Drony na uwięzi – rodzaje, charakterystyka, wykorzystanie

Bezzałogowe statki powietrzne nazywane popularnie dronami bardzo często kojarzą się z quadrocopterami lub stałopłatami wykonującymi misje lotnicze na podstawie danych przekazywanych przez operatora wykorzystującego bezprzewodową aparaturę. Rozwiązanie to jest niezwykle uniwersalne, popularne oraz bezpieczne.

Na rynku istnieje jednak szereg misji, w których klasyczne bezzałogowe statki powietrzne niezależnie od ich formy, rozmiaru, możliwości czy zastosowanych modułów payload, nie są optymalnym wyborem. Najczęściej problemem jest czas operacji lotniczej. Większość konstrukcji dostępnych aktualnie na rynku pozwala na pozostawanie w powietrzu przez czas do 40 minut (quadrocoptery). Dodatkowo tego typu konstrukcje w zwisie wyczerpują akumulatory znacznie szybciej, a duże znaczenie mają również warunki atmosferyczne. Zaledwie minimalny wiatr drastycznie pogarsza czas lotu w zawisie.

W tym miejscu z pomocą przychodzą dedykowane konstrukcje – drony na uwięzi ze stałym zasilaniem. Czym jest dron na uwięzi? Jakie są najważniejsze różnice pomiędzy dronami na uwięzi, a klasycznymi quadrocopterami zasilanymi akumulatorami?

Dron na uwięzi – charakterystyczna konstrukcja w świecie bezzałogowych statków powietrznych

Drony na uwięzi to maszyny, które powstały, aby odpowiedzieć na potrzeby rynku. Konstrukcje tego typu na nowo zdefiniowały możliwość wykorzystania dronów otwierając drzwi na zupełnie nowe rodzaje operacji lotniczych.

Bezzałogowe statki powietrzne na uwięzi to konstrukcje, które w przeciwieństwie do klasycznych dronów od początku projektowane są do wykorzystania nonstop – 24/7/365. Nieograniczony czas lotu pozwala na ich wygodne i sprawne wykorzystanie do obserwacji, monitoringu czy zwiadu. Na rynku znajduje się wiele konstrukcji, a część z nich jest mobilna, co pozwala prowadzić obserwację znacznych obszarów np. z poziomu auta.

Bezpieczeństwo nie do podrobienia

Drony na uwięzi to konstrukcje, które cechuje bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa. Projektowane są one pod kątem długotrwałego wykorzystania w niesprzyjających warunkach atmosferycznych. Dodatkowo na rynku dostępne są konstrukcje, które przesyłają wszystkie dane przewodowo z wykorzystaniem uwięzi, co dodatkowo zwiększa bezpieczeństwo cybernetyczne i uniemożliwia kradzież danych wrażliwych z aparatury oraz modułów payload samego drona.

Dron na uwięzi – jak wygląda i z czego się składa?

Dron na uwięzi to system, który składa się z elementu powietrznego oraz stacji naziemnej. Całość połączona jest ze sobą z wykorzystaniem elastycznego przewodu o wysokiej odporności na rozciąganie oraz napięcia i długości co najmniej 30 metrów. Kabel ten służy zarówno do przesyłania energii (w dronie jest jedynie mały akumulator awaryjny np. do lądowania po zerwaniu uwięzi), jak i wszelkich danych. Wszystkie informacje przesyłane są do stacji naziemnej. Całość uzupełnia również aparatura sterująca.

Przygotowany do lotu dron na uwięzi składa się z następujących elementów:

• Drona z dedykowanym modułem payload np. kamerą do monitoringu/kamerą termowizyjną
• Stacji stałego zasilania (moduł naziemny)
• Uwięzi łączącej drona ze stacją stałego zasilania (jest ona częścią stacji stałego zasilania)
• Aparatury sterującej
• Agregata prądotwórczego (spalinowego lub elektrycznego)

Dron na uwięzi to samodzielny i niezależny system. Po zapewnieniu dostępu do źródła zasilania może pracować autonomicznie przez wiele godzin. Flagowe konstrukcje mogą pozostawać w powietrzu przez nawet 50h. Po tym czasie należy wykonać zaledwie kilku minutową inspekcję, aby odtworzyć zdolność operacyjną.

Drony na uwięzi są również bardziej stabilne niż zwykłe drony. Wynika to z faktu, że są one połączone z ziemią, co oznacza, że wiatr i inne czynniki środowiskowe mają na nie mniejszy wpływ. Są również mniej podatne na awarie, co czyni je bezpieczniejszą opcją do niektórych zadań. Dodatkowo od początku są projektowane z myślą o wykonywaniu operacji lotniczych w zawisie.

Do czego wykorzystywane są drony na uwięzi?

Drony na uwięzi wykorzystywane są w długotrwałych misjach. Zaliczamy do nich:

• Inspekcje infrastruktury krytycznej – obserwacja dużych obiektów, placów budowy, mostów, linii energetycznych, budynków strategicznych
• Nadzór podczas imprez masowych – obserwacja imprez masowych z powietrza i przekazywanie informacji na stanowiska dowodzenia
• Wsparcie reagowania kryzysowego – dostarczanie informacji z powietrza do sztabu kryzysowego
• Nadzór bezpieczeństwa – monitorowanie określonej przestrzeni do stałego obserwowania, zapobiegania incydentom oraz szybkiej reakcji w przypadku pojawienia się zagrożeń
• Patrolowanie granic – długotrwała obserwacja terenów przygranicznych w celu identyfikacji uchodźców czy nielegalnego przemytu

Różne rodzaje konstrukcji dronów na uwięzi

Po wyjaśnieniu genezy oraz charakterystyki dronów do uwięzi należy przejść do konstrukcji. Na rynku znajdziemy kilka rodzajów dronów na uwięzi, których zastosowanie różni się od siebie:

• Stacjonarne drony na uwięzi np. Elistair Orion 2 TE
• Mobilne, pudełkowe drony na uwięzi np. Elistair Khronos
• Stacje stałego zasilania umożliwiające konwersję klasycznego drona na drona na uwięzi np. Elistair Safe-T

Poniżej omówimy każdy z rodzajów dronów na uwięzi bazując na danych modelach.

Stacjonarny dron na uwięzi

Bardzo dobrym przykładem stacjonarnego (klasycznego) drona na uwięzi jest Elistair Orion 2 TE. Jest to jeden z najbardziej zaawansowanych dronów na uwięzi. Wyposażono go w sześć silników, a jego cechą charakterystyczną jest 50 godzinna długotrwałość lotu.

Konstrukcja ta może spędzić w powietrzu do 50 godzin bez międzylądowania wykonując misje z zakresu monitorowania infrastruktury krytycznej, śledzenia osób oraz przekazując informacje z powietrza na stanowisko kierowania. Po 50 godzinach wystarczy zaledwie kilku minutowa inspekcja, która pozwala odzyskać zdolność operacyjną, a stopień ochrony IP54 umożliwia wykonywanie ciągłej obserwacji nawet przy niesprzyjających warunkach atmosferycznych.

Zaawansowany moduł payload (różne kamery do wyboru) pozwala na obserwacje obszaru o zasięgu nawet do 10 km, a wysokość zawisu w powietrzy to aż 100 metrów.

Dron na uwięzi Elistair Orion 2 to niezwykle bezpieczne rozwiązanie. Łączność ze stacją bazową odbywa się w pełni przewodowo. Przewidziano również dodatkowy system łączności radiowej, a producent udostępnia możliwość retransmisji danych pozyskanych z drona przez Internet. Sterowanie całym systemem – dronem ORION 2 oraz stacją stałego zasilania SAFE-T odbywa się poprzez dedykowaną aplikację na komputer. W zestawie znajduje się oddzielny joystick do zarządzania kamerą wraz z programowalnymi przyciskami. Do działania systemu potrzebny jest generator dostarczający prąd o mocy 2500 W.

Więcej informacji o ELISTAIR ORION 2.

Mobilny, pudełkowy dron na uwięzi

Mobilne, pudełkowe drony na uwięzi to zupełnie nowa kategoria sprzętu. Są to znacznie mniejsze systemu, które można wygodnie zabudować np. na samochodach typu pickup. Mniejsze wymiary, waga oraz możliwość zasilania z akumulatorów znacząco zwiększa użyteczność tego sprzętu.

Jedną z najnowszych konstrukcji tego typu jest Elistair Khronos – bezzałogowy statek powietrzny na uwięzi przeznaczony do misji statycznych lub mobilnych. Drona zaprojektowano w taki sposób, aby mógł prowadzić ciągłą obserwację z poruszającego się pojazdu, co pozwala zachować wszystkie cechy charakterystyczne klasycznego, stacjonarnego drona na uwięzi przy jednoczesnym znaczącym zwiększeniu uniwersalności.

Elistair Khronos reprezentuje zupełnie nowe podejście do dronów na uwięzi. Korzystając z najnowszej dostępnej technologii, francuski producent zdecydował się na stworzenie mobilnego drona na uwięzi do obserwacji, rozpoznania, monitoringu oraz zwiadu.

Dron dostarczany jest w niewielkim “pudełku” – stacji dokującej, którą można wykorzystywać statycznie lub w ruchu np. na poruszającym się pojeździe, łodzi czy przenosząc z miejsca na miejsce. Maksymalna wysokość lotu wynosi 60 metrów, długotrwałość lotu to 24 godziny, a przygotowanie konstrukcji do wzbicia się w powietrze zajmuje zaledwie 2 minuty.

Dron na uwięzi Elistair Khronos odróżnia się od swojego większego, stacjonarnego brata ORION 2 możliwością pracy bez konieczności posiadania dostępu do sygnału GPS/GNSS. Wbudowana nawigacja inercyjna pozwala Khronos odnaleźć się w otoczeniu bez zewnętrznych systemów pozycjonujących.

Więcej informacji o ELISTAIR KHRONOS.

Stacja stałego zasilania czyli konwersja klasycznego drona

Nic nie stoi na przeszkodzie, aby klasycznego drona z zasilanie bateryjnym przekształcić w drona na uwięzi. Służą do tego dedykowane stacje stałego zasilania z wkładkami zastępującymi akumulatory.

W ofercie Dilectro znajduje się stacja stałego zasilania Elistair Safe-T pozwalająca na wykonywanie operacji lotniczych na wysokości do 100 metrów. Maksymalny pobór mocy wynosi 2200 W, a Safe-T posiada obudowę odporną na warunki atmosferyczne (IP54). Całością zarządza się z dedykowanej aplikacji na urządzenia mobilne. Stacja stałego zasilania Elistair Safe-T kompatybilna jest z około 50 konstrukcjami dostępnymi na rynku – w tym najpopularniejszymi dronami od DJI oraz Autel Robotics.

Więcej informacji o ELISTAIR SAFE-T.

Dzięki Elistair Safe-T można szybko i skutecznie zamienić popularne drony takie jak DJI Matrice 30T czy DJI Matrice 300/350 RTK w drona do stałej obserwacji. Stacja stałego zasilania skutecznie imituje klasyczne akumulatory. Oprogramowanie drona nie wyświetla komunikatów o błędzie, a operacje lotnicze mogą być wykonywane przez wiele godzin. Długotrwałość lotu zależna jest od warunków atmosferycznych oraz danej konstrukcji. Należy pamiętać, że klasyczne drony nie są projektowane pod kątem wykorzystania w zwisie przez długi czas. Konieczne mogą być lądowania techniczne celem schłodzenia silników.

Przeczytaj również:
Zaproszenie na premierowe pokazy dynamiczne mobilnego drona na uwięzi Elistair Khronos