RU2782479C1 - Aeromobile air surveillance system - Google Patents
Aeromobile air surveillance system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782479C1 RU2782479C1 RU2022116761A RU2022116761A RU2782479C1 RU 2782479 C1 RU2782479 C1 RU 2782479C1 RU 2022116761 A RU2022116761 A RU 2022116761A RU 2022116761 A RU2022116761 A RU 2022116761A RU 2782479 C1 RU2782479 C1 RU 2782479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balloon
- multicopter
- valve
- surveillance system
- surveillance
- Prior art date
Links
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиации, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), и может быть использовано для воздушного наблюдения с неподвижной или движущейся наземной или воздушной платформы, в качестве которой используется мультикоптер.The invention relates to the field of aviation, in particular to unmanned aerial vehicles (UAVs), and can be used for aerial surveillance from a fixed or moving ground or air platform, which is used as a multicopter.
В настоящее время в основном оперативное обследование больших сухопутных и водных поверхностей производится с помощью авиационных комплексов на базе самолетов, вертолетов или космических аппаратов. В последнее время активно развиваются направления по использованию БПЛА. Эти технологии обладают рядом преимуществ, не требуют специально подготовленных площадок и стартовых комплексов, БПЛА сравнительно недороги в отличие от больших авиакомплексов, их применение не связано с риском для обслуживающего персонала. Многие страны успешно разрабатывают и внедряют БПЛА самолетного типа, получившие наибольшее развитие и, как следствие, распространение, а также активно применяются аппараты вертолетного типа для разного вида деятельности. Особенностью этих комплексов является возможность вертикального взлета и посадки, что определяет их основные преимущества (по сравнению с БПЛА самолетного типа).At present, operational inspection of large land and water surfaces is mainly carried out with the help of aviation complexes based on aircraft, helicopters or spacecraft. Recently, directions for the use of UAVs have been actively developing. These technologies have a number of advantages, they do not require specially prepared sites and launch complexes, UAVs are relatively inexpensive in contrast to large air complexes, and their use is not associated with a risk for maintenance personnel. Many countries are successfully developing and implementing aircraft-type UAVs, which have received the greatest development and, as a result, distribution, and helicopter-type vehicles are also actively used for various types of activities. A feature of these complexes is the possibility of vertical takeoff and landing, which determines their main advantages (compared to aircraft-type UAVs).
Активное развитие электроники позволяет создавать как большие, так и довольно миниатюрные летательные комплексы с широким спектром возможностей, начиная от простого фото и видеонаблюдения в видимом спектре и заканчивая установкой тепловизионных и лазерных считывающих устройств. Если рассматривать возможность применения БПЛА для нужд как народного хозяйства, так и в военной деятельности для получения необходимых данных, то их применение раскрывает большие перспективы развития данных технологий.The active development of electronics makes it possible to create both large and rather miniature aircraft systems with a wide range of capabilities, ranging from simple photography and video surveillance in the visible spectrum to the installation of thermal imaging and laser readers. If we consider the possibility of using UAVs for the needs of both the national economy and military activities to obtain the necessary data, then their use opens up great prospects for the development of these technologies.
Известен гибридный дирижабль (WO 2008025139 А1, 06.03.2008), состоящий из шаровидной оболочки фиксированного объема, заполненной легким газом, установленной на воздухоплавательном отсеке, от которой крестообразно отходят в стороны кронштейны с воздушно-винтовыми авиадвигателями на их оконечностях.Known hybrid airship (WO 2008025139 A1, 06.03.2008), consisting of a spherical shell of a fixed volume, filled with light gas, installed on the aeronautical compartment, from which cross-shaped arms with air-propeller aircraft engines at their ends extend to the sides.
Недостатком этого устройства является оболочка, которая выполнена мягкой, ее неполное газозаполнение ведет к утрате ею шаровидной формы, ткань оболочки будет свисать произвольными складками без натяжения, что ухудшает обтекаемость и повышает парусность аппарата.The disadvantage of this device is the shell, which is made soft, its incomplete gas filling leads to the loss of its spherical shape, the shell fabric will hang in arbitrary folds without tension, which worsens the streamlining and increases the windage of the apparatus.
Известен беспилотный авиационный комплекс фирмы «Израел Аэроспэйс Индастриз ЛТД» (заявка WO 2007/141795 A1, В64С 27/20, 13.12.2007), включающий наземную станцию и беспилотный привязной летательный аппарат в виде платформы, несущей полезную нагрузку и движитель в виде четырех вентиляторов с электроприводом. Привязь, связывающая наземную станцию с платформой беспилотного летательного аппарата, состоит из силового троса и многофункционального кабеля, обеспечивающего электрическую связь и связь управления. Воздушные винты вентиляторов обеспечивают вертикальную подъемную силу и позволяют поддерживать заданную высоту платформы на режиме висения и полета. Винты вентиляторов могут выполняться с изменяемым углом установки лопастей или снабжаться щитками регулируемого отклонения для изменения пространственного положения БПЛА.Known unmanned aircraft complex of the company "Israel Aerospace Industries LTD" (application WO 2007/141795 A1, B64C 27/20, 13.12.2007), including a ground station and an unmanned tethered aerial vehicle in the form of a platform carrying a payload and a propeller in the form of four fans with electric drive. The tether connecting the ground station to the unmanned aerial vehicle platform consists of a power cable and a multifunctional cable that provides electrical and control communications. Fan propellers provide vertical lift and allow you to maintain a given height of the platform in hover and flight mode. Fan propellers can be made with a variable blade angle or be equipped with adjustable deflection shields to change the spatial position of the UAV.
Недостатком этого устройства является использование свободной привязи беспилотного летательного аппарата, которая требует сложной системы отслеживания пространственного положения платформы и управления им. Сложность системы управления и стабилизации положения беспилотного летательного аппарата приводит к повышению веса БПЛА и снижению его надежности и обуславливает высокую стоимость элементов системы.The disadvantage of this device is the use of a free tether of an unmanned aerial vehicle, which requires a complex system for tracking the spatial position of the platform and controlling it. The complexity of the system for controlling and stabilizing the position of an unmanned aerial vehicle leads to an increase in the weight of the UAV and a decrease in its reliability and causes a high cost of the system elements.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является комплекс аппаратуры для воздушного наблюдения, (RU 2535381, 2014 г.), включающий размещение тепловизионной камеры на привязном аэростате с возможностью кругового вращения камеры вокруг вертикальной оси и изменения угла наклона камеры к вертикальной оси за счет размещения ее на горизонтальном валу.The closest in technical essence to the claimed invention is a set of equipment for aerial surveillance (RU 2535381, 2014), including the placement of a thermal imaging camera on a tethered balloon with the possibility of circular rotation of the camera around a vertical axis and changing the angle of inclination of the camera to the vertical axis due to the placement it on a horizontal shaft.
Недостатком этого устройства является наблюдение только в одном диапазоне спектра частот, недостаточная дальность наблюдения, низкая мобильность предложенного устройства, ограниченное использование на местности со сложным рельефом и ограниченными подъездными путями.The disadvantage of this device is the observation in only one band of the frequency spectrum, insufficient range of observation, low mobility of the proposed device, limited use on terrain with difficult terrain and limited access roads.
Задачей изобретения является создание мобильной системы наблюдения, соединяющей в себе положительные черты как мультикоптера, так и аэростата, - системы, которая будет иметь возможность скрытно развертываться в самых труднопроходимых местах, и длительное время вести наблюдение за протяженным участком местности.The objective of the invention is to create a mobile surveillance system that combines the positive features of both a multicopter and an aerostat - a system that will be able to covertly deploy in the most difficult places and monitor an extended area for a long time.
Требуемый технический результат достигается тем, что аэромобильная система воздушного наблюдения включает в себя мультикоптер и привязной аэростат. Аэростат расположен в центральной части мультикоптера, во время доставки к месту наблюдения он зафиксирован стопорами в сложенном состоянии. Верхняя часть аэростата представляет собой жесткую полусферу с нанесенной солнечной батареей и травящим клапаном. Средняя часть аэростата выполнена из эластичного газонепроницаемого материала, внутри которого расположен баллон с клапаном, заполненный сжатым подъемным газом. Нижняя часть аэростата представляет собой платформу с видеокамерой кругового обзора нижней сферы в видимом и инфракрасном спектре. На мультикоптере расположены, равномерно распределенные по весовым характеристикам, блоки глобальной навигационной системы GPS/ГЛОНАСС, системы связи и управления, аккумуляторные батареи. В нижней части мультикоптера для установки и возвращения аэростата расположена электролебедка. Трос, используемый для подъема и спуска аэростата, представляет собой антенну радиосвязи, кабель управления и электропитания, по нему электроэнергия, вырабатываемая солнечной батареей или от аккумуляторной батареи, поступает потребителям, а полученное изображение через систему управления передается на пункт управления.The required technical result is achieved by the fact that the airborne surveillance system includes a multicopter and a tethered balloon. The balloon is located in the central part of the multicopter; during delivery to the observation site, it is fixed by stoppers in the folded state. The upper part of the balloon is a rigid hemisphere with a coated solar battery and an etching valve. The middle part of the balloon is made of an elastic gas-tight material, inside of which there is a cylinder with a valve filled with compressed lifting gas. The lower part of the balloon is a platform with a video camera for a circular view of the lower sphere in the visible and infrared spectrum. On the multicopter there are evenly distributed by weight characteristics blocks of the global navigation system GPS/GLONASS, communication and control systems, batteries. An electric winch is located at the bottom of the multicopter for the installation and return of the balloon. The cable used to raise and lower the balloon is a radio antenna, a control and power cable, through which the electricity generated by the solar battery or from the battery is supplied to consumers, and the resulting image is transmitted through the control system to the control point.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлена аэромобильная система воздушного наблюдения в готовности к перелету к месту наблюдения, она включает в свой состав:The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows an airborne air surveillance system in readiness for flight to the observation site, it includes:
1 - травящий клапан;1 - etching valve;
2 - жесткая полусфера;2 - rigid hemisphere;
3 - солнечная батарея;3 - solar battery;
4 - аккумуляторная батарея;4 - battery;
5 - система связи и управления;5 - communication and control system;
6 - блоки глобальной навигационной системы GPS/ГЛОНАСС;6 - blocks of the global navigation system GPS/GLONASS;
7 - шасси;7 - chassis;
8 - электролебедка;8 - electric winch;
9 - видеокамера.9 - video camera.
На Фиг. 2 представлен привязной аэростат аэромобильной системы воздушного наблюдения, где:On FIG. 2 shows a tethered balloon of an airborne air surveillance system, where:
10 - баллон со сжатым подъемным газом;10 - cylinder with compressed lifting gas;
11 - клапан;11 - valve;
12 - корпус аэростата;12 - balloon body;
13 - платформа;13 - platform;
14 - трос.14 - cable.
На Фиг. 3 представлена аэромобильная система воздушного наблюдения в работе, где:On FIG. 3 shows an airborne air surveillance system in operation, where:
15 - мультикоптер;15 - multicopter;
16 - стопорные устройства.16 - locking devices.
На Фиг. 4 представлена схема мультикоптера без привязного аэростата, где:On FIG. 4 shows a diagram of a multicopter without a tethered balloon, where:
17 -двигатели мультикоптера;17 - multicopter engines;
18 - место для крепления аэростата.18 - place for fastening the balloon.
Изобретение работает следующим образом: аэромобильная система воздушного наблюдения при помощи транспортных средств доставляется в район применения. В дальнейшем осуществляется подготовка к полету. Запускаются двигатели (17) и мультикоптер (15) под управлением оператора осуществляет взлет и движение в заданном направлении. Оператор с помощью видеокамеры аэромобильной системы воздушного наблюдения выбирает место и осуществляет посадку мультикоптера (15). При необходимости имеется возможность осуществления полета мультикоптера (15) в заданную точку местности в автоматическом режиме по координатам глобальной навигационной системы GPS/ГЛОНАСС (6). После посадки мультикоптера, по программе или команде оператора система связи и управления (5) формирует команду на открытие клапана (11) на баллоне со сжатым подъемным газом (10), находящемся в корпусе аэростата (12). Корпус аэростата (12) заполняется подъемным газом, размыкаются стопорные устройства (16) и аэростат осуществляет подъем. Высота подъема регулируется разматыванием троса (14) с электролебедки (8) и задается системой связи и управления (5) в зависимости от команд, полученных с пункта управления.The invention works as follows: an airborne surveillance system is transported by means of vehicles to the area of application. Further preparations for the flight are carried out. The engines (17) are started and the multicopter (15) under the control of the operator takes off and moves in a given direction. The operator, using the video camera of the airborne surveillance system, selects a place and lands the multicopter (15). If necessary, it is possible to carry out the flight of a multicopter (15) to a given point in the terrain in automatic mode according to the coordinates of the global navigation system GPS/GLONASS (6). After the landing of the multicopter, according to the program or command of the operator, the communication and control system (5) generates a command to open the valve (11) on the cylinder with compressed lifting gas (10) located in the balloon body (12). The balloon body (12) is filled with lifting gas, the locking devices (16) are opened and the balloon lifts. The lifting height is regulated by unwinding the cable (14) from the electric winch (8) and is set by the communication and control system (5) depending on the commands received from the control point.
Видеокамера (9) кругового обзора расположенная на платформе (13) осуществляет обзор местности. В зависимости от времени суток и необходимости наблюдение осуществляется как в видимом, так и инфракрасном спектре. Для экономии электроэнергии возможно наблюдение в дискретном режиме.The all-round video camera (9) located on the platform (13) provides an overview of the area. Depending on the time of day and the need, observation is carried out both in the visible and infrared spectrum. Discrete monitoring is possible to save energy.
Электроэнергия для полета мультикоптера, средств наблюдения, связи и управления обеспечивается за счет использования аккумуляторной батареи (4) и солнечной батареи (3). Солнечная батарея (3) позволяет пополнять запасы электроэнергии в аккумуляторной батарее (4). Возможность пополнения энергии позволяет аэромобильной системе воздушного наблюдения длительное время осуществлять наблюдение за данной местностью. Полученное изображение в реальном масштабе времени, по определенной программе или запросу передается системой связи и управления (5) на пункт управления.Electricity for the flight of a multicopter, means of observation, communication and control is provided through the use of a rechargeable battery (4) and a solar battery (3). The solar battery (3) makes it possible to replenish the energy reserves in the storage battery (4). The ability to replenish energy allows the airborne air surveillance system to monitor the area for a long time. The received image in real time, according to a certain program or request, is transmitted by the communication and control system (5) to the control point.
При необходимости увеличения зоны наблюдения или оперативного изменения цели наблюдения возможно перемещение аэромобильной системы воздушного наблюдения в развернутом виде как по высоте, так и по месту нахождения объекта.If it is necessary to increase the surveillance zone or quickly change the target of surveillance, it is possible to move the airborne surveillance system in expanded form both in height and at the location of the object.
По окончании задач наблюдения организуется приведение аэромобильной системы воздушного наблюдения в готовность к перелету к месту дислокации или встречи. Для этого по команде с пункта управления система связи и управления (5) выдает команду на электролебедку (8) и на травящий клапан (1). Аэростат избавляется от подъемного газа, уменьшает объем и затягивается внутрь мультикоптера (15). Жесткая полусфера (2) фиксируется в стопорных устройствах (16). Платформа (13) с видеокамерой (9) становится на штатное место для крепления (18) в мультикоптере (15). По готовности и команде с пункта управления запускаются двигатели (17) мультикоптера (15) и осуществляется взлет. Полет осуществляется по координатам глобальной навигационной системы GPS/ГЛОНАСС (6) или под управлением оператора.Upon completion of the observation tasks, the airborne surveillance system is brought into readiness for flight to the place of deployment or meeting. To do this, at the command from the control point, the communication and control system (5) issues a command to the electric winch (8) and to the release valve (1). The balloon gets rid of the lifting gas, reduces the volume and is drawn into the multicopter (15). The rigid hemisphere (2) is fixed in the locking devices (16). The platform (13) with the video camera (9) is put into the standard place for fastening (18) in the multicopter (15). Upon readiness and a command from the control center, the engines (17) of the multicopter (15) are started and takeoff is carried out. The flight is carried out according to the coordinates of the global navigation system GPS / GLONASS (6) or under the control of the operator.
Использование аэромобильной системы воздушного наблюдения позволяет оперативно организовывать наблюдение за интересующими участками местности, скрытно разворачивать систему наблюдения в труднопроходимых местах и длительное время вести наблюдение, обеспечивая наблюдение за протяженным участком местности как самостоятельно, так и с учетом ранее размещенных на местности имеющихся технических средств.The use of an airborne air surveillance system allows you to quickly organize surveillance of areas of interest, covertly deploy a surveillance system in difficult places and conduct surveillance for a long time, providing surveillance of an extended area of the terrain both independently and taking into account the technical means previously placed on the ground.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782479C1 true RU2782479C1 (en) | 2022-10-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2828468C1 (en) * | 2024-03-14 | 2024-10-14 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Tethered geographically distributed aerial surveillance system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485018C1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-06-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Combined drone aircraft |
RU138371U1 (en) * | 2013-11-19 | 2014-03-10 | Элдар Али Оглы Разроев | UNMANNED AERIAL VEHICLE |
CN107554746A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 何振平 | Energy-saving type (plant protection, fire-fighting, remote measurement) unmanned aerial vehicle |
CN207773417U (en) * | 2017-11-30 | 2018-08-28 | 深圳光启尖端技术有限责任公司 | A kind of aerial platform |
RU2711325C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for power supply of tethered aircraft |
US10850842B2 (en) * | 2017-07-17 | 2020-12-01 | National Chiao Tung University | Unmanned aerial vehicle and method using the same |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485018C1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-06-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Combined drone aircraft |
RU138371U1 (en) * | 2013-11-19 | 2014-03-10 | Элдар Али Оглы Разроев | UNMANNED AERIAL VEHICLE |
CN107554746A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 何振平 | Energy-saving type (plant protection, fire-fighting, remote measurement) unmanned aerial vehicle |
US10850842B2 (en) * | 2017-07-17 | 2020-12-01 | National Chiao Tung University | Unmanned aerial vehicle and method using the same |
CN207773417U (en) * | 2017-11-30 | 2018-08-28 | 深圳光启尖端技术有限责任公司 | A kind of aerial platform |
RU2711325C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for power supply of tethered aircraft |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2828468C1 (en) * | 2024-03-14 | 2024-10-14 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Tethered geographically distributed aerial surveillance system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11858631B2 (en) | Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft with submersible devices, and associated systems and methods | |
US20170225802A1 (en) | Systems and methods for deployment and operation of vertical take-off and landing (vtol) unmanned aerial vehicles | |
GB2455374A (en) | Unmanned aerial vehicle comprising a triangular array of rotors | |
EP3828087B1 (en) | Landing platform and method for unmanned aerial vehicle, and charging system | |
US7149611B2 (en) | Virtual sensor mast | |
WO2007141795A1 (en) | Unmanned air vehicle system | |
CN104220332B (en) | For vertical/short takeoff and the method and apparatus of landing | |
US20110186687A1 (en) | Unmanned gyrokite as self-powered airborne platform for electronic systems | |
US20150136897A1 (en) | Aircraft, preferably unmanned | |
WO2018026754A1 (en) | Multi-craft uav carrier system and airframe | |
CN112041257B (en) | System and method for handling wind turbine components for assembling same | |
US11518515B1 (en) | Auto rotating canister | |
RU82674U1 (en) | UNMANNED AIRCRAFT HELICOPTER TYPE | |
RU2782479C1 (en) | Aeromobile air surveillance system | |
US20220404271A1 (en) | Airborne Remote Sensing with Towed Sensor Units | |
Sasa et al. | Ongoing research on disaster monitoring UAV at JAXA’s Aviation Program Group | |
CN212556788U (en) | Artificial precipitation unmanned aerial vehicle system | |
RU2741825C1 (en) | Non-volatile multi-purpose unmanned aerial vehicle | |
RU2827131C1 (en) | Hybrid airborne aerial surveillance system | |
RU2792460C1 (en) | Helicopter-type unmanned aerial vehicle | |
RU2799689C1 (en) | Helicopter-type unmanned aerial vehicle | |
RU2788553C1 (en) | Unmanned ground surface monitoring system | |
RU2776085C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for monitoring the surface of the earth | |
RU2776085C9 (en) | Unmanned aerial vehicle for monitoring the surface of the earth | |
RU2752769C1 (en) | Rescue aircraft |