Применение БПЛА для мониторинга и обследования объектов

Аббревиатура БПЛА расшифровывается как «беспилотные летательные аппараты». Их разработка началась еще в конце XIX века: в 1898 году изобретатель Никола Тесла продемонстрировал первое миниатюрное судно на радиоуправлении, а еще через 12 лет появились пробные модели летающих аппаратов. Первоначально БПЛА разрабатывались преимущественно в военных целях: они использовались для доставки снарядов к месту назначения и для разведки позиций противника. С 1960-х гг. началась активная разработка беспилотных систем для мирного применения.

Сейчас беспилотники активно применяются в самых разных целях. Помимо традиционного военного использования они стали востребованными в логистике, строительстве, сельском хозяйстве и еще десятках отраслей. Совершенствование технических характеристик дополнительно расширяет возможности применения.

Фото: Freepik.com

Преимущества использования БПЛА

В данный момент беспилотные дроны используются при решении десятков задач. Они стали востребованными благодаря нескольким преимуществам:

• Экономическая эффективность.

Дроны перемещаются без участия пилота, что значительно сокращает затраты на их эксплуатацию. Они не нуждаются в двигателях внутреннего сгорания и углеводородном топливе.

• Безопасность.

Беспилотники могут работать вообще без участия человека либо под контролем оператора, который находится на земле. Нет риска гибели пилотов при падении. Также нет опасности угона воздушного судна, нарушения приказа при ведении боевых действий.

• Высокая точность и качество данных.

Дроны способны выполнять сложные задачи. Бесплотный аппарат с небольшими размерами может пролететь практически везде, маневрировать в ограниченном пространстве и выполнять трудные маневры. Это позволяет собирать информацию, доставлять грузы точно по указанному адресу и выполнять иные действия.

• Большая скорость сбора информации.

Применение БПЛА позволяет сократить затраты, так как дрон способен быстро проходить большие расстояния и собирать информацию с разных ракурсов. Он удобен для аэрофотосъемки, получения видеозаписей.

Области применения беспилотных летательных аппаратов

Сферы применения БПЛА в гражданской авиации продолжают расширяться. Дроны активно применяются на самых разных объектах, от стройплощадок до мест добычи полезных ископаемых и промышленных предприятий. Можно перечислить несколько основных сфер применения:

• Строительство и архитектура. Беспилотные летательные аппараты используют для сбора данных при обследовании строительных площадок — руководство компании может постоянно наблюдать за ходом выполнения работ.
• Оценка состояния зданий и сооружений. Использование беспилотников позволяет без какого-либо риска осмотреть сложные инженерные сооружения, такие как мосты, эстакады, трубы промышленных предприятий.
• Сельское хозяйство. Дроны могут использоваться для мониторинга состояния посевов и почвы, они способны в минимальный срок облететь большую площадь и собрать точные данные. В сельском хозяйстве беспилотники также применяются для внесения удобрений в почву на нужном участке, разбрызгивания пестицидов и решения других сложных задач.
• Экология и охрана окружающей среды. БПЛА позволяют оценивать с воздуха состояние лесных массивов и водоемов, брать пробы воздуха, контролировать загрязненность. Они также подходят для обследования зон стихийных бедствий: с помощью дронов можно быстро оценить масштабы ситуации. Полученные данные используются при разработке мер для ликвидации последствий.
• Нефтегазовая промышленность. Использование дронов упрощает обследование трубопроводов и резервуаров, такие аппараты дают возможность быстро осмотреть большое сооружение и сделать снимки проблемных участков. С их помощью можно быстро обследовать состояние инфраструктуры: например, отправить беспилотник вдоль нефтяной или газовой магистрали, чтобы обнаружить место повреждения и направить к нему ремонтную бригаду.
• Горная промышленность. БПЛА может обследовать карьеры и шахты, в которые было бы опасно отправлять рабочих. С помощью беспилотных систем можно контролировать состояние отвальных горных пород, оценивать риски обвалов.

Фото: Freepik.com

Это только некоторые возможности применения. Беспилотники используются в логистике для доставки товаров, применяются для поиска пропавших людей и обнаружения преступников. Их также можно использовать для контроля перемещения диких животных, распространения лесных пожаров, наводнений, других стихийных бедствий и природных процессов. Развитие беспилотной авиации уже в ближайшее время откроет и другие способы использования.

Технологические аспекты использования БПЛА

В зависимости от принципа подъема в воздух все беспилотные аппараты можно поделить на несколько типов:

• Однороторные БПЛА или дроны вертолетного типа. Они имеют один винт, что обеспечивает хорошую управляемость и маневренность. Такие устройства активно применяются при доставке посылок, могут использоваться для фотосъемки с воздуха и решения других задач.
• Мультироторные. Они могут иметь 2, 4, 8 и более винтов, что позволяет им легко поворачивать во всех направлениях. Это устройства с вертикальным взлетом, время полета зависит от емкости установленной на борту батареи питания.
• Дроны с неподвижным крылом. По принципу полета они больше напоминают планеры, оснащение электродвигателем обеспечивает большую дальность полета. Они подходят, например, для обследования большой местности.

БПЛА комплектуются радиомодемом, в который загружается полетное задание. Через это устройство оператор передает сигналы для управления, может проектировать маршрут и следить за ходом его исполнения. Для контроля беспилотных систем используют НСУ — наземную систему управления. Она представляет собой программное обеспечение, устанавливаемое на компьютер или ноутбук. С помощью программы оператор может видеть, где находится беспилотник, отслеживать его перемещение, управлять фотоаппаратом или другим оборудованием, установленным на устройстве.

При применении дронов начинают все активнее использоваться новые возможности искусственного интеллекта. Например, он способен сравнивать загруженное в память изображение с реальной картиной, которая фиксируется фотоаппаратом при облете территории. Это позволяет выявлять самовольные постройки, отслеживать негативное изменение окружающей среды или решать другие задачи.

Искусственный интеллект активно применяется при поиске пропавших людей. Он способен анализировать большие массивы информации и вовремя реагировать на обнаруженные объекты. В результате поиски ускоряются и становятся более результативными.

Правовые и этические аспекты

Сложности с использованием БПЛА возникают в правовой сфере. Пока только разрабатывается нормативно-правовая база, которая будет регулировать использование беспилотников и контролировать деятельность их владельцев. Только в 2016 году в российском правовом поле появилось определение БАС — «беспилотная авиационная система». В 2019 году разработаны правила учета БАС, регламентируемая взлетная масса составляет от 0,25 до 30 кг.

Чтобы организовать полет и проводить фотосъемку, владелец дрона обязан получить разрешение в Росавиации, без этого съемка с воздуха запрещена. Для получения разрешения беспилотник должен быть поставлен на учет с предоставлением технических характеристик летательного аппарата и данных о владельце. В качестве собственников могут регистрироваться и компании, и частные лица. В 2024 году была разработана новая концепция «Цифровое небо». Ее реализация позволит создать единое воздушное пространство для перемещения летательных устройств, расширит возможности контроля для предотвращения столкновений.

При применении дронов возникает немало вопросов, связанных с безопасностью и конфиденциальностью. Не решена проблема возможного хакерского перехвата устройства, после которого взломщик сможет получить все собранные данные. Также сложно гарантировать конфиденциальность частной жизни при возможности ведении съемки с воздуха. Все эти вопросы пока только прорабатываются законодателями и не имеют готового решения.

Общественное восприятие дронов постепенно начинает меняться. Если еще недавно они казались непонятным чудом техники, то сегодня стали частью повседневной реальности. Их используют для частной съемки мероприятий, доставки бытовых товаров и решения множества других задач. Однако этические аспекты их использования в обществе вызывают вопросы: из-за того нередки случаи, когда граждане сбивают дроны, вторгающиеся на частные территории.

Использование БПЛА в мирных целях стало повседневной реальностью, сфера применения дронов будет только расширяться с каждым годом. Эта отрасль открывает широкие перспективы для научно-технического прогресса. Со временем будут меняться габариты БПЛА, появятся более совершенные источники энергии, которые позволят увеличить время и дальность полета. Использование беспилотников позволяет компаниям оптимизировать многие рабочие процессы, от доставки корреспонденции до контроля выполняемых работ, поэтому оно будет оставаться востребованным.

Применение дронов при мониторинге и обследовании объектов повышает точность сбора данных и значительно ускоряет работы — это открывает новые возможности для технического прогресса.