РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Специалисты Московского авиационного института и Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН спроектировали уникальный для России беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Цимлянин». Аппарат предназначен для метеорологических исследований и мониторинга погоды в арктических широтах. В настоящее время он прошел летные испытания.
Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Работа над аппаратом ведется в кооперации с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН и Центральной аэрологической обсерваторией.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Новый беспилотник позволит исследовать турбулентную структуру пограничного слоя атмосферы – нижней части газовой оболочки нашей планеты. В перспективе разработка может быть использована для создания сети метеорологического мониторинга в Арктике на базе БПЛА, а также оперативного отслеживания и прогнозирования ледовой обстановки вдоль Северного морского пути и в акваториях северных портов России.

БПЛА в метеорологии

Беспилотные летательные аппараты в последние годы все чаще используются в метеорологии, в основном – с исследовательской целью, что обусловлено их экономичностью и простотой применения. Данные аэрологического зондирования на разных высотах, получаемые с них, дают исследователям существенно более полную информацию, чем точечные наблюдения на метеорологических станциях. Кроме того, использование беспилотных летательных аппаратов позволяет увеличить частоту и расширить зону измерений.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Особенно актуально использование беспилотников в труднодоступных районах, где немногочисленные метеорологические и аэрологические станции располагаются на большом расстоянии друг от друга. Именно такая проблема существует сейчас в Арктике: точность прогноза погоды здесь оказывается существенно ниже, чем в средних широтах.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Набирающее темп освоение Арктики требует повышения надежности прогнозов таких неблагоприятных и опасных погодных явлений, как штормовое волнение, порывистость ветра, облачность, оледенение, осадки. Под эту специфическую задачу и создавался беспилотный аппарат самолетного типа «Цимлянин».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Основное назначение аппарата "Цимлянин" – измерение с высокой частотой влажности, температуры и определенных параметров ветра на разных высотах в пределах 1,5 км от поверхности земли или морского льда – так называемой подстилающей поверхности, – рассказывает руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН Дмитрий Чечин. – Уникальной является возможность исследования с помощью беспилотника перестройки турбулентности на границе различных областей подстилающей поверхности, например суши и воды, леса и поля, воды и льда».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Характеристики аппарата

«Цимлянин» был впервые испытан на полигоне Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН в Цимлянске – отсюда его название. Он представляет собой беспилотный аппарат вертикального взлета и посадки, которые осуществляются как у коптера – за счет работы четырех подъемных винтов. Полет происходит в самолетном режиме и обеспечивается работой лишь одного толкающего винта. Такая конструкция «Цимлянина» была разработана специалистами центра компетенций «Беспилотные летательные аппараты» МАИ.

«"Гибридная" схема аппарата была выбрана из-за нескольких факторов, – говорит заместитель директора центра "Беспилотные летательные аппараты" МАИ Максим Калягин. – В первую очередь, ее преимущество заключается в мягком и контролируемом режиме взлета и посадки, что снижает риск повреждения дорогостоящей аппаратуры на борту. "Цимлянин" не требует специальных взлетно-посадочных площадок, что облегчает его использование в условиях Арктики. Кроме того, при стандартной коптерной схеме вращающиеся винты создают возмущения воздушных потоков, что влияет на показания датчиков. "Гибридная" схема практически лишена этого недостатка». 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Размах крыла «Цимлянина» составляет 2,4 м, масса полезной нагрузки – до 1,5 кг, крейсерская скорость – до 20 м/с, а продолжительность полета превышает 60 мин. Аппарат оборудован автопилотом и может выполнять полет по заранее заданному маршруту. Метеорологические приборы, установленные на его борту, уникальны и разработаны специально для беспилотника.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Помимо конструкции БПЛА, специалисты Московского авиационного института отвечали за его электронную «начинку», позволяющую получать, обрабатывать и запоминать информацию с датчиков, передавая ее в реальном времени на наземные пункты мониторинга. Эта часть работ проводилась под руководством доцента кафедры 704 «Информационно-управляющие комплексы летательных аппаратов» МАИ Николая Бодункова.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Перспективы проекта

Работы над проектом ведутся за счет гранта Российского научного фонда.

Сейчас исследователи проводят эксперименты по сбору информации с помощью беспилотника и передаче ее на наземные пункты, а также занимаются изучением энергообмена над полыньями и разводьями, которые образуются на полях морского льда. В дальнейшем планируется разработка математической модели и программного обеспечения, повышающих точность метеорологического прогнозирования в Арктике.

Следующий этап – создание пилотной зоны метеорологического мониторинга в арктических условиях с помощью БПЛА. Предполагается, что использование подобных «летающих метеостанций» позволит повысить точность прогнозирования различных погодных явлений в Арктике на 10%, что увеличит безопасность как мореплавания, так и авиационных перелетов в регионе. В таком результате заинтересованы крупнейшие отечественные компании, осуществляющие эксплуатацию ледокольного транспорта, морские изыскания, добычу природного газа, а также российские аэропорты, Росгидромет, МЧС и Минобороны России.

Загрузка статьи...