1 Состояние проблемы и постановка задачи проектирование

1.1 Общая характеристика проблемы и существующие подходы к ее решению

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) - это разновидность летательного аппарата, управление которым осуществляется при отсутствии пилота на его борту. Чаще всего под БПЛА понимают дистанционно управляемый (пилотируемый) летательный аппарат способный совершать полет и в автоматическом режиме. БПЛА является частью комплекса, в который входит наземный пункт управления с его центральным звеном -человеком-оператором.

Размеры и масса БПЛА, относящихся к БАС различных категорий, различаются на порядки. Значительный интерес представляют БПЛА категорий Nano, Micro, Mini с взлетной массой от десятка грамм до килограммов, которые можно определить как малоразмерные БПЛА (МЛА). Их количество приближается к 40% от общего количества БПЛА всех категорий.

Незначительная масса накладывает ряд ограничений на конструкцию как собственно МЛА, так и его систем управления, силовой установки, полезной нагрузки и энергоисточников, однако и дает возможность использования нестандартных аэродинамических схем. Примером такой аэродинамической схемы может служить махолет, по принципу полета напоминающий стрекозу.

Масса целевой нагрузки составляет обычно (10-30)% от взлетной массы БПЛА. Поэтому масса целевой нагрузки МЛА категории Nano весьма незначительна. Целевой (полезной) нагрузкой МЛА категории Nano могут быть, например, сенсоры различного назначения: газовые, радиационные, инфракрасные и т.д. [15].

Облик БПЛА определяется аэродинамической схемой и внутренней компоновкой двигателя, органов управления, оборудования и увязкой этих агрегатов с элементами конструкции планера БПЛА.

Аэродинамическая схема БПЛА характеризуется способом создания управляющих сил и управляющих моментов, а также взаимным расположением устройств, создающих эти силы и моменты. Схема обеспечивает возможность управления полетом, что необходимо для выполнения целевой задачи. Распространенной аэродинамической схемой БПЛА является «летающее крыло», или иначе — «бесхвостка» [4].

Распространенной аэродинамической схемой МЛА является самолетная схема с хвостовым оперением. Тяга двигателя может создаваться как тянущим так и толкающим винтом. Подобные способы создания тяги используются и на МЛА типа «летающее крыло»[5].

Самый маленький БПЛА из серии WASP (масса 0,2 кг, размах крыла 32 см) оснащен электромотором, получающим энергию от аккумуляторов и подзаряжающимся во время полета от солнечных батарей. Уменьшения размеров конструкторы добились использованием многофункциональных компонентов, например, встроенными в крыло батареями. Предназначен для наблюдения, целеуказания, корректировки огня, оценки ущерба над вражеской территорией. Модификация WASP II несет цветные видеокамеры, направленные вперед и в стороны, плюс дополнительную модульную нагрузку оптических или инфракрасных сенсоров.

Компания Aero Vironment поставляла малоразмерные БПЛА WASP Raven и Puma вооруженным силам США, Италии, Дании, Испании и Нидерландов. По состоянию на 2008 год было выпущено несколько тысяч аппаратов данного типа

Посадка БПЛА также возможна «по-самолетному», с применением парашюта , с применением сети , применяется также посадка «на брюхо». Возможна посадка с применением нестандартных технологий, например, перевод БПЛА в плоский штопор и приземление на надувную емкость.

В задачи, решаемые БПЛА в военных целях, также входят:

1) ведение разведывательных полетов общего характера в горах или над водой: разведка и обнаружение на территории противника малоразмерных целей, определение дислокации войсковых соединений и оказание помощи командирам в руководстве боевыми действиями; выполнение полетов над позициями своих войск для получения информации об их дислокации (в труднодоступных районах);

2) разведка и наблюдение за полем боя и корректировка артиллерийского огня:

3) лазерное целеуказание местоположения цели;

4)ведение радиоэлектронной борьбы (электронная разведка, радиотехническая разведка, разведка средств связи, радиоэлектронное противодействие, подавление радиоэлектронных средств);

5) обеспечение радиорелейной связи;

6) участие в учебных операциях в качестве воздушной мишени:

7) охрана важных объектов;