Беспилотные летательные аппараты уже достаточно давно «освоили» ведение разведки и теперь активно используются в этой сфере. Тем не менее, за редким исключением, речь идет о наблюдении за местностью при помощи оптико-электронных средств. При этом предлагаются новые разработки в области беспилотников, целью которых является решение новых специальных задач. Несколько дней назад было объявлено о создании первого в мире БПЛА, способного выполнять обнаружение взрывчатых веществ. Этот аппарат получил название LDS SpectroDrone.
О существовании перспективного проекта, подразумевающего выполнение новых специальных задач, было объявлено 15 ноября. Израильская компания Laser Detect Systems (LDS) опубликовала официальный пресс-релиз, посвященный своей новой разработке. В преддверии выставки HLS & Cyber Expo, прошедшей 15-16 ноября в г. Тель-Авив, компания-разработчик решила раскрыть информацию о некоторых элементах своей экспозиции. Темой для одного из сообщений стал проект под названием SpectroDrone. Целью этой разработки является выполнение контроля за определенными объектами с поиском взрывчатых веществ и потенциально опасных объектов.
Общий вид БПЛА с системой SpectroDrone. Кадр из рекламного ролика
Сообщается, что изделие SpectroDrone является первым в мире БПЛА, способным находить взрывные устройства и взрывчатые вещества, в том числе расположенные за преградами. При этом беспилотник может работать на некотором удалении от оператора, а также имеет возможность не приближаться на малое расстояние к обследуемому объекту во время работы. Полученные характеристики и возможности являются результатом объединения двух разработок, а именно платформы-квадрокоптера и современного лазерного детектора, работающего по принципу спектрометра.
В качестве основы для БПЛА со спектрометром компании LDS был выбран аппарат Optimus, разработанный израильской фирмой Airobotics. Он представляет собой сравнительно легкую машину с четырьмя воздушными винтами, имеющую набор требуемого оборудования для управления и решения различных задач. Кроме того, такой беспилотник имеет достаточную для транспортировки спектрометра грузоподъемность. После некоторых незначительных доработок изделие Airobotics Optimus стало носителем системы SpectroDrone. В такой конфигурации новая израильская разработка демонстрировалась на недавней выставке.
С точки зрения основных особенностей конструкции БПЛА Optimus мало отличается от другой современной техники своего класса. Основой конструкции аппарата является корпус сложной формы, выполненный из пластика. В составе пластиковых агрегатов имеется крупный обтекаемый фюзеляж характерной формы, к которому крепятся четыре балки с двигателями. Проект предусматривает применение четырех электродвигателей с собственными воздушными винтами. Непосредственно под двигателями на балках аппарата крепятся стойки, используемые в качестве шасси. На случай аварийной посадки аппарат оснащается парашютом.
Общий вид беспилотника во время решения поставленных задач. Рисунок Laser Detect Systems / Laser-detect.com
Airobotics Optimus имеет максимально автоматизированную систему управления, способную самостоятельно и без участия оператора осуществлять различные операции. Так, получив программу действий, беспилотник может самостоятельно осуществить взлет, выйти в заданный район или начать патрулирование по указанному маршруту. За счет автоматики также улучшаются возможности аппарата при продолжительной работе. Для определения собственного положения аппарат использует спутниковую навигацию. Точность определения координат, по данным разработчика, достигает 1 см.
Для транспортировки и обеспечения эксплуатации БПЛА производителем предлагается специальный контейнер. Внутри этого изделия помещается полный набор оборудования, необходимого для эксплуатации беспилотника. Сам аппарат в транспортном положении помещается в специальном гнезде в верхней части контейнера и закрывается раздвижной крышкой. При необходимости взлета элементы крыши расходятся в стороны, освобождая место для подъема.
В исходной версии беспилотник израильской разработки несет только оптико-электронную аппаратуру, позволяющую осуществлять пилотирование и наблюдение за местностью. Проектом компании LDS предложено использование новой полезной нагрузки специального назначения. С ее помощью оператор комплекса сможет находить потенциально опасные предметы и определять степень риска, выявляя наличие взрывчатых веществ. Отмечается, что полезная нагрузка для БПЛА Airobotics Optimus выполняется в виде сменных модулей. Для замены модуля и, как следствие, изменения тактической роли аппарата требуется минимальное время.
Контейнер для транспортировки аппарата. Фото Airobotics / Airobotics.co.il
Изделие SpectroDrone представляет собой блок с набором различного оборудования, используемого при поиске следов тех или иных химических веществ. В составе этого прибора имеется несколько оптико-электронных устройств, оснащенных собственными лазерными излучателями. Последние генерируют излучение с разными длинами волн. Также в составе детектора имеются лазерный дальномер и видеокамера высокого разрешения. Для обработки сигналов, поступающих с разных компонентов, детектор оснащается системой управления, работающей по специальным алгоритмам. Первенство компании LDS в создании подобной техники подтверждено патентами.
Во время работы беспилотника, оснащенного системой обнаружения, элементы изделия SpectroDrone в автоматическом режиме должны вести наблюдение. Несколько лазеров в разных диапазонах излучают свет, направляемый к обследуемому объекту. Далее оптика собирает отраженное излучение и обрабатывает его по специальному алгоритму. Наличие определенных особенностей отраженного света свидетельствует о присутствии в воздухе тех или иных веществ. Заявлена возможность выявления веществ, находящихся в твердом, порошкообразном или аэрозольном состоянии.
Предложенный принцип работы позволяет использовать систему SpectroDrone в различных сферах, однако разработчик адаптировал ее к применению в сфере поиска взрывчатых веществ. Алгоритмы обработки сигналов разработаны с учетом характерных особенностей подобных соединений. Утверждается, что система обработки сигналов позволяет довести нижний порог концентрации обнаруживаемого вещества до минимальных значений. Также заявлено снижение количества ложноположительных и ложноотрицательных срабатываний. Согласно пресс-релизу компании-производителя, новый детектор имеет характеристики на уровне лабораторных образцов.
Размещение оптических приборов. Кадр из рекламного ролика
Предлагаемый метод применения перспективной техники достаточно прост. По командам оператора или под управлением автоматики беспилотник-платформа должен выходить в район цели. В случае с БПЛА Optimus радиус действия достигает 3 км. После выхода на требуемую позицию к работе подключается целевое оборудование. Оно самостоятельно изучает состояние атмосферного воздуха рядом с исследуемым объектом и выявляет присутствие взрывчатых веществ или иных опасных соединений. Информация о состоянии воздуха рядом с целью в режиме реального времени передается на операторский пульт. Получив точные данные о наличии или отсутствии взрывчатки, оператор комплекса может передать всю необходимую информацию саперам, которым предстоит работать с опасным объектом. На данный момент дальность обследования объектов ограничивается лишь несколькими метрами, что связано с особенностями работы лазерной аппаратуры.
В предложенном виде беспилотный летательный аппарат Optimus со спектрометром SpectroDrone может найти применение в различных сферах. Прежде всего, такая техника представляет интерес для вооруженных сил и спецслужб, нуждающихся в средствах поиска взрывных устройств того или иного типа. В таком случае беспилотники могут использоваться для поиска самодельных взрывных устройств на пути конвоев или при защите различных объектов от возможных нападений с применением взрывчатки. БПЛА со специальным оборудованием в теории позволит своевременно находить угрозу и принимать необходимые меры.
При этом компактный спектрометр, переносимый беспилотником, может использоваться и в других сферах. Возможность поиска тех или иных веществ в воздухе может быть полезна во множестве других сфер. Производственный процесс некоторых отраслей промышленности связан с рисками появления в воздухе веществ, представляющих опасность для человека и оборудования. Легкие детекторы вполне могут найти применение в качестве средства предупреждения об опасности. В частности, такая техника может заинтересовать предприятия горнодобывающей промышленности, нуждающиеся в системах обнаружения опасных газов.
Демонстрация работы системы. Кадр из рекламного ролика
Система SpectroDrone также имеет определенный потенциал с точки зрения использования при ликвидации последствий стихийных бедствий. Возможность наблюдения за обстановкой при помощи набора оптических приборов и выполнения спектрометрии может заметно улучшить ситуационную осведомленность специалистов.
В существующем виде спектрометрическая аппаратура типа SpectroDrone представляет собой компактный блок, предназначенный для установки на один из существующих беспилотных летательных аппаратов. В будущем список носителей такого оборудования может увеличиться. За счет малых размеров и веса система нового типа может устанавливаться на БПЛА иных типов с другими характеристиками. Кроме того, компания-разработчик упоминает возможность адаптации комплекса для использования на наземных платформах.
Легкий блок системы SpectroDrone после некоторых изменений сможет устанавливаться на наземные дистанционно управляемые робототехнические комплексы. Также носителями детектора могут быть автомобили существующих моделей. За счет применения иного типа носителя может меняться сфера применения аппаратуры. Таким образом, в будущем компания-производитель сможет предложить заказчикам достаточно широкий спектр модификаций новой системы, приспособленных для решения различных задач.
Изделие SpectroDrone без носителя. Кадр из рекламного ролика
Очевидно, что предложенный проект все же не лишен недостатков. Одним из главных могут считаться ограничения по расстоянию от изучаемого объекта. Также нужна прямая видимость с отсутствием серьезных помех. Необходимость приближения на расстояние в несколько метров не позволяет осуществлять работу скрытно, а это может мешать решению некоторых задач военного характера. Кроме того, эффективная работа может быть затруднена из-за особенностей ландшафта и расположения подозрительного объекта.
Новейшая разработка израильской промышленности представляет большой интерес. Впервые в мировой практике беспилотный летательный аппарат удалось оснастить не только оптико-электронными системами наблюдения, но и специализированной аппаратурой, способной искать определенные вещества. Заявленные характеристики и возможности, а также отсутствие прямых аналогов позволяет компаниям Airobotics и LDS рассчитывать на определенный интерес со стороны потенциальных заказчиков и ждать подписания контрактов на поставку серийной техники. Дополнительным стимулом для появления заказов на системы SpectroDrone может стать модульная архитектура, обеспечивающая применение специальной аппаратуры вместе с различными платформами-носителями.
Тем не менее, пока о реальных перспективах проекта говорить рано. Оригинальная разработка была представлен потенциальным заказчикам всего несколько дней назад, так что будущие покупатели могли попросту не успеть сформировать свое мнение и определиться с необходимостью закупки техники. Если комплекс SpectroDrone действительно заинтересует будущих эксплуатантов, то первые контракты на его поставку могут появиться в обозримом будущем.