Авторский блог Александр Ивахненко 23:57 18 марта 2019

Возможен ли автоматический истребитель квадрокоптеров?

Не смеют крылья чёрные над Родиной летать!

★ "От винта!" (с)
★ Девиз воинов ПВО: "Сами не летаем и другим не даем!".

★ ВРЕМЯ ВПЕРЕД
☆ «Выжать из техники максимум»
-- И. Сталин

☆ "Время вперёд!" Свиридов -- https://www.youtube.com/watch?v=B8r7iF39fx4

☆ «Задача состоит в том, чтобы, пользуясь всеми научными знаниями и техническим опытом, накопленным промышленностью, отрешиться от недоиспользования техники, неизбежною в капиталистическом обществе, где рабочий работает не на себя, не на коллектив, а на капиталиста, где хозяйство развивается не по плану, в интересах всего народа, а стихийно, в интересах отдельных капиталистов, пойти в ногу со стахановским движением, возглавить его и помочь ему создавать новую, высшую по сравнению с капитализмом, производительность труда».
-- Из резолюции Пленума ЦК ВКП(б), принятой 25 декабря 1935 г.
-- "Автоматика и телемеханика" (выпуск 1, 1936 год) -- http://www.mathnet.ru/links/d3e530024bee05a3ad95aa6c74af8134/at4487.pdf

★ ПРОБЛЕМА
Коммерческие китайские квадрокоптеры типа "Фантом" продаются любому желающему по цене премиального мобильного компьютера, имеют типовой вес 1.3 кг и размер менее футбольного мяча, что делает их исключительно сложной скоростной целью на высоте и удалении в сотни метров. Наличие стабилизированной бортовой видеокамеры способной записывать на цифровой носитель видео высокого HD или сверхвысокого разрешения 4K с возможностью управлять оптикой и положением самой камеры командами удалённого оператора, который в реальном времени получает на планшет видеоизображение с удаленной камеры на основе видеопотока получаемого по зашифрованному радиоканалу связи. "Фантом" третьей серии способен принимать команды управления и передавать видеопоток с бортовой камеры на удалении более 5 километров и с высоты до 5000 метров. Последние модели четвертой серии перемещаются со скоростью до 70 км в час (типичная скорость - 40 км/ч), набирают высоту со скоростью до 6 метров в секунду, способны действовать при наличии ветра до 10 метров в секунду.

Информация с сайта производителя:
☆ DJI Phantom 4 Pro -- https://www.dji.com/ru/phantom-4-pro?site=brandsite&from=nav
☆ DJI Phantom 3 Se -- https://www.dji.com/ru/phantom-3-se?site=brandsite&from=nav
Прочее:
☆ МЧС России → Техника → Авиационная техника → DJI Phantom 3 -- https://www.mchs.gov.ru/document/5787426
☆ DJI Phantom 3 "Технические характеристики" -- http://avia.pro/blog/dji-phantom-3-tehnicheskie-harakteristiki-foto


★ ЗАДАЧА
Уничтожение враждебных беспилотных летательных аппаратов типа "Фантом" осуществляющих разведовательную деятельность или корректировку огня в зонах боевых действий.

☆ Русборг 2016: копьё сбивает беспилотник -- https://www.youtube.com/watch?v=QRmhdQB8YRw
☆ Викинг сбил копьём коптер -- https://rutube.ru/video/35c89122eeabebd095e7b463a1ed9aab/
☆ Подвиг воина «Русборга», сбившего копьем беспилотник, увековечат в камне -- https://www.lipetsk.kp.ru/online/news/2712157/
☆ Легко ли сбить квадрокоптер из "Калаша"? -- https://topwar.ru/145688-legko-li-sbit-kvadrokopter-iz-kalasha.html
Показано, что сбить практически невозможно, за годы несколько скорее случайных, чем закономерных попаданий.
☆ "Дроны. Революция в небе. Военная приемка" -- Телеканал "Звезда" (http://tvzvezda.ru) -- https://www.youtube.com/watch?v=hwKSH8teMlg
Дрон типа Фантом уничтожается залпом пушек современного комплекса ПВО "Панцирь"


★ РЕШЕНИЕ
☆ (1) Простой в сборке и доступный по всему набору материалов и комплектующих беспилотный ударный летательный аппарат самолетного типа с размахом крыла от 1 до 2 метров, с задним расположением винта, прочной и простой конструкцией из дерева или иного подходящего материала, дешевым и мощным бензиновым двигателем.
☆ (2) Управляющие поверхности элеронов, рулей высоты и направления должны позволять удалённому оператору, а при получении координат цели и на конечном участке - бортовому управляющему вычислителю - осуществлять посредством соответствующих сервоприводов алгоритмически точное и потенциально резкое маневрирование для компенсации возможных резких манёвров цели - квадрокоптера типа Фантом, который обладает четырьмя мощными электродвигателями обеспечивающими ему возможность поднимать дополнительный вес в три килограмма, что минимум в 2 раза превышает вес самого дрона, а такая энерговооруженность позволяет резко маневрировать и быстро набирать высокую скорость.
☆ (3) Набор датчиков геолокации GPS+GLONASS, компаса, трехосевого сенсора положения в пространстве, инерционного датчика, сенсора атмосферного давления, скорости относительно воздушной среды, атмосферного давления, ультразвуковых сенсоров приближения к цели, а главное - образующих стереопару камер высокого разрешения точно размещённых параллельно продольной оси летательного аппарата и разнесённых на заранее известное точное расстояние друг относительно друга по горизонтали. Каждая камера подключается стандартным интерфейсом к 32 разрядному одноплатному компьютеру уровня Raspberry Pi 3 с системой Linux. Одноплатные компьютеры объединяются в бортовую сеть БПЛА посредством стандартного сетевого кабельного интерфейса.
☆ (4) Вдоль беспилотного летательного аппарата размещается достаточный по длинне и толщине стенок самодельный ствол из подходящей стальной трубки под охотничий патрон с картечью. Ствол соединяется с прочным, легким и простым в изготовлении механизмом удерживания патрона, блокировки и обеспечения выстрела электрическим сигналом с вычислителя.
☆ (5) Летательный аппарат снабжается электронными модулями обеспечивающими видео и командные каналы связи с удаленным на расстояние до 3 км оператором.
☆ (6) Удаленный оператор управляет ударным дроном передавая ему по командному каналу расчетные параметры расположения и высоты цели, параметров её недавнего маневрирования и прогноза будущих маневров. Програмное обеспечение снабжает данными о погоде, скорости ветра, расположении солнца и рекомендуемой траектории выхода на цель. Расчёт расположения цели можно сделать имея стереопару двух разнесенных (например, на 1 метр) видеокамер оси которых установлены параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости. Если место установки камер предварительно привязано к ориентиру с точно известными координатами и есть техническая возможность программному обеспечению компьютера посредством датчиков измерять горизонтальные и вертикальные углы наведения стереопары, компьютер может снабжать ударный дрон достаточно точной информацией о координатах места над которым зависла цель и его высоте, что даст возможность расчитать оптимальную траекторию выхода на цель, чтобы захватить и преследовать её дрону уже автоматически, с помощью стереокамер и производительных бортовых компьютеров,
а с приближением на оптимальное расстояние (скажем, в 3-5 метров) - осуществить выстрел картечью.

Подробнее:
☆ Raspberry Pi 3 Model B+ -- https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/
☆ Raspberry Pi 3 Model B -- https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b/
☆ Orange Pi PC 2 -- http://www.orangepi.org/orangepipc2/
☆ Camera Module V2 (8M,1080@30,720@60) -- https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/

★ КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫ

☆ (1) Создание небольшого ударного летательного аппарата способного нести на своем борту стрелеяющее картечью короткоствольное оружие, электрическую батарею требуемой мощности, пару одноплатных компьютеров, пару камер, требуемый набор сенсоров и сервоприводов с проводами, при этом обеспечив стоимость комплекта до сто тыс рублей. Два одноплатных компьютера с видеокамерами стоят в Москве не более 14000 ₽. Комплектующие китайской разработки на основе Orange Pi PC 2 стоят в два раза дешевле.
- Raspberry Pi Camera Board v2.1 -- 3490 ₽ -- http://amperka.ru/product/raspberry-pi-camera-board-v2
- Raspberry Pi 3 Model B -- 3590 ₽ -- http://amperka.ru/product/raspberry-pi-3-model-b
☆ (2) Программное обеспечения пары одноплатных компьютеров и малых контроллеров ударного дрона, пары одноплатных компьютеров пульта оператора и мобильного компьютера - ключевой компонент всего комплекса. Бортовое программное обеспечение системы управления ударным дроном должно содержать развитые и проверенные на практике модели как управляемого летательного аппарата, так и математические модели цели. В этом случае, даже резкое маневрирование цели в попытке выйти из под атаки может быть эффективно компенсировано точно просчитанными управляющими сигналами, так что выстрел картечью будет выполнен с оптимальной дистанции как раз в ту точку, где цель кажется в момент когда её поразит крупная дробь.

★ ИСТОРИЯ ВОПРОСА В КИНО

☆ х/ф "Турецкий гамбит" (2005), экранизация книги Бориса Акунина из серии «Приключения Эраста Фандорина» на основе воспоминаний о русско-турецкой войне российского художника Василия Васильевича Верещагина «На войне» 1902 год.
1877 год. Русско-турецкая война.
Эпизод: Разведовательный воздушный шар. Контрразведчик титулярный советник Эраст Петрович Фандорин и Варвара Андреевна Суворова используют воздушный шар.
-- https://www.ivi.ru/watch/turetskij-gambit/197844

☆ х/ф "Служили два товарища" ("Мосфильм", 1968)
Бойцу Красной армии Андрею Некрасову, бывшему фотографу, командир полка поручает с помощью трофейной кинокамеры снять с аэроплана расположение вражеских войск в районе Перекопа.
Эпизод: Гражданская война. 1920 год. Разведовательная киносъёмка с аэроплана укреплений Перекопа.
Неудачная авиакиноразведка -- https://www.youtube.com/watch?v=XNXy2y2Jyqc

☆ х/ф "Тот самый Мюнхгаузен" ("Мосфильм", 1979)
- Мюнхгаузен: Будем бить через дымоход.
- Мюнхгаузен: Попал. Утка! С яблоками. Она, кажется, хорошо прожарилась.
- Пастор: Она, кажется, и соусом по дороге облилась.
- Мюнхгаузен: Да? Как это мило с её стороны!

1.0x