Дроны на веревочке: как оптоволокно меняет правила игры

Беспилотные технологии не стоят на месте, и сегодня в сети активно обсуждают новое решение в этой области – дроны, управляемые по оптоволоконному кабелю. Такие устройства не зависят от радиосвязи, что делает их интересными не только в военных целях, но и для гражданского применения. Разбираемся, как работают коптеры «на веревочке», в его преимуществах и недостатках, а также в сферах использования на благо народного хозяйства.

Без посредников

Дроны на оптоволокне – это беспилотные летательные аппараты, соединенные с базовой станцией при помощи тонкого упрочненного оптоволоконного кабеля. Провод служит для передачи видеосигнала и команд управления.

Электрический импульс через конвертер в наземном пульте преобразуется в световой луч и передается по кабелю к приемнику на коптере. То же происходит в обратном направлении. Таким образом информация доходит без помех и гораздо быстрее, чем по радиоволнам, с которыми работают обычные дроны.

Оптоволоконный кабель тянется из катушки, крепящейся на нижней части беспилотника, чтобы исключить соприкосновение с воздушными винтами. Длина нити, в зависимости от конкретной модели, может достигать 20 километров, а вес – от 0,5 до 2,3 кг. Естественно, эта масса занимает полезную нагрузку, которую способно нести устройство.

К весу катушки часто добавляется еще и тяжесть аккумуляторов. Однако некоторые системы способны передавать по кабелю не только сигнал, но и питание – так, например, работает система подъема аппаратуры «Квазимачта» от концерна «Калашников». Но даже полностью автономные аппараты дают оператору возможность получать качественную картинку и информацию о состоянии систем практически без задержек. И все это на расстоянии в несколько десятков километров.

Для сравнения: обычный провод обеспечивает быструю передачу таких тяжелых данных лишь на расстояние в несколько сотен метров. А привычные беспилотники на дальности от 3-5 километров работают с задержкой и только со сжатым видеосигналом. А еще не могут залетать в здания с толстыми стенами.

Где тонко, там и рвется

Конечно, оптоволоконные коптеры – не абсолютная «имба», у них есть как сильные, так и слабые стороны. Рассмотрим их подробнее.

Преимущества:

1. Стабильность связи. Оптоволоконный кабель обеспечивает постоянный канал связи, независимо от условий окружающей среды. Это особенно полезно на сложной местности. Например, в тоннелях, горах или в плотной городской застройке, где радиосигнал может теряться из-за отражений или помех;
2. Безопасность данных. К кабелю не подключиться «со стороны», его невозможно взломать, а передаваемую по нему информацию – перехватить;
3. Устойчивость к помехам. Оптоволокно невосприимчиво к электромагнитному воздействию. Это позволяет использовать дроны в зонах с множеством радиосигналов или средств радиоэлектронной борьбы;
4. Четкая и плавная картинка. Провод дает возможность вести запись без искажений в высоком разрешении на любом расстоянии, пока катушка не иссякнет.

Недостатки:

1. Ограниченный радиус действия. От длины нити зависит максимальное расстояние, на которое дрон может удалиться от оператора. Это делает беспилотники менее универсальными в сравнении с радиоуправляемыми;
2. Сложность конструкции. Кабель и катушка с системой подачи увеличивают вес устройства и снижает полезную нагрузку;
3. Уязвимость провода. Нить рискует оборваться, например, зацепившись за деревья или из-за сильного ветра. Также не исключен брак или неисправность системы подачи;
4. Низкая мобильность. Вес катушки и достаточно хрупкий кабель не способствуют маневренности, при этом повышая парусность. Кульбиты и резкие развороты в этом случае тоже исключены;
5. Одноразовый провод. Быстро и без повреждений собрать три, десять или двадцать километров тонкого шнура на сложной местности не всегда удается. Поэтому нить, возможно, навсегда останется висеть вдоль всего маршрута, что не обрадует и борцов за экологию.

На другом конце провода

Хотя дроны на оптоволокне пока не получили широкого распространения, они обладают серьезным потенциалом. Бесспорно, эта технология не позволит заменить привычные беспилотники – но точно займет нишу в области высокоспециализированных задач. Особенно там, где радиосигнал невозможно или нежелательно использовать.

Например, в плотной городской застройке, шахтах, тоннелях, на заводах или электростанциях такие коптеры могут применяться для осмотра труднодоступных мест с меньшим риском потери связи. Кроме того, с их помощью будет проще проводить спасательные работы на сложной местности.

Стабильность передачи данных делает оптоволоконные беспилотники полезными для проведения прямых трансляций, съемок в сложных условиях и в других задачах, требующих качественного видеосигнала. То же касается картографии, в которой необходимо продолжительное зависание в одной точке.

Неуязвимость для помех и средств радиоэлектронной борьбы позволит использовать дроны для охраны стратегически важных объектов или наблюдения на массовых мероприятиях. Наконец, они подойдут для научных исследований, особенно в зонах с радиопомехами или при работе с чувствительными приборами.

Россия всего несколько лет активно занимается развитием отрасли БПЛА и авиации, однако и у нас уже есть много интересных и перспективных разработок. А по мере расширения производства, появления новых технологий и совершенствования существующих стоит ожидать, что оптоволоконные дроны станут доступнее, откроют дополнительные возможности в решении технологически сложных задач и найдут другие сферы применения.