Мобильная платформа воздушного развертывания

Полезная модель предназначена для доставки и обеспечения рабочего цикла целевого оборудования в нижних слоях атмосферы (на высоте от 250 до 5000 м над уровнем моря) посредством малых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Платформа состоит из блока воздушного базирования в виде (БПЛА) и блока наземного базирования, включающего средства управления полетом БПЛА. Последний выполнен в виде мобильных наземных контрольного пункта и стартово-посадочного комплекса, а БПЛА выполнен модульным. Заявленное решение позволяет обеспечить гибкость функционала управления комплексами БПЛА для решения разнородных задач (полетных заданий разного направления, картографирования, видеосъемки, спектрального сканирования, передачи ретранслируемого сигнала и т.д.) с возможностью управления из единого центра, а тек же осуществления запусков и посадок и обслуживания БПЛА.

Полезная модель предназначена для доставки и обеспечения рабочего цикла целевого оборудования в нижних слоях атмосферы (на высоте от 250 до 5000 м над уровнем моря) посредством малых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Из патента РФ на изобретение 2403182 известен подвижный беспилотный авиационный комплекс (БАК) безаэродромного базирования, содержащий беспилотный летательный аппарат (БПЛА) и стартовую наземную станцию, содержащую мобильную платформу и установленные на ней энергетическую установку и блок управления полетом БПЛА. На платформе стартовой наземной станции установлен вертикально трансмиссионный вал, связанный с редуктором, и стартовое устройство, установленное с помощью трех опор. Стартовое устройство содержит средства для передачи вращения от трансмиссионного вала к БПЛА, а также средства для его фиксации и расфиксации при заданной скорости вращения трансмиссионного вала. БАК снабжен системой предполетной автоматической статической балансировки беспилотного летательного аппарата. Известное решение решает задачу повышения эффективности действия БПЛА, расширения контролируемой площади, дальности его действия и длительности его функционирования за счет использования внешнего источника энергии (установленного на мобильной платформе) для накопления кинетической энергии и обеспечения «прыжкового взлета» БПЛА на заданную высоту и его перехода на самолетный режим работы.

Задача, решаемая созданием предлагаемой платформы состоит в расширении её функциональных возможностей, в том числе, в повышении эффективности управления объектами большой протяженности, мониторинге массовых скоплений населения и обстановки в зонах стихийных бедствий и техногенных катастроф, аэрофотосъёмке и картографии и т.п.. Технический результат, который может быть получен при решении поставленной задачи, состоит в гибкости функционала управления комплексами БПЛА для решения разнородных задач (полетных заданий разного направления, картографирования, видеосъемки, спектрального сканирования, передачи ретранслируемого сигнала и т.д.) с возможностью управления из единого центра, а тек же осуществления запусков и посадок и обслуживания БПЛА.

Для достижения поставленного результата предлагается мобильная платформа воздушного развёртывания, состоящая из блока воздушного базирования в виде беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и блока наземного базирования, включающего средства управления полетом БПЛА, при этом блок наземного базирования выполнен в виде мобильных наземных контрольного пункта и стартово-посадочного комплекса, а БПЛА выполнен модульным.

Предпочтительные, но не обязательные варианты реализации конструкции платформы предусматривают наличие у БПЛА по меньшей мере модуля мобильного воздушного радио ретранслятора и/или модуля мониторинга, при этом модуль мониторинга выполнен с возможностью установки оборудования из условия возможности выполнения различных задач, а мобильный наземный контрольный пункт выполнен с возможностью управления перечисленными модулями; кроме того, БПЛА может быть выполнен как с возможностью автоматического пилотирования, так и с возможностью пилотирования в ручном режиме посредством пульта управления, размещённого в мобильном наземном контрольном пункте.

Средствами заявленной мобильной платформы воздушного базирования (далее - Платформа) могут быть решены следующие основные задачи:

доставка и временное размещение в динамическом режиме на период до 24 часов целевого оборудования в позицию на высоте 500-3500 м над уровнем моря средствами малобюджетных БПЛА; реализация полетного задания путем обеспечения заданного пространственного режима позиционирования целевого оборудования (режима облета подконтрольных объектов); формирование беспроводной высокоскоростной информационно-телекоммуникационной среды информационного обмена целевого оборудования с наземным передвижным Контрольным пунктом путем использования разрешенных частот WiFi (WiMAX) и мобильных ретрансляторов воздушного развертывания; обработка и передача информации мониторинга на Контрольный пункт, обмен управляющей и телеметрической информацией; автоматическое формирование маршрутов (траекторий), графика движения БПЛА в соответствии с полетным заданием (автоматизированное формирование и конфигурирование коммуникационной среды в соответствии с задаваемыми параметрами полетного задания); автоматизированная оптимизация параметров коммуникационной среды в масштабе времени, близком к реальному, в соответствии с состоянием выполнения полетного задания, актуальными значениями параметров состояния компонент платформы; метеорологический и радиофизический контроль рабочего пространства, в том числе, автоматизированный учет изменений метеорологической обстановки и некоторые другие.

В общем виде предлагаемая Платформа включает блоки наземного и воздушного базирования. К числу первых относятся мобильный наземный контрольный пункт (далее - Контрольный пункт) и мобильный наземный стартово-посадочный комплекс. Универсализированный БПЛА является компонентом воздушного базирования.

Наземные блоки Платформы - мобильный наземный Контрольный пункт и мобильный наземный стартово-посадочный комплекс обеспечивают воздушное развертывание, управление БПЛА и целевым оборудованием, прием, обработку информации телеметрии и мониторинга. Функционалом Платформы предусмотрен также автоматизированный учет передвижения Контрольного пункта, и управление Платформой во время движения Контрольного пункта. Средства Контрольного пункта позволяют в автоматическом режиме формировать маршруты, графики запуска и движения БПЛА, параметры работы ретрансляторов (см. ниже) в соответствии с топологией местности, радиофизическими характеристиками рабочей зоны воздушного пространства, параметрами полетного задания БПЛА, параметрами и ресурсами компонент Платформы, техническими характеристиками целевого оборудования (см. ниже).

Собственно конструкция БПЛА не является предметом настоящей заявки и в данном описании не рассматривается. Для целей настоящего описания следует выделить однако, что в независимости от применяемой конструкции, существенным является выполнение БПЛА, входящего в состав платформы, по модульной схеме. В зависимости от типа поставленной задачи БПЛА комплектуется, в частности, либо аппаратно-программным модулем для выполнения функций мобильного воздушного радио ретранслятора, либо универсализированным аппаратно-программным модулем мониторинга, допускающим установку различного оборудования мониторинга, и выполняющего функцию носителя целевого оборудования (т.е. оборудования, призванного обеспечить выполнение конкретной задачи). Рабочий цикл целевого оборудования инициируется автоматически по достижению БПЛА заданной высоты или завершению подлетного маневра, а также может инициироваться совместно с процедурой развертывания сети ретрансляторов. Управление носителями и ретрансляторами осуществляется с мобильного наземного Контрольного пункта. БПЛА с функциями ретранслятора автоматически формируют в пространстве сеть передачи данных по принципу наложения зон уверенного передачи-приема (сотовому принципу организации связи). Канал передачи информации мониторинга между БПЛА - носителем целевого оборудования и мобильным наземным Контрольным пунктом поддерживается одним или несколькими ретрансляторами с возможностью передачи информации мониторинга ведется на высоких скоростях (на расстоянии до 120 км.).

Выполнение полетного задания БПЛА проводится, в основном, в режиме автоматического пилотирования, при этом, в числе возможных конструктивных особенностей БПЛА, расширяющих функциональные возможности Платформы, может быть также упомянута возможность изменения полетных характеристик БПЛА для расширения спектра выполняемых задач. График движения БПЛА может корректироваться в режиме времени, близком к реальному, средствами системы управления движением с учетом незапланированных отклонений от ранее принятого графика движения и порядка выполнения целевых полетных заданий. Основаниями для корректировки целевых полетных заданий могут быть атмосферные факторы, неполадки в работе и выход из строя прочих БПЛА, входящих в конфигурацию Платформы, неполадки и сбои в работе целевого оборудования и др.

Следует также отметить, что Платформой предусмотрены, в том числе, режим удаленного пилотирования и управления БПЛА и целевым оборудованием диспетчером Платформы посредством мобильного наземного Контрольного пункта - ручной режим. Указанный режим управления реализуется посредством пульта дистанционного управления, расположенного на Контрольном пункте и установленных на корпусе БПЛА сервисных видеокамер высокого разрешения, а также штатного высокоскоростного канала информационного обмена с Контрольным пунктом. В числе задач, решаемых посредством такого режима, могут быть упомянуты удаленно пилотируемый облет объекта мониторинга, ручное управление целевым оборудованием, визуальный удаленный осмотр компонент Платформы, находящихся в воздухе, аварийная нештатная посадка БПЛА, а также сброс (доставка) целевого груза.

1. Мобильная платформа воздушного развертывания, состоящая из блока воздушного базирования в виде беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и блока наземного базирования, включающего средства управления полетом БПЛА, отличающаяся тем, что блок наземного базирования выполнен в виде мобильных наземных контрольного пункта и стартово-посадочного комплекса, а БПЛА выполнен модульным.

2. Платформа по п.1, отличающаяся тем, что БПЛА содержит по меньшей мере один из следующих модулей: модуль мобильного воздушного радиоретранслятора, модуль мониторинга.

3. Платформа по п.2, отличающаяся тем, что модуль мониторинга выполнен с возможностью установки оборудования из условия возможности выполнения различных задач.

4. Платформа по п.2, отличающаяся тем, что мобильный наземный контрольный пункт выполнен с возможностью управления перечисленными модулями.

5. Платформа по п.1, отличающаяся тем, что БПЛА выполнен с возможностью автоматического пилотирования.

6. Платформа по п.1, отличающаяся тем, что БПЛА выполнен с возможностью пилотирования в ручном режиме посредством пульта управления, размещенного в мобильном наземном контрольном пункте.