Американские дроны начали летать за пределами видимости оператора
Американский железнодорожный оператор BNSF Railway начал осуществлять регулярные дальние полеты дронов HQ-40, которые используются для осмотра состояния железнодорожного полотна. Как пишет Aviation Week, аппараты выполняют полеты за пределами прямой видимости оператора без привлечения наблюдателей на земле. Управление беспилотниками осуществляется посредством сети стандарта LTE, принадлежащей BNSF Railway и используемой компанией для передачи различной служебной информации.
Сегодня в США действует «Раздел 333» правил летной безопасности. Он запрещает беспилотникам выполнять полеты за пределами прямой видимости оператора, которая определена в 480 метров, и на высоте более 61 метра. В августе прошлого года вступила в силу 107-я часть раздела. Она разрешает операторам беспилотников при наличии разрешения управлять ими за пределами прямой видимости (до 32 километров) и на высоте до 122 метров.
Согласно новым правилам, если беспилотник выполняет полет за пределами прямой видимости оператора, то организатор полета обязан расставить наблюдателей на равном расстоянии друг от друга на всем протяжении маршрута. Наблюдатели должны визуально сопровождать беспилотник и поддерживать связь с оператором. В случае, если рядом с аппаратом будет замечен пилотируемый летательный аппарат, наблюдатель обязан предупредить оператора, а тот — быстро посадить беспилотник.
Компания BNSF Railway получила специальное разрешение Федерального управления гражданской авиации США на дальние полеты дронов (сотни километров от оператора) без привлечения наблюдателей на земле. При этом беспилотники должны летать с правой стороны от железных дорог по направлению движения поездов. Полеты аппаратов проводятся на высоте не более 120 метров. В настоящее время единовременно в воздухе может находиться только один дрон HQ-40.
Между тем, Федеральное управление гражданской авиации США совместно с BNSF решило провести эксперимент по одновременному управлению несколькими дронами одним оператором. При этом аппараты должны находиться за пределами прямой видимости. Результаты эксплуатации дронов железнодорожным оператором федеральное управление намерено использовать при составлении новых правил полетов беспилотной техники в едином воздушном пространстве США.
В середине мая текущего года BNSG Railway провела первые испытания, в которых HQ-40 выполнял полеты за пределами прямой видимости оператора без привлечения наблюдателей. Аппарат совершал инспекционные полеты, во время которых удалялся от оператора на расстояние до 322 километров. С помощью дрона специалисты проверяли состояние железнодорожных путей. На время испытаний HQ-40 был оснащен системой управления CNPC-1000, разработанной американской компанией Rockwell Collins.
CNPC-1000 в полете обнаруживает сигналы нескольких вышек сотовой связи, после чего переключается на ту из них, которая ближе всего расположена к аппарату и с которой устанавливается наилучший обмен данными. Благодаря этой системе стало возможным управление HQ-40 в режиме реального времени даже на большом удалении от оператора. HQ-40 способен нести полезную нагрузку массой до 2,3 килограмма и находиться в воздухе до пяти часов.
В начале мая американский консорциум Team Roadrunner использовал беспилотник HQ-40 для доставки посылки из небольшого поселения в Техасе в Остин, столицу штата. Во время доставки беспилотник выполнял полет за пределами прямой видимости оператора, однако под визуальным контролем наблюдателей. Дальность доставки составила 156 километров. В феврале 2017 года Институт автономных систем Невады использовал беспилотник Savant для доставки медикаментов на расстояние 63 километров.
Василий Сычёв
Он плавает со скоростью 2 метра в секунду, а скорость на суше составляет 0,5 метра в секунду
Инженеры разработали беспилотник-амфибию, который может летать, плавать по поверхности воды и ездить по земле. Дрон построен по трикоптерной схеме с тремя соосными парами пропеллеров. Для движения по земле используются три всенаправленных колеса, а для плавания — два водяных винта. Чтобы дрон не утонул, на раме закреплена пенопластовая пластина. Амфибию можно использовать, например, для отбора проб и образцов в разных средах. Доклад, описывающий конструкцию, был представлен в рамках конференции International Conference on Unmanned Aircraft Systems 2023. Вместо нескольких разных роботов для выполнения задач в разных средах иногда проще использовать один универсальный аппарат. Например, для обследования состояния надводных и подводных частей мостов инженеры создали октокоптер, который может летать и плавать, используя для этого одни и те же винты. Также существуют проекты, в которых дроны получают возможность передвигаться по земле с помощью колес или ног. Благодаря этому удается значительно сократить расход энергии, которая очень быстро расходуется во время полета. Инженеры под руководством Димитриса Чайкалиса (Dimitris Chaikalis) из Университета Нью-Йорка совместили в одном дроне возможности передвижения в воздухе, по воде и по земле. Разработанный ими дрон построен по схеме трикоптера. На концах каждого из трех плечей находятся по два соосных трехлопастных пропеллера. Помимо шести воздушных винтов дрон оснащен также двумя водяными. Движение по земле во всех направлениях обеспечивается за счет трех всенаправленных колес. Так как устройство не предназначено для погружения на глубину, для сохранения положительной плавучести в центральной его части расположена пластина из пенопласта. При этом часть рамы дрона с колесами и водяными винтами находится под поплавком и остается погруженной в воду. Для защиты электронных компонентов от воды они помещены в пластиковый герметичный корпус. Управление одиннадцатью актуаторами дрона происходит с помощью двух отдельных полетных контроллеров PixHawk, один из которых отвечает за полет, а второй за езду и плавание. В роли бортового компьютера высокого уровня, отвечающего за навигацию и планирование маршрута, выступает Intel NUC. Заряда аккумулятора емкостью 12 ампер-час хватает на 18 минут полета, максимальная масса которого не превышает десяти килограмм. В испытаниях дрон взлетал с поверхности воды, после нескольких минут полета приземлялся и продолжал движение на колесах. Скорость передвижения по суше составила 0,5 метра в секунду, а по воде — около 2 метров в секунду. Разработчики отмечают и минусы конструкции: пенопласт впитывает воду, его масса увеличивается на 20 процентов в течение 30 минут, проведенных в воде. При этом обратный процесс происходит медленнее — на воздухе потеря 20 процентов дополнительного веса происходит за 100 минут. Этот эффект в будущем будет учтен в системе управления дроном. Другой способ справиться с впитыванием влаги — водоотталкивающее покрытие, однако оно также увеличивает общий вес конструкции. У этого беспилотника, как и у большинства других гибридных дронов, части конструкции, которые используются для передвижения по земле, никак не используются в остальных режимах. Ранее мы писали про дрон-трансформер Morphobot M4, разработчики которого пошли другим путем. Беспилотник может ездить по поверхности как четырехколесный ровер, а в нужный момент трансформируется в полноценный квадрокоптер. При этом обода его колес превращаются в защитные бампера воздушных винтов, расположенных на колесных осях.