Разработка и изготовление опытного образца универсальной беспилотной авиационной системы повышенной автономности

Работа выполняется в целях реализации Программы развития Самарского университета на 2021- 2030 годы в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» и за счёт средств базовой части гранта в форме субсидии, выделенной в соответствии с соглашением от «21» февраля 2023 г. № 075-15-2023-374. Главной функциональной особенностью БПЛА вертикального взлета и посадки, входя-щего в универсальный БАС, является его способность работать в двух режимах: привязном (электропитание и управление по кабелю от генератора и НСУ) и автономном (электропитание от аккумуляторной батареи, управление – по радиосигналу), а также возможность эксплуатации БПЛА в простых и ограниченно сложных метеоусловиях. Применение привязного режима в функционале БПЛА обусловлено тем, что такой режим открывает широкие возможности применения, так как подключенный к БПЛА кабель питания дает почти неограниченное время работы, а управление БПЛА и передача данных (телеметрия, видео и прочее) осуществляется по оптоволоконному кабелю, что обеспечивает его работу в режиме полного радиомолчания. Основными задачами, который решает БПЛА в привязном режиме, являются: ретрансля-ция, повторение и усиление сигнала различных стандартов мобильной связи; наблюдение и мониторинг местности для оперативного контроля над охраняемыми объектами; постановка помех и ложных целей, радиоэлектронная борьба. При применении БПЛА в привязном режиме не требуется получение разрешения на запуск БПЛА. Для применения БПЛА в автономном режиме необходимо только заменить бортовой преобразователь электрического тока на батарею аккумуляторов. Автономный режим под-разумевает выполнение полета БПЛА на удалении до 10 км с полезной нагрузкой массой 12-15 кг, как в полностью автоматическом режиме, так и с возможностью ручного управления. Основными задачами, который решает БАС в автономном режиме, являются: возмож-ность выполнения полностью автоматизированного полета, без использования GPS/ ГЛО-НАСС аппаратуры; мониторинг местности для проведения анализа воздуха на содержание различных опасных частиц; создание ортофотопланов, 3D моделей, карт высот исследуемой местности; доставка полезной нагрузки. БПЛА должен соответствовать следующим летно-техническим характеристикам: управление БПЛА и его движением по траектории полета в автономном режиме должно обеспечиваться по программе в автоматическом режиме или по радиокомандам с НСУ; частота обновления телеметрических данных 433 МГц; дальность действия радиолинии управления должна быть до 10 км; система автоматического управления в составе БПЛА должна обеспечивать применение БПЛА в простых и ограниченно сложных метеоусловиях при скорости ветра до 10 м/с, при посадке скорость ветра у земли не более 5 м/с днем и ночью, при температуре окружающей среды от -30ºС до +40ºС и влажности 98% при температуре +35ºС; управление БПЛА и передача данных в привязном режиме должно обеспечиваться по программе в автоматическом режиме или по командам с НСУ через оптоволоконный ка-бель; крейсерская скорость полета 60 км/ч; диапазон рабочих высот полета (истинная высота) до 500 м (автономный режим), до 100 м (привязной режим); максимальная высота полета над уровнем моря 2 000 м; продолжительность полета, не менее 30 мин; максимальный вес полезной нагрузки 12-15 кг; общая масса не более 45 кг. Создаваемый БПЛА будет оснащен системой радиоэлектронной борьбы собственной разработки (система преднамеренного создания помех управляемому БПЛА в радиусе до 2 км от точки функционирования БАС с целью создания препятствий и срыва возможности выполнения поставленных задач), системой ретрансляции сигналов стандарта WiFi или LTE, системой видеомониторинга. Кроме того, БПЛА позволяет нести и другие виды полезной нагрузки, в том числе разработанной в Самарской университете: газовый хроматограф; гиперспектрометр; тепловизионные камеры; системы мониторинга окружающей среды; радиолокационную станцию; прожекторы; громкоговорители; лазеры и т.д. Достижение практических результатов в рамках разработки и изготовления опытного об-разца универсальной БАС повышенной автономности представляет собой сложную научно-техническую задачу, требующую объединения усилий специалистов в области программирования, схемотехнического и конструкторского проектирования, производства летательного аппарата и его электронных систем. Решаемые в рамках проекта задачи соответствуют Программе развития Самарского уни-верситета на 2021-2030 годы в направлении развития аэрокосмической техники и способ-ствуют улучшению условий жизни человека и повышению качества среды его обитания за счет создания наукоемкой продукции и услуг в части противодействия техногенным угро-зам и терроризму, мониторинга состояния окружающей среды, доступа к широкополосному интернету, перехода к точному земледелию, обеспечения национальной безопасности. Реа-лизуемый проект соответствует целям и задачам университета, поставленным в рамках реа-лизации стратегического проекта «Космос для жизни», а именно внедрению в реальный сектор экономики инновационных научно-технических решений в области разработки БПЛА. Дальнейшей реализацией проекта является организация серийного производства разработанного универсальной БАС повышенной автономности на предприятиях-партнерах.