Квадрокоптер с камерой
Беспилотные летательные аппараты, в которых Украина нуждается сейчас, уже разработаны и участвуют в боевых операциях.

Их задачи:

  • разведка;
  • мониторинг границы;
  • корректировка огня;
  • сбрасывание гранат.

Проанализируем помощь, которую предоставляют США, подсветив сектор БПЛА с малыми взлетной массой и дальностью полета. Рассмотрим характеристики типичных представителей.

Квадрокоптер мавик

Квадрокоптер Mavic: мощный, быстрый, компактный
Этот беспилотник круглосуточно мониторит границу с высоты до 6 км. Запись ведется в формате 4К и отображается на мониторе оператора.

Квадрокоптер ловит сигналы одновременно с 20 спутников, параллельно использует сенсоры. Уверенно ориентируется на открытых пространствах и в помещениях.

У модели есть несколько версий. Все они складные, вы можете носить такой беспилотник в обычном рюкзаке. У всех светочувствительная и быстродействующая матрица CMOS, а камеры — на подвесе.

Mavic 2 умеет:

  • обнаруживать препятствия;
  • стабилизировать изображения с помощью трех осей;
  • передавать видео с разрешением 1920 х 1080 (или 2,1 мегапикселя), дальность передачи — не более 10 км.

Технические характеристики

Аппарат взлетает со скоростью до 5 м/с, а затем увеличивает ее до 20 м/с. Находится в воздухе до получаса. Вы сможете управлять им через приложение на смартфоне, либо 4-х канальный пульт дистанционного управления, радиус действия — до 5 км. Полоса радиочастот для передачи данных — 2400–2483 ГГц.

Питается Mavic 2 от аккумуляторной батареи емкостью 3850 мАч. Разряженный аккумулятор полностью заряжается за 1 ч 35 мин. Для полной зарядки батареи пульта дистанционного управления вам понадобится 4 ч.

Для хранения снимков и видео выделено 8 Гб встроенной памяти. Если этого мало, можно подключить карту MicroSD объемом 128 ГБ.

Температурный режим: от -10 до +40 ºC.

БПЛА различает препятствия по 6 направлениям, вы можете не волноваться за его безопасность.

Модельный ряд

Версии отличаются по массе, габаритам, качеству потокового видео и дальности сигнала. Цена — от 500 до 1000 долларов в зависимости от комплектации. 

  dji Mavic Mini dji Mavic Air dji Mavic Pro Platinum dji Mavic 2 Pro dji Mavic 2 Zoom
Масса, г 249 430 734 907 905
Размер в сложенном виде, мм 140х82х57 168х83х49 198х83х83 214х91х84 214х91х84 
Разрешение видео 2720×1530 при 40 Мбит/с 3840 x 2160 при 100 Мбит/с 3840 x 2160 при 60 Мбит/с 3840 x 2160 при 100 Мбит/с 3840 x 2160 при 100 Мбит/с
Размер матрицы, мм 6.3×4.7 6.3×4.7 6.3×4.7 13.2×8.8 6.3×4.7
Матрица, мп 12 12 12.71 20 12
Дальность сигнала, км 4 4 7 18 18

Пульт управления DJI Smart Controller 

DJI Smart Controller для управления Mavic объединяет монитор CrystalSky с обычным контроллером
Спроектирован для управления Mavic 2. Совместим с дронами, которые связываются по технологии OcuSync 2.0.

Состав:

  • дисплей 5,5 дюймов с ручной и автоматической регулировкой яркости, изображение комфортно отображается даже под прямыми лучами солнца;
  • встроенный аккумулятор с емкостью 5000 мАч, работает без подзарядки ≈ 2,5 ч (за это время можно снять, просмотреть и обработать фото), время полной зарядки батареи ≈ 2 ч;
  • ПО SkyTalk и DJI GO 4 под ОС Android для пилотирования, съемки и обмена информацией.

Функционал для обработки видео и фото можно расширить, так как операционная система допускает установку сторонних программ. Данные можно редактировать на пульте, а затем пересылать.

DJI Smart Controller для управления Mavic объединяет монитор CrystalSky с обычным контроллером

Фишка. Вы можете использовать пульт для полноценных трансляций благодаря встроенным микрофону и динамику, или подключать носители информации для просмотра видео. Система поддерживает воспроизведение 4k 60fps, с кодеками H.264, H.265.

Оптика

Mavic 2 Pro или Mavic 2 Zoom?

В Mavic 2 Pro интегрирована камера Hasselblad с регулируемой диафрагмой. Датчик изображения — однодюймовый, 20-мегапиксельный. Профиль DLog-M содержит до 1 млд оттенков. Благодаря технологии HNCS искажения минимальны, цветовая гамма — более естественная и яркая. Шума мало, даже при низкой освещенности.

Камера, встроенная в Mavic 2 Zoom, увеличивает Full HD в 4 раза. Эффект Dolly Zoom работает, когда передний план находится на большом расстоянии от заднего. Фокусное расстояние регулируется, поэтому переключение от захвата крупным планом на панорамные кадры происходит легко. Можно строить карты местности и фотографировать ландшафты.

Обе камеры снимают видео формата 4K. Им удается сохранить детали, а видео выглядит реалистично. Битрейт 100 Мб/c.

Если снимаются неподвижные объекты, скорость фокусировки камеры Mavic 2 Zoom выше, чем в версии Pro.

Стабилизация аэрофотосъемки

Особенность беспилотников DJI: трехосевой подвес. Он контролирует положение камеры в трех направлениях: панорамирование, наклон, крен.

Подвес обеспечивает плавное движение камеры

Дрону не нужно менять положение, чтобы сделать снимок или записать видео. Он зависает в воздухе, а подвес с камерой — поворачивается.

Стабилизационные системы устраняют эффект дрожания камеры при ветре или воздействиях извне. Алгоритм определяет: изменение положения камеры вызвано директивой оператора, или это следствие вибрации и тряски.

Работают стабилизаторы на двигателях. Они бывают бесколлекторные, коллекторные и щеточные.

Дополнительное оборудование

БПЛА DJI с камерой и прожекторами
В БПЛА DJI заложена возможность загрузить подвес чем-то полезным:
  • модулем DJI iOSD Mark II с системой отображения телеметрии;
  • камерами;
  • прожектором.

Многофункциональный держатель от Sunnylife позволит присоединить:

  • панорамную экшн-камеру Insta360 для съемок сферических фотографий и видео в формате 360˚;
  • одну из моделей экшн камер GoPro с широким углом обзора для экстремальных съемок и записи неразмытого видео в движении;
  • небольшую мобильную камеру DJI Osmo Action или Pocket с интегрированным трехосевым стабилизатором для записи плавных кадров.

Интерфейс крепления — ¼ дюйма. Он совместим с панорамными и экшн-камерами, у которых резьбовое соединение такого же размера. Чтобы подсоединить GoPro, понадобится адаптер.

Держатель зафиксирован сверху ремешком с липучкой. Мягкие прокладки защищают корпус от царапин. Предусмотрено отверстие для доступа к сенсору в нижней части квадрокоптера и кнопке аккумулятора в верхней.

RQ-11B Raven

Дрон RQ-11В Raven — разведчик на малых высотах

Это тактический разведывательный БПЛА, самый маленький в армии США. Взлетный вес — 1,7 кг, длина — 0,96 м, а размах крыльев — 1,5м. Ведет разведку на малых высотах, отслеживает обстановку в реальном масштабе времени.

В комплект входят запасная аккумуляторная батарея и зарядное устройство. Подзарядиться можно в автомобиле «Хаммер». Транспортируется дрон в трех контейнерах.

Аппарат запускается как авиамодель. Достаточно включить мотор и запустить с руки или движущегося транспорта.

Цена БПЛА — 35000 долларов.

Технические характеристики

Дальность полета: 10 км.

Скорость: 95 км/ч.

Практический потолок: 5 км.

Рабочая высота полета: 30–152 м.

Длительность полета: 1–1,5 ч.

Двигатель: электрический.

Наработка на отказ — около 200 вылетов. Это может произойти из-за потери связи, когда дрон улетает за пределы досягаемости контроллера, либо из-за программного или аппаратного сбоя на самом беспилотнике.

Материал беспилотника — кевлар, из которого изготавливают бронежилеты и шлемы.

Оптика

RQ-11 Raven с цифровой камерой ночного и дневного видения
БПЛА оснащен сменными целевыми нагрузками. В стандартную полезную нагрузку входят две камеры. Первая — цветная камера видеонаблюдения CCD для дневного времени. Вторая — камера ночного видения с инфракрасной подсветкой. Благодаря им можно проводить разведку круглосуточно, но наиболее удобно использовать этот аппарат ночью, когда он невидим и неслышен.

Данные записываются и передаются в формате MPEG. Опции масштабирования нет, поэтому качество изображения среднее

Особенность этого дрона: можно установить систему лазерной подсветки цели.

Управление

Управление БПЛА RQ-11B Raven с использованием навыков видеоигры
БПЛА летает в автоматическом режиме по заложенной программе. Он ориентируется по GPS-навигации и промежуточным пунктам маршрута. Но вы сможете управлять им дистанционно, с наземной станции. Предусмотрена передача управления между операторами.

Пульт управления RQ-11В Raven совместим с беспилотниками AeroVironment. Им можно управлять Puma AE и Wasp AE. Контроллер позволяет записывать видео или делать скриншоты, которые потом пересылаются в подразделения или руководству. Часто это происходит тогда, когда БПЛА движется по запрограммированному маршруту с помощью GPS.

По команде Raven возвращается в место старта и садится после снижения и выключения двигателя.

Первая версия была неустойчива в полете и ее трудно было посадить. AeroVironment, ее разработчик, исправил недочеты, и аппарат после этого успешно прошел испытания в Афганистане.

Сейчас на этих БПЛА установлено цифровое оборудование, в котором заложено шифрование передаваемых данных, чтобы не допустить видеоперехвата. Новое цифровое оборудование управляет 16 беспилотниками одновременно (на аналоговом было 4).

RQ-20 Puma

Это усовершенствованная версия RQ-11B Raven.

RQ-20 Puma — легкий беспилотный летательный аппарат американского производства
Задачи:
  • разведка;
  • наблюдение;
  • наведение на цель. 

Как и Raven, его можно запустить, как бумажный самолетик, даже в безветренную погоду — с земли, вертолета или корабля. БПЛА ориентируется в пространстве и возвращается к месту, откуда был запущен. Главное для него — станция, передающая сигнал.

Такая птичка стоит 250000 долларов.

Технические характеристики

Водонепроницаемый, может летать и приземляться как на суше, так и на воде.

Запуск беспилотника RQ-20 Puma с плавающего средства
Прочный, с усиленной конструкцией фюзеляжа. Движется бесшумно.

Рабочая высота полета: 152 м.

Дальность полета: 20 км, летает более трех часов. В новых версиях — 60 км и 5,5ч.

Скорость полета: от 47 до 83 км/ч.

Размах крыльев: 2,8 м.

Длина: 1,4 м.

Вес: 6,3 кг.

Управление

Управляется с наземной станции управления GCS. Оператор может направлять БПЛА вручную или программировать его на автономную навигацию по GPS.

Голос, видео, данные и текст шифруются за пределами прямой видимости.

БПЛА использует GPS и инерциальные навигационные системы для навигации или автоматической посадки в пределах 25 м от заданного места. Может приземляться на воду.

RQ-20 Puma: высота полета 150 м

Оптика

Фишка 1: оптико-электронная система Mantis i45N с двухосевой, гиростабилизированной и многосенсорной полезной нагрузкой для ночной съемки. В нее входят обычная и тепловизионная камеры, обе с 6-кратным зумом. Они повышают осведомленность о ситуации, позволяют вовремя заметить угрозу. Слабое освещение не мешает камерам работать.

Фишка 2: подсвечивание цели лазерным лучом для наведения высокоточного вооружения.

Системы визуализации следующего поколения оснащены камерами длинноволнового ИК‐диапазона LWIR и 7,6-кратным электронным зумом. Новая система визуализации содержит модернизированный 5-мегапиксельный монохромный датчик камеры с низким освещением и лазерный осветитель на 860 нм.

Дополнительное оборудование

Для увеличения грузоподъемности и установки подъемного оборудования под крылом расположен отдельный отсек для установки полезных нагрузок, например:

  • реле связи;
  • система определения геолокации;
  • лазерный осветитель.

Switchblade 300

Switchblade 300 — барражирующий боеприпас, который поражает цели за пределами видимости

БПЛА барражирует над заданным районом и выжидает момента, чтобы атаковать. В нем соединены преимущества беспилотника и авиационной бомбы.

Дроны-камикадзе несут одну или две гранаты. Они способны залететь в окно здания или попасть в танковый люк. Стоят такие БПЛА несколько сотен долларов, но для того, чтобы управлять ими, нужна квалификация.

Барражирующий боеприпас назван Switchblade за аналогию с выкидным ножом. Подпружиненные крылья сложены внутри трубы. Они раскладываются, как только аппарат вылетает и поднимается в воздух. Его цена — 6000 долларов.

Этот ударный дрон можно использовать:

  • с мобильных позиций в полевых условиях;
  • укрепленных оборонительных рубежей;
  • для поражения целей за пределами прямой видимости.

За счет своей компактности самолет-снаряд может запускаться с воздушных, морских и наземных платформ.

Запуск самолета-снаряда Switchblade 300

Технические характеристики

Длина — 610 мм, вес — 2,5 кг.

Приводится в движение электрическим двигателем с двухлопастным воздушным винтом в хвостовой части флюзеляжа.

Switchblade 300 приближается к цели и атакует ее на скорости 157 км/ч. Может пролетать 10 км и находиться над целью 15 минут. Круизная скорость — 110 км/ч. 

У барражирующего боеприпаса есть боеголовка размером с 40 мм гранату. Она разработана с учетом уменьшения ненужных разрушений от направленного взрыва. Мелкая дробь разбрасывается по вектору, совпадающему с движением. 

Что входит в комплект

В комплект входят чехол и пусковая установка. Аппарат легок для переноски одним солдатом. Небольшие размеры и тихий двигатель затрудняют его обнаружение и отслеживание даже на близком расстоянии.

У самолета-снаряда есть цветная видеокамера и GPS, чтобы идентифицировать, отслеживать и поражать цели. Его можно запрограммировать на атаку объекта по координатам.

Управление

Ударный дрон управляется вручную или автономно. Он передает оператору видео в реальном времени, а также GPS-координаты цели для сбора информации, наведения или распознавания объектов.

Дрон-камикадзе, в который интегрирована боевая часть, долетает до цели и ждет команды оператора атаковать или идет по заложенному алгоритму. Груз можно взрывать на заданной высоте, которая регулируется в полете.

Switchblade: миниатюрный барражирующий боеприпас
По команде оператора можно отключиться и прервать задание в любое время, а затем переключиться на другую цель.

Удары точные. Они могут быть отменены в последнюю минуту, если будут угрожать гражданским лицам или находящимся поблизости объектам.

Самолет-снаряд находит цель и преследует ее, пока не уничтожит.

На видео показан запуск таких дронов.

Выводы

Так какие же из легких беспилотников наиболее востребованы сегодня? Это зависит от целей использования.

С задачами мониторинга границы с воздуха справится DJI Mavik 2. Цена — от 500 до 1000 долларов в зависимости от комплектации.На мониторе оператора отображается то, видит БПЛА, формат записи – 4К. Проблема – время полета всего лишь полчаса. Частично ее можно решить несколькими запасными батареями. 

RQ-11B Raven летает в 1,5 раза дольше, чем DJI Mavik на расстояние, большее в 2 раза. На этот дрон можно установить систему лазерной подсветки цели. Цена — 35000 долларов.

Недостатки аналоговой версии: нет защиты от подавления сигнала и перехвата видео, а также малое время полета на заряде от батареи. Поэтому не выполняется их главная задача — разведка огневых позиций врага. 

RQ-20 Puma — это усовершенствованная, водонепроницаемая версия RQ-11B Raven. Летает в 2–3 раза дальше и дольше, легко ремонтируется в полевых условиях. Цена — 250000 долларов.

Switchblade 300 — дрон-камикадзе с цветной видеокамерой и GPS, чтобы идентифицировать, отслеживать и поражать цели. Его можно запрограммировать на атаку объекта по координатам. Цена — 6000 долларов.

С 2018 года компания AeroVironment работает над взаимодействием одноразового Switchblade и и тайного агента RQ-20 Puma. Дрон-разведчик отсылает координаты цели, а барражирующий боеприпас атакует. Эта технология — для эшелонированной обороны и координации атаки нескольких самолетов-снарядов. 

Беспилотные летательные аппараты, которые описаны в статье, задействованы на уровне взводов, подразделений и отдельных солдат, поэтому их понадобятся тысячи.

Если нужны технологические решения на пересечении робототехники, датчиков, аналитики программного обеспечения и возможности подключения — компания KLONA займется этим прямо сейчас.