Išgirdę ar pamatę pranešimus apie bepiločius orlaivius (vadinamuosius dronus), jau nebegalvojame vien tik apie kariniams tikslams naudojamus skraidančius aparatus. Bepilotis orlaivis - autonomiškai arba nuotoliniu būdu valdomas orlaivis be įgulos, skirtas stebėti, fotografuoti, filmuoti, transportuoti krovinius, žvalgyti, ieškoti ir atlikti kitas nesudėtingas užduotis. Tik nuo konstrukcijos ir dydžio priklauso, kokias funkcijas galės atlikti bepilotis orlaivis.

Bepiločius orlaivius mėgsta aviacijos gerbėjai, fotografai, gamtininkai. Jų nauda žemės ūkyje žvalgant laukuose pasėlius akivaizdi. Prognozuoti pasėlių derlių iš skrendant padarytų nuotraukų pirmą kartą bandyta 1999 metais. Tuomet žvalgyta naudojantis ultralengvaisiais orlaiviais, kuriais skrido pilotas ir fotografas. Šiandien samdyti piloto laukams fotografuoti nebereikia, fototechnika gerokai patobulėjo. Nedideliu bepiločiu orlaiviu galima išžvalgyti laukų pasėlius, prognozuoti būsimą derlių. Pasirinkus nedidelį skridimo aukštį, nuotraukos bus kokybiškos ir ryškios. Analizuojant pasėlių fotografijas, galima matyti, kur susidarė spragos, kaip bręsta derlius, kur reikia daugiau trąšų ar chemikalų. Juk iš viršaus matyti daugiau nei nuo lauko krašto. Be to, konsultantai gali patarti apžiureję nuotraukas savo darbo vietoje, jiems net nereikia važiuoti apžiurėti lauko. Naudojantis dronais, laukuose galima išmėtyti biologinius preparatus, skirtus kovoti su kenkėjais.

Tokius bepiločius orlaivius gamina ir komplektuoja kompanijos „Airborne Robotics" kartu su „Agravis Raiffeisen AG" ir „AMW Nützlinge GmbH". Dronais, kuriuose papildomai sukomplektuotos termovizorinės kameros, galima atlikti paieškos ir gelbėjimo darbus miškingose vietovėse, su daugiaspektre kamera galima matyti ligų išplitimą laukuose ir kita.

Investicijos ir galimybės

Laukams žvalgyti tinkamų bepiločių orlaivių kainos svyruoja nuo kelių šimtų iki dešimties tūkstančių eurų. Norint juos naudoti pasėliams stebėti ir fotografuoti, reikėtų skirti bent 1000 eurų. DJI firmos dronas Phantom 3 priskiriamas vidutinei klasei. Jame įrengta 12 megapikselių vaizdo kamera, įdiegta kompanijos „Helm" programinė įranga Farmbird, kuri pritaikyta pasėliams stebėti ir fotografuoti. Beje, už programinę įrangą teks sumokėti papildomai. Šio drono galimybes buvo pristatytos „Agritechnika 2015" parodoje.

Skraidinti bepiločius orlaivius - uždegantis užsiėmimas. Modernios elektroninės sistemos garantuoja komfortą, saugumą. Norint skraidinti bepilotį orlaivį, reikia tik vieno žmogaus, nedidelės aikštelės jam pakilti, tinkamų oro sąlygu. Daugumos šiandieninių dronų konstrukcija lengvai keičiama ir pritaikoma pagal kiekvieno naudotojo poreikius.

Besidomintieji bepiločiais orlaiviais dažnai renkasi skraidančius aparatus, kurie gali kilti ir leistis vertikaliai, pakibti ore vienoje pozicijoje. Orlaivių sraigtus dažniausiai suka elektros variklis ir taip sukuria keliamąją jėgą. Veikimo principas toks pats kaip ir sraigtasparnių. Dronų energijos šaltinis - kraunamos akumuliatorių baterijos. Jas pakeisti nesunku, tad po mažos pertraukelės galima ir vėl mėgautis skrydžiu. Šiems orlaiviams pakilti ir nusileisti, nelygu dydis, užtenka 2×2 m aikštelės.

Dronų konstrukcija

Elektroniniai komponentai ir akumuliatorių baterijos yra gana galingos ir mažų matmenų. Šiuolaikiniai bepiločiai orlaiviai turi daug modernios įrangos ir yra gana lengvi - sveria iki 5 kg. Aukštimatis, judesio jutikliai, giroskopas, GPS imtuvas, skrydžio valdymo programa gerokai palengvina tokių bepiločių orlaivių valdymą. Be to, šie skraidantys aparatai kyla ir leidžiasi vertikaliai.

Papildomos automatinio pakilimo ir nusileidimo funkcijos padeda išvengti klaidų ir nuostolių startuojant bei tupiant. Pozicijos išlaikymo funkcija leidžia pakibti viename taške ir fotografuoti ar filmuoti. Dronai gaminami su keturiais, šešiais ar aštuoniais sraigtais. Pagal sraigtų skaičių jiems suteikiami pavadinimai: quadro, hexa, okto.

Kad dronas skristų, reikia mažiausiai 4 sraigtų, iš kurių du sukasi į vieną pusę, kiti du - į kitą pusę. Priešingomis kryptimis besisukantys sraigtai išdėstomi vienas priešais kitą. Taip kompensuojama atsirandanti reaktyvinė jėga. Keičiant variklių sukimosi greitį, reguliuojama skridimo trajektorija, kryptis, aukštis, greitis, sukimasis apie savo ašį, posvyris. Sraigtams sukantis vienodu greičiu, dronas gali vertikaliai kilti ir leistis, pakibti vienoje vietoje. Padidinus dviejų galinės dalies variklių sūkius, orlaivį priverčiame pasvirti ir skristi pirmyn. Jeigu norime, kad dronas pasisuktų į kairę, padidiname abiejų į kairę besisukančių sraigtų sukimosi greitį. Drono su šešiais ar aštuoniais sraigtais valdymo principas toks pats, tik visa tai atliekama su didesniu sraigtų skaičiumi. Daugiau sraigtų reikia norint pritvirtinti sunkesnes vaizdo kameras ar kitus įrenginius. Be to, orlaiviai su didesniu rotorių skaičiumi skrenda stabiliau, mažiau vibruoja. Daugiau sraigtų turintys dronai labiau skirti profesionaliam naudojimui ir yra saugesni, sugedus vienam iš variklių.

Drone sumontuotas skrydžio kontrolės valdymo blokas reguliuoja kiekvieno variklio sūkius. Reikalingas komandas jis gauna nuotoliniu būdu iš operatoriaus valdymo pulto. Jeigu nors vienas iš keturių drono variklių sugenda, orlaivis krenta žemyn ir operatorius neturi galimybės to kontroliuoti. Sugedus vienam iš aštuonių orlaivio variklių, šis nekrenta žemyn, o tęsia skrydį besisukdamas aplink savo ašį. Tad patyręs operatorius gali šį droną suvaldyti ir saugiai nutupdyti. Modernių modelių elektronika gali atpažinti staiga sumažėjusius vieno iš variklių sūkius ir tai kompensuoti atitinkamai padidindama kitų veikiančių variklių sūkių dažnį. Taip dronas nepradeda suktis apie savo ašį ir gali būti toliau sėkmingai valdomas.

Automatinės funkcijos

Esant papildomoms valdymo funkcijoms, naudotis aparatu dar patogiau. Ypač praverčia automatinio pakilimo, nusileidimo ir pozicijos išlaikymo funkcijos. Naudinga ir „grįžimo namo" funkcija, kai operatorius vienu mygtuko paspaudimu parskraidina aparatą į starto aikštelę. Tam reikalinga GPS įranga, kuri starto metu užfiksuoja esamą poziciją. Naudojantis „grįžimo namo" funkcija, programuojamas ir skridimo atgal aukštis.

Jeigu atsiranda skrydžio nesklandumų, gedimų, išsikrovus baterijai, sutrikus ryšiui ir kita, turėtų suveikti automatinė saugaus skrydžio funkcija. Pagal sudarytą programą bepilotis orlaivis gali:

• pakibti vietoje;
• savarankiškai nusileisti;
• grįžti į starto aikštelę.

Pusiau profesionaliam ar profesionaliam naudojimui skirti aparatai turi tokias papildomas funkcijas:

• pažymėto objekto stebėjimas ir sekimas;
• apskridimas;
• automatinis operatoriaus sekimas;
• apsisukimas apie savo ašį, nekeičiant skridimo trajektorijos;
• skridimo maršruto įsiminimas ir kitas.

Skraidinimo taisyklės

Bepiločių skraidančių aparatų skrydžio nuotolis ir trukmė priklauso nuo sunaudojamos per skrydį energijos. Juo lengvesnis aparatas, tuo jis ilgiau galės būti ore. Siekiant sumažinti svorį, dronai gaminami iš anglies pluošto ir kitų kompozicinių medžiagų. Kiekvienoje šalyje šiems skraidantiems aparatams yra taikomi tam tikri apribojimai. Vokietijoje civilių gyventojų naudojamo drono didžiausia masė su pritvirtinta įranga negali viršyti 5 kg. Skridimo aukštis apribotas iki 100 m.

Lietuvoje bepiločių orlaivių naudojimosi taisyklėse nurodomas svoris yra nuo 200 g iki 150 kg. Skraidinti bepiločius orlaivius iki 25 kg galima, laikantis tam tikrų taisyklių ir vietos savivaldybės apribojimų, nustatančių draudžiamas skridimo teritorijas. Pakilti iki 120 m ir nuskristi 500 m nuotoliu leidimų nereikia.

Pageidaujant skraidinti sunkesnius kaip 25 kg bepiločius orlaivius, reikia gauti išankstinį civilinės aviacijos administracijos leidimą. Nedidelį bepilotį orlaivį įžiūrėti ar atskirti iš kelių panašių aparatų didesniu atstumu neįmanoma. Telemetrinė įranga ne visuomet gali pateikti informaciją apie situaciją ore, tad bepiločių orlaivių naudojimosi taisyklėse esantys reikalavimai surašyti ne šiaip sau (http:// caa.lt/index.php?1863262406).

Kaip sudaryti pasėlių žemėlapį?

Norint sudaryti išsamų pasėlių žemėlapį, pagal kurį bus barstomos trąšos, skrydį reikia tiksliai susieti su vietove. Tam geriausiai tinka didelio jautrumo GPS (angl. Global Positioning System) jutiklis. Dronui valdyti naudojamas nuotolinio valdymo pultas arba kompiuteris, planšetė, telefonas su tam skirtomis programomis ir antena.

Planuojant skrydį iš anksto nustatytu maršrutu reikia drono valdymo programoje nurodyti starto ir nusileidimo poziciją. Nurodyti nusileidimo poziciją yra svarbu, jeigu bus naudojama automatinio nusileidimo ar „grįžimo į bazę" funkcija. Į programą suvedus duomenis apie filmavimo ar fotografavimo įrangos galimybes, sudaromas ir parenkamas maršrutas, parenkama skrydžio trajektorija, skridimo aukštis. Papildomai pažymimi specifiniai taškai, kurie detaliau ir tiksliau fotografuojami.

Skrisdamas bepilotis orlaivis vartosi, kraiposi ir sukinėjasi. Norint, kad fiksuojamas vaizdas visuomet papultų į objektyvą, vaizdo technika prie orlaivio tvirtinama, naudojantis stabilizuojančią ir pastovią poziciją išlaikančią pakabą. Pakaboje sumontuotas giroskopinis jutiklis, leidžiantis išlaikyti stabilią pritvirtintos vaizdo kameros poziciją. Vaizdo kameros stabilumą garantuoja vibracijos slopintuvai. Renkantis vaizdo fiksavimo įrangą, svarbu jos dydis, svoris, atminties talpa, vaizdo kokybė ir programinė įranga, skirta toliau apdoroti vaizdą. Užfiksuotą vaizdą perkėlus į kompiuterį ir jame sutvarkius, galima gauti aerofotografinę nuotrauką (ortofotografinę nuotrauką), koordinatėmis susietą su topografine nuotrauka. Tokią nuotrauką galima pridėti prie elektroninių laukų žemėlapių. Kai matyti laukuose esančio derliaus būklė, galima įvertinti taikomų žemdirbystės, trąšų barstymo ir cheminės priežiūros priemonių tinkamumą pasėliams. Taip pat planuoti ir organizuoti tolesnius veiksmus, siekiant didesnio derlingumo.

Priklausomai nuo turimo modelio komplektacijos, prieš startą būtina atlikti kelis paruošiamuosius darbus. Pirmiausia reikia sumontuoti prieš transportavimą nuimtas detales. Drono centre, po apsauginiu gaubtu, sumontuotas elektroninis elektros variklių valdymo blokas, giroskopas, aukštimatis, GPS imtuvas. Nuo centro einančių spindulių galuose sumontuoti elektros varikliai, kurie kiekvienas valdomi atskirai nutiestomis laidų jungtimis. Kiekvieno sraigto sukimosi greitis reguliuojamas atskirai. Toks individualus variklių valdymo metodas leidžia valdymo blokui reguliuoti drono skridimo greitį, aukštį, posvirį, stabilizuoti jo poziciją, veikiant meteorologinėms sąlygoms. Elektros variklių energijos šaltinis - ličio polimerų baterijos. Svarbu jas keisti ir prijungti tinkamai. Paskutinė pritvirtinama ir prijungiama filmavimo kamera.

Skrydžio režimai

Bepiločio orlaivio skrydis gali būti vykdomas dviem režimais: rankiniu ir automatiniu. Rankiniu būdu orlaivį į orą pakelia ir nuleidžia operatorius su nuotolinio valdymo pultu.

Dronui pakilus, toliau skrydis gali būti vykdomas tebevaldant operatoriui arba perjungtas į automatinį režimą (autopilotą). Aparatui skrendant automatiniu režimu, operatorius atlieka tik stebėtojo ir kontrolieriaus funkcijas. Dronas skris pagal numatytą maršrutą savarankiškai laikydamasis nustatyto aukščio, kurso ir trajektorijos. Skridimo greitis gali siekti ir 50 km/val. Bepiločio orlaivio operatoriui reikalingas ne tik nuotolinio valdymo pultas su dviem vairalazdėmis, bet ir informavimo priemonės. Svarbu žinoti akumuliatorių baterijos būklę, skrydžio aukštį, atstumą, greitį. Iš pritvirtintos vaizdo kameros realiuoju laiku matomas vaizdas yra įspūdingas. Prie valdymo pultų galima prijungti planšetinius kompiuterius ir jais stebėti informaciją, gaunama iš drono. Kai planšetėje įdiegti žemėlapiai, lengviau orientuotis aplinkoje.

Bepilotis orlaivis, atlikęs užduotį ar iki kritinės ribos išsikrovus akumuliatorių baterijai, savarankiškai grįžta iki starto pozicijos ir pakimba ore. Čia operatorius gali perimti valdymą ir saugiai nutupdyti aparatą ant žemės. Jei buvo užduota automatinė skrydžio funkcija, tuomet bepilotis orlaivis savarankiškai kyla, skrenda numatytu maršrutu ir leidžiasi. Po tokio skrydžio belieka tik iš vaizdo technikos pasiimti surinktą informaciją.

Priklausomai nuo pageidaujamos gauti informacijos, prie orlaivio gali būti tvirtinamos foto-, vaizdo, termovizinės kameros. Stebint pasėlių būklę, pravartu būtų naudotis daugiaspektre kamera. Ši kamera su šešiais kanalais: pirmuoju kanalu fiksuojama vaizdinė informacija, o kitais penkiais - šviesos spektro atspindžiai nuo augalų. Trys iš šių penkių kanalų veikia infraraudonųjų spindulių diapazone. Su termovizine kamera, prieš nuimant derlių, galima apžvalgyti laukus ir rasti vietas, kur slepiasi laukiniai žvėrys, kad jie būtų apsaugoti nuo sužalojimų.

Jei norite įsigyti droną

Renkantis ir ruošiantis pirkti bepilotį orlaivį, svarbu atkreipti dėmesį į toliau nurodytus dalykus.

Ar skraidantis orlaivis stabilus ir standus. Detalės gali būti gaminamos iš karbono arba stiklo pluošto audinio. Sraigtai pagaminti iš karbono standesni ir mažiau deformuojasi dėl oro srauto poveikio. Sraigtai iš stiklo pluošto audinio lengvesni ir plastiškesni.

Kaip išvedžiota elektros instaliacija. Laidų jungtys turi būti patikimos su fiksacija, laidai gerai pritvirtinti ar sumontuoti vidinėse konstrukcijos ertmėse, kad nebūtų nutraukti užsikabinę už šakų.

Kiek ilgai laiko akumuliatorių baterijos. Dažniausiai naudojamų, visiškai pakrautų ličio polimerų baterijų užtenka maždaug 20 min. skrydžio.

Koks atsarginių dalių tiekimas ir servisas. Įsigijus bepilotį orlaivį, reikėtų pagalvoti ir apie civilinį draudimą. Susiklosčius nepalankioms sąlygoms, galima padaryti žalos kitų žmonių sveikatai ir turtui. Prieš kiekvieną skrydį privalu apžiurėti įrangą, patikrinti sraigto, vaizdo įrangos, akumuliatorių baterijos ir kitų komponentų tvirtinimą, valdymo pulto vairalazdžių paslankumą, baterijų įkrovimo lygį, GPS imtuvo ryšio kokybę su palydovais.

Apžiūrėti aplinką ne mažiau svarbu, kad aukštos įtampos elektros laidai ir stulpai per skrydį netaptų staigmena. Svarbu, kiek žmonių yra aplinkui, ką jie veikia, kokios metereologinės sąlygos, ar valdymo pulte matyti visa reikiama informacija ir ar vaizdo kamera perduoda kokybišką vaizdą.