Учебно-научно-исследовательский центр технологий беспилотной авиации (УНИЦ ТБА) объединяет лаборатории и отделы, составляющие полный цикл научно-исследовательской, опытно-конструкторской, технологической и производственной подготовки к выпуску образцов комплексов с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) широкого спектра применения. Перечень БПЛА, на разработке которых акцентировал своё внимание Центр, обоснован проведённым анализом характеристик аппаратуры полезной нагрузки. Результатом этого анализа явилась разработка ряда БПЛА на взлётную массу от 3 до 30 кг с полезной нагрузкой от 1 до 6,5 кг: «Орлан-3», «Орлан-10» и «Орлан-30».
Назначение
Основное назначение комплексов – получение высококачественных изображений местности в случаях, когда нерентабельно или невозможно применение съёмки с других аппаратов (космических или авиационных пилотируемых). Особую актуальность такие комплексы получили с принятием в 2010 году новых федеральных авиационных правил, которые регламентируют применение беспилотных летательных аппаратов в гражданском воздушном пространстве и позволяют легально выполнять работы с участием БПЛА.
Комплексообразующей для ряда БПЛА «Орлан» является система автоматического управления АПС 2.2, разработанная коллективом УНИЦ ТБА.
Система автоматического управления БПЛА предназначена для управления и навигации беспилотных летательных аппаратов самолётной схемы и обеспечивает:
– стабилизацию углов положения БПЛА в полёте;
– навигацию и управление БПЛА при полёте по заданной траектории;
– передачу телеметрической информации о навигационных параметрах и углах положения БПЛА в реальном режиме времени.
Система может работать в автоматическом, полуавтоматическом и автономном режимах.
В автоматическом режиме производится полёт БПЛА по заданному маршруту с возможностью оперативной корректировки отдельных точек маршрута или всего маршрута в целом. Количество точек маршрута – 60. В каждой точке могут быть заданы высота и признак облёта точки (проход по высоте, времени, включение и выключение полезных нагрузок и т. п.). Для ввода маршрута используется радиоканал, проводное соединение между аппаратом и пунктом управления не требуется.
В автономном режиме комплекс работает при отсутствии связи с БПЛА (в режиме радиомолчания). Коррекция маршрута и контроль её выполнения при этом производиться не могут.
В полуавтоматическом режиме управление БПЛА может производиться с помощью манипулятора типа «джойстик», с клавиатуры или пульта управления. При этом осуществляется автоматическая стабилизация задаваемых углов положения и угловых скоростей БПЛА с целью удержания их в пределах допустимых значений. Также осуществляется удержание заданной высоты.
Взлёт и посадка БПЛА осуществляются в автоматическом режиме.
Программное обеспечение наземного пункта управления (НПУ) позволяет:
– использовать в качестве карты любое растровое изображение местности. Привязка может быть осуществлена пользователем по двум и более точкам, можно также использовать файлы привязки и электронные карты, совместимые с популярной программой SAS.Планета;
– вводить и редактировать маршрут БПЛА – до 60 точек маршрута. Маршрут может быть скорректирован или введён заново и во время полёта: для ввода маршрута используется радиоканал;
– задавать точку «дом» и точку посадки, а также алгоритмы поведения в нештатных ситуациях, таких как пропадание радиосвязи, отсутствие сигналов GPS, отказ двигателя;
– программировать автоматическое включение и выключение полезной нагрузки на протяжении маршрута полёта, а в случае использования фотоаппарата – задавать режим съёмки и коэффициент перекрытия кадров.
Основой пользовательского интерфейса служат цифровая карта и накладываемые на неё интерактивные панели управления. Расположение и наличие панелей на карте пользователь может выбирать сам или использовать один из «стандартных» вариантов.
При записи точек и любых действий, связанных с изменением режима управления БПЛА, ведётся лог (дневник) возникших событий. В лог также записываются поступающие телеметрические данные. GPS-трек полёта пишется в отдельном файле. Панель оперативной индикации (под картой) позволяет оперативно контролировать все важные параметры для анализа функционирования и исправности бортовых систем.
Для просмотра лог-файлов, в том числе в режиме реального времени, анализа поведения аппарата в полёте и оперативной корректировки настроек регуляторов с учетом отображаемых в виде графиков и диаграмм параметров используется отдельное программное обеспечение. Отладочный комплект также позволяет настроить и проверить корректность функционирования каждой системы отдельно с применением тестовых сигналов и симуляторов с отображением и записью результатов в виде графиков, диаграмм и цветовых индикаторов.
Отличительной особенностью комплекса с БПЛА «Орлан-3», «Орлан‑10» и «Орлан-30» является полная автоматизация процесса взлёта, полёта и посадки, летательные аппараты производят старт с универсальной катапульты.
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Учебно-научно-исследовательский центр технологий беспилотной авиации (УНИЦ ТБА) ГУАП
190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67
Тел./факс: +7 (812) 710-65-10, +7 (812) 494-70-65
E-mail: roman_spb@mail.ru
