Когда новая технология становится достоянием общественности, в новостях и научных изданиях часто говорят о том, как новая технология догонит и перегонит старую. Беспилотники не стали исключением. В начале 2000-х годов технология беспилотников стала дешевле и доступнее, и многие люди начали изучать ее как замену вертолетам.
Дроны потенциально могут заменить вертолеты в таких ситуациях, как поиск и спасение, наблюдение за дикой природой, осмотр инфраструктуры и некоторые виды фотосъемки, например, съемка недвижимости. Если вы хотите преодолевать большие расстояния и поднимать тяжелые предметы, то вертолеты — это единственный вариант.
Кроме того, беспилотные летательные аппараты могут заменить вертолеты.
До появления беспилотников вертолеты были основным способом аэрофотосъемки на небольшой высоте. Они также предоставляли транспорт для различных служб и служили быстрым способом перевозки грузов.
В этой статье мы рассмотрим возможности беспилотников заменить вертолеты в различных задачах и ситуациях.
Содержание
Все способы, которыми беспилотники могут заменить вертолеты
По мере удешевления технологии беспилотников для компаний, различные задачи, которые раньше подходили только для вертолетов, стали проще выполнять благодаря беспилотникам. Иногда новое применение было просто гиперболой, и реальность не оправдала бурю в СМИ вокруг потенциала беспилотных технологий. Однако в других отношениях технология беспилотников значительно превосходила вертолеты. Например, поиск и спасение, наблюдение за дикой природой и приближение к критически важным объектам инфраструктуры энергетических сетей и других отраслей.
Поиск и спасение
Вооруженные силы США используют беспилотные летательные аппараты для выполнения большинства задач по поиску и уничтожению. Эти беспилотные летательные аппараты (стационарные дроны) также могут сканировать большие территории дикой природы в поисках людей в таких местах, как крупные национальные парки.
В одном из примеров, опубликованном журналом New Scientist, ученые из Университета Бригама Янга взяли коммерчески доступный самолет с винтовым двигателем и фиксированным размахом крыльев 1,2 м, оптимизированный для полета на низкой скорости. Они приспособили его для автономного полета и поиска.
<Их задача состояла в том, чтобы предоставить поисково-спасательным командам дешевую альтернативу вертолетам и использовать его на больших высотах и в более неблагоприятных погодных условиях. Преимущество использования беспилотника для поисково-спасательных операций заключается в том, что поисково-спасательные команды могут проводить поиск на больших территориях без опыта пилотирования. Они нажимают на экран компьютеризированной карты, и самолет будет работать автономно для поиска этих районов.
В ходе испытаний операторы использовали аппарат в течение от 35 до 150 минут. Им удалось найти манекен, который был брошен в пустыне.
В другом примере с использованием дрона-квадрокоптера, опубликованном в научной литературе, потребительский дрон смог определить местонахождение альпиниста. Он и его партнер по восхождению разделились во время восхождения на 12-ю по высоте вершину мира — Броуд-Пик в горах Каракорум на северо-востоке Пакистана.
В этом случае беспилотник был спасен.
В этом спасении использовался дрон DJI Mavic Pro, который летал на высоте 8400 метров, что намного выше максимального потолка обслуживания в 5000 метров, указанного в спецификации дрона.
Не только дрон поднялся на невероятную высоту, но и ветер был около 40 км/ч, а температура окружающего воздуха составляла -10 градусов Цельсия.
Когда жертва была найдена, дрон мог зависать до тех пор, пока жертва не подтверждала присутствие дрона взмахом руки. Жертва провела 36 часов на высоте 7600 м вблизи смертельной зоны из-за высокой смертности, вызванной разреженным воздухом.
Когда жертва была найдена, она могла зависать в воздухе до тех пор, пока дрон не признавал ее присутствие.
Этот пример является отличной демонстрацией того, как высоко может летать беспилотник для выполнения полетного задания.
В другом исследовании рассматривалось использование беспилотников при катастрофах на открытых горных разработках. Они изучали и исследовали оперативное время полета, рабочую нагрузку и расстояние, на которое могут летать беспилотники, чтобы ускорить спасательную операцию.
Несомненно, существует множество доказательств того, что использование беспилотника вместо вертолета для поисково-спасательных работ может помочь экипажам быстрее найти людей и снять часть обязанностей и подъемных работ, необходимых для безопасного извлечения людей.
Мониторинг дикой природы
Дроны также превосходят вертолеты при наблюдении за дикой природой. Превосходство заключается в том, что они очень портативны, имеют возможность приближать конкретные участки окружающей среды, обладают низким уровнем шума по сравнению с вертолетом.
Если вы хотите узнать больше о лучшем дроне для съемки дикой природы, прочитайте мою статью, в которой я рассказываю о лучших современных дронах для наблюдения за дикими животными, не беспокоя их — нажмите здесь.
В исследовании, опубликованном австралийскими учеными, они рассмотрели беспилотные летательные аппараты и пилотируемые вертолеты для мониторинга популяций макропод. Вертолетные съемки были проверенным и надежным, повторяемым методом широкомасштабного мониторинга популяций кенгуру. Однако доступность беспилотных летательных аппаратов дальнего радиуса действия и их низкая стоимость открыли возможность, которую они хотели проверить.
Команда использовала беспилотные летательные аппараты для мониторинга популяций кенгуру.
<Они использовали дальнобойный беспилотник с фиксированным крылом для исследования кенгуру и других популяций диких животных в масштабах ландшафта и проверки результатов в сравнении с результатами, полученными в ходе современных вертолетных исследований.
Они отправили наблюдателей на задние сиденья вертолета и сравнили их с использованием беспилотной техники.
Они обнаружили, что частота встреч с дикими животными была значительно ниже при использовании беспилотной технологии по сравнению с вертолетным опросом. Этот эксперимент привел к низкой оценке плотности макроподов по сравнению с вертолетным подходом.
Они отметили, что значительная часть диких животных была встречена с помощью беспилотников.
Они отметили, что требуются значительные улучшения в технологии камер для съемки кенгуру и дрона.
В более позднем исследовании рассматривались дроны и вертолеты для широкомасштабных обследований животных, проводимых регулярно. И снова оно было проведено в Австралии. Они получили схожие результаты и обнаружили, что беспилотник мог обследовать только половину необходимой площади и не мог различать разные виды животных. Он зафиксировал менее 13% плотности видов, наблюдаемых при съемке с вертолета.
Количество видов, наблюдаемых при съемке с вертолета, не превышает 13%.
Возможно, пройдет еще несколько лет, прежде чем технология беспилотников догонит вертолеты по способности облетать большие территории, а также по точности и способности человеческого глаза выделять больше животных, чем камера и программное обеспечение с искусственным интеллектом.
Обзор инфраструктуры
Одна из лучших возможностей беспилотников — приближение к инфраструктурам, таким как энергообъекты и мосты, для детальной съемки и 3D-моделирования при проведении инспекций.
Беспилотники могут летать вблизи объектов инфраструктуры, таких как электросети и мосты.
Дроны могут летать прямо под мостами, а некоторые дроны могут направлять свою камеру прямо вверх, чтобы получить подробный снимок всего, что находится под мостом.
Ветряные фермы — еще одна область, где дроны могут заменить вертолетную технику и другие методы осмотра, такие как спуск и подъем на высоту.
Ветряные электростанции
Инспекция ветряных турбин обычно требует, чтобы инженер поднял огромную конструкцию изнутри и осмотрел ее на предмет возможных повреждений или будущих проблем с эксплуатацией. Существует множество компаний, которые предлагают осмотр ветряных турбин с помощью дронов, а другие также используют тепловидение для обнаружения горячих двигателей и мест трения.
Основной причиной является исследование целостности лопастей, что очень трудно сделать обычным способом. Длина лопастей зимней косилки составляет от 5200 м, и получить к ним доступ невероятно сложно. В прошлом люди пытались осмотреть их с помощью бинокля и телескопического объектива, но это неточно и трудно точно задокументировать проблему, если вы ее выявите.
Компания SkySpecs является примером компании, которая оптимизирует эксплуатацию и техническое обслуживание ветряных электростанций. Они разработали специально созданные беспилотники и программное обеспечение и алгоритмы прогнозируемого технического обслуживания, чтобы ответить на этот конкретный вопрос.
Исследователи из Великобритании сделали еще один шаг вперед и разработали автономные дроны для осмотра морских энергетических объектов. В ходе исследования, проведенного под руководством Эдинбургского центра робототехники, они стремились устранить необходимость выполнения людьми опасных и дорогостоящих задач, таких как спуск с высоты турбин и посещение морских ветряных электростанций на кораблях или вертолетах.
Опрыскивание в сельском хозяйстве
Опрыскивание сельскохозяйственных культур — очень распространенное применение беспилотных технологий. Дроны могут летать прямо над посевами, что минимизирует количество переопыления на соседние поля, и работать автономно, маневрируя вверх и вниз по рядам посевов без постоянного внимания пилота.
Два самых популярных на рынке беспилотника для опрыскивания растений производятся компанией DJI и могут обрабатывать примерно 30 акров в час.
На каких площадях могут работать эти дроны:
- Аграс>29,7 акров
- Аграс>24,7 акров
Объем площади, которую покроет ваш дрон, зависит от различных факторов, включая погоду, количество жидкости и плотность жидкости, которую он несет, а также от того, придется ли дрону маневрировать в сложных географических условиях или избегать препятствий, таких как ветки деревьев.
Подробнее
Для достижения максимальной эффективности опрыскивания необходимо потратить достаточно времени на планирование своей миссии, чтобы дрон пролетел минимальное расстояние по вашим полям.
Опрыскивание с помощью вертолета или другого воздушного транспортного средства может быть опасным и дорогостоящим. Автоматизация опрыскивания посевов с помощью дрона позволит фермерам сосредоточиться на других задачах.
Съемка в специфических нишах
Для аэрофотосъемки и фотосъемки также могут использоваться вертолеты. Дроны, скорее всего, заменят все виды аэрофотосъемки с вертолета, если только у дрона не будет конкретных ограничений по использованию.
Съемка недвижимости
Съемка с вертолета
Съемка недвижимости
Например, при съемке недвижимости требуется, чтобы дрон снимал различные ракурсы домов и прилегающие территории. Такой результат был бы невероятно дорогим и невозможным при использовании вертолета из-за того, что нисходящая тяга сдвигает деревья и вызывает сильное движение на прилегающих территориях.
Вероятно, что вертолет может не справиться с этой задачей.
Если вы хотите узнать больше о преимуществах использования дронов в сфере недвижимости, ознакомьтесь с другой моей статьей — нажмите здесь.
Технология дронов становится все дешевле, а камеры, которыми оснащены дроны, имеют гораздо более высокое разрешение и возможности, чем когда-либо прежде.
Другая ниша фотографии включает использование лидара с дронов для составления карт археологии.
Археология
В исследовании, опубликованном в 2018 году, рассматривалось использование лидара с дронов для повышения качества документирования археологических особенностей и физических свойств.
Оказалось, что при использовании дронов было обнаружено скромное улучшение, но оно не было столь убедительным, как можно было бы ожидать, учитывая значительное увеличение площади и наземных точек, которые может собрать дрон. Густая растительность мешает лазерным лучам достигать голой земли, что снижает точность документирования археологических объектов.
Основными преимуществами использования дрона являются его гибкость, малая высота полета, небольшой лазерный след и далеко простирающееся поле зрения, что может означать лучшее, чем сканирование с самолетов или вертолетов.
Однако при правильном использовании лидар с дронов может существенно улучшить археологическое дистанционное зондирование.
Несмотря на все преимущества беспилотников, в ближайшем будущем дроны не смогут обойтись без них. Давайте вкратце рассмотрим их сейчас.
То, что могут делать только вертолеты
Существует несколько вещей, которые могут делать только вертолеты. Беспилотная техника не может перевозить большие грузы или перемещаться на большие расстояния.
Перевозка людей
Для перевозки людей гораздо лучше подходят вертолеты.
Несколько стартапов и компаний делают все возможное, чтобы сделать беспилотный транспорт реальностью.
Персональный беспилотник Ehang 184 размером примерно с умный автомобиль способен доставить одного человека (весом до 260 фунтов) в любое место в радиусе 10 миль/23 минут полета. Это довольно впечатляюще. Это более похоже на беспилотник, поскольку он полностью автономен: пассажиры дают дрону только очень простые указания — полет он выполняет сам!
<Пока технология беспилотников не станет более безопасной, доступной и способной преодолевать гораздо большие расстояния, вертолеты всегда будут доминирующим видом транспорта с вертикальным взлетом для перевозки людей.
Перемещение на большие расстояния
Вертолеты гораздо лучше преодолевают большие расстояния благодаря своему основному источнику энергии, если вы хотите преодолевать большие расстояния на своем воздушном транспортном средстве.
Емкость батареи дрона сильно ограничена из-за технологии, а плотность энергии намного ниже, чем у бензина.
Дроны могут перемещаться только на расстояние около 10 км от своего пульта дистанционного управления, и, скорее всего, у них закончится заряд батареи, чтобы благополучно вернуться домой. Из-за этих проблем средняя дальняя поездка составляет от 1 до 2 км от пилота.
Кроме того, дроны могут перемещаться на расстояние около 10 км от пульта управления.
Если вы хотите путешествовать на большие расстояния, нет сомнений, что вертолеты гораздо более способны на это, чем беспилотники.
Подъем тяжелых предметов
Наиболее популярными на рынке являются DJI Spreading wings и DJI Agras MG-1, которые могут переносить до 11 кг каждый. Но максимум, что может нести коммерческий дрон на данный момент, — это 18 кг. Этот подвиг совершает Freefly Systems ALTA 8.
Существа быстро совершенствуются, а ученые и инженеры постоянно расширяют границы возможного. Компания Top Flight Technologies разработала гибрид газа и электричества, который может нестись и лететь более двух с половиной часов! Кроме того, компания спокойно разрабатывает 100-киловаттный гибридный дрон, который может поднимать 100 килограммов — достаточно для перевозки человека или двух человек — в течение трех часов.
Порой бывает трудно понять, что может поднять беспилотник в дикой природе, по сравнению с тем, что заявляет производитель. Вот сравнение некоторых из самых популярных коммерческих дронов и дронов, созданных для поднятия тяжестей! Вы будете удивлены тем, как много могут поднять некоторые из небольших дронов!
Если вы хотите поднимать тяжелые грузы, гораздо целесообразнее использовать вертолет, чем дрон. У них гораздо больше мощности, а некоторые дроны могут поднимать до 44 000 фунтов.
Обзор
В этой статье мы рассмотрели все, что вам нужно знать о том, заменят ли беспилотники вертолеты. В конечном счете, все зависит от задач, стоящих перед беспилотником, но для перевозки больших грузов, на большие расстояния и людей вертолеты будут выигрывать до тех пор, пока технология беспилотников существенно не улучшится.
Беспилотные технологии могут превзойти вертолеты при осмотре инфраструктуры, нишевых приложениях фотографии, некоторых задачах мониторинга сельского хозяйства и дикой природы, а также при оказании помощи поисково-спасательным группам в поиске жертв.
По мере дальнейшего совершенствования технологии беспилотных летательных аппаратов они, вероятно, будут обгонять вертолеты во многих областях. В настоящее время идет гонка за доставку грузов с помощью дронов и другие быстрые воздушные задачи, такие как доставка органов. Многие предприниматели и стартапы по всему миру сосредоточены на решении целого ряда различных проблем.
Я не сомневаюсь, что технология беспилотников, будь то самолеты с фиксированным крылом, квадрокоптеры или беспилотники вертикального взлета и посадки, будет постепенно развиваться, и они смогут превзойти вертолеты в ряде нишевых задач и приложений.