Противодействие беспилотным летательным аппаратам | страница 15

Вместе с тем, в последнее время в качестве БПЛА получили широкое распространение малые БПЛА вертолетного типа, так называемые «мультикоптеры», «квадрокоптеры», «дроны». Для данных БПЛА характерно использование установки принципиально иного рода — на основе использования 4, 6 или большего количества двигателей.

В качестве двигателей малых БПЛА вертолетного типа применяют двигатели двух типов[34]:

— коллекторные — обмотки находятся на роторе (вращающейся части);

— бесколлекторные — обмотки находятся на статоре (неподвижной части).

Бесколлекторные двигатели (BLDC-двигатели) не используют щеток и коллекторов и при наличии хороших подшипников требуют минимального технического обслуживания. Ротор BLDC-двигателей изготавливается из постоянного магнита и не имеет обмоток. Статор содержит обмотки, переменное поле которых приводит к вращению ротора[35].

Управление двигателями осуществляется с помощью задания направления и скорости вращения винтов через подключаемые к ним электронные регуляторы скорости ESC (Electric Speed Controller). На вход ррегуляторов подается напряжение с аккумулятора и управляющие сигналы с микроконтроллера, на выход регулятор отдает напряжение для привода[36].

Увеличением числа оборотов винтов в единицу времени задается подъем, уменьшением — опускание. Увеличение оборотов двух боковых винтов задает крен, а передних или задних — тангаж с последующим движением в сторону или подъемом/снижением по косой соответственно, а винтов, расположенных на одной из косых осей, — разворот аппарата влево или вправо (рыскание). Для стабилизации движения одна пара винтов всегда вращается по часовой стрелке, другая — против (рис. 1.7), компенсируя этим крутящий момент[37].

Рис. 1.7. Вращение винтов малых БПЛА вертолетного типа[38]

По способам управления БПЛА декомпозируют на:

— автономные;

— полуавтономные;

— управляемые.

Выбор способа управления зависит от сложности и специфики выполнения, поставленных перед БПЛА задач. Как правило, система управления больших БПЛА самолетного типа в общих принципах соответствует пилотируемым ЛА[39], а малые БПЛА имеют иерархическую трехуровневую компоновку системы управления[40]:

1) нижний уровень — уровень отдельных устройств, механизмов, датчиков и оборудования;

2) средний уровень — уровень управления процессами полета с помощью бортовых контроллеров, модулей ввода-вывода сигналов и коммутационного оборудования;

3) верхний уровень — уровень диспетчеризации и администрирования БПЛА, осуществляющий взаимодействие между оператором или программой полета через интерфейс с контроллерами среднего уровня.