Замерзають і падають: чому складно запускати дрони взимку і як ЗСУ вирішити проблеми
Зимова погода створює чимало труднощів при використанні коптерів та безпілотників літакового типу, серед них: заледеніння, конденсат, швидке розряджання акумулятора.
Безпілотні літальні апарати стали чи не найголовнішим видом зброї на війні в Україні, але зима наближається, і разом з нею прийдуть додаткові складнощі для військових. Фокус розібрався, як можна підготувати дрони до зимової погоди.
Як погода взимку впливає на дрони?
Літій-іонні та літій-полімерні батареї на холоді втрачають свою ємність через порушення нормальних хімічних процесів. Тому взимку техніка розряджається мінімум на 30% швидше. При температурі -15 градусів двигуни важко заводяться, і чимала частина заряду витрачається на прогрів. Якщо ж батарею повністю розрядили і залишили на ніч у холодному середовищі – вона більше не придатна до використання.
В умовах великої вологості і низької температури виникає заледеніння, дуже небезпечне для літальних апаратів. У ввімкненому стані, внутрішні вузли дрона розігріваються і волога, що є у повітрі, конденсується всередині механізму. Після зупинки та вистигання вона негайно перетворюється на лід і викликає неполадки. Кристалізуючись, лід може просто ламати чутливу електроніку і тендітні деталі.
Важливим показником є вага корисного навантаження, яку витримують дрони, і розробники часто намагаються витиснути з них максимум. В результаті кожен грам йде на вагу золота, а лід на крилах або корпусі збільшує масу і потенційно може призвести до падіння БПЛА.
На противагу заледенінню, зворотний процес теж загрожує руйнуванням дронів. Коли апарат заносять з холоду у тепле приміщення, то невеликі крапельки води на поверхні можуть конденсуватися, проникати в корпус та пошкоджувати електронні блоки.
Через низьку температуру пластикові компоненти стають крихкими і можуть ламатися при найменшому зіткненні. І чим гірша якість матеріалів, тим вища ймовірність такого результату.
Коли температура і вологість робочого середовища змінюються, об'єктив камери може запотівати, що значно погіршує якість її роботи. Холодне середовище прискорює старіння гуми демпфера підвісу, а також затвердіння амортизуючого мастила, що може призвести до тремтіння зображення.
Загальна підготовка дронів до зими
Перш за все страждають акумулятори, тому їх потрібно тримати у теплі до вильоту, щоб мороз почав впливати на ємність якомога пізніше. Для цього можна використовувати термосумки, теплі рюкзаки, протиударні кейси, які зберігають температуру. Якщо таких немає, то можна покласти акумулятори у кишені якомога ближче до тіла або ж покласти під куртку, тримати біля пічки автомобіля.
Безпосередньо перед вильотом батарею можна додатково нагріти під лобовим склом авто, грілками чи під пахвою. Варто переконатися, що вона повністю заряджена і дає потрібну напругу. Рекомендується дати двигуну попрацювати близько хвилини, щоб прогріти його і забезпечити нормальну роботу різних датчиків, а також розсіяти пару на лінзах камер.
Якщо влітку пілотам рекомендують саджати дрон при рівні заряду 20%, то взимку – вже на 40%. У холодну пору треба мати кілька батарей на один дрон і нумерувати їх, щоб легше відслідковувати заряджені та розряджені. При температурі -15 ℃ можуть не завестись мотори, час та частина заряду акумулятора витратиться на самопідігрів.
Звісно, краще уникати польотів у екстремальних умовах, таких як гроза і заметіль, але бойові умови і задачі бувають різними. У будь-якому випадку, пілотам потрібно слідкувати за прогнозами погоди і планувати місії відповідно. Для економії заряду лiтати взимку треба плавно та обравши певну висоту. Довгий рух на високій швидкості при максимальній тязі може призвести до раптового падіння напруги акумулятора.
Після приземлення будь-який дрон варто оглянути и ретельно витерти сніг, лід чи вологу, а потім запакувати. Не варто виймати БПЛА або їх компоненти одразу після переходу з морозу у тепле приміщення. Варто ще деякий час потримати техніку у рюкзаку або сумці, щоб вона поступово нагрілася без утворення конденсату. Якщо ж він таки з’явився, то краще якнайшвидше насухо витерти.
Проблеми коптерів
У деяких саморобних коптерів акумулятор кріпиться зовні корпуса і обдувається не тільки вітром, а ще й пропелерами. Його можна захистити, покривши листами екструдованого пінопласту або іншими легкими теплоізоляційними матеріалами. Тут потрібно бути обережним, щоб не перевантажити дрон і не порушити його аеродинамічні властивості.
Сильний холод і сніг можуть призвести до помилок системи управління польотом. Всередину дрона може потрапити сніг або вода, що призведе до обмерзання, замикання. Крім того, відбивна здатність снігу та різкі перепади температур можуть вплинути на дані навколишнього середовища, зібрані цими датчиками, що також може вплинути на нормальну роботу системи управління польотом. Не варто запускати пристрій при снігопаді.
Щоб цього не сталося, потрібно ізолювати уразливі компоненти, особливо електроніку. Для захисту від вологи пілоти часто обмотують корпус звичайною харчовою плівкою, адже вона легка, щільно прилягає і добре тягнеться. Регулятори можна покрити спеціальним водостійким лаком.
Для кращого захисту від холоду рекомендують також заклеїти скотчем отвори для вентиляції, адже крізь них всередину може потрапляти волога. Попадання вологи на роз'єм батареї або конектор дрона можна уникнути, обмотавши з'єднання декількома мотками ізоляційної стрічки.
При потраплянні снігу, льоду чи крапель води на нижні датчики дрон хибно вирішує, що вже на землі та самостійно вимикає двигуни задля безпеки. Це може статися навіть у повітрі.
Проблеми дронів літакового типу
В цілому, літаки страждають від тих же проблем, але зазвичай мають доволі потужні двигуни, які під час роботи нагріваються і частково захищають компоненти від замерзання. Крім того, крила допомагають підіймати значно більшу вагу, що дозволяє утеплити корпус.
Значною проблемою для літаків є вітер, який посилюється у зимову пору року, його пориви можуть просто перекинути апарат у повітрі, і він вже не зможе стабілізуватися. У цьому випадку чим більша маса БПЛА, тим він стійкіший.
Один з елементів безпілотних літаків, чутливий до низьких температур – це трубка Піто. Вона призначена для вимірювання статичного і динамічного тисків повітря, ці показники використовуються навігаційним обладнанням для визначення відносної швидкості і висоти. Якщо на трубці осідає волога і перетворюється на лід, то дані спотворюються, що заважає пілоту виконувати місію. Щоб цього уникнути, потрібно подбати про підігрів трубки Піто.