Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) сегодня все чаще называют дронами. Однако под этим названием многие понимают разные устройства. Отталкиваясь от наиболее популярных моделей и вероятного происхождения слова «дрон» («drone» по-английски — «трутень»), можно определить дрон как БПЛА на дистанционном управлении или работающий автономно, небольшого или среднего размера. Современный дрон пилотируется удаленным оператором или программно, оснащен камерами для фото- и видеосъемки, несколькими пропеллерами для стабилизации в полете. Дрон с оператором иногда называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА).
Растущий рынок дронов непрерывно расширяется за счет инноваций и готов к 2030 году превысить $100 млрд. Внедряемые новейшие технологии делают дроны сложнее, интеллектуальнее и автономнее. Они становятся способными выполнять все более сложные задачи, стало возможно координировать одновременные движения множества дронов.
Читайте также
Дроны: ответы на основные вопросы
Дроны используются не только для аэрофотосъемки, они широко применяются для поисково-спасательных работ, в сельском и лесном хозяйстве, в доставке, на транспорте и в армии. Дроны обследуют места аварий и чрезвычайных ситуаций, инфраструктуру и оборудование электросетей и трубопроводов, целостность и структуру зданий и сооружений, составляют карты местности и следят за обстановкой на дорогах, опыляют растения, доставляют заказы и развлекают. Беспилотники готовы к освоению других планет и космических тел. В ближайшие годы NASA планирует отправить космический дрон-октокоптер Dragonfly на Титан, спутник Сатурна, у которого плотная атмосфера.
Как выглядят и работают современные дроны?
Конструкция дрона имеет ряд характерных особенностей. Из-за отсутствия пилота на борту конструкторам можно не ограничивать себя размером или ограничениями на перегрузки. Например, дрон можно сделать карманного размера, либо способным к резким маневрам. По размеру беспилотники иногда подразделяют на очень маленькие (длиной до 15 см), маленькие (15–30 см), средние (30 см–1,2 м) и большие дроны длиной более 1,2 м.
По конструкции летательного аппарата дроны могут быть самолетного (дрон выглядит, как самолет), вертолетного (дрон выглядит, как вертолет), автожирного (дрон выглядит, как гибрид вертолета и самолета), мультикоптерного типа (дрон выглядит, как рамка с пропеллерами). Существует разделение типов по массе. Так, в России гражданские беспилотники подразделяют на аппараты взлетной массой от 0,25 до 30 кг и те, что более 30 кг. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) — на три типа — массой до 250 г, от 250 г до 25 кг и более 25 кг. Министерство обороны США (DOD) выделяет пять групп — до 9 кг, от 9 до 25 кг, менее 600 кг, более 600 кг и более 5,4 т.
Чтобы летать, дроны полагаются на комбинацию аппаратных и программных компонентов. Они часто оснащены роторами, пропеллерами или фиксированными крыльями, датчиками и камерами, навигационными системами (GPS) и гироскопами для устойчивости.
По особенностям конструкции движителей и количеству моторов дроны бывают однороторные (вертолетного типа с одним пропеллером), с двумя пропеллерами (вертолетного, самолетного или автожирного типа) и мультикоптеры (вертолетного типа с тремя и более пропеллерами). Мультикоптеры делятся на модели с тремя двигателями (трикоптер), четырьмя двигателями (квадрокоптер), шестью двигателями (гексакоптер) и восемью двигателями (октокоптер).
Самолетные дроны бывают нескольких типов — с фиксированным крылом (дрон выглядит, как самолет) и гибридные вертикального взлета. Дроны с фиксированным крылом используют крылья, как обычный самолет, используя энергию только для движения вперед. Это намного эффективнее, так как мощность не расходуется для удержания аппарата в воздухе. Они могут преодолевать большие расстояния, оставаясь в воздухе по 16 часов и более. Гибридный беспилотник с фиксированным крылом может взлетать и приземляться вертикально, сочетая преимущества беспилотников с фиксированным крылом и способностью зависать.
Чем отличаются дроны от беспилотников и квадрокоптеров?
При том, что беспилотники, дроны и квадрокоптеры — синонимы, различия между ними есть. БПЛА — летательный аппарат без пилота на борту или летающий дрон. Дрон — это беспилотный аппарат, способный передвигаться самостоятельно по земле, по воде или по воздуху. Квадрокоптер — конструкция летающего дрона с четырьмя несущими пропеллерами. Таким образом, БПЛА — более общее название, квадрокоптер — указание на конструкцию дрона, а дрон — предмет рассмотрения этой статьи.
С какой скоростью может лететь дрон?
Скорость дрона зависит от его конструкции, используемых двигателей и их количества, а главное — от задач, выполняемых этим аппаратом. Небольшие дроны массой до 9 кг обычно развивают скорость 80–90 км/ч. Беспилотники массой до 600 кг обычно не превышают скорости в 460 км/ч. Крохотный электровертолет Black Hornet Nano длиной 10 см развивает скорость в 5 км/ч, а большие военные БПЛА с реактивными двигателями — около 1000 км/ч.
Коммерческие квадрокоптеры DJI Phantom летают со скоростью 35–70 км/ч. Они предназначены для фото- и видеосъемки, и такой скорости для них вполне достаточно.
Американский стратегический разведывательный БПЛА Global Hawk с размахом крыльев почти 40 м разгоняется реактивным двигателем до 837 км/ч. Многоцелевой американский БПЛА Predator, оснащенный бензиновым двигателем, как и его российский антагонист Дозор-600,— до 200–220 км/ч, при крейсерской скорости 100–150 км/ч.
В книгу рекордов Гиннеса в мае 2024 года попал небольшой квадрокоптер с камерой, созданный энтузиастами в Южной Африке. Дрон Peregrine 2 разогнался на электромоторах до скорости 480,23 км/ч.
Дальность полета дронов
Для полета, кроме двигателей и пропеллеров, дрону необходим источник питания. Это может быть батарея или бак с топливом. БПЛА могут работать от аккумуляторов, от солнечных панелей, на бензине или на водородных топливных элементах. От типа источника питания и от количества запасенной им энергии зависит дальность полета дрона.
По дальности полета можно определить БПЛА как дроны очень близкого радиуса действия с дальностью до 5 км и временем полета 1 час. Сюда попадает десятисантиметровый Black Hornet Nano, который летает 25 мин и не далее 1 км.
Дроны малого радиуса действия — от 5 до 50 км, время полета до 6 ч. Многие коммерческие квадрокоптеры, как, например, DJI Phantom, улетают за полчаса на 6–18 км в зависимости от нагрузки и модели. Малые армейские разведывательные БПЛА на электрической тяге, типа американского RQ-11 Raven с дальностью 10 км, тоже в этой категории.
К ближнему радиусу действия относятся те, кто попадает в круг диаметром 150 км. Их время полета может достигать 12 часов. К дронам среднего радиуса действия (644 км, время полета до 24 ч) можно отнести многие военные БПЛА, например, российский Ту-243, способный улететь на 360 км.
Есть еще дроны дальнего радиуса действия, для которых 644 км — не предел. Дроны этой группы в основном используются в разведке, аэрофотосъемке и картографии. Здесь военные разведчики, вроде американского Global Hawk (радиус действия — 5,5 тыс. км, дальность дрона — 25 тыс. км), Predator и его гражданская модификация с дальностью 1200 км, израильский Hermes (1500 км) и российский Дозор-600.
На какой максимальной высоте могут летать дроны?
Высота полета дрона — характеристика, зависящая от множества факторов. Сказываются мощность двигателей, емкость источника питания, дальность действия канала связи и индивидуальные настройки. Для гражданских дронов важным будет и нормативный фактор — разрешенная высота полета дрона для конкретной местности.
Небольшие модели квадрокоптеров зачастую управляются по Bluetooth. Для таких моделей радиус действия — до 30 м. Дроны среднего размера управляются по радио и имеют больший радиус действия аппаратуры, зависящий от мощности приемника и передатчика. Максимальная высота полета дронов — в диапазоне от 100 до 500 м. Маломощные электродвигатели не позволяют взлететь высоко над землей.
Более мощные и дорогие беспилотники осваивают высоты до 2 км и выше. Китайский дрон AEE F100 взлетает на 1 км, DJI Phantom — на 6 км, а DJI Spark — на 7 км. Специально сконструированные дроны могут добраться до высоты в 10 км. Это рекордная высота для электрических дронов, но не предел для мощных БПЛА.
Военные дроны и специальные беспилотники осваивают большие высоты. Ту-243 придерживается высоты 5 км, турецкий Bayraktar не ограничивается даже 8 км, белорусский Indela Штиль взлетает на 9 км, американский Global Hawk забирается на 18 км (модель RQ-4B). Международный классификатор Ассоциации по беспилотным летательным системам (UVSI) имеет категории и для дронов специального назначения — стратосферные БПЛА с высотой 20 км и экзостратосферные БПЛА для высот более 35 км.
Грузоподъемность дронов
Используются дроны и для перевозки грузов, но их грузоподъемность пока невелика. Обычные легкие дроны весом менее 11 г могут поднять от 4 до 100 г. Дроны весом 0,2–1 кг имеют грузоподъемность 150–270 г. В среднем классе (от 1 до 600 кг) — до 1,5 кг. Средние квадрокоптеры, как китайский DJI Inspire и некоторые модели Walkera способны брать на себя до 2 кг груза, зачастую — собственного сменного оборудования.
Обычным дронам в этой сфере похвастаться нечем. Проект дрона для доставки товаров Wing освоил перенос груза массой 1,5 кг на расстояние около 10 км при размахе крыльев беспилотника в 1,5 м и скорости до 120 км/ч. Компания Amazon использует для доставки товаров в штате Аризона мультикоптеры MK30, которые способны нести до 2,2 кг.
Существуют также специальные дроны-доставщики и тяжелые грузоподъемные БПЛА весом более 160 кг повышенной грузоподъемности. Такие аппараты используются в сельском хозяйстве, спасательной службе, медицине и службе доставки. Особенно полезно использование дронов в условиях севера. В Японии тестируются тяжелые квадрокоптеры для перевозки груза до 50 кг. Российский беспилотник вертолетного типа SH-350 может поднять до 100 кг. Канадский Condor — до 181 кг.
Где могут использоваться дроны?
Разработка дронов всегда была в приоритетных целях у военных, но сегодня использование дронов в коммерческих, хозяйственных и в других сферах широко распространено. Становясь сложнее, они готовы решать множество непростых задач.
Аэрофотосъемка и картография
Кроме любительской и коммерческой фотографии, чьи горизонты были раздвинуты, используются дроны и для профессиональной съемки мероприятий, видеотрансляции спортивных соревнований и получения изображений с высоты птичьего полета или с недоступных ранее ракурсов. Относительно невысокая стоимость оборудования позволила дронам занять нишу аэрофотографии высокого разрешения, успешно конкурируя с самолетами.
Использование дронов удобно при фотографировании и сборе информации в недоступных местах. Незаменимы они в картографии, где могут быстро и в трех измерениях картировать практически любые ландшафты. Для этой цели используются дроны с сенсорными системами LiDAR.
Доставка и логистика
Дроны-доставщики или дроны-курьеры используются для транспортировки небольших посылок, товаров или продуктов питания к дому покупателя из магазинов или складов поблизости. Отдельные продавцы и торговые сети в некоторых странах прибегают к дронам как к альтернативе курьерской доставки. Используются дроны и на крупных складах для сканирования и учета товаров. Тяжелые дроны могут эффективно расставлять грузы и транспортировать товары между складами.
Поисково-спасательные работы и медицина
Из-за масштаба или серьезности катастрофы людям бывает небезопасно участвовать в спасательной операции, тогда на помощь им приходят беспилотники. Использование дронов эффективно для транспортировки спасательного оборудования к месту происшествия в городских районах и в труднодоступных условиях дикой природы, для направления людей к месту происшествия с помощью дронов с камерами и аудиоустройствами, для доставки лекарств, препаратов крови и инструментов в сельской местности.
Сельское и лесное хозяйство
Использование дронов в сельскохозяйственном производстве становится распространенным. Обследование и оценку качества почв, опрыскивание полей и посев, прогнозирование урожайности, отслеживание и поиск скота, а также реализацию технологий точного земледелия сегодня сложно представить без использования дронов. Они снижают нагрузку на почву и повышают эффективность сельскохозяйственного производства. Методы интеллектуального земледелия получают широкое распространение с данными, полученными с использованием дронов, чтобы фермеры могли гибко управлять производством и точно планировать время посадки, удобрения и опрыскивания дронами.
Также используются дроны для восстановления лесов по всему миру. Они сканируют лесные участки, например, вырубленные или уничтоженные пожарами, затем, при помощи обработки дроном, контейнеры с семенами, удобрениями и питательными веществами попадают в точно назначенное место.
Правоохранительная деятельность
Органы правопорядка могут использовать дроны для наблюдения за массовыми мероприятиями, слежения, записи и сохранения видеодоказательств нарушений правил дорожного движения, картографирования мест преступлений.
Наблюдение за природой
Отслеживание популяций диких животных сложно, когда наблюдатели находятся рядом с животными. Небольшой дрон позволяет отслеживать группы животных, не беспокоя их, получать представление о болезнях и ареале распространения. Поведение и состояние здоровья животных можно отслеживать, благодаря тепловизионным камерам. Используются дроны и для борьбы с браконьерством.
Экология и охрана природы
Успешно используются дроны для контроля окружающей среды и в мегаполисах, и во время чрезвычайных ситуаций. Энергетические компании используют дроны для выявления утечек нефти и газа, мест обрыва высоковольтных линий электропередачи.
Пространственное моделирование
Беспилотники, оснащенные сенсорами LiDAR (от англ. LiDAR — Light Detection and Ranging) обследуют местность и сканируют рельеф. По их данным можно строить пространственные модели, увидеть скрытые очертания внутренних конструкций зданий, подземные пласты ископаемых, затерянные в джунглях древние реликвии.
Личное использование
Благодаря небольшой стоимости дроны стали доступнее для рядового потребителя. Можно использовать дроны в развлекательных целях, для личной фотосъемки и игр — конечно, если это разрешено местным законодательством.
Повысилась роль беспилотников в деятельности человека. Дроны хорошо зарекомендовали себя во многих сферах. Массовое производство и удешевление компонентов, внедрение инновационных технологий делают дроны драйвером развития разных отраслей и выгодным рынком для инвестиций. Законодательства большинства стран корректируются для более гибкого встраивания их в нормативы и правила. При этом возникают новые вопросы, связанные с конфиденциальностью и безопасностью использования дронов. В ближайшее время, когда большинство вопросов удасться решить, дроны определенно станут более заметными и в повседневной жизни, и в экономической деятельности.
Меню 
Знания 
События 
Новости 
Курсы валют