Применение беспилотников в Бурятии
методическая разработка по технологии (7 класс)

Применение беспилотников в Бурятии.

Выполнил: Балтахинов Павел Николаевич,

МАОУ ФМШ № 56 г. Улан-Удэ.

Дроны в сельском хозяйстве Бурятии – одно из самых перспективных направлений, на которое активно растет спрос. В интересах точного земледелия и разработки полезных ископаемых постоянно создаются и совершенствуются как аппараты, так и ПО, позволяющее в сжатые сроки

Какие виды беспилотников применяют в сельском хозяйстве?

Для наблюдения за полями используют два вида БПЛА, отличающиеся своей конструкцией и летными характеристиками:

• Самолетного типа или Летающее крыло – наиболее удобный вариант для облета больших территорий, характеризующийся высокими аэродинамическими показателями. БПЛА этого типа лучше всего подходит для мониторинга протяженных объектов или съемки в условиях значительного удаления. Но, из-за особенностей конструкции беспилотник должен постоянно двигаться и поэтому не может работать в режиме зависания над объектом, а также осуществлять съемку на ограниченных территориях.
• Коптерные беспилотники или дроны – могут оснащаться различным количеством винтов, что позволяет отлично справляться с точечной съемкой в одном месте для обследования небольшого земельного участка, трехмерного моделирования, опыскивания. Квадрокоптеры отличаются простой конструкцией, стабильностью полета и надежностью. К недостаткам БЛПА этого вида можно отнести небольшую скорость и ограниченное время полета из-за чего радиус действия меньше, чем у самолетных дронов.

Какие операции выполняют беспилотники?

Технологично оснащенные беспилотники в сельском хозяйстве способны выполнять разнообразные операции:

• Аэрофотосъемку – необходимую для выявления проплешин, гибели урожая после воздействия природных факторов и других дефектов, нуждающихся в своевременном устранении. Аэрофотосъемка с дрона более детальная, чем съемка со спутника, за счет небольшой высоты полета. Кроме того, беспилотные системы позволяют снимать даже в условиях порывистого ветра и облачности.
• Видеосъемку – производительность летательного аппарата при видеосъемке достигает 30 км² за 1 час, что существенно снижает временные и финансовые затраты по сравнению с использованием наземных видов обследования или пилотируемой авиации.

• 3D моделирование – позволяет определять переувлажненные или засушливые территории, выемку грунта, грамотно создавать планы и карты увлажнения или осушения почвы, рекультивации участков или мелиорации земель.
• Тепловизионную съемку – осуществляется с применением всего спектра инфракрасного излучения: ближнего, среднего и дальнего диапазона. Исследование с БПЛА дает возможность определить сроки дифференцирования точек роста, что напрямую влияет на урожайность и сохранение продуктивных свойств растений с сохранением наследственных возможностей сорта.
• Лазерное сканирование – применяется для анализа местности на труднодоступных или недоступных территориях. Данный метод обеспечивает получение точной модели высокой плотности с детальным отображением рельефа даже при работе в условиях сильной загущенности насаждений.

Какие задачи решают беспилотники для сельского хозяйства?

Современные беспилотные системы решают следующие задачи:

• оценка качества посевов и выявление факта повреждения или гибели культур;
• определение точной площади погибших культур;
• аудит и инвентаризация земель, необходимые для совершения сделок;
• определение дефектов посева и проблемных участков;
• анализ эффективности мероприятий, направленных на защиту растений;
• мониторинг соответствия структуры и планов севооборота;
• выявление отклонений и нарушений, допущенных в процессе агротехнических работ;
• анализ рельефа и создание карты вегетационных индексов PVI, NDVI;
• сбор информации для службы безопасности, в том числе с выявлением факта незаконного выпаса скота на полях;
• сопровождение строительства систем мелиорации;
• мониторинг хранения корнеплодов в кагатах;
• внесение трихограммы;
• создание карт для дифференцированного удобрения и опрыскивания полей.

Преимущества БПЛА

Активный интерес к применению БЛПА вызван рядом выраженных преимуществ технологии:

• Высокая скорость исследований и экономия время фермеров. За 1 день съемки можно обследовать территории площадью до 5 тыс. га.
• Максимальная точность результата.
• Возможность визуального анализа информации в режиме реального времени.
• Возможность своевременно оценки качества выполненных в поле работ.
• Детальный контроль каждого участка на всех этапах сельскохозяйственных работ.

Применение беспилотников помогает не только провести детальный анализ условий, влияющих на качество растительности, но и оптимизировать производство для получения максимально эффективного результата с рациональным использованием ресурсов. Регулярная съемка позволяет вносить данные в технические документы с учетом привязки к определенному времени для оценки последствий воздействия неблагоприятных условий.

Так как у нас земля богата целебными источниками в самых различных местах равнинной и горной местности беспилотники окажут существенную помощь в их поиске.

Недостатки беспилотников

Кроме преимуществ, работа с дронами и БВС самолетного типа имеет ряд недостатков, среди которых:

• необходимость получения специального разрешения на полеты;
• зависимость точности съемки от навыков оператора и программного обеспечения;
• ограниченная дальность действия из-за невысоких возможностей аккумуляторов.

Кому подходят БПЛА ?

Сегодня, дроны и БВС самолетного типа доступны не только крупным агрохолдингам и комплексам. Благодаря умеренной стоимости и распространенности обучающих курсов по управлению аппаратами, съемку БПЛА могут себе позволить средние и даже мелкие фермерские хозяйства.

Кроме того, совершенно не обязательно приобретать беспилотник. Его можно арендовать или заказать услугу с применением беспилотников у профессионалов.

Но в основном я планирую работу с командой Авиационного техникума Улан-Удэ под руководством Бориса Дармаева и Артёма Афанасьева, которая спроектировала беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Гуран» с вертикальным взлётом, для которого не нужна взлётная полоса.

Инновационность данного беспилотника заключается в том, что он имеет модульную конструкцию, то есть собирается и разбирается как конструктор. В случае необходимости можно самостоятельно произвести замену компонента.
Самое главное преимущество нашего БПЛА перед аналогами – это его стоимость, она существенно ниже. Снижение себестоимости идёт за счёт более низких затрат на комплектующие и программное обеспечение, которое находится в свободном распространении.

Фюзеляж БПЛА создан из композитных материалов. Размеры аппарата: длина - 1,53 метра, размах крыла - 2,3 метра, вес - 7 килограмм.
Для вертикального взлёта беспилотника используются 4 электрических двигателя. Переход в горизонтальный полёт обеспечивают маршевый электрический двигатель. По словам разработчика, прорабатывается и вариант установки бензинового двигателя длительного сгорания. Проектируемая максимальная скорость БПЛА достигает 160 км/ч, средняя – 90-100 км/ч. Расчётный радиус действия - 70 километров, при продолжительности полета 1,5 часа.

Если раньше полностью на электрических двигателях с тем аккумулятором, который имелся, получали порядка 30 минут полёта. Это около 30 километров со средней скоростью 90 км/ч, то сейчас эти параметры увеличились в 1,5 раза.

На комплектующие, расходные материалы, без учёта работы, ушло около 250 тысячи рублей, часть из которых разработчикам выделил Улан-Удэнский авиазавод, часть средств привлечена ООО «Инжиниринговый центр», инициировавшим проект. При этом основной статьёй расходов стала импортная (китайская) электроника (причём у российских аналогов цена ощутимо выше, да и не все есть отечественного производства). А вот фюзеляж дрона полностью изготовлен своими силами.

Назначение аппарата самое широкое – от мониторинга лесных пожаров, защиты лесов от «черных лесорубов» и браконьеров, рыбоохраны, аэрофотосъёмки и картографирования, до помощи при проведении спасательных операций по поиску людей и обеспечения безопасности мероприятий полицией. Также данная техника поможет при разработке

полезных ископаемых: нефрита, золота.
Так сейчас запускается программа торговым домом «Магнетар» по выпуску дронов на Улан-Удэнском Приборостроительном объединении, что упростит эксплуатацию и обслуживание БПЛА.

.