокупности факторов:

  • Автономность.

Данное свойство делает дроны надёжными разведчиками. Техника способна исследовать труднодоступную местность, фиксировать полученные данные и оперативно передавать их в наземный штаб. Полёт будет совершён независимо от погодных условий.

  • Экономия на эксплуатации.

По сравнению с классической пилотируемой воздушной авиацией БПЛА обходятся в десятки раз дешевле. Полёт не требует особой подготовки и участия пилотов. Не требуется тратить финансовые ресурсы на их обучение.

  • Способность одновременно выполнять группу поставленных задач.

Беспилотники выполняют в бою сразу несколько функций: разведки, координации, информирования и атаки. Аппараты обладают высокой грузоподъёмностью и способны переносить на себе оружие, которое может быть запущено в случае необходимости.

  • Снятие проблемы «человеческого фактора».

В процессе боевых действий пилот работает на пределе своих возможностей, как физических, так и ментальных (интеллектуальных, эмоциональных). Высокие перегрузки накладываются на экстремальную нагрузку на психику, когда требуется в короткий промежуток времени принять важное решение. Использование беспилотников делает проблему неактуальной: действия дрона запрограммированы или управляются оператором, который находится вне опасности и способен рассуждать рационально.

  • Отсутствие риска для жизни человека.

Способность дронов совершать полёты без участия человека особо актуальна в бою, где опасности подвергается жизнь военнослужащих. Автономный беспилотник одновременно выполняет две функции: активно участвует в военных действиях и сохраняет бойцов в безопасности. Речь идёт не только о возможной гибели лётчика, но также о полётах в условиях повышенной радиации, химического воздействия и пр.

Роль беспилотных летательных аппаратов в системе вооружения современной армии

В современной военной индустрии беспилотникам уделяется особое внимание. Они выигрывают у альтернативных вариантов военной техники по многим параметрам, в особенности по соотношению «стоимость – эффективность».

Военные БПЛА выполняют следующие задачи:

    разведывательные действия;
    передача сведений в наземный пункт в реальном времени;
    боевая атака;
    наведение авиации на наземные цели;
    корректировка огня ракетных войск;
    отвод внимания противника через создание ложных целей;
    ретрансляция связи.

В разработку и усовершенствование военных дронов вкладываются значительные государственные бюджеты, в особенности это касается крупных мировых держав (Россия, США, Китай). Основная цель инженеров на современном этапе – сделать будущие БПЛА максимально автономными:

  • самостоятельно принимать тактические решения в процессе боя;
  • координировать собственные действия без участия оператора;
  • выбирать цель и уничтожать её.

Помимо автономности работы ведутся над размерами дронов и их функционалом. Планируется уменьшить размеры беспилотников, что позволит снизить стоимость их производства и эксплуатации, а также повысить маневрированность. Ещё одна разработка – создание системы боевых БПЛА. Работа группы дронов направлена на совместное выполнение поставленных целей. В процессе полёта аппараты обмениваются между собой информацией, распределяют тактические задачи.

2.2. Роль беспилотников в гражданской авиации

Роль беспилотников в гражданской авиации намного более разнообразна, нежели в военной. Беспилотные дроны занимаются как и обыденными вещами, такими как аэросъемка, так и предотвращают лесные пожары. Также беспилотники доставляют грузы в места, маршрут до которых является крайне сложным.

Для применения в лесном хозяйстве БПЛА используются в лесном картографирование, для получения актуальной и достоверной информации о состоянии лесных угодий. Оперативное планирование лесозаготовок, развитие лесной инфраструктуры, проектирование противопожарных и лесозащитных мероприятий, воспроизводство лесной структуры и многое другое.

Для поиска месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых БПЛА применяют в фотосъёмки мест добычи полезных ископаемых и трубопроводов, в мониторинге объектов нефтяной и газовой промышленности.
В энергетике и связи применяют для мониторинга и картографирования линий связей, для поддержки работ по энергетике на местности.

Для землеустройства и кадастра: фотосъёмка земельных участков, определение размеров, местоположения и других характеристик земельных участков.

В дорожном хозяйстве: аэрофотосъёмка железных и автомобильных дорог, оценка состояния дорог.

В сельском хозяйстве: наблюдение и фотосъёмка за сельскохозяйственными культурами.

Для охраны окружающей среды: фотосъёмка природных комплексов и заповедников.

Для охранной деятельности: наблюдение за территориями, прилегающими к особо важным промышленным объектам, наблюдение за территориями, находящимися в частной собственности, наблюдение за промышленными территориями нефти-газодобычи.

2.3. Факторы, влияющие на развитие беспилотников

Основным преимуществом БПЛА/ДПЛА является существенно меньшая стоимость их создания и эксплуатации (при условии равной эффективности выполнения поставленных задач) — по экспертным оценкам боевые БПЛА верхнего диапазона сложности стоят от 5—6 млн долл., в то время как стоимость пилотируемого истребителя —бомбардировщика F-35 составляет около 100 миллионов долларов (плюс существенные затраты на обучение пилота). Важным фактором является то, что оператор боевого БПЛА не рискует своей жизнью, в отличие от пилота боевого самолёта. Недостатком БПЛА является уязвимость систем дистанционного управления, что особенно важно для БПЛА военного назначения.

Из всего этого можно сделать вывод, что главным преимуществом БЛА является малая стоимость и отсутствие риска для человека, так как его попросту там нет, а недостатком является уязвимость дистанционного управления.
Также на быстрое развитие беспилотников оказывают внимание постоянно развивающиеся технологии, которые помогают конструкторам создавать все более «умные» модели беспилотников.

Однако, в то время как в военные и гражданские беспилотники стремительно развиваются, пассажирский беспилотников все еще нет. И главной тому причиной является недоверие самих пассажиров. Большинство из них не хотят доверять свои жизни компьютеру. Согласно проведенному UBS опросу, проведенному среди респондентов в возрасте от 18 до 24 лет, а также с высшим образованием было больше тех, кто заявил, что был бы готов летать на беспилотных самолетах. В целом же лишь 17% опрошенных выразили готовность полететь на таком самолете.

По прогнозам, переход авиакомпаний на автоматизированные средства полета сократит стоимость билетов и сэкономит компаниям около 35 миллиардов долларов. Что не может привлекать крупные компании на переход на беспилотные летательные аппараты. Но из-за возражений самих пассажиров, они вводят эти технологии постепенно.
В настоящее время распространена практика сокращения количества пилотов на борту, то есть вместо двух пилотов остался один, другой же управляет самолетом с земли, или же его заменяет робот.

Компания Boeing также собирается сделать беспилотными их транспортные самолеты, чтобы постепенно внедрить данную технологию.

Я также нашел в интернете мнения людей по поводу становления авиации полностью беспилотной.

 «Автоматизация в кабине пилотов не новая вещь — она уже сейчас применяется. Однако каждый день пилоты вмешиваются, когда автоматика делает не то, что нужно. Компьютеры не справляются, и это случается часто, и кому-то все еще нужно будет работать на этом компьютере. У большинства из нас есть электронные устройства, которые делают удивительные вещи — тем не менее человек все еще нужен, чтобы управлять ими»,— считает Стив Ланделлс, эксперт по безопасности полетов Британской ассоциации пилотов гражданской авиации (BALPA) и бывший пилот.

Как заявляет Стив Ланделлс, ссылаясь также на мнение других членов BALPA, полностью беспилотные полеты вряд ли когда-нибудь станут реальностью. Скорее вероятно, что пилот переместится из кабины самолета на землю.

Авиационный эксперт Крис Тарри, глава и основатель компании Ctaira, заявил: «Это долгий путь в будущее. Очень смелой будет та авиакомпания, которая решится вывести пилотов из самолетов». Поэтому, согласно исследованию UBS, сначала беспилотными, скорее всего, станут грузовые самолеты, а в пассажирских сначала будет лишь сокращаться число пилотов. Предполагается, что изначально вместо двух пилотов на борту останется лишь один, еще один пилот будет помогать в управлении самолетом с земли.

Заключение

Проведя исследование по данному вопросу и беря во внимание информацию, приведенную выше, я сделал вывод, что в ближайшее время авиация не станет полностью беспилотной, так как общественность просто не примет тот факт, что их жизни во время полете будут находиться во власти технических устройств. Но с развитием технологий, БЛА все-таки вытеснит пилотируемые пилотом летательные аппараты, в виду их меньшей стоимости. Просто для этого необходимо создать соответствующую технологию и ПО.

Список использованных источников

1)    https://www.kommersant.ru/doc/3383432
2)    Ссылка
3)    https://telegra.ph/Perspektivy-Razvitiya-Bespilotnyh-Letatelnyh-Apparatov-Referat-12-19
4)    https://www.youtube.com/watch?v=7-9iLPgX-zw
5)    Антти Соумалайнен: Беспилотники: автомобили, дроны, мультикоптеры издательство ДМК пресс 2018 – 122 с
https://www.litres.ru/antti-suomalaynen/bespilotniki-avtomobili-drony-multikoptery-43643219/

Категория: Готовые работы | Добавил: Service (27.12.2021) | Автор: Меркурьев Ярослав Ван Хиеу W
Просмотров: 68 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК
НА УЧАСТИЕ
В 19-й ОЛИМПИАДЕ
ЗАВЕРШЁН!
ТЕСТИРОВАНИЕ
И ПРИЁМ РАБОТ
ЗАВЕРШЕНЫ!
Календарь
Их многие читают
Образец оформления (12770)
Водолазов Николай Александрович (547)
Зельфельянов Руслан Геннадьевич (502)
Хабаров Кирилл Игоревич (499)
Шишкин Кирилл Ярославович (358)
Синцов Александр Александрович (263)
Ястребов Глеб Владимирович (253)
Гембицкий Егор Александрович (192)
Смотров Юрий Андреевич (185)
Сапрыкин Максим (179)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2022