Ученые НАН разработали беспилотный дирижабль для экологического мониторинга
22.01.2020 20:51:00
Инна ГОРБАТЕНКО
Дырыжабль можа падымацца на вышыню да 600 метраў і аддаляцца ад наземнага пункта кіравання на адлегласць да 40 кіламетраў. А галоўнае — завісаць у паветры для больш дэталёвага маніторынгу мясцовасці. Апараты плануюць выкарыстоўваць у лясных гаспадарках, нацыянальных парках, першым з якіх павінна стаць Белавежская пушча. Дарэчы, з дапамогай беспілотнага дырыжабля ўжо рабілі здымку статкаў зуброў, аленяў, дзікоў і іншых дзікіх жывёл у розных запаведніках краіны. Карэспандэнт «Р» даведалася падрабязнасці.
Аляксандр ЧАЙЧЫЦ: «Дырыжабль можа несці гірастабілізаваную оптыка-электронную сістэму з фота, відэакамерамі, якія працуюць у звычайным і інфрачырвоным спектрах».Ёсць ідэя!
Распрацоўка беспілотнага дырыжабля пачалася ў 2011 годзе. І вось чарговы апарат, гатовы да выканання розных заданняў, чакае свайго прымянення ў прасторным ангары Навукова-вытворчага цэнтра шматфункцыянальных беспілотных комплексаў НАН. З яго дапамогай можна праводзіць маніторынг тэрыторый нацыянальных паркаў і акваторый, ацэньваць стан лясоў і сельскагаспадарчых пасеваў. Асабліва прыдатны гэты нябесны ціхаход для правядзення экалагічнага маніторынгу. І вось чаму: яго хуткасць перамяшчэння — ад 0 да 40 км/г. Гэта значыць, ён можа літаральна завісаць над канкрэтным участкам мясцовасці, што дазваляе зрабіць больш выразныя здымкі і відэа, чым з беспілотнага лятальнага апарата тыпу «Бусел-М» ці «Буравеснік». А яшчэ дырыжаблі, у адрозненне ад авіяцыі, бясшумныя і не забруджваюць атмасферу.
Цэпелін, больш вядомы як дырыжабль, — лятальны апарат, які лягчэй за паветра. Ён лятае за кошт вядомай усім са школьных урокаў фізікі сілы Архімеда. Тым, хто, як і я, далёкі ад інжынерыі, будзе цікава даведацца, з чаго складаецца дырыжабль. Аказваецца, ён напоўнены геліем. Абалонка выраблена з поліаміднага матэрыялу з поліўрэтанавым пакрыццём. Яна трохслаёвая, бо гелій мае вялікую пранікальнасць. Кожны, хто хоць бы раз купляў геліевы шарык, ведае гэта. Праблема хаваецца ў малекулах гелія, якія ў некалькі разоў лягчэй за паветра і настолькі малыя, што могуць праходзіць скрозь сценкі шарыка, таму ён хутка здзімаецца.
Галоўны інжынер прадпрыемства Аляксей ПАСЛЕД рыхтуе дырыжабль да палёту.Абалонка дырыжабля падзелена дыяфрагмай на дзве часткі: верхняя — для апорнага газу, ніжняя — для паветра. Для чаго гэта патрэбна? На вышыні атмасфера больш разрэджаная, ціск там меншы. Каб абалонка не разарвалася з-за рознасці ціскаў, праз спецыяльны клапан лішняе паветра выкідваецца аўтаматычна. На выпадак пазаштатнай сітуацыі на дырыжаблі маецца аварыйны клапан, які аператар зможа адкрыць выдалена з наземнага пункта кіравання.
Гелій захоўваецца ў спецыяльных балонах пад ціскам. Праз штуцар на корпусе апарата газ запампоўваецца ўнутр. Пры неабходнасці перавезці і запусціць апарат у іншым месцы для зручнасці транспарціроўкі гелій перапампоўваецца назад, у тыя ж самыя балоны.
Дарога ў неба
— Аб’ём абалонкі разлічаны так, каб дырыжабль быў блізкі да нулявой плывучасці. Дапусцім, у нас ёсць напоўнены геліем паветраны шарык, — простымі словамі тлумачыць складаныя рэчы авіяінжынер Аляксандр Чайчыц. — Калі прымацуем да яго груз, роўны масе, якую можа падняць аб’ём газу ў гумавай абалонцы, то шарык будзе ўтрымлівацца ў паветры. Падвесім большы груз — шарык упадзе на зямлю, меншы — зляціць. Наша задача — разлічыць аб’ём абалонкі такім чынам, каб дырыжабль утрымліваўся ў паветры.На дырыжабль можна ўстанавіць падвес з радыёэлектронным абсталяваннем масай да 5 кілаграмаў. Гаворка ідзе пра сістэмы відэаназірання, мікрафоны, антэны, датчыкі задымленасці... Камеры на дырыжаблі могуць быць устаноўлены тыя ж, што і на беспілотніках тыпу «Бусел-М» і «Буравеснік». Аляксандр Чайчыц удакладніў, якія менавіта:
— Дырыжабль можа несці гірастабілізаваную оптыка-электронную сістэму з фота, відэакамерамі, якія працуюць у звычайным і інфрачырвоным спектрах. На апарат можна ўстанаўліваць модуль радыяцыйнага маніторынгу. Ён вымярае радыяцыйны фон на зямлі з вышыні палёту беспілотнага дырыжабля. Уся сабраная інфармацыя перадаецца ў рэжыме рэальнага часу на экран наземнага пункта кіравання.
Навуковы супрацоўнік Руслан ЯФРЭМАЎ прымае непасрэдны ўдзел у тэсціраванні дырыжабля.Дырыжабль можа лятаць пры тэмпературы вонкавага паветра ад мінус 20 да плюс 40 градусаў. Ніякай узлётна-пасадачнай паласы для запуску не патрабуецца. Гэта яшчэ адна перавага перад беспілотным самалётам.
— Запускаецца дырыжабль з адкрытай пляцоўкі літаральна з рукі, — здзіўляе Аляксандр Чайчыц. — Ніякай магіі, чыстая фізіка. Спрабавалі падняць што-небудзь цяжкае ў вадзе? Зрабіць гэта значна лягчэй, чым на сушы. Прыкладна так жа працуе нулявая плывучасць дырыжабля. Адзін чалавек папросту зможа падняць гэтую махіну 13 метраў у даўжыню і 3 метры ў дыяметры адной рукой, нават вы.
Атрымліваецца, пачатковая хуткасць надаецца дырыжаблю ўручную, яго літаральна трэба трохі падштурхнуць. Далей усю працу робяць рухавікі. Спускаецца з нябёсаў на зямлю ён не менш цікава. Пры неабходнасці па камандзе аператара сістэма скідвае якар. Ім дырыжабль чапляецца за зямлю і ўтрымліваецца на месцы да прыбыцця эвакуацыйнай брыгады.
У НПЦ «Шматфункцыянальныя беспілотныя комплексы» ўжо распрацавалі і паставілі заказчыкам пяць дырыжабляў. Вучоныя не сумняваюцца, што гэта толькі пачатак, бо патэнцыял у гэтых беспілотных апаратаў велізарны. Акрамя экалагічнага маніторынгу, з іх дапамогай можна даваць аператыўную ацэнку тэхнагенным і прыродным катастрофам, выяўляць узгаранні. А яшчэ — шукаць людзей у цяжкадаступных месцах і браканьераў, праводзіць радыяцыйны кантроль і кантроль магістральных трубаправодаў. Не кажучы ўжо пра кантроль правапарадку ў месцах масавых мерапрыемстваў і на дарогах.
gorbatenko@sb.by