ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА С ПОМОЩЬЮ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

В статье рассмотрен способ определения значений скорости и направления ветра в требуемой точке атмосферного пограничного слоя с использованием беспилотного летательного аппарата мультироторного типа. Расчет скорости и направления ветра осуществляется в режиме зависания мультикоптера в точке с заданными координатами с использованием текущих измерений наклона вектора тяги, потребляемой каждым двигателем мощности, и угла ориентации корпуса относительно опорного направления. Ошибки измерений вектора ветра, связанные с различным ракурсом и парусностью конструкции, компенсируются за счет вращения беспилотного летательного аппарата вокруг вертикальной оси с последующим усреднением накопленных данных.

1. Khan A. C., Alvi B. A., Safi E. A. et al. Drones for good in smart cities: A review. In: Proceedings of the International Conference on Electrical, Electronics, Computers, Communications, Mechanical and Computing (EECCMC), January 28‒29, 2018, India. 2018. URL: https://www.researchgate.net/publication/3168 46331_Drones_for_Good_in_Smart_CitiesA_Review (дата обращения: 15.06.2023).

2. Floreano D., Wood R. J. Science, technology and the future of small autonomous drones. Nature. 2015;521(7553):460‒466.

3. Расторгуев И. П. Беспилотные технологии мониторинга погодных условий // Гелиогеофизические исследования. 2014. № 8. С. 51–54.

4. Brosy C., Krampf K., Zeeman M. et al. Simultaneous multicopter-based air sampling and sensing of meteorological variables. Atmos Meas Tech Discuss. 2017;10:2773–2784.

5. Ситников Н. М., Акмулин Д. В., Борисов Ю. А. и др. Использование беспилотных летательных аппаратов для мониторинга атмосферы // Метеорология и гидрология. 2013. № 1. С. 90–99.

6. Chang C.-C., Chang C.-Y., Wang J.-L. et al. An optimized multicopter UAV sounding technique (MUST) for probing comprehensive atmospheric variables. Chemosphere. 2020;254:126867.

7. Кураков С. А., Зуев В. В. Беспилотный измеритель вертикальных профилей метеопараметров в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 994–999.

8. Popov Yu. B., Karpushin P. A., Krasnenko N. P. et al. Meteorological multi-rotor unmanned aerial complex and its application for monitoring of the atmosphere. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2022;1040:012006.

9. Кураков С. А., Куракова П. С., Куракова О. А. и др. Способ определения усредненных значений горизонтальной и вертикальной составляющих скорости ветра и его направления : патент 2650094С2 Рос. Федерация. № 2016119943 : заявл. 23.05.2016 ; опубл. 06.04.2018. URL: https://i.moscow/patents/RU 2650094C2_20180406 (дата обращения: 15.06.2023).

10. Определение скорости движения воздуха. URL: https://ivgpu.ru/images/docs/ob-universitete/instituty-fakultety-kafedry/ti/fakultety-kafedry/fttiim/tb/publi-katsii/opred-skorosty.pdf (дата обращения: 15.06.2023).

11. Кочин А. В., Трещалин А. П. Способ определения усредненного вектора скорости ветра с помощью беспилотного летательного аппарата : патент 2695698С1 Рос. Федерация. № 2018132992 ; заявл. 17.09.2018; опубл. 25.07.2019. URL: https://patenton.ru/patent/RU2695698C1 (дата обращения: 15.06.2023).

12. Каплин А. Ю., Степанов М. Г. Способ определения скорости и направления ветра с использованием беспилотного летательного аппарата : патент 2744772С1 Рос. Федерация. № 2020127102 ; заявл. 12.08.2020 ; опубл. 15.03.2021. URL: https://patenton.ru/patent/ RU2744772C1 (дата обращения: 15.06.2023).

13. Маркеев А. П. Теоретическая механика. М. : ЧеРо, 1999. 572 с.

14. Большаков В. Д. Теория ошибок наблюдений. М. : Недра, 1983, 223 с.