"Конструкция беспилотных летательных аппаратов"

Конструкция беспилотных летательных аппаратов

Раздел 4: Робототехника

Разработал: учитель труда (технологии)

Мельникова . Т.Ф.

Конструкция беспилотного летательного аппарата (БПЛА)

•   Включает различные элементы, которые обеспечивают защиту внутренних компонентов:
• тягу для полёта,
• управление и навигацию.
• Некоторые из них:
• фюзеляж,
• двигатель,
• система управления
• навигационная система.

Фюзеляж

• Фюзеляж  — основная оболочка, которая обеспечивает защиту внутренних компонентов и электронику от воздействия внешних факторов. Обычно выполнен из лёгких и прочных материалов, таких как углепластик или алюминий. 
• Некоторые особенности конструкции фюзеляжа:
• Содержит полости для размещения бортового оборудования в передней части и модуля маршевого двигателя в задней части.
• Опоры (шасси) присоединяются к фюзеляжу снизу, крыло — сверху в задней части.
• Внутри или снаружи фюзеляжа могут устанавливаться другие компоненты — например, посадочные гнёзда для антенн.
• Фюзеляж крупных БПЛА в основном идентичен пилотируемому самолёту или вертолёту, за исключением отсутствия кабины. 

Двигатель

• Двигатель  обеспечивает тягу и привод для полёта. Некоторые типы двигателей для БПЛА: 
• Электрические  — обычно используются в малых аппаратах, например, квадрокоптерах.
• Двигатели с внутренним сгоранием  (например, с поршневым или турбореактивным принципом работы) — применяются в крупных БПЛА.
• Количество моторов в БПЛА может варьироваться от одного до нескольких единиц. В самолётных аппаратах их, как правило, не более двух. 
• Пропеллеры (винты)  — каждый мотор присоединяется к своему пропеллеру и приводит его в движение. Винты обычно производятся из пластика или углеволокна и бывают: стандартные (находятся в передней части и задают направление полёта), толкающие (находятся в задней части и обеспечивают движение вперёд или назад) и другие. 

Система управления

• Система управления  включает контроллер полёта, бортовой компьютер и автопилот.  Контроллер  получает сигналы от датчиков, перерабатывает их и регулирует обороты моторов. С его помощью происходит стабилизация, а через систему управления аппарат выполняет команды. 
• Автопилот  использует систему датчиков и сенсоров. Например: 
• Гироскопы и акселерометры  — отслеживают, как БПЛА наклонён и ускоряется, помогают не потерять ориентацию.
• GPS-модуль  — указывает точное местоположение БПЛА.
• Камеры и датчики расстояния  — нужны, чтобы избегать препятствий.
• Барометр и ультразвуковые сенсоры  — контролируют высоту и помогают стабилизировать полёт.
• Передатчик и приёмник  — обычно оснащены для беспроводной связи с пультом управления или наземной станцией управления. Это позволяет оператору контролировать полёт и получать обратную связь. 

Навигационная система

• БПЛА используют различные системы навигации  для определения своего положения и выполнения заданных маршрутов. Некоторые из них: 
• Глобальная система позиционирования (GPS)  — использует сигналы от спутников для определения точного положения в трёхмерной системе координат.
• Инерциальные системы навигации (INS)  — измеряют ускорение и угловые скорости БПЛА, а затем интегрируют эти данные для определения положения и скорости. Обычно включают в себя акселерометры и гироскопы.
• Системы оптической навигации  — камеры или специальные видеосистемы, которые определяют положение и ориентацию БПЛА путём обработки изображений окружающей среды.
• Многие БПЛА  могут комбинировать несколько систем навигации для достижения наилучшей точности и надёжности определения положения. Конкретные системы навигации, используемые в БПЛА, могут различаться в зависимости от их назначения, размера и других факторов. 

Записать термины деталей БПЛА

Вопросы для закрепления темы урока

• Какой компонент БПЛА отвечает за управление полётом
• Как называется система, которая передаёт данные с БПЛА на землю?
• Для чего используется система GPS в БПЛА?
• Как называется программное обеспечение для управления БПЛА?
• Какой из компонентов БПЛА используется для передачи видеоизображения