Partner serwisu
18 lipca 2017

To nie science fiction. O dronach w energetyce i nie tylko

Kategoria: Artykuły z czasopisma

Bezzałogowe statki powietrzne (zwane potocznie dronami) były do niedawana kojarzone wyłącznie z zastosowaniem militarnym i filmami science fiction. Coraz większe zainteresowanie świata nauki i biznesu sprawiło, że rynek dronów rozwija się bardzo dynamicznie, a możliwości ich zastosowania stają się bardzo zróżnicowane i mają coraz częściej charakter komercyjny.

 

To nie science fiction. O dronach w energetyce i nie tylko

Czym są drony Drony

To bezzałogowe statki powietrzne (ang. Unmanned Aerial Vehicle – UAV) pilotowane zdalnie z ziemi:

  • bezpośrednio przez operatora,
  • pośrednio przez operatora na bazie wprowadzonych współrzędnych, lub
  • wykonujące autonomiczny lot. Drony to połączenie lotnictwa, cyfryzacji i robotyzacji w jednym.

Na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań bezzałogowych statków powietrznych, różniących się konstrukcją nośną, rodzajem napędu, rozmiarem i masą oraz czasem utrzymywania się w powietrzu, który może wynosić od kilku minut do nawet kilkudziesięciu godzin. Dwie najpopularniejsze konstrukcje dronów to:

  •  konstrukcja płatowa (wyglądem przypominająca nowoczesny samolot) 
  •  konstrukcje wielowirnikowe, różniące się sposobem montażu i liczbą posiadanych wirników

Drony z czterema wirnikami to quadrocoptery. Urządzenia te są obecnie najczęściej spotykane w codziennym wykorzystaniu (głównie przez osoby prywatne). Inne dostępne maszyny to hexacptery i octocoptery (mające odpowiednio 6 i 8 wirników). Większa liczba rotorów gwarantuje większą moc drona, dzięki temu możliwe jest doposażenie konstrukcji w dodatkowe urządzenia monitorujące i czujniki. Pojęcie „dron” coraz częściej dotyczy nie tylko maszyn latających. Tym mianem określa się również zdalnie sterowane bezzałogowe urządzenia jeżdżące czy pływające. Na potrzeby niniejszego artykułu skupiono się na rozwiązaniach powietrznych.

Drony nie są nowym pomysłem

Drony nieodzownie kojarzą się z rozwiązaniami zarezerwowanymi dla wojska. Technologia w XX i XXI wieku w znacznej mierze rozwinęła się dzięki realizacji projektów o charakterze militarnym. Gdyby nie potrzeby armii, takie technologie jak GPS i internet najprawdopodobniej nigdy by się nie rozwinęły. Podobnie było z dronami. Początki projektowania bezzałogowych statków powietrznych sięgają czasów I wojny światowej. W 1917 r. Elmer Sperry i Peter Hewitt w USA opracowali samolot (będący protoplastą dzisiejszych dronów), który wykorzystując żyroskopy i czujniki ciśnienia, startował z wyrzutni, obierał wcześniej zdefiniowany kurs i wysokość, a po przebyciu określonej trasy zrzucał bombę i lądował lub ostro nurkował i rozbijał się o cel. Miał więc pełnić rolę zaprogramowanego pocisku lub zdalnego nośnika bomb. Z kolei okres II wojny światowej to prace prowadzone w III Rzeszy nad pociskami V1 i V2, które można uznać za swoisty rodzaj dronów. Pociski były naprowadzane na cel za pomocą mechanicznego programatora lotu, zdalnie przy użyciu fal radiowych lub przewodowo. Część pocisków była zaopatrzona w eksperymentalne kamery telewizyjne, które przekazywały obraz celu do operatora. W 1940 roku w USA rozpoczęto masową produkcję pierwszego bezzałogowego samolotu RadiopIane OQ-2 (łączna produkcja na poziomie ok. 15 tys. sztuk), wykorzystywanego przez armię w roli latającego, zdalnie sterowanego celu dla potrzeb szkolenia artylerzystów. Pod koniec II wojny światowej prowadzono również prace badawcze i koncepcyjne nad projektami mającymi na celu przerobienie wysłużonych bombowców B-17 i B-24 na „zdalnie sterowane bomby”. Samoloty startowały pod kontrolą pilotów, którzy po starcie opuszczali pokład maszyny na spadochronie. Nadzór nad dalszą częścią lotu przejmował operator siedzący w drugiej maszynie, lecącej w pobliżu samolotu „bezzałogowego” na bezpiecznym pułapie. Wykorzystanie zdalnie sterowanych bombowców rozważano również w ramach testowania i badania skutków użycia broni atomowej. Bezzałogowy samolot był idealnym rozwiązaniem, gdyż nie narażał załogi na ewentualne skutki napromieniowania, umożliwiając również filmowanie miejsca wybuchu. Większość proponowanych i testowanych w czasie II wojny światowej rozwiązań pozostała do jej końca w fazie eksperymentalnej, a praktyczne zastosowanie znalazła dopiero po zakończeniu wojny. Wojsko całkowicie przekonało się do zalet misji rozpoznawczych i szpiegowskich realizowanych za pomocą samolotów bezzałogowych. Loty bezzałogowe eliminowały ryzyko pojmania bądź zabicia pilota w przypadku zestrzelenia. Jednym z przełomowych modeli dronów był opracowany w 1986 r. i przetestowany bojowo w 1991 r. model RQ-2 Pioneer. Podczas kilkutygodniowej Operacji Pustynna Burza amerykańskie wojsko skorzystało z modelu RQ-z Pioneer, wykonując łącznie 530 lotów rozpoznawczych, co przekłada się na około 1700 godzin w powietrzu. Prawdziwy przełom w technologii dronów nastąpił 1989 r. W projekcie koordynowanym przez Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (ang. Defense Advanced Research Projects Agency – DARPA) zastosowano po raz pierwszy łączność satelitarną do sterowania statkiem powietrznym.

 

Cały artykuł pojawił się w numerze 4/2017 magazynu "Energetyka Cieplna i Zawodowa"

 

fot.: 123rf.com

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ