История развития дронов берет начало, пожалуй, с начала 21 века, когда получили широкое применение FPV-системы и видеосъемки с квадрокоптеров. FPV-дрон, или дрон с возможностью управления от первого лица (First Person View), представляет собой квадрокоптер, который может быть управляем в режиме онлайн с использованием видеосигнала, передающего картину прямо с камеры квадрокоптера. Это означает, что оператор может контролировать полёт дрона не со стороны, а через видение, будто он сам находится на борту.

Для управления FPV-дроном также используется пульт, подобно традиционным дронам. Однако важное отличие заключается в том, что видеосигнал не передаётся на мобильное устройство, а напрямую на специальные очки оператора. Это позволяет пилоту полностью погрузиться в полёт, получая картину с камеры настолько реалистично, как будто он сам находится внутри дрона.

FPV-дроны стали особенно популярными в гонках на дронах, где скорость и манёвренность играют важную роль. Однако, такое управление требует определённых навыков и практики, поэтому новичкам может потребоваться время, чтобы освоить этот способ управления. Также стоит помнить, что использование FPV-дронов регулируется правилами и ограничениями в различных странах в целях обеспечения безопасности и соблюдения приватности.

Согласно заявлениям разработчиков, боевой FPV-дрон существенно отличается от традиционных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Его функциональность не включает в себя систему распознавания изображений, и он не способен автоматически следовать за целью. Важно отметить, что для того чтобы обеспечить высокую мощность и энергетическую эффективность, в данном дроне даже не используется GPS-модуль, который обычно помогает определить местоположение устройства. Все эти компромиссы делаются в пользу увеличения производительности и боевой эффективности.

Этот FPV-дрон обладает значительной грузоподъемностью — он способен перемещать груз массой до 10 раз больше своей собственной. Когда лишен нагрузки, он взлетает с заметным ускорением, а его скорость подъема превышает скорость падения. Важно отметить, что на высоте 12 километров был установлен официальный рекорд высоты для подобного дрона. Этот рекорд установили российские пилоты, что подчеркивает технические достижения в этой области.

Устройство FPV дрона

FPV дрон – это устройство, предоставляющее уникальную возможность управления дроном через видение в режиме реального времени. Оно состоит из нескольких ключевых компонентов, обеспечивающих его функциональность:

1. Карбоновая рама (frame): Это основа, на которой собраны все остальные компоненты. Карбоновая рама обеспечивает прочность и лёгкость конструкции, что важно для манёвренности и эффективности квадрокоптера.
2. Моторы: FPV-квадрокоптер оборудован четырьмя моторами, которые обеспечивают подъём и управляемость. Эти моторы работают с разной скоростью, чтобы квадрокоптер мог маневрировать и изменять направление полёта.
3. Регуляторы оборотов для моторов (ESC): Эти компоненты управляют скоростью вращения каждого мотора. Они объединены на одной плате (4-in-1), что упрощает установку и управление.
4. Полётный контроллер (flight controller, FC): Это «мозг» квадрокоптера. Он обрабатывает сигналы от всех датчиков и устройств, контролирует полётные режимы, стабилизацию и другие аспекты управления.
5. Приёмник с антенной: Приёмник собирает сигналы с пульта дистанционного управления и передаёт их на полётный контроллер. Антенна помогает усилить и устойчиво принимать сигнал.
6. Курсовая камера: Эта камера установлена спереди квадрокоптера и позволяет оператору видеть направление движения дрона. Она передаёт видеосигнал на видеопередатчик.
7. Видеопередатчик (VTX) с антенной: Видеопередатчик отвечает за передачу видеосигнала с камеры на квадрокоптере на земной приёмник. Он также оснащён антенной для передачи сигнала в эффективном диапазоне.

Эти компоненты совместно работают, чтобы создать платформу для управления FPV-квадрокоптером в режиме онлайн через видеосигнал, позволяя пилоту управлять дроном так, будто он находится внутри него.

Система передачи

Для большей части ближних FPV-полетов широко используется частотный диапазон 5.8 ГГц, который является открытым и предоставляет хорошее сочетание производительности и стабильности. Однако для FPV-полетов на большие расстояния предпочтение может быть отдано диапазонам низких частот, таким как 1.2 ГГц.

Процесс приема видеосигнала осуществляется специализированным приемником, который настроен на частоту передатчика FPV-донра. После принятия сигнала приемник преобразует его и передает на экран монитора или в очки пилота, использующего FPV-устройство. Обычно передача сигнала от приемника к экрану осуществляется с помощью аудио-видео кабелей (AV-сигнал).

В случае, если FPV-носитель оборудован системой передачи координат через видеотракт, также существует возможность передачи телеметрической информации через звуковую дорожку. Приемник на земле декодирует этот сигнал и определяет направление, после чего устройство слежения позиционирует наземную антенну так, чтобы она всегда была направлена на FPV-носитель. Это позволяет оператору FPV-носителя поддерживать четкий и надежный сигнал в течение всего полета.

Боевое применение

Российские FPV-дроны, которые находили применение с самого начала специальной военной операции (СВО), являются частью семейства «Джокер». По сути, «Джокеры» представляют собой обычные спортивные дроны, которые были глубоко модифицированы с целью использования в боевых задачах, снабжены специализированным оборудованием и программным обеспечением. Эти модификации были началом создания нового уровня высокотехнологичного оружия и явились первым шагом в истории разработки отечественных FPV-донов.

Семейство «Джокер» стало пионером в создании FPV-расчетов — уникальных боевых систем, которые состоят из двух операторов: пилота и штурмана. Эти специалисты работают в тесной связке, аналогично боевым вертолетам, где сотрудничество и слаженность играют ключевую роль в достижении боевых целей.

Первое боевое применение «Джокеров» состоялось даже до начала СВО, на подмосковном учебном полигоне. В сотрудничестве с представителями одного из специальных ведомств, была проведена атака FPV-дронов для изучения реакции людей на такое нападение. Эксперимент показал, что даже при высокой степени подготовки защититься от атаки FPV-расчета традиционными средствами оказывается практически невозможным. Это событие послужило толчком для рассмотрения «Джокеров» в Министерстве обороны, и было решено представить их в качестве нового потенциального боевого оружия.

FPV-дроны стали незаменимым инструментом в боевых операциях как на территории Украины, так и в России. Они находят широкое применение как в специальных операциях, так и в контроле и разведке на поле боя. Эти беспилотные устройства приобретают дополнительную функциональность после установки на них боеприпасов, превращаясь в эффективные боевые дроны-камикадзе.

Одним из значимых примеров использования FPV-донов вооруженными силами России стал случай освобождения мариупольского завода «Азовсталь». В процессе этой операции FPV-аппараты играли ключевую роль в обеспечении оперативной разведки и контроле за территорией. Специальные дроны помогали выявлять маршруты передвижения украинских военных, определять местоположение боевой техники и снайперских позиций.

Что делает FPV-дроны особенно эффективными в подобных операциях, так это их способность управления от первого лица. Обычные квадрокоптеры не могут предоставить такой точной обзор, как FPV-доны, которые способны летать на низкой высоте и внедряться в территорию. Это даёт возможность операторам видеть ситуацию на земле в режиме реального времени, делая такие дроны незаменимыми инструментами для сбора разведывательных данных.

В одном из случаев оператор FPV-дрона обнаружил ангар с открытой дверью, в котором стоял береговой ракетный комплекс «Бастион». Это мощное вооружение представляло потенциальную угрозу для российских кораблей в Азовском море. Благодаря оперативной передаче координат артиллеристам, оружие было успешно уничтожено, что сыграло важную роль в обеспечении безопасности.

В целом, FPV-дроны доказали свою эффективность и значимость в боевых действиях, предоставляя операторам и командам реальные данные с передовой, что позволяет принимать обоснованные и точные решения на поле боя.

Российские FPV дроны

Весной 2023 года ТАСС опубликовал информацию о завершении тестирования FPV-дрона «Упырь» в рамках СВО. Данный аппарат был разработан одним из уральских предприятий. Его предназначение заключается в осуществлении ударов в глубине фронта, пресечении подвоза боеприпасов и уничтожении бронетехники на закрытых позициях. «Упырь» способен переносить ручные противотанковые гранаты РКГ-3М и осколочно-фугасные заряды. Тактико-технические характеристики этого дрона производитель оставил «сюрпризом для ВСУ».

Серединой июня стало известно о разработке боевого FPV-дрона с названием «Лютик-Камикадзе» на Сахалине в местном центре беспилотных технологий. Эти аппараты уже были направлены в зону СВО. Они специально адаптированы для переноса термобарических боеприпасов и для совершения выстрелов от РПГ-7. Согласно заявлениям разработчиков, грузоподъемность дрона составляет до 2 кг, и он способен доставить этот груз на расстояние до 3 км.

Технические характеристики

Технические характеристики FPV-дронов представляют собой набор особенностей, отличающих их от более популярных моделей, например, как Mavic. Одним из ключевых аспектов, которые выделяют FPV-дроны, является их поведение в воздухе при отпускании джойстиков. В отличие от дронов типа Mavic, которые могут «зависнуть» в воздухе, FPV-дроны требуют непрерывного контроля и активного вмешательства со стороны пилота. Это связано с тем, что FPV-дроны ориентированы на более динамичные и агрессивные полеты, которые требуют непрерывного управления.

Одним из недостатков FPV-дронов является их ограниченная дальность полета. Эта дальность ограничивается как ёмкостью аккумулятора, так и необходимостью передачи видеосигнала с дрона на очки пилота. Обычно FPV-дроны могут летать на расстояние до 8–10 км и находиться в воздухе около 10 минут. Однако важно отметить, что разные модели FPV-дронов могут иметь разные параметры в зависимости от целей и задач, для которых они предназначены.

Отличительной чертой FPV-дронов является их более доступная стоимость по сравнению с популярными моделями, например, Mavic. Средняя цена FPV-дронов составляет примерно от 300 до 500 долларов. Важным плюсом таких дронов также является их способность переносить более крупные нагрузки.

Украинские инженеры также активно занимаются разработкой FPV-дронов. Например, лаборатория по созданию дронов в Киеве и ОО «Черкасский институт города» занимаются разработкой данных аппаратов. Также стоит отметить, что иногда изобретатели берут уже существующие дроны из коммерческих источников, таких как Aliexpress, и модифицируют их, добавляя дополнительные функции, например, систему сброса нагрузки, которой обычно не оснащены обычные дроны.

Проблемы при пилотировании FPV дрона

Одной из главных трудностей, с которой сталкиваются пилоты FPV-дронов, заключается в достижении точного попадания в цель. Даже небольшое отклонение при высокой скорости полета может привести к тому, что дрон разбивается, будь то из-за сильного нажатия на пульт управления, ветрового порыва или даже потери связи между дроном и пультом. Попытки использовать рой дронов для одновременного поражения нескольких целей осложнены, так как требуют чрезвычайно слаженной координации сотен операторов или специальной программы. Вариантом являются самоприцеливающиеся боевые элементы (СПБЭ), но их применение в FPV-дронах может привести к заметному увеличению стоимости устройств.

Однако не только технические аспекты сталкиваются с ограничениями при использовании FPV-дронов. Операторы также подвержены определенным физическим и зрительным нагрузкам. Использование FPV-очков может оказать негативное воздействие на зрение и вестибулярный аппарат оператора. При продолжительном использовании FPV-очков более 30 минут операторы вынуждены оставаться в сидячем положении, чтобы поддерживать равновесие и избежать дезориентации. Искажение изображения в очках может вызывать приступы эпилепсии, а также оказывать воздействие на сосуды головного мозга. После двух активных маневровых полетов в день с использованием FPV-очков, оператор может столкнуться с снижением реакции, способности решать сложные задачи и замедлением восприятия информации.

Метки: FPV дроны, FPV дроны на Украине, FPV-дрона "Упырь", Боевое применение FPV, Опасности и ограничения, Очки для пилотирования, Первое лицо в воздухе, применение FPV в СВО, Развитие в мире FPV-дронов., Роль FPV-технологий, Технические характеристики, Что такое FPV дрон?