Беспилотный летательный аппарат

А DJI Phantom Quadcopter БЛА для коммерческого и рекреационного аэрофотосъемки

Zipline беспилотник проходит испытания в Калифорнии .

MQ-9 Reaper , БЛА наблюдения охотника-убийцы

БПЛА для наблюдения с фиксированным крылом DeltaQuad VTOL ^[1]

Запуск БПЛА с авиационной катапульты

Беспилотный летательный аппарат ( Л ) или необитаемый летательный аппарат , ^[2] , также известным как беспилотные летательные аппараты ^[3] или необитаемые самолеты ( UA ), широко известные как беспилотная летательный аппарат , является воздушным судном без человеческого пилота на борте. БПЛА являются составной частью беспилотной авиационной системы ( БПЛА ) , которая дополнительно включает в себя наземный контроллер и систему связи с БПЛА. ^{[4] [5]} Полет БПЛА может управляться дистанционно человеком-оператором - дистанционно пилотируемый летательный аппарат ( ДПВС).) ^[3] - или с различной степенью автономности , например с помощью автопилота , вплоть до полностью автономного самолета , не допускающего вмешательства человека. ^[3]

По сравнению с самолетами с экипажем, БПЛА изначально использовались для выполнения задач, слишком «скучных, грязных или опасных» ^[6] для людей. Хотя дроны изначально использовались в основном в военных целях, их использование быстро находит гораздо большее применение, включая аэрофотосъемку , доставку продукции , сельское хозяйство , охрану и наблюдение, инспекции инфраструктуры, науку, ^{[7] [8] [9] [10]} контрабанду, ^{[11] ]} и гонки на дронах .

Терминология [ править ]

Для беспилотных летательных аппаратов используется несколько терминов, обычно относящихся к одной и той же концепции.

Термин беспилотник , более широко используется публикой, был придуман о начале дистанционно-пролетов целевой самолетов , используемых для практики стрельбы из орудий линкора, и этот термин был впервые использован с 1920 - х годов Fairey Queen и 1930 - х годов де Havilland Queen Bee целевой самолетов. За ними последовали одноименные Airspeed Queen Wasp и Miles Queen Martinet , а затем их заменил GAF Jindivik . ^[12]

Термин « беспилотная авиационная система» ( UAS ) был принят Министерством обороны США (DoD) и Федеральным управлением гражданской авиации США в 2005 году в соответствии с их «Дорожной картой» по беспилотным летательным аппаратам на 2005–2030 годы. ^[13] Международная организация гражданской авиации (ИКАО) и Британская гражданская авиация приняли этот термин, также используемый в ЕС единого общеевропейского неба (SES) Air-Traffic-Management (ATM) Исследование (СЕСАР Совместного предприятие) дорожная карта на 2020 год. ^[14]Этот термин подчеркивает важность других элементов, кроме самолета. Он включает в себя такие элементы, как наземные станции управления, каналы передачи данных и другое вспомогательное оборудование. Аналогичный термин обозначает беспилотный летательный аппарат (БПЛА), дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), дистанционно пилотируемый авиационный комплекс (ДПАС). ^[15] Используется много похожих терминов. Термины «незанятые» и «необитаемые» иногда используются как нейтральные в гендерном отношении альтернативы «беспилотным».

БПЛА определяется как «летательный аппарат с двигателем, который не несет на себе человека-оператора, использует аэродинамические силы для подъема транспортного средства, может летать автономно или управляться дистанционно, может быть расходным или восстанавливаемым и может нести летальную или несмертельную полезную нагрузку». . ^[16] Таким образом, ракеты не считаются БПЛА, потому что само транспортное средство является оружием, которое не используется повторно, хотя оно также не отвинчивается и в некоторых случаях управляется дистанционно. При этом БЛА - это термин, который обычно применяют в военных целях. ^[17]

Термины автономный дрон и БПЛА часто ошибочно используются как синонимы. Это может быть связано с тем, что многие БЛА автоматизированы, то есть они выполняют автоматизированные миссии, но все еще полагаются на людей-операторов. Однако автономный дрон - это «БПЛА, который может работать без вмешательства человека». ^[18] Другими словами, автономные дроны взлетают, выполняют миссии и приземляются полностью автономно. Таким образом, автономный дрон - это разновидность БПЛА, но БПЛА не обязательно является автономным дроном.

Поскольку автономные дроны не пилотируются людьми, наземная система управления или программное обеспечение для управления связью играет важную роль в их работе, и поэтому они также считаются частью БПЛА. В дополнение к программному обеспечению автономные дроны также используют множество передовых технологий, которые позволяют им выполнять свои задачи без вмешательства человека, таких как облачные вычисления, компьютерное зрение, искусственный интеллект, машинное обучение, глубокое обучение и тепловые датчики. ^[19]

В последние годы автономные дроны начали трансформировать различные коммерческие отрасли, поскольку они могут летать за пределы прямой видимости (BVLOS) ^[20], одновременно увеличивая производство, снижая затраты и риски, обеспечивая безопасность на площадке, безопасность и соблюдение нормативных требований, ^[21] и защита человеческих ресурсов во время пандемии. ^[22] Их также можно использовать для задач, связанных с потребителями, таких как доставка посылок, как продемонстрировал Amazon Prime Air , и критически важные поставки товаров медицинского назначения.

Дрон-в-Box (DIB) представляет собой автономную беспилотный , который развертывает осуществлять запрограммированный список миссий из и возвращается в автономном посадочном поле , которое также выполняет функцию зарядки базы беспилотной в.

Согласно новым правилам, вступившим в силу 1 июня 2019 года, термин RPAS (дистанционно пилотируемая авиационная система) был принят правительством Канады для обозначения «набора настраиваемых элементов, состоящих из дистанционно пилотируемого самолета, его станции управления, системы управления и контроля. звенья и любые другие элементы системы, необходимые при выполнении полета ». ^[23]

Отношение БПЛА к модели самолетов с дистанционным управлением неясно. ^{[ необходима цитата ]} БПЛА могут включать или не включать модели самолетов. Некоторые юрисдикции основывают свое определение на размере или весе; однако Федеральное управление гражданской авиации США определяет любое летательное судно без экипажа как БПЛА независимо от его размера. Для развлекательных целей дрон (в отличие от БПЛА) - это модель самолета, которая имеет видео от первого лица, автономные возможности или и то, и другое. ^[24]

История [ править ]

Самое раннее зарегистрированное использование беспилотного летательного аппарата для ведения боевых действий произошло в июле 1849 года ^{[26], когда он} служил носителем воздушного шара (предшественник авианосца ) ^[27] при первом наступательном использовании авиации в морской авиации . ^{[28] [29] [30]} Австрийские войска, осаждающие Венецию, попытались запустить около 200 зажигательных шаров в осажденный город. Воздушные шары запускали в основном с земли; однако некоторые из них были спущены на воду с австрийского корабля SMS  Vulcano.. По крайней мере, одна бомба упала в городе; однако из-за изменения ветра после запуска большая часть аэростатов не попала в цель, а некоторые улетели назад над австрийскими линиями и пусковым кораблем « Вулкано» . ^{[31] [32] [33]}

Инновации в области БПЛА начались в начале 1900-х годов и первоначально были сосредоточены на создании учебных целей для обучения военнослужащих. Разработка БПЛА продолжалась во время Первой мировой войны , когда компания Dayton-Wright Airplane Company изобрела беспилотную воздушную торпеду , которая взорвалась в заданное время. ^[34]

Самой ранней попыткой создания БПЛА с двигателем была «Воздушная цель» AM Лоу в 1916 году. ^[35] Лоу подтвердил, что моноплан Джеффри де Хэвилленда был тем, который летел под управлением 21 марта 1917 года, используя его радиосистему. ^[36] Другие британские беспилотные разработки последовали во время и после Первой мировой войны, что привело к созданию флота из более чем 400 воздушных целей de Havilland 82 Queen Bee, которые были приняты на вооружение в 1935 году.

Никола Тесла описал флот необитаемых воздушных боевых машин в 1915 году ^[37] Эти события также вдохновили строительство Буг Кеттеринг по Чарльз Кеттеринг из Дейтон, Огайо и Хьюитт-Sperry Автоматический самолет . Первоначально задумывался как беспилотный самолет, который будет нести взрывчатку к заранее определенной цели. Первый масштабируемый беспилотный летательный аппарат был разработан кинозвездой и энтузиастом авиамоделизма Реджинальдом Денни в 1935 году. ^[35] В 1940 году Денни основал компанию Radioplane Company, и во время Второй мировой войны появилось больше моделей. - используется как для обучения зенитчиков, так и для выполнения боевых задач. Нацистская Германия производила и использовала различные БЛА во время войны, такие как Argus As 292 и летающую бомбу V-1 с реактивным двигателем . После Второй мировой войны разработка продолжилась в таких транспортных средствах, как американский JB-4 (с использованием теле- и радиокомандного наведения), австралийский GAF Jindivik и Teledyne Ryan Firebee I 1951 года, в то время как такие компании, как Beechcraft, предложили свою модель 1001 для ВМС США. в 1955 г. ^[35]Тем не менее, до войны во Вьетнаме они были не более чем самолетами с дистанционным управлением .

В 1959 году ВВС США , обеспокоенные потерей пилотов над вражеской территорией, начали планировать использование беспилотных самолетов. ^[38] Планирование активизировалось после того, как Советский Союз сбил U-2 в 1960 году. Через несколько дней была запущена строго засекреченная программа БПЛА под кодовым названием «Красный вагон». ^[39] Столкновение в августе 1964 года в Тонкинском заливе между военно-морскими подразделениями США и ВМС Северного Вьетнама положило начало их первым боевым вылетам во Вьетнаме с помощью высоко засекреченных БЛА ( Ryan Model 147 , Ryan AQM-91 Firefly , Lockheed D-21 ). Война .^[40] Когда китайское правительство ^[41] показали фотографии сбитого американского БПЛА через Wide World Фотографии , ^[42] официальный ответ США был «без комментариев».

Во время Войны на истощение (1967–1970) первые тактические БПЛА с разведывательными камерами были впервые испытаны израильской разведкой, успешно доставив фотографии через Суэцкий канал. Это был первый случай, когда тактические БЛА, которые можно было запускать и садить на любую короткую взлетно-посадочную полосу (в отличие от более тяжелых реактивных БПЛА), были разработаны и испытаны в бою. ^[43]

Во время войны Судного дня 1973 года Израиль использовал БПЛА в качестве приманки, чтобы побудить противоборствующие силы тратить зря дорогие зенитные ракеты. ^[44] После войны Судного дня 1973 года несколько ключевых людей из команды, которая разработала этот ранний БПЛА, присоединились к небольшой начинающей компании, которая стремилась превратить БПЛА в коммерческий продукт, который в конечном итоге был куплен Тадираном и привел к разработке первого израильского БПЛА. БПЛА. ^{[45] [ необходимы страницы ]}

В 1973 году военные США официально подтвердили, что использовали БПЛА в Юго-Восточной Азии (Вьетнам). ^[46] Более 5000 американских летчиков были убиты и более 1000 пропали без вести или взяты в плен . 100-е стратегическое разведывательное крыло ВВС США выполнило около 3435 вылетов БПЛА во время войны ^[47], при этом было потеряно около 554 БПЛА по всем причинам. По словам генерала ВВС США Джорджа С. Брауна , командующего командованием систем ВВС , в 1972 году, «единственная причина, по которой нам нужны (БПЛА), состоит в том, что мы не хотим без нужды расходовать человека в кабине». ^[48] Позже в том же году генерал Джон К. Мейер , главнокомандующий,Стратегическое воздушное командование заявило: «Мы позволяем беспилотнику выполнять полеты с высокой степенью риска ... уровень потерь высок, но мы готовы рисковать большим количеством из них ... они спасают жизни!» ^[48]

Во время войны Судного дня 1973 года советские зенитно-ракетные батареи в Египте и Сирии нанесли серьезный ущерб израильским истребителям . В результате Израиль разработал IAI Scout как первый БПЛА с функцией наблюдения в реальном времени. ^{[49] [50] [51]} Изображения и радиолокационные ловушки, предоставленные этими БПЛА, помогли Израилю полностью нейтрализовать сирийскую систему ПВО в начале Ливанской войны 1982 года , в результате чего ни один пилот не был сбит. ^[52]В 1987 году в Израиле беспилотные летательные аппараты были впервые использованы в качестве доказательства концепции сверхъестественной маневренности, управляемого полета после сваливания в симуляторах боевого полета, которые включали бесхвостое, основанное на технологиях скрытности, трехмерное управление полетом с вектором тяги и реактивное рулевое управление. ^[53]

По мере созревания и миниатюризации применяемых технологий в 1980-х и 1990-х годах интерес к БПЛА вырос в высших эшелонах армии США. В 1990-х годах Министерство обороны США заключило контракт с AAI Corporation вместе с израильской компанией Malat. ВМС США купили БПЛА AAI Pioneer, который AAI и Malat разработали совместно. Многие из этих БПЛА принимали участие в войне в Персидском заливе 1991 года . БПЛА продемонстрировали возможность создания более дешевых и более эффективных боевых машин, развертываемых без риска для экипажей. Первоначальные поколения в основном включали самолеты-разведчики , но некоторые из них несли вооружение , например General Atomics MQ-1 Predator , который запускал ракеты класса "воздух-земля" AGM-114 Hellfire..

CAPECON был проектом Европейского Союза по разработке БПЛА ^[54], работавшим с 1 мая 2002 г. по 31 декабря 2005 г. ^[55]

По состоянию на 2012 год ВВС США использовали 7 494 БПЛА - почти каждый третий самолет ВВС США. ^{[56] [57]} Центральное разведывательное управление также управляемые беспилотные летательные аппараты . ^[58]

В 2013 году как минимум 50 стран использовали БПЛА. Китай, Иран, Израиль, Пакистан, Турция и другие ^{[ что? ]} спроектировали и построили собственные разновидности.

Классификация [ править ]

БПЛА обычно попадают в одну из шести функциональных категорий (хотя многоцелевые платформы планера становятся все более распространенными):

• Боевые действия - обеспечение возможности атаки для миссий с высоким риском (см. Беспилотный боевой летательный аппарат (БПЛА) и барражирующее снаряжение, также известное как дрон-самоубийца).
• Разведка - беспилотный летательный аппарат-разведчик, обеспечивающий разведку поля боя.
• Цель и приманка - обеспечение наземной и воздушной стрельбы по цели, имитирующей самолет или ракету противника.
• Логистика - доставка груза.
• Гражданские и коммерческие БПЛА - сельское хозяйство, аэрофотосъемка, сбор данных.
• Исследования и разработки - совершенствование технологий БПЛА.

Многоуровневая система США военный беспилотник используется военными планировщиками для обозначения различных элементов отдельных воздушных судов в общем плане использования.

Транспортные средства можно разделить на категории по дальности / высоте. Следующее было выдвинуто ^{[ кем? ]} актуально на отраслевых мероприятиях, таких как форум беспилотных систем ParcAberporth :

• Переносной на высоте 2000 футов (600 м), дальность действия около 2 км
• Закрытие высоты 5000 футов (1500 м) на расстоянии до 10 км
• Тип НАТО Высота 10000 футов (3000 м), дальность до 50 км
• Тактическая высота 18000 футов (5500 м), дальность около 160 км
• МУЖЧИНЫ (средняя высота, большая продолжительность полета) до 30 000 футов (9 000 м) и дальность действия более 200 км
• HALE (большая высота, большая выносливость) более 30 000 футов (9 100 м) и неограниченный диапазон
• Гиперзвуковая высокоскоростная, сверхзвуковая (1–5 Маха) или гиперзвуковая (5+ Маха) на высоте 50 000 футов (15 200 м) или на суборбитальной высоте, дальность более 200 км
• Орбитальная низкая околоземная орбита (25+ Маха)
• Перенос Луны Земля-Луна в СНГ
• Компьютерная система наведения авианосца (CACGS) для БПЛА

Другие категории включают: ^{[59] [60]}

• БПЛА для любителей - которые можно разделить на
  • Готовые к эксплуатации (RTF) / готовые к продаже (COTS)
  • Bind-and-fly (BNF) - требует минимальных знаний для управления платформой
  • Почти готов к полету (ARF) / Сделай сам (DIY) - требуются значительные знания, чтобы подняться в воздух
  • Голая рама - требует значительных знаний и ваших собственных деталей, чтобы поднять ее в воздух.
• Военные и коммерческие БЛА среднего размера
• Большие БПЛА военного назначения
• Боевые БПЛА-невидимки
• Самолеты с экипажем преобразованы в беспилотные (и опционально пилотируемые БПЛА или ОПВ)
  Беспилотный универсальный самолет (первоначально 2-местный Pipistrel Sinus )

Классификация по весу самолета довольно проста:

• Микро-летательный аппарат (MAV) - самый маленький БПЛА, который может весить менее 1 грамма.
• Миниатюрный БПЛА (также называемый СУАС) - примерно менее 25 кг.
• Более тяжелые БПЛА

Компоненты [ править ]

Самолеты одного типа с экипажем и без экипажа обычно имеют идентичные физические компоненты. Основное исключение - это кабина экипажа и система экологического контроля или системы жизнеобеспечения . Некоторые БПЛА несут полезную нагрузку (например, камеру), которая весит значительно меньше взрослого человека и, как следствие, может быть значительно меньше. Несмотря на то, что они несут тяжелую полезную нагрузку, военные БЛА легче, чем их аналоги с экипажем и сопоставимым вооружением.

Небольшие гражданские БПЛА не имеют жизненно важных систем и, таким образом, могут быть построены из более легких, но менее прочных материалов и форм и могут использовать менее надежные электронные системы управления. Для небольших БПЛА стала популярной конструкция квадрокоптера , хотя эта компоновка редко используется для самолетов с экипажем. Миниатюризация означает, что можно использовать менее мощные двигательные технологии, которые невозможно использовать для самолетов с экипажем, такие как небольшие электродвигатели и батареи.

Системы управления БПЛА часто отличаются от систем управления кораблями с экипажем. Для дистанционного управления человеком камера и видеосвязь почти всегда заменяют окна кабины; цифровые команды, передаваемые по радиоканалу, заменяют физические органы управления кабиной. Программное обеспечение автопилота используется как на самолетах с экипажем, так и без экипажа, с различными наборами функций.

Тело [ править ]

Основное отличие самолетов - отсутствие зоны кабины и ее окон. Бесхвостые квадрокоптеры являются обычным форм-фактором для БПЛА с винтокрылым крылом, в то время как хвостовые моно- и двухкоптеры - обычными для платформ с экипажем. ^[61]

Блок питания и платформа [ править ]

В небольших БПЛА в основном используются литий-полимерные батареи (Li-Po), в то время как в более крупных транспортных средствах часто используются обычные авиационные двигатели или водородные топливные элементы . Масштаб или размер самолета не являются определяющими или ограничивающими характеристиками энергоснабжения БПЛА. Плотность энергии современных Li-Po аккумуляторов намного меньше, чем у бензиновых или водородных. Рекорд путешествий БПЛА (построенного из пробкового дерева и майларовой кожи) через Северный Атлантический океан принадлежит бензиновой модели самолета или БПЛА. Манард Хилл в книге «В 2003 году, когда одно из его творений пролетело 1882 мили через Атлантический океан на менее чем галлоне топлива», удерживает этот рекорд. См .: ^[62]Электроэнергия используется, так как для полета требуется меньше работы, а электродвигатели тише. Кроме того, при правильной конструкции соотношение тяги к весу электрического или бензинового двигателя, приводящего в движение гребной винт, может зависать или подниматься вертикально. Самолет Botmite - пример электрического БПЛА, способного взбираться по вертикали. ^[63]

Схема исключения батареи (BEC) используется для централизации распределения энергии и часто содержит микроконтроллер (MCU). Более дорогое переключение BEC снижает нагрев платформы.

Вычисления [ править ]

Вычислительные возможности БПЛА последовали за развитием вычислительной техники, начиная с аналогового управления и эволюционировав в микроконтроллеры, затем в систему на кристалле (SOC) и одноплатные компьютеры (SBC).

Системное оборудование для небольших БПЛА часто называют полетным контроллером (FC), платой полетного контроллера (FCB) или автопилотом.

Датчики [ править ]

Датчики положения и движения дают информацию о состоянии самолета. Экстероцептивные датчики имеют дело с внешней информацией, такой как измерения расстояния, в то время как экспроприоцептивные датчики коррелируют внутренние и внешние состояния. ^[64]

Не взаимодействующие датчики могут обнаруживать цели автономно, поэтому они используются для обеспечения разделения и предотвращения столкновений. ^[65]

Степени свободы (DOF) относятся как к количеству, так и к качеству датчиков на борту: 6 DOF подразумевают 3-осевые гироскопы и акселерометры (типичный инерциальный измерительный блок  - IMU), 9 DOF относятся к IMU плюс компас, 10 DOF добавляет барометр и 11 степеней свободы обычно добавляет приемник GPS. ^[66]

Приводы [ править ]

Приводы БПЛА включают цифровые электронные регуляторы скорости (которые контролируют частоту вращения двигателей), связанные с двигателями / двигателями и пропеллерами , серводвигателями (в основном для самолетов и вертолетов), оружием, исполнительными механизмами полезной нагрузки, светодиодами и динамиками.

Программное обеспечение [ править ]

Программное обеспечение БПЛА называется полетным стеком или автопилотом. Целью полетного стека является получение данных от датчиков, управляющих двигателей для обеспечения устойчивости БПЛА, а также облегчение связи с наземным управлением и планированием миссии. ^[67]

БПЛА - это системы реального времени , которые требуют быстрого реагирования на изменение данных датчиков. В результате беспилотные летательные аппараты полагаются на одноплатные компьютеры для выполнения своих вычислительных задач. Примеры таких одноплатных компьютеров включают Raspberry Pis , Beagleboards и т. Д. , Защищенные NavIO , PXFMini и т. Д. Или разработанные с нуля, такие как NuttX , превентивная RT Linux , Xenomai , Orocos-Robot Operating System или DDS-ROS 2.0 .

Стекы с открытым исходным кодом для гражданского использования включают:

Из-за того, что программное обеспечение БПЛА имеет открытый исходный код, его можно настроить для конкретных приложений. Например, исследователи из Технического университета Кошице заменили алгоритм управления автопилота PX4 по умолчанию. ^[68] Эта гибкость и совместные усилия привели к появлению большого количества различных стеков с открытым исходным кодом, некоторые из которых являются ветвями других, например CleanFlight, который является ветвлением BaseFlight и из которого созданы три других стека.

Принципы цикла [ править ]

Беспилотные летательные аппараты используют архитектуру управления с открытым, закрытым или гибридным контуром.

• Разомкнутый контур  - этот тип обеспечивает положительный управляющий сигнал (быстрее, медленнее, влево, вправо, вверх, вниз) без учета обратной связи от данных датчиков.
• Замкнутый контур  - этот тип включает в себя обратную связь от датчика для регулировки поведения (уменьшите скорость, чтобы отразить попутный ветер, переместитесь на высоту 300 футов). ПИД - регулятор является общим. Иногда используется прямая связь , что устраняет необходимость в дальнейшем замыкании цикла. ^[69]

Управление полетом [ править ]

БПЛА можно запрограммировать для выполнения агрессивных маневров или посадки / усаживания на наклонных поверхностях ^[70], а затем для подъема в направлении более удобных мест связи. ^[71] Некоторые БПЛА могут управлять полетом с помощью различных моделей полета ^{[72] [73],} таких как конструкции вертикального взлета и посадки.

БПЛА также могут сидеть на плоской вертикальной поверхности. ^[74]

Связь [ править ]

Большинство БПЛА используют радио для дистанционного управления и обмена видео и другими данными . Ранние БПЛА имели только узкополосный канал связи. Нисходящие каналы появились позже. Эти двунаправленные узкополосные радиолинии передавали удаленному оператору данные управления и контроля (C&C) и телеметрические данные о состоянии систем самолета. Для полетов на очень большие расстояния военные БПЛА также используют спутниковые приемники в составе спутниковых навигационных систем. В случаях, когда требуется передача видео, БПЛА будут реализовывать отдельную аналоговую радиолинию видео.

В большинстве современных приложений БПЛА требуется передача видео. Таким образом, вместо двух отдельных каналов для C&C, телеметрии и видеотрафика используется широкополосный канал для передачи всех типов данных по одному радиоканалу. Эти широкополосные каналы могут использовать методы обеспечения качества обслуживания для оптимизации трафика C&C для уменьшения задержки. Обычно по этим широкополосным каналам передается трафик TCP / IP, который можно маршрутизировать через Интернет.

Радиосигнал со стороны оператора может исходить из:

• Наземный контроль - человек, управляющий радиопередатчиком / приемником, смартфоном, планшетом, компьютером или исходным значением военной наземной станции управления (GCS) . В последнее время управления от носимых устройств , ^[75] распознавание движения людей, мозговые волны человека ^[76] было также продемонстрированы.
• Удаленная сетевая система, такая как спутниковые дуплексные каналы передачи данных для некоторых военных держав . ^[77] Нисходящее цифровое видео по мобильным сетям также вышло на потребительские рынки, ^{[78] в} то время как прямое управление восходящим каналом БПЛА через сотовую сеть и LTE было продемонстрировано и проходит испытания. ^[79]
• Другой самолет, выполняющий роль ретранслятора или мобильной станции управления, - военный пилотируемый беспилотный комплекс (МУМ-Т). ^[80]
• Протокол MAVLink становится все более популярным для передачи данных управления и контроля между наземным пультом управления и автомобилем.

Поскольку с годами производительность и надежность мобильных сетей выросли, дроны начали использовать мобильные сети для связи. Мобильные сети могут использоваться для слежения за дронами, удаленного пилотирования, обновлений по воздуху ^[81] и облачных вычислений. ^[82]

Субтон 4 канала 4 PMR446 (рация) зарезервирован для голосовой связи между пилотами.

Современные сетевые стандарты явно рассматривают дроны и поэтому включают оптимизацию. Стандарт 5G требует сокращения задержки на уровне пользователя до 1 мс при использовании сверхнадежной связи с малой задержкой. ^[83]

Автономия [ править ]

ИКАО классифицирует беспилотные летательные аппараты либо как беспилотные, либо как полностью автономные. ^[84] Настоящие БПЛА могут обладать промежуточной степенью автономности. Например, транспортное средство, которое в большинстве случаев управляется дистанционно, может иметь автономную операцию возврата на базу.

Базовая автономия обеспечивается проприоцептивными датчиками. Расширенная автономия требует ситуационной осведомленности, знаний об окружающей среде, окружающей самолет, от внешних сенсоров: слияние сенсоров объединяет информацию от нескольких сенсоров. ^[64]

Основные принципы [ править ]

Один из способов достижения автономного управления использует несколько уровней контура управления, как в иерархических системах управления . По состоянию на 2016 год петли нижнего уровня (например, для управления полетом) работают со скоростью 32 000 раз в секунду, а петли более высокого уровня могут повторяться один раз в секунду. Принцип состоит в том, чтобы разложить поведение самолета на управляемые «блоки» или состояния с известными переходами. Типы иерархических систем управления варьируются от простых сценариев до конечных автоматов , деревьев поведения и иерархических планировщиков задач . Наиболее распространенным механизмом управления, используемым на этих уровнях, является ПИД-регулятор, который можно использовать для наведения квадрокоптера с помощью данных изIMU для точного расчета входных данных для электронных регуляторов скорости и двигателей. ^{[ необходима цитата ]}

Примеры алгоритмов среднего уровня:

• Планирование пути: определение оптимального пути, по которому машина должна следовать, при выполнении задач и ограничений миссии, таких как препятствия или потребности в топливе
• Генерация траектории ( планирование движения ): определение управляющих маневров, которые необходимо предпринять, чтобы следовать заданному пути или переходить из одного места в другое ^{[85] [86]}
• Регулирование траектории: ограничение транспортного средства в пределах некоторого допуска к траектории

Разработчики иерархического планирования задач БПЛА используют такие методы, как поиск по дереву состояний или генетические алгоритмы . ^[87]

Особенности автономии [ править ]

Производители БПЛА часто встраивают в себя определенные автономные операции, такие как:

• Самовыравнивание: стабилизация ориентации по осям тангажа и крена.
• Удержание высоты: дрон поддерживает высоту, используя атмосферное давление и / или данные GPS.
• Зависание / удержание положения: сохраняйте ровный тангаж и крен, стабильный курс и высоту рыскания, сохраняя положение с помощью GNSS или инерционных датчиков.
• Безголовый режим: управление тангажем относительно положения пилота, а не относительно осей транспортного средства.
• Без забот: автоматический контроль крена и рыскания при горизонтальном движении
• Взлет и посадка (с использованием различных самолетов и наземных датчиков и систем; см. Также: Autoland )
• Отказоустойчивость: автоматическая посадка или возврат домой при потере сигнала управления
• Возвращение домой: Летите обратно к точке взлета (часто сначала набирая высоту, чтобы избежать возможных препятствий, таких как деревья или здания).
• Следуй за мной: сохраняйте относительное положение по отношению к движущемуся пилоту или другому объекту с помощью GNSS, распознавания изображений или самонаводящегося маяка.
• GPS-навигация по путевым точкам: использование GNSS для навигации к промежуточному месту на пути следования.
• Орбита вокруг объекта: аналогично функции «Следуй за мной», но непрерывно вращайся вокруг цели.
• Предварительно запрограммированные фигуры высшего пилотажа (например, перекаты и петли)

Функции [ править ]

Полная автономия доступна для конкретных задач, таких как дозаправка в воздухе ^[88] или переключение батарей на земле; но задачи более высокого уровня требуют больших вычислительных, сенсорных и исполнительных возможностей. Один из подходов к количественной оценке автономных возможностей основан на терминологии OODA , предложенной Исследовательской лабораторией ВВС США в 2002 году и использованной в таблице ниже: ^[89]

Средние уровни автономии, такие как реактивная автономия и высокие уровни, использующие когнитивную автономию, в некоторой степени уже достигнуты и являются очень активными областями исследований.

Реактивная автономия [ править ]

Реактивная автономия, такая как коллективный полет, предотвращение столкновений в реальном времени , отслеживание стен и центрирование коридора, зависит от электросвязи и ситуационной осведомленности, обеспечиваемой датчиками дальности: оптическим потоком , ^[90] лидарами (световыми радарами), радарами , сонарами .

Большинство датчиков дальности анализируют электромагнитное излучение, отраженное от окружающей среды и достигающее датчика. Камеры (для визуального потока) действуют как простые приемники. Лидары, радары и сонары (со звуковыми механическими волнами) излучают и принимают волны, измеряя время прохождения туда и обратно. Камеры БПЛА не требуют излучающей мощности, что снижает общее потребление.

Радары и гидролокаторы в основном используются в военных целях.

Реактивная автономия в некоторых формах уже достигла потребительских рынков: она может стать широко доступной менее чем через десять лет. ^[64]

Одновременная локализация и отображение [ править ]

SLAM объединяет одометрию и внешние данные, чтобы представить мир и положение БПЛА в нем в трех измерениях. Наружная навигация на большой высоте не требует больших полей обзора по вертикали и может полагаться на координаты GPS (что делает ее простым картированием, а не SLAM). ^[91]

Двумя связанными областями исследований являются фотограмметрия и лидары, особенно в 3D-среде на малых высотах и ​​в закрытых помещениях.

• Фотограмметрический и стереофотограмметрический SLAM для помещений был продемонстрирован на квадрокоптерах. ^[92]
• Лидарные платформы с тяжелыми, дорогими и традиционными лазерными платформами на карданном шарнире уже зарекомендовали себя. Исследования направлены на определение стоимости производства, расширения из 2D в 3D, отношения мощности к дальности действия, веса и размеров. ^{[93] [94]} Светодиодные дальномеры коммерциализируют возможности обнаружения на малых расстояниях. Research исследует гибридизация между излучением света и вычислительной мощности: фазированной антенной решетки пространственный модулятор света , ^{[95] [96]} и частотно-модулированный-непрерывной волны (FMCW) МЭМС -tunable с вертикальным резонатором поверхностно-излучающие лазеры (ВИЛ). ^[97]

Рой [ править ]

Рой роботов относится к сетям агентов, способных динамически изменять конфигурацию, когда элементы покидают или входят в сеть. Они обеспечивают большую гибкость, чем сотрудничество между несколькими агентами. Рой может открыть путь к слиянию данных. Некоторые био-вдохновленные полетные стаи используют маневры рулевого управления и стаи. ^{[ требуется разъяснение ]}

Будущий военный потенциал [ править ]

В военном секторе американские хищники и жнецы созданы для контртеррористических операций и в зонах боевых действий, в которых противнику не хватает огневой мощи, чтобы их сбить. Они не предназначены для противостояния зенитной обороне или воздушному бою . В сентябре 2013 года командующий воздушным командованием США заявил, что нынешние БПЛА «бесполезны в спорной среде», если их не защищают летательные аппараты с экипажем. Исследовательская служба Конгресса 2012 г.(CRS) в отчете высказывались предположения, что в будущем беспилотные летательные аппараты могут выполнять задачи, выходящие за рамки разведки, наблюдения, разведки и нанесения ударов; в отчете CRS в качестве возможных будущих начинаний перечислялись боевые действия «воздух-воздух» («более трудная задача будущего»). Комплексная дорожная карта по беспилотным системам Министерства обороны на 2013–2038 годы предусматривает более важное место для БПЛА в боевых действиях. Проблемы включают расширенные возможности, взаимодействие человека и БПЛА, управление повышенным потоком информации, повышенную автономность и разработку специальных боеприпасов для БПЛА. Проект систем систем DARPA ^[98] или работа General Atomics могут предвещать будущие сценарии ведения войны, последний раскрывает рой Avenger, оснащенный системой защиты области с высокоэнергетическим жидким лазером.(АД). ^[99]

Познавательное радио [ править ]

Технология когнитивного радио ^{[ требуется пояснение ]} может иметь применение в БПЛА. ^[100]

Возможности обучения [ править ]

БПЛА могут использовать распределенные нейронные сети . ^[64]

Рынок [ править ]

Военные [ править ]

По состоянию на 2020 год семнадцать стран имеют на вооружении БПЛА, и более 100 стран используют БПЛА в военных целях. ^[101] На мировом рынке военных БПЛА доминируют компании из США и Израиля. По количеству продаж в 2017 году доля США на военном рынке составила более 60%. Четыре из пяти крупнейших производителей военных БПЛА - американские, включая General Atomics , Lockheed Martin , Northrop Grumman и Boeing , за которыми следует китайская компания CASC . ^[102]Израильские компании в основном сосредоточены на небольших системах наблюдения БПЛА, и по количеству дронов Израиль экспортировал на рынок 60,7% (2014 г.) БПЛА, в то время как Соединенные Штаты экспортируют 23,9% (2014 г.); Основными импортерами военных БПЛА являются Великобритания (33,9%) и Индия (13,2%). Только в Соединенных Штатах в 2014 году эксплуатировалось более 9000 военных БЛА. ^[103] General Atomics является доминирующим производителем линейки продуктов Global Hawk и Predator / Mariner systems.

Гражданское [ править ]

На рынке гражданских дронов доминируют китайские компании. Только китайский производитель дронов DJI имел 74% доли гражданского рынка в 2018 году, при этом ни одна другая компания не занимала более 5%, а прогнозируемые мировые продажи в 2020 году составили 11 миллиардов долларов. ^[104] После более тщательного изучения его деятельности Министерство внутренних дел США Департамент обосновал свой парк дронов DJI в 2020 году, а Министерство юстиции запретило использование федеральных средств для покупки DJI и других БПЛА иностранного производства. ^{[105] [106] За} DJI следует китайская компания Yuneec , американская компания 3D Robotics и французская компания Parrot со значительным разрывом в доле рынка. ^[107]По состоянию на март 2018 года в Федеральном управлении гражданской авиации США было зарегистрировано более миллиона БПЛА (878000 любительских и 122000 коммерческих). NPD 2018 указывает на то, что потребители все чаще покупают дроны с более продвинутыми функциями с 33-процентным ростом как в сегментах рынка за 500 долларов США, так и на 1000 долларов США. ^[108]

Рынок гражданских БПЛА относительно новый по сравнению с военным. Компании появляются как в развитых, так и в развивающихся странах одновременно. Многие стартапы на ранней стадии получили поддержку и финансирование от инвесторов, как в Соединенных Штатах, и от правительственных агентств, как в случае с Индией. ^[109] Некоторые университеты предлагают исследовательские и учебные программы или степени. ^[110] Частные организации также предоставляют онлайн-программы и программы личного обучения как для отдыха, так и для коммерческого использования БПЛА. ^[111]

Потребительские дроны также широко используются военными организациями по всему миру из-за рентабельности потребительских товаров. В 2018 году израильские военные начали использовать БПЛА серий DJI Mavic и Matrice для легких разведывательных миссий, поскольку гражданские дроны проще в использовании и имеют более высокую надежность. Дроны DJI также являются наиболее широко используемой коммерческой беспилотной воздушной системой, которую использовала армия США. ^{[112] [113]} Дроны наблюдения DJI также используются китайской полицией в Синьцзяне с 2017 года. ^{[114] [115]}

К 2021 году мировой рынок БПЛА достигнет 21,47 млрд долларов США, а рынок Индии достигнет отметки в 885,7 млн ​​долларов США ^[116].

Дроны с подсветкой начинают использоваться в ночных дисплеях в художественных и рекламных целях. ^{[ необходима цитата ]}

Транспорт [ править ]

AIA сообщает большие грузовые и пассажирские беспилотники должны быть сертифицированы и введены в течение следующих 20 лет. Ожидается, что с 2018 года появятся большие дроны с сенсорами; ближнемагистральные и маловысотные грузовые суда за пределами городов с 2025 г .; дальнемагистральные грузовые рейсы к середине 2030-х годов, а затем пассажирские рейсы к 2040 году. Расходы на исследования и разработки должны вырасти с нескольких сотен миллионов долларов в 2018 году до 4 миллиардов долларов к 2028 году и 30 миллиардов долларов к 2036 году ^[117].

Сельское хозяйство [ править ]

Поскольку мировой спрос на производство продуктов питания растет в геометрической прогрессии, ресурсы истощаются, сельскохозяйственные угодья сокращаются, а сельскохозяйственная рабочая сила становится все более дефицитной, существует острая потребность в более удобных и умных сельскохозяйственных решениях, чем традиционные методы, и промышленность сельскохозяйственных дронов и робототехники становится все более актуальной. ожидается прогресс. ^[118] Сельскохозяйственные дроны использовались в таких регионах, как Африка, для создания устойчивого сельского хозяйства. ^[119]

Правоохранительные органы [ править ]

Полиция может использовать дроны для таких приложений, как поисково-спасательные операции и мониторинг дорожного движения . ^[120]

Соображения по поводу развития [ править ]

Имитация животных - этология [ править ]

Орнитоптеры с машущими крыльями , имитирующие птиц или насекомых, являются областью исследований в области микробЛА . Присущая им скрытность рекомендует их для шпионских миссий.

Nano Hummingbird коммерчески доступен, в то время как микро-БПЛА весом менее 1 грамма, вдохновленные мухами, хотя и с использованием троса, могут «приземляться» на вертикальные поверхности. ^[121]

Другие проекты включают беспилотных «жуков» и других насекомых. ^[122]

Исследования изучают миниатюрные датчики оптического потока, называемые глазками , имитирующие сложные глаза насекомых, образованные из нескольких граней, которые могут передавать данные на нейроморфные чипы, способные обрабатывать оптический поток, а также расхождения в интенсивности света.

Выносливость [ править ]

Срок службы БПЛА не ограничивается физиологическими возможностями пилота-человека.

Роторные двигатели Ванкеля из-за своего небольшого размера, небольшого веса, низкой вибрации и высокого отношения мощности к весу используются во многих больших БЛА. Их роторы двигателей не могут заедать; двигатель не подвержен ударному охлаждению при спуске и не требует обогащенной топливной смеси для охлаждения на большой мощности. Эти атрибуты уменьшают расход топлива, увеличивают дальность полета или полезную нагрузку.

Правильное охлаждение дрона необходимо для долговременной эксплуатации дрона. Перегрев и последующий отказ двигателя - наиболее частая причина поломки дрона. ^[123]

Водородные топливные элементы , использующие водородную энергию, могут продлить срок службы небольших БПЛА до нескольких часов. ^{[124] [125] [126]}

Долговечность микровоздушных аппаратов пока что лучше всего достигается с помощью беспилотных летательных аппаратов с машущим крылом, за которыми следуют самолеты и мультикоптеры, стоящие последними из-за более низкого числа Рейнольдса . ^[64]

Солнечно-электрические БПЛА, концепция, первоначально отстаиваемая AstroFlight Sunrise в 1974 году, достигла времени полета в несколько недель.

Атмосферные спутники на солнечной энергии ("атмосаты"), предназначенные для работы на высоте более 20 км (12 миль или 60 000 футов) в течение пяти лет, потенциально могут выполнять свои обязанности более экономично и с большей универсальностью, чем спутники на низкой околоземной орбите . Вероятные приложения включают мониторинг погоды , аварийное восстановление , съемку Земли и связь.

Электрические БПЛА с питанием от микроволнового излучения или лазерного излучения - еще одно потенциальное решение для повышения долговечности. ^[127]

Еще одно применение БПЛА с высокой выносливостью - «пристально смотреть» на поле боя в течение длительного интервала (ARGUS-IS, Gorgon Stare, Integrated Sensor Is Structure) для записи событий, которые затем можно было бы воспроизвести в обратном порядке для отслеживания действий на поле боя.

Надежность [ править ]

Повышение надежности нацелено на все аспекты систем БПЛА с использованием методов обеспечения отказоустойчивости и отказоустойчивости .

Индивидуальная надежность включает в себя надежность полетных контроллеров, чтобы обеспечить безопасность без чрезмерного дублирования, чтобы минимизировать стоимость и вес. ^[137] Кроме того, динамическая оценка диапазона полета позволяет устойчивым к повреждениям БПЛА, используя нелинейный анализ с помощью специально разработанных контуров или нейронных сетей. ^[138] Ответственность за программное обеспечение БПЛА смещается в сторону проектирования и сертификации программного обеспечения бортовой электроники с экипажем . ^[139]

Устойчивость роя включает в себя поддержание эксплуатационных возможностей и реконфигурацию задач при сбоях модулей. ^[140]

Приложения [ править ]

БПЛА находят множество гражданских, коммерческих, военных и аэрокосмических применений. Это включает:

Общий

Отдых , помощь при стихийных бедствиях , археология , сохранение биоразнообразия и среды обитания , правоохранительные органы , преступность и терроризм ,

Коммерческий

Воздушное наблюдение , кинопроизводство , журналистика , научные исследования , геодезия , грузовой транспорт , добыча полезных ископаемых , производство , лесное хозяйство , солнечное земледелие , тепловая энергия , порты и сельское хозяйство

Военный

Разведка , атака , разминирование и стрельба по мишеням

Существующие БПЛА [ править ]

БПЛА разрабатываются и внедряются во многих странах мира. Из-за их широкого распространения не существует исчерпывающего списка систем БПЛА. ^{[57] [141]}

Экспорт БПЛА или технологий, способных нести 500 кг полезной нагрузки на расстояние не менее 300 км, ограничен во многих странах Режимом контроля за ракетными технологиями .

Безопасность и охрана [ править ]

Воздушное движение [ править ]

БПЛА могут угрожать безопасности воздушного пространства множеством способов, включая непреднамеренные столкновения или другое вмешательство в работу других воздушных судов, преднамеренные атаки или отвлечение пилотов или диспетчеров полетов. Первый инцидент столкновения беспилотника с самолетом произошел в середине октября 2017 года в Квебеке, Канада. ^[142] Первый зарегистрированный случай столкновения беспилотника с воздушным шаром произошел 10 августа 2018 года в Дриггсе, штат Айдахо , США; хотя воздушный шар не получил значительных повреждений и не получил травм у трех пассажиров, пилот шара сообщил об инциденте в NTSB , заявив, что «я надеюсь, что этот инцидент поможет создать беседу об уважении к природе, воздушному пространству, а также правилам и нормам. ". ^[143]В недавних событиях беспилотные летательные аппараты, влетающие в аэропорты или вблизи них, отключали их на длительное время. ^[144]

Регулирующие органы по всему миру разрабатывают решения для управления движением беспилотных авиационных систем, чтобы лучше интегрировать БПЛА в воздушное пространство. ^[145]

Вредоносное использование [ править ]

БПЛА могут быть загружены опасным грузом и врезаться в уязвимые цели. Полезные нагрузки могут включать взрывчатые вещества, химические, радиологические или биологические опасности. БПЛА с обычно нелетальной полезной нагрузкой могут быть взломаны и использованы в злонамеренных целях. Государства разрабатывают системы противодействия БПЛА для противодействия этой угрозе. Однако это оказывается трудным. Как заявил д-р Дж. Роджерс в интервью A&T: «В настоящее время ведутся большие споры о том, как лучше всего противостоять этим маленьким БПЛА, независимо от того, используются ли они любителями, доставляющими немного неудобств или в большей степени. зловещим образом со стороны террориста ". ^[146]

К 2017 году дроны использовались для сброса контрабанды в тюрьмы. ^{[147] В} декабре 2018 года дроны нанесли серьезный ущерб аэропорту Гатвик , что потребовало развертывания британской армии. ^{[148] [149]}

Противодействие беспилотной авиационной системе [ править ]

Злонамеренное использование БПЛА привело к разработке технологий противодействия беспилотным воздушным системам (C-UAS), таких как Aaronia AARTOS, которые были установлены в крупных международных аэропортах. ^{[150] [151]} Зенитные ракетные системы, такие как « Железный купол» , также улучшаются с использованием технологий C-UAS.

Уязвимости безопасности [ править ]

Интерес к кибербезопасности БПЛА значительно возрос после инцидента с захватом видеопотока БПЛА Predator в 2009 году ^[152], когда исламские боевики использовали дешевое стандартное оборудование для потоковой передачи видеопотока с БПЛА. Другой риск - возможность угона или глушения БПЛА в полете. Несколько исследователей безопасности обнародовали некоторые уязвимости коммерческих БПЛА, а в некоторых случаях даже предоставили полный исходный код или инструменты для воспроизведения своих атак. ^[153] На семинаре по беспилотным летательным аппаратам и конфиденциальности в октябре 2016 года исследователи из Федеральной торговой комиссии показали, что им удалось взломать три различных потребительских квадрокоптера.и отметил, что производители БПЛА могут сделать свои БПЛА более безопасными с помощью основных мер безопасности, таких как шифрование сигнала Wi-Fi и добавление защиты паролем. ^[154]

Лесные пожары [ править ]

В Соединенных Штатах полеты рядом с лесным пожаром караются штрафом в размере не более 25 000 долларов США. Тем не менее, в 2014 и 2015 годах воздушной поддержке пожаротушения в Калифорнии несколько раз препятствовали, в том числе при пожаре на озере ^[155] и северном пожаре . ^{[156] [157]} В ответ законодатели Калифорнии представили закон, разрешающий пожарным выводить из строя БПЛА, вторгшиеся в ограниченное воздушное пространство. ^[158] Позднее Федеральное управление гражданской авиации потребовало регистрации большинства БПЛА.

Также изучается возможность использования БПЛА для обнаружения лесных пожаров и борьбы с ними, будь то наблюдение или запуск пиротехнических устройств для создания ответных огня . ^[159]

Регламент [ править ]

Этот раздел дублирует сферу действия других разделов , в частности, « Регулирование беспилотных летательных аппаратов» . Пожалуйста , обсудить этот вопрос на странице обсуждения и редактировать его в соответствии с Википедией Руководства стиля  , заменив раздел со ссылкой и резюме повторяемого материала, или спиннинг с неоднократным текста в статью в своем собственном праве. ( Ноябрь 2020 г. )

Этические соображения и несчастные случаи, связанные с БПЛА, побудили страны регулировать использование БПЛА.

Бразилия [ править ]

В 2017 году ^[160] Национальное агентство гражданской авиации (ANAC) регулировало работу беспилотных летательных аппаратов с помощью специального постановления о гражданской авиации Бразилии № 94/2017 (RBAC-E № 94/2017). Регламент ANAC дополняет правила эксплуатации дронов, установленные Департаментом контроля воздушного пространства (DECEA) и Национальным агентством электросвязи (ANATEL).

Канада [ править ]

В 2016 году Transport Canada предложила ввести новые правила, которые потребуют, чтобы все БПЛА весом более 250 граммов были зарегистрированы и застрахованы, а операторы должны были достичь минимального возраста и сдать экзамен для получения лицензии. ^[161] Пересмотренные правила вступают в силу с июня 2019 года. ^[162]

Ирландия [ править ]

Irish Aviation Authority (IAA) требует , чтобы все ЛИ более 1 кг должны быть зарегистрирован с Л вес 4 кг или более требуется лицензия будет выданной IAA. ^{[163] [164]}

Италия [ править ]

ENAC (Ente Nazionale per l'Aviazione Civile), то есть Управление гражданской авиации Италии по техническому регулированию, сертификации, надзору и контролю в области гражданской авиации, выпустило 31 мая 2016 г. очень подробные правила для всех БПЛА, определяющие: какие типы транспортных средств можно использовать, где, для каких целей и кто может ими управлять. Постановление касается использования БПЛА в коммерческих и развлекательных целях. Последняя версия была опубликована 22 декабря 2016 года. ^[165]

Япония [ править ]

В 2015 году Бюро гражданской авиации в Японии объявили , что «UA / Drone» (относится к любой самолет, вертолётов, планере или дирижабль , который не может вместить любой человек на борту и может быть дистанционно или автоматически пилотируемый) должен (A) не летают вблизи или выше (B) не летать выше 150 метров над землей / водной поверхностью, (C) не летать над городскими районами и пригородами (поэтому разрешена только сельская местность ). БПЛА / дрон должны управляться вручную и в зоне прямой видимости ) и так далее. БПЛА / дрон не должен летать рядом с важными зданиями или объектами страны, включая ядерные. UA / дрон должны точно соответствовать Закону о радио Японии. ^[166]

Мексика [ править ]

По состоянию на ноябрь 2019 ^{[Обновить]}года нормы Norma Oficial Mexicana NOM-107-SCT3-2019 и меморандум CO AV-23/10 R4 регулируют использование БПЛА или «дистанционно пилотируемых летательных аппаратов» в Мексике. ^[167]

Нидерланды [ править ]

По состоянию на май 2016 ^{[Обновить]}года голландская полиция тестирует обученных белоголовых орлов на перехват беспилотных летательных аппаратов. ^{[168] [169]}

Южная Африка [ править ]

В апреле 2014 года Управление гражданской авиации Южной Африки объявило, что будет пресекать незаконные полеты БПЛА в воздушном пространстве Южной Африки. ^[170] Дроны-любители весом менее 7 кг разрешены на высоте до 500 м с ограниченной прямой видимостью ниже высоты самого высокого препятствия в пределах 300 м от БПЛА. Для таких транспортных средств лицензия не требуется. ^[171]

Объединенные Арабские Эмираты [ править ]

Чтобы управлять дроном в Дубае, граждане должны получить свидетельство об отсутствии возражений в Управлении гражданской авиации Дубая (DCAA). Этот сертификат можно получить онлайн. ^[172]

Соединенное Королевство [ править ]

С декабря 2018 года беспилотные летательные аппараты весом 20 кг (44 фунта) или меньше должны летать в поле зрения оператора. В населенных пунктах беспилотные летательные аппараты должны находиться на расстоянии 150 футов (46 м) от людей и не могут летать над большими скоплениями людей или над населенными пунктами. ^[173]

В июле 2018 года стало незаконным полеты БПЛА на расстояние более 400 футов (120 м) и в пределах 1 км (0,62 мили) от самолетов, аэропортов и аэродромов.

С 30 ноября 2019 года любой, кто летает на дроне весом от 250 до 20 кг, должен зарегистрироваться в Управлении гражданской авиации (CAA). Пилотам требуется идентификатор флаера, а тем, кто управляет дроном, - идентификатор оператора. Правила распространяются как на любителей, так и на профессиональных пользователей. ^[174]

Соединенные Штаты [ править ]

Рекреационное использование [ править ]

С 21 декабря 2015 года все беспилотные летательные аппараты любительского типа весом от 250 до 25 кг необходимо зарегистрировать в FAA ^[175] не позднее 19 февраля 2016 года. ^[176]

Новый процесс регистрации БПЛА FAA включает в себя следующие требования:

• Все дроны должны быть зарегистрированы, за исключением тех, которые весят 0,55 фунта или меньше (менее 250 граммов) и летают исключительно в соответствии с Исключением для летчиков для отдыха. ^[177]
• Если владельцу меньше 13 лет, регистрацию в FAA должны пройти родители или другое ответственное лицо.
• БПЛА должны иметь регистрационный номер, выданный FAA. ^[178]
• Регистрационный взнос составляет 5 долларов. Регистрация действительна в течение 3 лет и может быть продлена еще на 3 года за 5 долларов США. ^[179]
• Единая регистрация применяется ко всем БПЛА, принадлежащим физическому лицу. Отсутствие регистрации может повлечь за собой гражданское наказание в размере до 27 500 долларов США, уголовное наказание в размере до 250 000 долларов США и / или тюремное заключение на срок до трех лет. ^[180]

19 мая 2017 года, в случае Taylor v. Уэрт , ^[181] Апелляционный суд США по округе Колумбии ^[182] считал , что 2015 правила регистрации беспилотного ФАУ был в нарушении 2012 FAA модернизации и Закон о реформе . Согласно постановлению суда, коммерческие операторы дронов должны регистрироваться, а рекреационные операторы - нет. ^[183] 25 мая 2017 года, через неделю после решения Тейлора , сенатор Дайан Файнштейн представила Конгрессу США Закон о федерализме беспилотников от 2017 года ^[184] .

Коммерческое использование [ править ]

21 июня 2016 года Федеральное управление гражданской авиации объявило о правилах коммерческой эксплуатации малых беспилотных летательных аппаратов (sUAS), весом от 0,55 до 55 фунтов (примерно от 250 г до 25 кг), включая полезную нагрузку. Правила, исключающие любителей, требуют присутствия на всех операциях лицензированного удаленного пилота в команде. Аттестация на эту должность, доступная любому гражданину не моложе 16 лет, может быть получена исключительно путем прохождения письменного теста и последующей подачи заявления. Те, кто имеет лицензию спортивного пилота или выше и имеют текущий полетный экзамен, могут бесплатно сдать экзамен по конкретным правилам онлайн на веб-сайте faasafety.gov. Другие кандидаты должны сдать более полный экзамен в центре авиационных испытаний. Все лицензиаты обязаны проходить курсы проверки каждые два года.В настоящее время нет оценок для более тяжелых БПЛА.^[185]

Коммерческая эксплуатация по праву была ограничена дневным светом, прямой видимостью, скоростью менее 100 миль в час, менее 400 футов и только воздушным пространством класса G и не могла летать над людьми или управляться с движущегося транспортного средства. ^[186] Некоторые организации получили отказ от прав или сертификат авторизации, который позволяет им выходить за рамки этих правил. ^[187] 20 сентября 2018 г., State Farm Insurance , в партнерстве с Virginia Tech Mid-Atlantic Aviation Partnership и пилотной программой интеграции FAA., стал первым в Соединенных Штатах, кто летал на БПЛА «Beyond-Visual-Line-Of-Sight» (BVLOS) и над людьми в соответствии с требованиями FAA Part 107 Waiver. Полет был совершен на ферме штата Вирджиния Tech Kentland за пределами кампуса Блэксбурга на автомобиле SenseFly eBee. Командиром самолета был Кристиан Канг, сотрудник Службы претензий в связи с погодными катастрофами State Farm (пилот части 107 и 61). ^[188] Кроме того, отказ CNN в отношении беспилотных летательных аппаратов, модифицированных для предотвращения травм, позволяет летать над людьми, в то время как другие исключения разрешают полеты в ночное время со специальным освещением или операции вне зоны прямой видимости для сельского хозяйства или проверки железнодорожных путей. ^[189] Это, вкратце, означает, что операторы Part 107 смогут управлять дронами в коммерческих целях над людьми и в ночное время без получения разрешения от FAA. ^{[цитата необходима ]}

До этого объявления любое коммерческое использование требовало полной лицензии пилота и отказа FAA, которых были предоставлены сотни.

В рамках подготовки к более высоким объемам трафика дронов FAA завершило постановление об удаленной идентификации в декабре 2020 года, предоставив производителям 18 месяцев, а операторам 30 месяцев на выполнение требования о передаче данных с самоидентификацией за пределами обозначенных зон. В то же время FAA добавило правило «Операции над людьми и в ночное время» в Часть 107. Операции в ночное время требуют освещения для предотвращения столкновений и дополнительной подготовки пилотов. Что касается полета над людьми или движущихся транспортных средств, беспилотные летательные аппараты делятся на четыре категории в зависимости от возможности причинения вреда людям, причем наименее ограниченная категория имеет полный сертификат летной годности согласно Части 21. ^[190]

Государственное использование [ править ]

Использование БПЛА в правоохранительных целях регулируется на государственном уровне. ^{[ необходима цитата ]}

В Орегоне правоохранительным органам разрешено использовать дроны без оружия без ордера, если есть достаточно оснований полагать, что текущая среда представляет неминуемую опасность, для которой дрон может собирать информацию или помогать людям. В противном случае необходимо получить ордер с максимальным периодом взаимодействия 30 дней. ^[191]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

• Вагнер, Уильям (1982), Lightning Bugs и другие разведывательные дроны; История о беспилотных самолетах-шпионах Райана , Armed Forces Journal International: Aero Publishers, ISBN 978-0-8168-6654-0

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с беспилотными летательными аппаратами .

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Дроны

Дальнейшее чтение [ править ]

• Гарсия-Бернардо, Шеридан Доддс, Ф. Джонсон (2016). «Количественные закономерности в войнах дронов» (PDF) . Наука прямая . Архивировано из оригинального (PDF) 6 февраля 2016 года.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Хилл Дж. И Роджерс А. (2014). Расцвет дронов: от Великой войны до Газы . Серия коллоквиумов по искусству и гуманитарным наукам при университете острова Ванкувер .
• Роджерс А. и Хилл Дж. (2014). Беспилотный: война дронов и глобальная безопасность . Между линиями. ISBN 9781771131544 
• Как интеллектуальные дроны формируют будущее войны , журнал Rolling Stone