ChSTU repository

ЗМІСТ 
 
 Резюме ………….………………………………………………….. 3 
Review ………………………………………….…………………….6  
 Вступ …………………………………………………….…………. 9 
Розділ 1. Аналіз характеристик та типів безпілотних літальних  
апаратів  ……..…………………………….…………………... 18 
1.1. Поняття та розмірні характеристики безпілотних літальних  
апаратів …..……………………………………………………... 18 
1.2. Поняття важких безпілотних літальних апаратів ……………..2 5 
1.3. Методи та засоби боротьби з малорозмірними БПЛА ………. 29 
 Висновки до розділу 1 ………………………………………… 33 
Розділ 2. Особливості вибору елементної бази та конструювання   
БПЛА ..…………………………………………...……………. 35 
2.1. Огляд та обрання систем енергозабезпечення БПЛА ……… 35 
2.2. Силові установки та механіка БПЛА ….…………..………….4 1 
2.3. Системи відеоспостереження та ідентифікації БПЛА ……… 49 
2.4. Підхід до обрання матеріалу корпусу БПЛА ……………….. 52 
 Висновки до розділу 2 ………………………………….…….. 52 
Розділ 3. Комп‘ютерне моделювання та дослідження моделі БПЛА … 55 
3.1. Вибір та огляд програм для 3D моделювання безпілотного  
 транспорту ................................................................................... 55 
3.2. Моделювання безпілотного літального апарата в 3ds MAX .. 62 
3.3. Дослідження тактико-експлуатаційних характеристик  
 моделі БПЛА …………..…….………………………………… 67 
 Висновки до розділу 3 ………………………………..…….… 78 
 Висновки ……………………………….……………………………... 81 
 Список використаних джерел ……………………………………… 83 
 Додатки ………………………………………………...……………… 87 
 2 
РЕЗЮМЕ 
 
Куліков З.А. Розроблення та дослідження універсального безпілотного 
літального апарату. – Кваліфікаційна робота магістра. 
Кваліфікована робота магістра на здобуття освітнього ступеня магістра за 
спеціальністю 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» за 
освітньою програмою «Робототехнічні системи та автоматизація» – Черкаський 
державний технологічний університет, Черкаси, 2023. 
У кваліфікаційній роботі магістра проводиться підвищення якості тактико-
експлуатаційних характеристик універсального безпілотного літального апарату. 
Мета і завдання дослідження. Розроблення та дослідження тактико-
експлуатаційних характеристик моделі універсального безпілотного літального 
апарату з покращеною аеродинамікою для розв'язання широкого кола завдань. 
Для вирішення поставленої мети необхідно розв’язати такі задачі: 
- проаналізувати науково-технічний рівень сучасних характеристик та 
типів безпілотних літальних апаратів, оцінити переваги та недоліки застосування 
таких літальних апаратів; 
- провести вибір елементної бази та сконструювати універсальний БПЛА; 
- здійснити комп‘ютерне моделювання та подальше дослідження моделі 
універсального БПЛА. 
Об'єкт дослідження – процеси отримання, оброблення та видачі 
інформації безпілотними літальними апаратами. 
Предмет дослідження – модель універсального безпілотного літального 
апарату з покращеними аеродинамічними характеристиками. 
Наукова новизна отриманих результатів. 
1. Вперше встановлено, що тактико-технічні дані та аеродинамічні 
властивості спроєктованої моделі безпілотного літального апарату за проєктом 
«стелс» залежить від геометричної форми апарату та матеріалу його виготовлення 
з врахуванням розмаху крил розроблюваного БПЛА. 
2. Отримали подальший розвиток методи побудови моделей безпілотних 
літальних апаратів, які грунтуються на їх комп‘ютерному моделюванні для 
 3 
встановлення раціональних тактико-експлуатаційних характеристик, що 
дозволили значно спростити процес проєктування універсальних БПЛА для 
широкого кола завдань.  
Практична цінність отриманих результатів полягає в наступному: 
Практична цінність роботи полягає в розширенні науково-технічної бази 
проектування моделей безпілотних літальних апаратів. Проведене удосконалення  
енергетичних та силових компонентів розроблюваних БПЛА, шляхом спрощення 
процесу комп‘ютерного моделювання процесу проєктування таких апаратів. 
В першому розділі проведений аналіз характеристик та типів безпілотних 
літальних апаратів. Виконані теоретичні дослідження довели, що існуючі типи 
безпілотних літальних апаратів, серед яких проведено чітке розділення останніх 
за масовими та розмірними зарактеристиками на легкі, важкі, міні, міді та 
макроапарати. Встановлено, що серед систем, що призначені для боротьби з 
невеликими безпілотниками літакового і вертолітного типу виділяється система 
AUDS, перевагами якої є те, що до неї входять компоненти, перевірені в реальних 
умовах, наприклад радар вже перебуває на озброєнні декількох армій у вигляді 
наземної оглядової РЛС, яка там працює в дуже зашумленому просторі. Показано, 
що ключовою особливістю системи AUDS є здатність в якості радіочастотного 
глушника налаштовуватися на певні канали передачі даних з точним необхідним 
рівнем впливу, зокрема, глушити сигнали GPS, прийняті БПЛА, та радіоканали 
контролю і управління їм, а також можливість «перехоплення», що дозволить 
оператору AUDS взяти на себе управління БПЛА та вивести його з зони. 
В другому розділі проведено вибір елементної бази та зроблено 
конструювання універсального БПЛА. Для забезпечення необхідних вимог щодо 
уніфікації подальшого використання розроблюваного БПЛА було обґрунтований 
вибір елементів конструкції таких, як: акумулятор; електромотор; регулятор ходу 
двигуна; сервопривід; повітряний гвинт; шасі; цифрова камера для відео 
спостереження; система освітлення, а також обрано матеріал для виготовлення 
корпусу. Аналіз обраної комплектації БПЛА дозволяє стверджувати, що 
використання вдосконаленого Li-Po акумулятора і якісної цифрової камери 
 4 
значно підвищить ТТД авіамоделі, а монтаж багатокристальних світлодіодів 
збільшить ефективну площу випромінювання; використання модифікованого 
пенополіофілена дозволить корпусу БПЛА мати підвищену міцність і 
ремонтопридатність, а обтічність корпусу, гострий ніс та Т-подібне оперення 
забезпечать позитивний вплив на аеродинамічні характеристики. 
В третьому розділі проводиться комп‘ютерне моделювання та подальше 
дослідження моделі універсального БПЛА. Для моделювання безпілотного 
літального апарата обрана програма 3ds MAX, повнофункціональна професійна 
програмна система для створення і редагування тривимірної графіки і анімації, 
оскільки вона дозволяє реалізовувати найскладніші концепції, зручно їх 
модифікувати і змінювати, отримувати максимально наближене, фотореалістичне 
зображення для подальшого втілення розробленої моделі в життя. В процесі 
моделювання та подальшого дослідження було визначено, що розроблювана 
модель БПЛА не потребує рігінгу, оскільки колеса, гвинт, елерони та інші 
елементи є твердими об`єктами, що не деформуються, а отже не потребують 
кісткової системи для подальшого анімування. 
Ключові слова: дистанційне керування, універсальний безпілотний 
літальний апарат, 3D-моделювання, тактико-експлуатаційні характеристики, 
аеродинаміка. 
 
Список основних публікацій магістранта 
 
1. Розроблення та дослідження універсального безпілотного літального 
апарату / Куліков З.А., Бондаренко М.О. // Проблеми інформатизації: Одинадцята 
міжнародна науково-технічна конференція, Черкаси, 16-17 листопада 2023 р.: тези 
доповідей. – Черкаси – Харків - Баку – Бельско-Бяла, 2023. – т. 1. - С. 102. 
 5 
REVIEW 
Kulikov Z.A. Development and research of a universal unmanned aerial vehicle - 
Master's thesis. 
Master's thesis for a master's degree in specialty 151 "Automation and computer-
integrated technologies" under the educational program "Robotic systems and 
automation" - Cherkasy state technological university, Cherkasy, 2023. 
In the qualification work of the master's degree, the quality of tactical and 
operational characteristics of a universal unmanned aerial vehicle is improved. 
The aim and objectives of the research. Development and study of tactical and 
operational characteristics of a model of a universal unmanned aerial vehicle with 
improved aerodynamics to solve a wide range of problems. 
To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: 
- to analyze the scientific and technical level of current characteristics and types 
of unmanned aerial vehicles, to assess the advantages and disadvantages of using such 
aircraft; 
- to select the element base and design a universal uav; 
- to carry out computer modeling and further study of the universal uav model. 
The object of research is the processes of receiving, processing and issuing 
information by unmanned aerial vehicles. 
The subject of research is a model of a universal unmanned aerial vehicle with 
improved aerodynamic characteristics. 
Scientific novelty of the results. 
1. For the first time, it has been established that the tactical and technical data and 
aerodynamic properties of the designed model of an unmanned aerial vehicle under the 
stealth project depend on the geometric shape of the vehicle and the material of its 
manufacture, taking into account the wingspan of the uav under development. 
2. Methods for building models of unmanned aerial vehicles based on their 
computer modeling to establish rational tactical and operational characteristics have 
been further developed, which has greatly simplified the process of designing universal 
uavs for a wide range of tasks.  
 6 
The practical value of the results obtained is as follows: 
The practical value of the work lies in the expansion of the scientific and 
technical basis for the design of unmanned aerial vehicle models. The energy and power 
components of the developed uavs have been improved by simplifying the process of 
computer modeling of the design process of such vehicles. 
The first section analyzes the characteristics and types of unmanned aerial 
vehicles. Theoretical studies have proven that the existing types of unmanned aerial 
vehicles, among which the latter are clearly divided by mass and size characteristics into 
light, heavy, mini, midi, and macro vehicles, are very diverse. It is established that 
among the systems designed to combat small airplane and helicopter-type drones, the 
auds system stands out, the advantages of which are that it includes components that 
have been tested in real conditions, for example, the radar is already in service with 
several armies in the form of a ground surveillance radar, which operates in a very noisy 
space. It is shown that the key feature of the auds system is the ability to tune in to 
certain data transmission channels with the exact required level of influence, in 
particular, to jam gps signals received by the uav and radio channels for monitoring and 
controlling it, as well as the possibility of "interception", which will allow the auds 
operator to take over the control of the uav and take it out of the zone. 
In the second section, the element base was selected and the universal uav was 
designed. To ensure the necessary requirements for the unification of the further use of 
the uav under development, the choice of structural elements such as: battery; electric 
motor; engine speed regulator; servo; propeller; landing gear; digital camera for video 
surveillance; lighting system was justified, and the material for the body was selected. 
The analysis of the selected uav configuration suggests that the use of an improved li-po 
battery and a high-quality digital camera will significantly increase the aircraft model's 
ttd, and the installation of multicrystal leds will increase the effective radiation area; the 
use of modified polyurethane foam will allow the uav body to have increased strength 
and maintainability, and the streamlined body, sharp nose, and t-shaped plumage will 
have a positive effect on aerodynamic characteristics. 
 7 
In the third section, computer modeling and further study of the universal uav 
model are carried out. For modeling the unmanned aerial vehicle, the 3ds max program 
was chosen, a full-featured professional software system for creating and editing three-
dimensional graphics and animation, as it allows you to implement the most complex 
concepts, conveniently modify and change them, and obtain the closest possible 
photorealistic image for further implementation of the developed model. In the process 
of modeling and further research, it was determined that the uav model under 
development does not require rigging, since the wheels, propeller, ailerons and other 
elements are solid objects that do not deform, and therefore do not require a bone 
system for further animation. 
Keywords: remote control, universal unmanned aerial vehicle, 3d modeling, 
tactical and operational characteristics, aerodynamics. 
 
List of main publications of the master's student 
 
1. Development and research of a universal unmanned aerial vehicle / Kulikov 
Z.A., Bondarenko M.O. // Problems of informatization: the eleventh international 
scientific and technical conference, Cherkasy, November 16-17, 2023: abstracts. - 
Cherkasy - Kharkiv - Baku - Belsko-Biala, 2023. - vol. 1. - p. 102. 
 8 
ВСТУП 
 
Актуальність теми дослідження. Безпілотні літальні апарати (БПЛА) вже 
давно перестали позиціонуватися як пристрої виключно бойового призначення. 
Моделі класів «мікро» і «міні» за рахунок своїх тактико-технічних даних успішно 
застосовуються в цивільній сфері - не тільки з освітньо-розважальною метою, але 
й у секторі безпеки. Дистанційне радіоуправління апаратом виключає 
необхідність безпосереднього знаходження всередині, поблизу літального 
пристрою, незалежно від класу, що може убезпечити життя «пілота» [1]. 
Раніше термін безпілотна авіація включав у себе як радіокеровані, так і 
повністю автономні літальні апарати. До неї відносили літаки, керування 
(пілотування) якими здійснювалося без пілота, за допомогою приладів різних 
систем, які за допомогою радіо (радіолокації, телебачення) подавали команди на 
автопілот. Елементи системи керування знаходяться в цьому випадку поза бортом 
літака та можуть перебувати на землі, в атмосфері чи на водній поверхні, у точці 
зльоту, на трасі польоту та в зоні призначення. 
БПЛА широко використовуються у військовій галузі, насамперед для 
проведення аеророзвідки — як на тактичному, так і на стратегічному рівнях. 
Країни, такі як США, Ізраїль та Китай також активно використовують 
безпілотники для здійснення ракетних ударів по сухопутних об'єктах. 
Цивільні дрони, до того ж, вживаються для вирішення різноманітних завдань, 
виконання яких пілотованими літаками з ряду причин є неефективним.  
До цих завдань належать, зокрема: спостереження за атмосферним 
простором, водними площами та землею; екологічний моніторинг; управління 
авіаційним рухом; нагляд за морськими перевезеннями; розбудова мереж зв'язку; 
арт фотозйомка. 
З історії радіокерованих об’єктів відомо, що ще перше мініатюрне 
радіокероване судно створив та представив на загал Н.Тесла (1899 рік).  
У 1910 році, воєнний інженер Ч.Кеттерінг з Огайо після успіхів братів Райт, 
показав можливість застосовувати літальні апарати без участі людини. На його 
 9 
думку за допомогою часового керованого механізму апарат у визначеному місці 
повинен був відпускати крила та падати на ворога, немов бомба. Отримавши 
фінансування від армії США, він сконструював і з різними результатами 
протестував декілька апаратів, які отримали назви «The Kattering Aerial Torpedo», 
«Kettering Bug», але у військових операціях вони не були використані. Тим часом, 
у Німеччині розроблявся проект безпілотного дистанційно керованого 
бомбардувальника «Fledermaus». 
У 1933 році у Великобританії був створений перший багаторазовий БПЛА 
Queen Bee. Використані три відновлених біплани Fairy Queen, якими керували 
дистанційно з корабля за допомогою радіо. Два з них потерпіли в аварії, а третій 
успішно здійснив політ, зробивши Великобританію піонером у використанні 
БПЛА. Ця дистанційно керована безпілотна ціль під назвою DH82A TigerMoth 
була використана Королівським Військово-морським флотом з 1934 по 1943 рік. 
Армія та ВМФ США з 1940 року застосовували БПЛА «Radioplane OQ-2» як 
літак-мішень.  
В ході Другої світової війни німецькі науковці працювали над створенням 
декількох типів дистанційно керованої зброї, включно з керованими бомбами 
Henschel Hs 293 та Fritz X, ракетою Enzian і дистанційно керованим літаком, 
заповненим вибухівкою. 
Попри недопрацьованість деяких проектів, Fritz X і Hs 293 були ефективно 
використані у Середземноморському регіоні проти броньованих воєнних 
кораблів. Також була розроблена і використовувалася перша «крилата ракета» 
Фау-1 з реактивним двигуном, що могла бути запущена з землі чи з повітря. У 
Німеччині під час нацистського режиму у 1942 році розпочалося виробництво 
ракет Фау-2 з системою керування, яка гарантувала підтримку заданої траєкторії 
польоту. Були також винайдені та застосовані керовані авіаційні бомби.  
У Радянському Союзі в 1930–40-х роках авіаконструктор Нікітін працював 
над створенням спеціального торпедоносця-планера (ПСН-1 і ПСН-2) у форматі 
«літаючого крила» у двох версіях: з пілотом для навчально-цільових завдань та 
безпілотною версією з автоматичною системою управління. До початку 1940 року 
 10 
був розроблений проект дрону-торпеди з можливістю польоту на дистанцію 
понад 100 км та швидкістю 700 км/год. Проте ці проекти так і не були реалізовані. 
У 1941 році вдало застосували важкі бомбардувальники ТБ-3 як БПЛА для 
руйнування мостів. 
У США розпочали масове виробництво безпілотних мішеней Radioplane OQ-
2 для підготовки пілотів та зенітних артилеристів. У 1944 році було вперше 
використано класичний ударний БПЛА — Міждержавний TDR. Окрім цього, 
американські військові розробили низку керованих авіабомб, включаючи 
найбільш технічно вдосконалену зброю воєнного періоду — самонавідну 
плануючу бомбу ASM-N-2 Bat, першу у світі зброю типу «вистрілив-забув», яка 
не потребувала контролю оператора. 
Після війни розвиток безпілотників у США на деякий час був зосереджений 
на створенні керованих ракет та авіабомб, а у 60-х роках вони повернулися до 
концепції неударних БПЛА. 
Щодо мирного застосування БПЛА на сьогодні, то галузей застосування 
дуже багато, і кожна з галузей виставляє свої вимоги щодо конструктивних та 
технічних можливостей БПЛА. 
З аналітичних повідомлень BI Intelligence застосування невійськових 
БПЛА у США на березень 2016 року виглядає, як на діаграмі, розташованій 
нижче (Джерело: RoboTrends.ru за даними Business Insider). 
 
 11 
В результаті аналізу літературних та інтернет джерел нами були виділені 
ряд перспективних застосувань БПЛА у мирний час, зокрема: 
Архітектура та аерофотознімання. БПЛА надають можливість 
створювати цифрові картографічні зображення з високою роздільною здатністю, 
досягаючи точності декілька сантиметрів на одиницю. З використанням 
безпілотника та спеціалізованого програмного забезпечення можливе самостійне 
вивчення територій та створення двовимірних та тривимірних карт та моделей 
місцевості. Як приклад можна навести роботу компаній Autodesk, 3D Robotics, 
Kimley-Horn у США, які створили платформу Solo та продукт Site Scan. 
Безпілотні доставки вантажів. Це передбачає доставку вантажів різних 
розмірів у режимі без пілота за запрограмованим маршрутом, включаючи 
доставку ліків та біоматеріалів, піци, пошти, а також товарів з інтернет-магазинів, 
транспортні системи на базі дронів та ін.  
У DHL розробили повністю автономну систему доставки невеликих 
посилок беспилотниками. Конвертоплани Parcelport і центр відправлень прошли 
випробування в невеликій німецькій комуні, де успішно провели 130 доставок. 
Доставка дронами стає трендом. У Руанді стартує сервіс ZipLine доставки 
автономними дронами медичних продуктів в лікарні і медцентри. 15 
безпілотників здатні забезпечити до 150 доставок на день, автономно. Швидкості 
до 140 км/год. Висота польоту - 120 метрів. Вантажі скидаються з парашутами. За 
2 хвилини до підльоту дрон посилає SMS про своє прибуття.  
Тваринництво. Існує цілий ряд професій БЛА, що дозволяють з користю 
задіювати їх в тваринництві. Одне з основних вживань - оперативне виявлення в 
стаді хворих тварин за допомогою тепловізору по різниці температур хворих і 
здорових особин.  
Картографія / кадастр. Здобуття отофотопланів з метою картографування, 
постановки на кадастр і тому подібне. Триває процес створення автоматичних 
методів для виконання подібних завдань. З допомогою безпілотника та 
відповідного програмного забезпечення можна самостійно проводити розвідку 
територій та створювати двовимірні та тривимірні карти та моделі ландшафту. 
 12 
Кінематограф. Сучасний безпілотник для професійної зйомки, разом зі всім 
навісним устаткуванням і камерою, обходиться приблизно в ті ж гроші, що і 
година оренди вертольота з оператором-фахівцем. До того ж, дрон, при 
правильній експлуатації, може служити кіностудії роками - головне - не 
зловживати в своїх проектах з кадрами, що повторюються, знятими з висоти 
пташиного польоту. Безпілотник сьогодні може принести різноманітність в 
музичний кліп, індійське кіно і, навіть, в сповна серйозну картину, і все це за 
зовсім невеликі гроші. З боку кіностудій наголошується попит на послуги 
кваліфікованих операторів, які уміють працювати з БЛА, оснащеними 
професійним устаткуванням для зйомки.  
Кредитово-страхова діяльність. Порівняння заявлених і фактичних площ 
земель, об'єктів. Оцінка фактичних об'ємів виконаних робіт. Прогноз 
врожайності. Візуальна оцінка стану об'єктів у видимому і ГИК спектрі. Контроль 
дотримання техумов експлуатації об'єктів (розчищання території, вирубка лісу і 
тому подібне) 
Лісове господарство і заповідники. Боротьба з браконьєрами; виявлення 
пожеж, задимлень; контроль загород; лісозахист; лісовпорядження; моніторинг 
(облік) тварин; пошук (виявлення) і інспекція вирубок, виявлення незаконного 
будівництва, звалищ, збезлісень, вітровалу та ін.  
Метеорологія та управління погодою. Вивчення ураганів, тайфунів і інших 
природних явищ в області метеорології. До недавнього часу практикувався "засів 
хмар" хімікатами з літаків або спеціальних ракет для формування дощів. Це 
робиться, аби викликати дощ там, де він необхідний або попередити там, де він не 
потрібний. Американські розробники в 2016 році створили і випробували 
безпілотник, здатний розпиляти йодисте срібло, який може працювати навіть в 
несприятливих умовах в повітрі.  
Наприклад, Sandoval Silver State Seeder, Drone America, США. Літакового 
типа, 3.6 метра - розмах крил, вага - до 25 кг, може функціонувати за 
несприятливих погодних умов. 
 13 
Моніторинг видалених, важкодоступних або небезпечних об'єктів. 
Моніторинг мостів, висотних та протяжних об'єктів (наприклад, ліній 
електропередач, газо- і нафтопроводів або залізничних колій), інших споруд з 
безпілотника Беспілотники дозволяють досягти значної економії при 
періодичному обстеженні цих об'єктів. 
Екологія, охорона природи, спостереження за тваринами та птахами. 
Виявлення доріг міграції диких тварин та пташок, ветеринарні послуги для диких 
тварин та птиці, боротьба з браконьєрами, виявлення порушень норм 
екологічного законодавства, вивчення танення полярних льодів, моніторинг лісів, 
моніторинг побережжя, моніторинг акваторій, моніторинг ґрунту і посівів, 
спостереження за рідкісними видами тварин, визначення впливу різних 
забрудників на глобальну екологічну ситуацію, визначення рівня забруднень, 
пошук несанкціонованих звалищ  
Пошук і виявлення об'єктів. Пошук, виявлення та ідентифікація об'єктів в 
режимі реального часу, включаючи визначення їх точних координат і передачу 
даних на НСУ. Виявлення об'єктів незаконної забудови шляхом порівняння 
фактичної і офіційної карт забудови. Пошуково-рятувальні роботи.  
Проектні роботи. Вибір трас лінійних споруд, участь в інженерно-
геодезичних дослідженнях, проектування інженерної інфраструктури.  
Розваги та спорт. Розгляд або аерофотознімання об'єкту з повітря, спорт та 
інші змагання, включаючи гонки безпілотників, управління безпілотником заради 
задоволення, шоу з використанням безпілотників. Камера дрона дозволяє 
вибирати ракурси і створювати кадри спортивних змагань, недосяжні для 
"наземних" професіоналів-операторів, навіть якщо вони використовують 
спеціальні крани. У 2015 році вже є приклади такого роду використання 
безпілотників, поза сумнівом вони множитимуться в найближчому майбутньому. 
Можливе використання дронів, як для освітлення крупних змагань (з трансляцією 
відео на великий екран або по ТБ), так і спортсменами, наприклад, в час 
тренувань, у тому числі камер", що "літають, які ведуть автоматичний відеозапис 
спортсмена, що прагне поставити рекорд або виконати складний трюк. 
 14 
Реклама. Безпілотник переносить рекламний банер, наприклад, під час 
заходів на відкритому повітрі". При цьому не потрібно орендувати "точку 
стояння". Можливі й інші варіанти. У 2015 році наголошувалися випадки 
використання дронів в рекламі і рекламних акціях в США і Росії.  
Силові, охоронні структури. Поліція і рятувальники все частіше 
замислюються про використання безпілотників у повсякденній практиці. А десь 
вже прошли перші впровадження і накопичений досвід використання "ока в 
піднебінні" в різних ситуаціях, що вимагають уваги силових структур або 
рятувальників.  
Структури типа МНС використовують безпілотники для профілактики 
надзвичайних ситуацій, моніторингу надзвичайних ситуацій, пошуку людей, а 
також екстреної доставки необхідного туди, де це потрібно в надзвичайній 
ситуації. Дрони намагаються задіювати для виявлення акул біля пляжів.  
Телекомунікації. Основне застосування БПЛА в сфері комунікації можливе 
для передавання сигналів; моніторингу станцій мобільного зв'язку; перевірки 
карти поширення пакету інформації на "вузлах" підключення до інтернету (IOD, 
Internet of Drones).  
Мережі стільникового зв'язку можуть використовуватися як канал зв'язку з 
безпілотником, разом з "повітряними мережами" P2P, наприклад, для 
забезпечення доступу БЛА до інформації про "географічну зону" (наприклад, 
забороні польотів БЛА в даній зоні), а також в системах управління повітряним 
рухом. Все це забезпечується використанням професійних БЛА з навченими 
екіпажами. 
Всі ці задачі виставляють окремі особливі умови щодо можливостей БПЛА 
для їх виконання, що обумовило мету магістерської роботи. Тому необхідність 
розроблення та дослідження універсального безпілотного літального апарату є 
завданням актуальним та таким, що досі не є вирішеним. 
Мета й завдання дослідження. Розроблення та дослідження тактико-
експлуатаційних характеристик моделі універсального безпілотного літального 
апарату з покращеною аеродинамікою для розв'язання широкого кола завдань. 
 15 
Для досягнення заявленої мети необхідно розв‘язати такі завдання: 
1. Проаналізувати науково-технічний рівень сучасних характеристик та типів 
безпілотних літальних апаратів, оцінити переваги та недоліки застосування 
таких літальних апаратів. 
2. Провести вибір елементної бази та сконструювати універсальний БПЛА. 
3. Здійснити комп‘ютерне моделювання та подальше дослідження моделі 
універсального БПЛА. 
Об'єкт дослідження – процеси отримання, оброблення та видачі інформації 
безпілотними літальними апаратами. 
Предмет дослідження – модель універсального безпілотного літального 
апарату з покращеними аеродинамічними характеристиками. 
Методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань в роботі 
проводилися розрахункові та експериментальні дослідження, що базуються на 
теорії аеродинаміки, використовують адитивні технології, а також застосовують 
прийоми комп‘ютерного моделювання та візуалізації. 
Наукова новизна одержаних результатів.  
1. Вперше встановлено, що тактико-технічні дані та аеродинамічні 
властивості спроєктованої моделі безпілотного літального апарату за проєктом 
«стелс» залежить від геометричної форми апарату та матеріалу його виготовлення 
з врахуванням розмаху крил розроблюваного БПЛА. 
2. Отримали подальший розвиток методи побудови моделей безпілотних 
літальних апаратів, які грунтуються на їх комп‘ютерному моделюванні для 
встановлення раціональних тактико-експлуатаційних характеристик, що 
дозволили значно спростити процес проєктування універсальних БПЛА для 
широкого кола завдань.  
Практичне значення одержаних результатів. Практична цінність роботи 
полягає в розширенні науково-технічної бази проектування моделей безпілотних 
літальних апаратів. Проведене удосконалення  енергетичних та силових 
компонентів розроблюваних БПЛА, шляхом спрощення процесу комп‘ютерного 
моделювання процесу проєктування таких апаратів. 
Отримані в кваліфікаційній роботі результати можуть застосувовуватися 
спеціалістами, що проводять розроблення та експлуатацію безпілотних літальних 
 16 
апаратів широкого спектру застосування. 
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень були 
представлені на XІ-тій міжнародній науково-технічній конференції «Проблеми 
інформатизації» (Черкаси, 16-17 листопада 2023 року).  
Публікації. За темою кваліфікаційної роботи опублікована 1 теза доповідей. 
 17 
РОЗДІЛ 1 
АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ТА ТИПІВ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ 
 
1.1. Поняття та розмірні характеристики безпілотних літальних 
апаратів 
 
Безпілотні літальні мікроапарати. Безплотні (дистанційно-пілотовані) 
літальні апарати масою до 10 кілограм, висотою польоту до 1 км, часом польоту в 
межах 1 години належать до класу мікро БПЛА. 
«Дрони» цивільного призначення  можуть використовуватися в роботі 
служби з надзвичаних ситуацій окремих сценаріїв (нагляд за вогнезахистом); 
поліцейських відомств (моніторинг районів); аграрних підприємств 
(спостереження за агрокультурами), лісового господарства та рибальства (лісова 
охорона та рибний нагляд); геодезичних фірм (створення карт); географічних та 
геологічних інституцій; підприємств нафто- та газової галузі (контроль за 
нафтогазовими установками); будівельних компаній (перевірка об'єктів 
будівництва); засобів мас-медіа (аерофото- і відеозйомка) та інших. 
Через низьку вартість, велику кількість встановлених сенсорів і приладів, а 
також відкритий API, Ar.Drone, зображений на рис 1.1 досить популярна 
платформа для наукових і освітніх цілей. Він застосовується в експериментах 
автоматичного управління, навчання, автоматичного відеоспостереження тощо. 
[2] 
 
Рис. 1.1. Квадрокоптер Parrot AR.Drone 
 18 
Квадрокоптер, зображений на рис. 1.2. дорожча альтернатива. Також легкий 
у керуванні із сучасним програмним забезпеченням. Завдяки функції утримання 
висоти апарат може стабільно літати на висоті від 30 сантиметрів не торкаючись 
землі. 
 
Рис. 1.2. Квадрокоптер VC-450 
 
Квадрокоптер HUGINN X1, зображений на рис. 1.3. являє собою 
розвідувальний мікро БПЛА військового зразка, тому і ціна досягає 50000$ США. 
БПЛА здатен злітати і сідати вертикально в щільних та обмежених просторах, 
літати горизонтально на високій швидкості, долаючи великі відстані і швидко 
досягаючи необхідних об'єктів або зон. 
 
 
Рис. 1.3. Квадрокоптер HUGINN X1 
 
 19 
Програмне забезпечення наземної станції надає можливість оперування для 
«пілота» максимальною кількістю команд, наочного спостереження за 
картографією, станом БПЛА тощо. 
 
 
Рис. 1.4. Навігатор квадрокоптера HUGINN X1 
 
Безпілотні літальні мініапарати. Безпілотні літальні апарати масою до 50 
кілограм, висотою польоту до 5 кілометрів і часом польоту до кількох години 
належать до класу міні БПЛА. 
Безпілотні літальні апарати типу «міні» та «мікро» все активніше 
використовуються під час воєнних операцій на рівнях роти та групи для 
виконання завдань військового розвідування. 
Аерофотознімальний комплекс Птеро-СМ, зображений на рис 1.5., 
призначений для отримання ортофотопланів великих площ і лінійних об`єктів за 
один політ. Важить до 22 кілограм (в залежності від завантаженості). 
Поставляється з комплектом для запуску (пневматична катапульта з балоном для 
заправки і пневмоарматурою). 
 20 
 
Рис.1.5. Літальний апарат Птеро-СМ 
 
Літальний апарат Skylark, зображений на рис 1.6. оснащується електричним 
двигуном і системою розвідки, розміщеною в підфюзеляжному контейнері. Політ 
проходить в автономному режимі з навгіацією по опорних точках. Система 
дозволяє проводити автоматичну посадку в зазначеній точці з точністю до 5 
метрів з використанням повітряної подушки безпеки.  Повторне застосування 
апарату з укладанням подушки і заміною акумулятора можливо менше, ніж через 
5 хвилин. 
 
 
Рис.1.6. Літальний апарат Skylark 
 
Insitu Aerosonde, зображений на рис 1.7, компактний безпілотник, створений 
для збирання метеорологічної інформації, включно з вимірюванням температури, 
вологості повітря, барометричного тиску, а також швидкості та напряму вітру над 
 21 
морями та у труднопрохідних зонах. Aerosonde був розроблений компанією Insitu 
з США і на даний момент виробляється австралійською фірмою Aerosonde Ltd. 
Перша модель Aerosonde, Laima, стала першим дроном, що перетнув 
Атлантичний океан (у 1998 році). 
 
Рис. 1.7. Літальний апарат Aerosonde 
 
Безпілотні літальні мідіапарати. Безпілотні літальні апарати масою до 1000 
кілограм, висотою польоту до 10 кілометрів і часом польоту до 12 години 
належать до класу міді БПЛА. 
Літальний апарат Mohajer 4, зображений на рис 1.8. призначений для 
розвідки і наведення лазерних боєприпасів до цілей. 
 
Рис. 1.8. Літальний апарат Mohajer 4 
 
Літальний апарат Saeghe, зображений на рис 1.9., призначений для 
використання в якості хибної мішені для супротивника. При довжині 2,81 метра і 
 22 
масі в 60 кілограм БПЛА досягає швидкості 250 кілометрів за годину. 
 
 
Рис.1.9. Літальний апарат Saeghe 
 
Безпілотний розвідувальний літальний апарат (БПЛА), створений 
компанією IAI, і який визначений, як самий продаваний БПЛА виробництва 
Ізраїлю у 2012 році. 
 
 
Рисунок 1.10. Літальний апарат Heron 
 
Роботи над БПЛА були розпочаті на початку 1990-х років разом з 
американською фірмою TRW Inc. по одній з програм міністерства оборони США. 
 23 
БПЛА оснащений цифровою системою керування із зворотнім зв'язком для 
передачі даних. Один дрон здатен слідкувати за шістьма об'єктами одночасно. 
Heron може визначати мішені для літаків-винищувачів, гелікоптерів і ракет. 
RQ-5 «Hunter» («Мисливець») — тактичний розвідувальний БПЛА, 
створений ізраїльською компанією Israel Aerospace Industries (відділення Malat 
Division) спільно з американською компанією TRW Inc, на базі ізраїльського дрону 
«Impact UAV». Робота над проектом розпочалася у 1989 році. У 2003 році 
компанія «Northrop Grumman» стала підрядником програми «Hunter» та розпочала 
розробку ударної версії БПЛА під назвою MQ-5A, оснащеного боєприпасами BAT 
(Brilliant Anti-Tank), також відомими як «Viper Strike» в модернізованій версії. 
БПЛА виконаний у двохбалковій конструкції з двома поршневими 
двигунами об'ємом 750 см³ кожен, розміщеними ззаду і спереду гондоли. Таке 
конструкційне рішення дало можливість покращити показники потужності та 
надійності без збільшення аеродинамічного опору апарату.  
У фюзеляжі розміщено апаратуру керування, систему навігації, обладнання 
для розпізнавання та передавач-приймач інформації з антеною, яка знаходиться 
зверху на фюзеляжі. До гондоли прикріплено трьохколісне шасі. Конструкція 
крила включає в себе основний центроплан без ухилів і знімні крила з невеликою 
трапецієподібністю для транспортування. Крила обладнані рухливими клапанами 
та елеронами з електромеханічним приводом. Через дві балки до центральної 
частини крила приєднано хвіст з горизонтальним стабілізатором. Двійне 
вертикальне хвостове оперення розташоване під кутом до центру. БПЛА може 
злітати як стандартний літак або стартувати зі спеціальної установки за 
допомогою ракетного прискорювача. Додатково літальний апарат оснащений 
тепловізійною системою третього покоління, лазерним маркером мішені, 
системою попередження про радіолокаційне випромінювання та іншими засобами 
зв'язку. 
 24 
 
 
Рис. 1.11. Літальний апарат RQ-5 Hunter 
 
Тактико-технічні характеристики апарату: модифікація RQ-5; розмах крила, 
8.90 м; довжина, 6.95 м; висота, 1.65 м; маса (порожнього 540 кг; злітна 726 кг; 
палива 178 кг); тип двигуна 2 ПД Moto-Guzzi; тяга, 2 х 64 кгс; максимальна 
швидкість, 204 км/год; крейсерська швидкість, км / год 148; радіус дії, км 267; 
практична стеля, 4575 м. 
У 1996 році було розпочато НДДКР в області оснащення БПЛА "Hunter" 
системою виявлення мінних полів ASTAMIDS 
 
 
1.2. Поняття важких безпілотних літальних апаратів 
 
Безпілотні літальні апарати масою від 1000 кілограм, висотою польоту до 20 
кілометрів і часом польоту не менше 24 години належать до класу важких БПЛА. 
Безпілотники, які можуть перевозити озброєння та виконувати удари по 
цілях на землі, у повітрі чи під водою, відомі як ударні БПЛА. 
Початок ери ударних безпілотників був покладений у 1950-х роках з появою 
дистанційно керованого протичовнового гелікоптера QH-50 DASH. Він мав злітну 
масу 1000 кг, був обладнаний поршневим двигуном з потужністю 330 кінських 
сил і міг, за допомогою команд з корабельної системи наведення, вирушати у 
район розташування підводного човна і скидати протичовнову самонавідну 
торпеду. Бойовий радіус дії становив 50-70 км. Всього було побудовано більше 
750 БПЛА, які до 1970 р стояли на озброєнні ВМС США. 
 25 
Ударний безпілотний літальний апарат Karrar, зображений на рис 1.12. 
може мати на борту по дві с кожного боку бомби або ракети класу «повітря-
земля»  бомби загальною вагою до 230 кг, дальність польоту - до 1000 кілометрів. 
 
Рис. 1.12.Ударний безпілотний літальний апарат Karrar 
 
На сьогоднішній день найпоширенішим з точки зору застосування є ударні 
БПЛА: MQ-1 Predator і MQ-9 Reaper. 
MQ-1 Predator (рис. 1.13) ударний розвідувальний БПЛА, розроблений 
компанією General Atomics (США). Дебютний польот відбувся у 1994 році. 
Знаходиться на військовому озброєнні Повітряних Сил США. Наразі активно 
використовується на територіях Іраку та Афганістану. Протягом останнього 
десятиліття було виготовлено 126 таких літаків. Ціна одного БПЛА складає 4,5 
мільйони доларів. Планується придбання ще 144 нових апаратів. 
 
Рис. 1.13.Ударний безпілотний літальний апарат MQ-1 Predator 
 26 
Безпілотні літаки «Predator» сконструйовані зі стандартних авіаційних 
механічних, електричних та радіоелектронних компонентів, які також 
застосовуються у пілотованих літаках. Використання цієї концепції дозволило 
створити ефективний літальний апарат. На борту розміщено радіолокаційну 
станцію, дві кольорові телевізійні камери DLTV, інфрачервону систему з шістьма 
різними полями огляду, лазерний вимірювач відстані та мішені, а також 
обладнання для радіоелектронної розвідки/радіоелектронної боротьби. Оптико-
електронні засоби вмонтовані у сферичний фаринг. 
Тактико-технічні характеристики апарату: розмах крила, 14,84 м; 
довжина літака, 8,23 м; висота, 2,21 м; маса, кг (порожнього 512; максимальна 
злітна 1020); тип двигуна 1×Rotax 914F; потужність,. к. с 105; максимальна 
швидкість, 217 км/год; крейсерська швидкість, 110–130 км/год; дальність польоту, 
740 км.; тривалість польоту, год; нормальна більше 20; максимальна 40; 
практична стеля, 7920 м. 
В кінці 2008 року у затриманого в Іраку бойовика був відібраний ноутбук з 
перехопленим відео з безпілотного літака. А вже в 2009 році кількість отриманих 
від бойовиків захоплених відеозаписів становив період у кілька діб. Для 
відеоперехвату використовувалася програма SkyGrabber російської компанії 
SkySoftware (уразливими були дані, що передавались з «Predator»). 
Через декий час було встановлено, що сигнал з відео від цього безпілотника 
(на відміну від сигналу управління) ретранслювався комунікаційним супутником 
без будь-якого шифрування або іншого захисту. Це надавало можливість 
«перехоплювати» зазначений «незашифрований» сигнал за допомогою 
стандартних комерційних програм, таких як SkyGrabber. 
За словами представників Пентагону, цей недолік був відомий ще з часів 
військових дій НАТО у Югославії. Проте його не було виправлено через 
недооцінювання технічних здібностей повстанців та в цілях економії коштів. 
Також професійне керівництво запевнило, що перехоплення відеосигналу, ніяк не 
могло відбитися на безпеці управління БПЛА. 
General Atomics MQ-9 Reaper (первісно називався RQ-9 Predator B) — 
 27 
розвідувальний та ударний БПЛА. Розробка цього безпілотника була здійснена 
компанією General Atomics Aeronautical Systems для експлуатації у Повітряних 
Силах США, Військово-Морському Флоті США та Британських Королівських 
ВПС. Його перший виліт відбувся 2 лютого 2001 року. БПЛА створено на базі 
MQ-1 Predator. Він обладнаний турбовинтовим двигуном, що дозволяє досягати 
швидкості понад 400 км/год. Практична висота польоту складає 13000 метрів. 
Максимальна тривалість польоту MQ-9 Reaper становить до 24 годин. 
 
 
Рис.1.14.Ударний безпілотний літальний апарат MQ-9 Reaper 
 
Параметри: висота польоту: 15 км, час автономної роботи: 16-28 годин, 
максимальна дальність польоту: 5920 км, маса пального: 1300 кг, довжина 
апарату: 11 м, здатність переносити вантаж: 1700 кг, маса без навантаження: 2223 
кг; з максимальним навантаженням: 4760 кг, розмах крил: 20 м, найвища 
швидкість: 400 км/год, крейсерська швидкість: 160 км/год. 
Тактична одиниця MQ-9 складається з декількох БПЛА, станції наземного 
управління, комунікаційного обладнання, ЗІП і обслуговуючого персоналу. 
Екіпаж БПЛА складається з пілота і оператора електронних систем. Залежно від 
бойового завдання БПЛА може нести різноманітні комбінації озброєнь і 
електронного обладнання. Так, до-речі, багато спектральна система наведення AN 
 28 
/ AAS-52, від «The Raytheon» містить телекамери у видимому і інфрачервоному 
діапазонах, телевізійну систему на основі фотомноження (Image intensifier) і 
лазерний далекомір-цілевказувач, призначений для наведення систем озброєння. 
Є також радар для наведення керованих бомб JDAM, що містить датчик руху цілі 
та грунтується на синтезованій апертурі сигналу. 
В якості озброєння може нести: 
- До 4 ракет «повітря - земля» AGM-114 «Хеллфайр» 
- Або 4 ракети «Хеллфайр» і дві бомби Mark 82 c лазерним наведенням 
(GBU-12) 
- Або бомби Mark 82 з GPS-наведенням (JDAM) 
Проходять випробування використання ракет «повітря-повітря» AIM-92 
Stinger. 
Удари по терористам із застосуванням БПЛА були санкціоновані рішенням 
Конгресу США, прийнятим після теракту 11 вересня 2001 року. Однак, з точки 
зору світового права, застосування БПЛА окремо ніяк не регулюється. З 
розширенням використання безпілотної авіації, почастішали випадки ураження 
мирних жителів в зонах бойових дій. 
Вартість тактичної одиниці становить приблизно 30 мільйонів доларів США 
в залежності від конфігурації. 
 
 
1.3. Методи та засоби боротьби з малорозмірними БПЛА 
 
Одна з найважливіших переваг застосування міні- і мікро-БПЛА полягає в 
тому, що вони здатні виконувати розвідувальні завдання, залишаючись 
непоміченим, їх не можуть виявити радари ППО і наземні РЛС, запрограмовані на 
захоплення більших повітряних апаратів [3, 4].  
Втім, після застосування малорозмірних БПЛА бойовиками різних 
угруповань під час проведення військових операцій в Ізраїлі і Лівії військові та 
промисловість в даний час зайнялися цією загрозою і почали розробку 
 29 
спеціальної технології, яка дозволить ідентифіковувати, відстежувати і 
нейтралізовувати міні- і мікро- БПЛА. 
На паризькому авіасалоні в 2015 році компанія Controp Precision 
Technologies показала свій легкий тепловізор з швидким скануванням Tornado, 
здатний виявляти і відстежувати міні БПЛА на малих висотах, літаючих з різними 
швидкостями. Матриця, що працює у середньохвильовій ІК-області спектра, 
забезпечує коловий огляд на всі 360 °, вона здатна визначати найменші зміни в 
просторі, пов'язані з польотами невеликих БПЛА, як літакової, так і вертолітної 
схем.  
Віце-президент компанії пояснив: «Дрони стають все більш поширеними, 
вони представляють собою нові загрози для особистої безпеки. Велика частина 
систем ППО на базі радарів не спроможна визначити загрозу малорозмірних 
дронів, літаючих нижче 300 метрів. Tornado панорамно сканує дуже велику зону з 
високою швидкістю, використовуючи складні алгоритми для виявлення дуже 
невеликих змін в обстановці. Tornado недавно був випробуваний на здатність 
виявляти і відстежувати навіть найменші і низьколітаючі дрони . 
Повідомляється, що система здатна визначати малорозмірні БПЛА на 
дистанціях «від декількох сотень метрів» до «десятків кілометрів», але, варто 
відзначити, що, з огляду на загальну концепцію операцій, яка передбачає 
використання платформ подібного класу в міських умовах, такі можливості 
виявляться просто невживаними. 
Тепловізійна система Tornado може використовуватися як самостійний 
пристрій або інтегруватися в різні системи ППО. У неї вбудована автоматична 
система звукового і візуального попередження для сповіщення оператора про 
будь-які вторгнення в безпольотну зону. Втім, з метою нейтралізації загрози ця 
система повинна передавати сигнал або в систему електронної протидії, або в 
систему озброєння. 
Подібне рішення в даний час пропонується консорціумом британських 
компаній (Blighter Systems, Chess Dynamics і Enterprise Control Systems), який 
розробив систему спостереження і радіочастотного придушення БПЛА. 
 30 
Британський консорціум недавно оголосив про розробку системи для 
боротьби з невеликими БПЛА, що отримала назву Anti-UAV Defence System 
(AUDS). Компанії Blighter Surveillance Systems, Chess Dynamics і Enterprise 
Control Systems (ECS) спеціально об'єдналися з метою спільної розробки цієї 
системи боротьби з безпілотниками. 
Виконавчий директор компанії Blighter Surveillance Systems в одному з 
інтерв'ю пояснив, що робота системи AUDS відбувається в три етапи: виявлення, 
супровід і локалізація.  
Радар A400 Series Air Security Radar від Blighter використовується для 
виявлення БПЛА, оглядово-пошукова система дальньої дії Hawkeye від Chess 
Dynamics для супроводу і, нарешті, спрямований радіочастотний глушник від ECS 
працює в якості нейтралізуючого компонента. 
Представники компаній повідомили, що система AUDS безпосередньо 
призначена для боротьби з невеликими безпілотниками літакового і вертолітного 
типу, наприклад квадрокоптерами, і, навіть, назвали деякі подібні системи, які 
можна просто купити в магазині. 
Система має переваги перед аналогічними системами, оскільки в неї 
входять компоненти, перевірені в реальних умовах, наприклад радар вже 
перебуває на озброєнні декількох армій у вигляді наземної оглядової РЛС, яка там 
працює в дуже зашумленому просторі. 
На сьогодні в цілому проведено 80 годин випробувань і 150 вильотів. 
Під час випробувань система продемонструвала здатність виявляти, 
відслідковувати і нейтралізовувати цілі всього за 15 секунд. Дальність 
нейтралізації становить 2,5 км при майже миттєвому впливі на ціль. 
Ключовою особливістю системи є здатність радіочастотного глушника 
налаштовуватися на певні канали передачі даних з точним необхідним рівнем 
впливу. Наприклад, глушник може використовуватися для глушіння сигналу GPS, 
прийнятого БПЛА, або радіоканалу контролю і управління. Також є потенціал для 
впровадження в систему можливості «перехоплення», що дозволить оператору 
AUDS «практично» взяти на себе управління БПЛА. Робота глушника полягає не 
 31 
тільки в тому, щоб «збити» апарат, його можна використовувати просто для 
порушення функціональності БПЛА для того, щоб змусити його оператора 
вивести свій апарат із зони. 
Представники компаній визнали, що найскладнішою проблемою для 
системи AUDS може стати боротьба з низколетючими БПЛА в міському просторі, 
оскільки в цьому випадку є велика кількість перешкод і велика кількість 
відбиваючих поверхонь. 
Хоча система відрізняється високим ступенем автоматизації в ряді аспектів, 
особливо при виявленні і супроводі, участь людини є ключовим у функціонуванні 
AUDS. Кінцеве рішення нейтралізувати ціль чи ні, і в якій мірі, цілком лягає на 
оператора. 
Технології для радара запозичені у наземних оглядових РЛС, які 
перебувають на озброєнні британської армії і також Південної Кореї, де вони 
ведуть моніторинг демілітаризованої зони з Північною Кореєю. 
Оглядово-пошукова система Hawkeye від Chess Dynamics встановлюється в 
одному блоці з радіочастотним глушником і складається з оптико-електронної 
камери з високою роздільною здатністю і охолоджуваного середньохвильового 
тепловізору. Перша має горизонтальне поле зору від 0,22 ° до 58 °, а тепловізор 
від 0,6 ° до 36 °. В системі використовується цифровий стежучий пристрій 
Vision4ce, що забезпечує безперервний супровід цілі на дистанції близько 4 км. 
Багатосмуговий радіочастотний глушник від ECS відрізняється трьома 
вбудованими спрямованими антенами, які утворюють пучок шириною 20 °. 
Компанія має великий досвід у розробці технологій боротьби з саморобними 
вибуховими пристроями. Про це розповів представник компанії, зауваживши, що 
кілька її систем були розгорнуті коаліційними силами в Іраку і Афганістані. Він 
додав, що в компанії ECS знають уразливості каналів передачі даних і як це 
використовувати. 
Серцем системи AUDS є станція управління оператора, за допомогою якої 
можна управляти всіма компонентами системи. У неї входять дисплей стеження, 
головний екран управління і дисплей відеозапису. 
 32 
З метою розширення зони спостереження ці системи можуть об'єднуватися 
в мережу, будь це кілька повноцінних систем AUDS або мережа радарів, 
з'єднаних з одним блоком «оглядово-пошукова система + глушник». Також 
система AUDS потенційно може бути частиною більш великої системи 
протиповітряної оборони, хоча компанії поки не мають наміру розвивати цей 
напрям. 
Виконавчий директор компанії Enterprise Control Systems зауважив 
наступне: «Майже кожен день відбуваються інциденти з БПЛА і прориви 
периметрів безпеки, пов'язані з дронами. У свою чергу, система AUDS здатна 
зняти підвищені побоювання у військових, урядових і комерційних структурах, 
пов'язані з малорозмірними БПЛА ». 
У той час як БПЛА мають багато позитивних сфер застосування, очікується, 
що вони все більшою мірою будуть використовуватися для злодійських цілей. 
Вони можуть переносити: камери спостереження, зброю, токсичні, хімічні і 
вибухові речовини і все більше будуть використовуватися з метою терору, 
шпигунства і контрабанди». 
 
 
Висновки до розділу 1 
 
Аналіз проведеної літератури показав, що на сьогодні основні дослідження 
в напрямку розроблення безпілотних літальних апаратів направлені на 
підвищення їхньої ефективності, автономності, точності навігації та стійкості до 
різних погодних умов. Значні успіхи досягнуті в розвитку автоматичних систем 
керування та інтеграції БПЛА з різними датчиками і камерами для збору даних. 
Проте залишаються питання щодо забезпечення універсальності таких 
безпілотників, що дозволило б покращити безпеки польотів, захистити від 
несанкціонованого доступу та використати в складних метеорологічних умовах, 
які потребують подальших досліджень та розробок. 
 33 
Встановлено, що безплотні літальні апарати в залежності від маси, висоти та 
тривалості польоту поділяють на чотири класи: мікро, міні, міді та важкі (ударні) 
БПЛА. Окрім військового застосування, БПЛА має дуже багато позитивних сфер 
застосування, що виставляють до техніко-технічних характеристик БПЛА досить 
широкий спектр вимог. 
 
 34 
РОЗДІЛ 2. 
ОСОБЛИВОСТІ ВИБОРУ ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ТА КОНСТРУЮВАННЯ  БПЛА 
 
2.1. Огляд та обрання систем енергозабезпечення БПЛА 
 
Для розроблюваного безпілотного літального апарату необхідно 
забезпечити обґрунтований вибір елементів конструкції для забезпечення 
необхідних вимог щодо уніфікації подальшого використання та здійснити вибір 
матеріалу, з якого буде виготовлено корпус БПЛА. 
До елементів конструкції, якими має бути обладнаний БПЛА, зокрема 
відносяться: акумулятор; електромотор;  регулятор ходу двигуна; сервопривід; 
повітряний гвинт; шасі; цифрова камера для відео спостереження; система 
освітлення. 
Огляд акумуляторів. Електричний акумулятор можна зустріти на будь-якій 
моделі з радіоуправлінням. Він забезпечує функціонування приймача 
радіоуправління, сервомашинки, гіроскопу та іншої електроніки. На моделях з 
електроприводом акумулятор живить електродвигун, що приводить в рух модель 
[5]. 
До основних характеристик акумуляторів відносять: 
- ємність акумуляторів, що вимірюється в міліампер-годинах (мА – год.). 
Бортові батареї для сервоприводів і приймача, зазвичай, мають ємності від 200-
300 до 2000 мА - год. Ходові акумулятори - 5300 мА – год. і вище. 
- масу елемента, що залежить від його типу і ємності. Важливе значення має 
відношення ємності до маси, що вказує на щільність запасу акумулятором енергії. 
- струмовіддачу, яка характеризує здатність акумулятора віддавати струм 
певної величини. Позначається в численних значеннях ємності. Наприклад, 10С 
для акумулятора ємністю 600 мА – год. означає, що даний акумулятор здатний 
віддавати струм, рівний 10  0.6 = 6 Ампер. Побутові акумулятори здатні 
віддавати струм до 3С; силові, необхідні для живлення ходового двигуна моделі - 
від +10 С і вище. 
 35 
- внутрішній опір, що визначає струмовіддачу батареї. Чим менший опір, 
тим вищий струм, який здатний віддавати акумулятор. При перевищенні 
допустимого струму, всередині елемента зростає тепловиділення, виникає ризик 
перегріву елемента, здатний в свою чергу призвести до закипання електроліту з 
інтенсивним газоутворенням і подальшим вибухом елемента. 
- напругу елемента, яка залежить від типу (хімії) акумулятора: типу 
використаних всередині нього реагентів і реакцій між ними. 
- напругу батареї, що залежить від числа елементів в акумуляторній батареї 
і напруги кожного елемента окремо. Чим вища напруга батареї, тим вищий 
максимальний струм, який ця батарея може віддати в навантаження з фіксованим 
опором. 
Типи акумуляторів: 
- Нікель-кадмієві (NiCd) 
Елементи мають форму циліндра (в побуті іменуються «банками»), 
найбільш поширені типорозміри, що застосовуються на моделях: Sub-C (43х23 
мм, вага ~ 65-75 гр.) та І2 / 3A (29х17 мм, вага ~ 20 гр.) . Досить часто 
використовуються і більш звичні «побутові» типорозміри: АА і ААА, наприклад, 
в батареях для живлення приймача і сервоприводів.  
Номінальна напруга одного елемента 1,2В (1,35 В повністю зарядженого без 
навантаження). Кадмієві акумулятори відрізняються невибагливістю в 
експлуатації, високим терміном служби (до 1000 циклів заряд-розряд) і відносно 
низькою питомою ємністю (ємністю на одиницю маси батареї). 
 
Рис. 2.1. Нікель-кадмієвий акумулятор 
 
 36 
- Нікель-метал-гідридні (NiMH) 
Мають ті ж типорозміри, що і нікель-кадмієві, але мають в півтора-два рази 
більшу ємністю елементів при тій же масі і в стільки ж разів поступаються 
кадмієвим акумулятором по терміну служби, тобто за час служби і Ni-MH, і Ni-Cd 
віддають приблизно однаковий заряд. Мають менший ефект пам'яті, ніж NiCd 
акумулятори, але погано переносять перерозряд (розрядку нижчу за мінімально 
допустиму напругу) і перезарядку (зарядку вищу за максимально допустиму 
напругу). В якості силових Ni-MH акумулятори поширені в авто- і 
судномоделюванні, в модельній авіації мало використовуються через досить 
велику вагу. Як і Ni-Cd акумулятори, вони поступово поступаються місцем більш 
ємним акумуляторам на основі літію. 
 
 
Рис. 2.2. Нікель-метал-гідридний акумулятор 
 
- Літій-полімерні (LiPo) 
Являють собою пластини прямокутної форми, з номінальною напругою 
одного елемента (пластини) 3,7В; повністю зарядженого 4,2В; повністю 
розрядженого 3В, подальший розряд виведе елемент з ладу. Мають приблизно 
втричі більшу ємністю на одиницю маси, ніж Ni-MH акумулятори. Вимагають 
уважного і обережного поводження при експлуатації: неправильна зарядка, 
коротке замикання, перегрів або механічне пошкодження літій-полімерних 
батарей може призвести до їхнього займання. 
 
 37 
 
Рис. 2.3. Літій-полімерний акумулятор 
 
Для зарядки використовуються тільки спеціальні зарядні пристрої для літій-
полімерних акумуляторів; в процесі заряду не допускається залишати процес без 
нагляду - щоб виключити ризик виникнення пожежі. Завдяки своєму малому 
внутрішньому опору літій-полімерні акумулятори широко застосовуються на 
сучасних літаючих моделях, забезпечуючи таку високу потужність, що електричні 
моделі з літій-полімерними батареями найчастіше перевершують аналогічні 
моделі з ДВЗ. 
- Літій-залізо-фосфатні (LiFePO4) 
Порівняно новий тип акумуляторів, що поєднує в собі ємність літієвих 
елементів з невибагливістю і надійністю кадмієвих батарей. Номінальна напруга 
одного елемента 3,3 В. Масового поширення ще не отримали, але вже успішно 
застосовуються окремими ентузіастами на самих різних типах моделей. 
 
Рис. 2.4. Літій-залізо-фосфатний акумулятор 
 
Зарядка акумуляторів. Зарядка будь-яких акумуляторів здійснюється 
зарядним пристроєм. У найпростішому вигляді це так званий wall-charger, 
подібний зарядним пристроям мобільних телефонів та іншої портативної техніки. 
Такі пристрої іноді входять в готові комплекти моделей (RTR, RTF), але для 
зарядки ходових акумуляторів електромоделей можливості їх застосування 
сильно обмежені через відсутність регулювань і малу сили струму. 
 38 
Мабуть, кожен моделіст користується спеціалізованим зарядним пристроєм. 
Багато пристроїв оснащені невеликим дисплеєм для контролю процесу зарядки, 
звуковим зуммером, в топ-моделі вбудовують мікрокомп'ютери, які вміють 
запам'ятовувати статистику по батареям, малювати графіки процесу заряду і т. п. 
Гарний сучасний пристрій підтримує Ni-MH, Ni-Cd і Li-Po акумулятори, 
видає до 5-7 А струму на заряд, має режим tricklecharging, має функцію розрядки і 
балансування батарей, дозволяє здійснювати цикли заряд-розряд для тренування 
батарей. Більшість пристроїв живляться від напруги 12 В для роботи від 
автомобільного акумулятора. 
 
Рис. 2.5. Універсальний зарядний пристрій iMaxRC B6 10AC 
 
Для безпілотного літального апарата обраний літій – полімерний 
акумулятор Turnigy nano-tech 3000mAh. 
 
Рис. 2.6. Turnigynano-tech 3000mAh LiPo 
 
 39 
Характеристики: ємність: 3000mAh; напруга: 3S1P / 3 Cell / 11.1V; 
струмовіддача: 25C постійний / 50C піковиий; вага: 231 грам (включаючи дроти і 
роз'єми); розміри: 150x43x17мм; балансувальний роз'єм: JST-XH; силовий роз'єм: 
4 мм штирьовий роз'єм. 
Акумулятори Turnigy nano-tech, виготовлені з літій-полімерного матеріалу, 
забезпечують високу ефективність переносу енергії окиснення/відновлення 
(розряду/заряду) завдяки LiPo основі. Ця технологія сприяє більш легкому 
пересуванню електронів (зі зниженим внутрішнім опором) між анодом і катодом, 
що дає більш круту крива розряду і більш високу струмовіддачу, ніж у 
аналогічних літій-полімерних (НЕ nano-tech) акумуляторів. Оптимальне рішення 
для авіамоделей. 
Завдяки нано-ядерній технології в іонно-літієвих батареях (додавання 
спеціальних добавок), досягаються поліпшенні властивості батареї. 
1) збільшують електронну провідність. 
2) надають високу можливість просочування несучої рідинам, що створює 
більш потужні іонні канали. Це підвищує здатність іонної передачі і дифузії іонів. 
Шляхом вдосконалення електронної провідності і передачі іонів, опір 
зменшується і поляризація розряду значно зменшується. 
Переваги в порівнянні з традиційними акумуляторами Lipo: 
- Щільність потужності досягає 7,5 кВт / кг. 
- Більш крута крива розряду, що дає більшу струмовіддачу під 
навантаженням. 
- Внутрішній опір може бути дуже низьким, 1.2mΩ в порівнянні з 3mΩ 
стандартного LiPo акумулятора. 
- Нагрівання акумулятора зазвичай не перевищує 60 градусів Цельсія. 
- "Розпухання" акумулятора при піковій струмовіддачі не перевищує 5%, в 
порівнянні з 15% від нормального LiPo акумуляторами. 
- Велика ємність при швидкісному розряді. Віддає більше 90% при 100% 
зарядці. 
 40 
- Можлива швидка зарядка, на деяких батареях струм зарядки може 
досягати 15C. 
- Більш довгий цикл служби, майже вдвічі більше, ніж у стандартного LiPo 
акумулятора. 
Для більш простого налаштування центрування використовуються 2 
акумулятори Turnigy nano-tech 3000mAh, що кріпляться в корпусі БПЛА. 
Паралельне підключення піднімає ємність до 6000mAh. 
 
 
2.2. Силові установки та механіка БПЛА 
 
Електромотор для БПЛА. Безколекторний електромотор Turnigy 4258 800kv 
за своїми характеристиками відповідає вимогам БПЛА. 
 
Рис. 2.7. Безколекторний електромотор Turnigy 4258 800kv 
 
Характеристики: розміри: 56 мм х 43 мм, 76 мм (з валом); обороти: 800KV; 
вага: 265гр. (Не рахуючи роз'єми); діаметр вала: 5 мм; довжина переднього валу: 
20 мм; товщина пластин статора: 0. 2 мм; тип магніту: 45SH. 
 
 41 
 
 
Рис. 2.8. Габаритні розміри електромотора Turnigy 4258 800kv 
 
Для безколекторного електромотору знадобиться регулятор швидкості. 
Електронний регулятор швидкості (ESC, Electronic Speed Controller) - це 
пристрій для управління швидкістю обертання електромотора. Він дозволяє точно 
налаштовувати електричний потік, який подається на мотор радіокерованої 
моделі. Відмінно від більш примітивних резистивних регуляторів швидкості, які 
раніше використовувалися в моделізмі і регулювали потужність двигуна за 
допомогою включення додаткового навантаження в ланцюг з мотором, що 
перетворювало зайву енергію в тепло, електронний регулятор швидкості 
забезпечує значно вищу ефективність, мінімізуючи втрату енергії батареї на 
непотрібний нагрів [6]. 
Залежно від типу електродвигуна, для управління яким призначені, 
електронні регулятори ходу поділяються на регулятори:  
- Для електричних колекторних двигунів;  
- Для електричних бездатчикових безколекторних двигунів; 
- Для електричних безколекторних двигунів, що містять датчики Холу.  
В залежності до виду моделі, для якої застосовуються електронні 
регулятори ходу поділяються на регулятори:  
- Для авіамоделей;  
- Для автомоделей;  
- Для судномоделей. 
 42 
Всі регулятори швидкості різняться в залежності від максимального 
робочого струму, напруги акумулятора та сумісності з батареями різних типів. 
Регулятори для безщіткових електродвигунів фундаментально відрізняються від 
регуляторів для щіткових двигунів: крім контролю за потужністю до 
електромотора, вони повинні визначати положення ротора щомоменту для 
точного налаштування фаз трьох струмів, які необхідні для функціонування 
безщіткового мотора. 
Ці регулятори зазвичай коштують більше, ніж регулятори для щіткових 
моторів з аналогічною електричною потужністю. Регулятор швидкості 
безщіткових моторів призначений для роботи лише з одним підключеним до 
нього безщітковим двигуном, у той час як регулятор для щіткових моторів 
дозволяє підключати до нього кілька щіткових двигунів, як послідовно, так і 
паралельно, з умовою, що загальний струм не перевищує максимально 
допустимий для цього регулятора. Регулятори швидкості для моделей кораблів 
мають додатковий захист від води. Регулятори для автомоделей оснащені 
продвинутим повітряним радіатором для охолодження та функцією зміни 
напрямку обертання двигуна. 
За своїми тактико-технічними характеристиками був обраний регулятор 
швидкості Turnigy 85A с 5A SBEC для безколекторного електродвигуна. 
 
Рис. 2.8. Регулятор ходу двигуна Turnigy 85A с 5A SBEC 
 
 43 
Характеристики: постійне навантаження: 85 A; пікове навантаження: 100 A; 
акумулятори: 2-6 банок Lipo / 5-18 банок Ni-XX; SBEC: 5.5 В / 5 A; розміри: 
52х34х20 мм; вага: 60 гр. 
Надшвидкий мікроконтролер Atmel наділяє цей регулятор швидкості 
небувалою продуктивністю. Цей пристрій містить вбудований імпульсний 
стабілізатор на 5 ампер для безперебійної роботи сервоприводів. 
Регулятор можна програмувати за допомогою карти програмування або 
власної апаратури управління. 
Особливості: 
- Низький внутрішній опір 
- Плавна і рівна зміна газу 
- Захист від перевантаження по струму і перегріву 
- Вимкнення при втраті сигналу або перешкодах від приймача більш ніж на 
2 секунди 
- Підтримка моторів з високими обертами 
- Захист від випадкового запуску при включенні передавача 
- Сучасне програмне забезпечення 
Програмні функції: 
- Установка гальм (рекомендується включати функцію гальма тільки при 
використанні складних пропелерів) 
- Тип акумуляторів (LiPo, NiCd / NiMh) 
- Параметри відсічення при низькій напрузі 
- Скидання на заводські налаштування 
- Налаштування таймінгу 
- Налаштування м'якого старту (для вертольотів) 
- Режим гувернера (для вертольотів) 
- Напрямок обертання 
- Зміна частоти 
- Тип відсічення при низькій напрузі (негайне відключення, плавне 
зниження потужності) 
 44 
Сервопривід для БПЛА. Для управління регулюючими органами БПЛА 
знадобляться сервоприводи. 
Сервомеханізм (або серводвигун, сервопривод) — це елемент у системах 
автоматичного контролю або дистанційного управління, який за допомогою 
енергії вторинного джерела забезпечує механічну дію регулювального елемента 
відповідно до сигналів, що надходять від системи управління. Іншими словами, 
змінюючи положення регулювального елемента (ручки, кнопки, перемикача), 
аналогічно змінюється потік матеріалу або енергії, що спрямовується на робочий 
об'єкт, в результаті чого змінюється його стан. 
Сервопривід - це вспоміжний мотор для дистанційного автоматичного 
керування чи регулювання обладнання, механізмів, закривання та відкривання 
клапанів та іншого. Сервомотори становлять окрему категорію моторів через те, 
що діапазон обертання їхнього ротора зазвичай менший за один повний оберт. 
Можуть бути електричними, гідравлічними або пневматичними. 
Основні параметри: вага, динаміка руху двигуна, стабільність руху, 
енергетична ефективність. 
Сервомеханізм функціонує завдяки імпульсам, тривалість яких змінюється, 
і які він отримує через сигнальний кабель. При тривалості імпульсу приблизно 1,5 
мс, сервомеханізм знаходиться в нейтральному стані (тобто має рівні можливості 
обертатися в обох напрямках). Кут обертання сервомеханізму залежить від 
довжини імпульсу. Довший імпульс призводить до більш швидкого обертання 
мотора. При виконанні команди на рух, будь-яка зовнішня сила, що спробує 
зупинити сервомеханізм, зіткнеться з інтенсивним опором — це і є максимальна 
сила, яку витримає сервопривід. Водночас, сервомеханізм не здатен самостійно 
утримувати позицію без імпульсів, які він очікує кожні 20 мс. Якщо тривалість 
імпульсу менша за 1,5 мс, то сервопривід обертає вал на кілька градусів проти 
годинникової стрілки і намагається зафіксувати положення. У випадку, коли 
імпульс триваліший, він обертається у протилежному напрямку. Стандартний 
діапазон тривалості імпульсу для роботи сервомеханізму становить від 1 мс до 2 
мс. 
 45 
Також важливим параметром сервоприводу є швидкість обертання, тобто 
час, за який він переходить з одного положення в інше. 
Основні складові сервоприводу включають мотор, управлінські елементи та 
трансмісію. Додатково в ньому присутні додаткові периферійні компоненти — 
засоби блокування, індикація, системи вмикання/вимикання та зворотного зв'язку.  
Зазвичай, сервомеханізми функціонують завдяки зовнішнім джерелам 
енергії, на відміну від систем типу сельсин/віддавач — сельсин/приймач, адже 
внутрішніх джерел енергії недостатньо для їхньої ефективної роботи через високу 
енергоємність задач, які вони виконують. 
Більшість сервоприводів виконують обертові дії, хоча вони також 
використовуються для забезпечення лінійного руху. У деяких випадках 
використовуються датчики лінійних переміщень. Ці сервоприводи допомагають 
уникати помилок під час перетворення обертового руху в лінійний при 
переміщенні об'єктів, але їх конструкція стає значно складнішою, і вони 
вимагають більше зусиль у виготовленні, оскільки вони повинні виконувати дуже 
точні завдання, тому до фінального етапу їх налаштовують уже на місці 
використання. 
Сервоприводи поділяються на декілька категорій залежно від джерела 
енергії — механічні, гідравлічні та електричні. 
Електричні сервоприводи є найновітнішими, де часто використовуються 
синхронні двигуни. Їх обертовий момент та швидкість регулюються за допомогою 
спеціалізованих сервоперетворювачів. Сучасні сервомеханізми мають високу 
якість регулювання, стабілізацію швидкості та обертового моменту, відмінну 
динаміку та точність позиціонування, невелику вагу та габарити, а також високу 
стійкість до різних перешкод. Завдяки цим технічним характеристикам, 
сервоприводи широко застосовуються в робототехніці, де вони сприяють 
покращенню функціональності роботів, роблячи їхні рухи більш точними та 
плавними. 
 46 
 
Рис. 2.9. Сервопривід Turnigy S3317M 
 
Специфікація: крутний момент: 3,0 кг/см; швидкість: 0,14 сек; редуктор: 
метал; вага: 26г; розміри: 42х28х15мм; 
 Габарити: довжина (B): 32мм;д овжина з пазами (E): 43мм; ширина 
(D): 16мм; вся висота (A): 33мм; висота до пазів (F): 18мм; висота до качалки (C): 
30 мм. 
 
Рис. 2.10. Габаритні розміри Turnigy S3317M 
 
Механіка для БПЛА. Для забезпечення польоту на БПЛА встановлюється 
повітряний гвинт Evolution 12х6". 
Характеристики: діаметр: 12 "(30.48 см.); крок: 6 "(15.24 см.); діаметр 
отвору: 0.25 "(6 мм.) 
 
 47 
 
Рис. 2.11 - Повітряний гвинт для двигунів внутрішнього згоряння. 
 
Крім використання стандартного методу приземлення мікро БПЛА (на 
фюзеляж) передбачена установка колісних і поплавкових шасі, які за необхідності 
можуть бути демонтовані. 
 
 
Рис. 2.12. Поплавкові шасі 
 
 
 
Рис. 2.13. Колісні шасі 
 48 
2.3. Системи відеоспостереження та ідентифікації БПЛА 
 
Відеоспостереження для БПЛА. Для відеоспостереження використовується 
екшн камера SJCAM SJ4000, що кріпиться в носовій частині безпілотного 
літального апарату. 
Екшн-камера SJ4000 - дуже вдалий і недорогий аналог популярних 
екстремальних відеокамер [3].  
 
Рис. 2.14. Екшн камера SJCAM SJ4000 
 
GoPro SJ4000 - це камера розміром трохи більше сірникової коробки, проте 
з унікальним набором функцій: 
 - запис відео HDR, циклічний запис (режим відеореєстратора) і режим 
роботи веб-камери.  
- кольоровий LCD дисплей 1,5 дюйма, що дозволяє переглядати відзнятий 
матеріал, змінювати налаштування камери, встановлювати камеру під потрібним 
кутом, визначати заряд батареї.  
- ширококутний об'єктив і дозвіл матриці 12 Мп, чутливий сенсор Aptina 
AR0330 і потужний процесор Novatek 96650 забезпечують можливість 
високоякісної зйомки, навіть, при слабкому освітленні. Технологія HDR 
забезпечує збалансованість експозиції, що особливо помітно вночі (яскраві 
елементи не виходять пересвіченими і не впливають на загальний вигляд 
зображення, в результаті чого темніші об'єкти стають більш яскравими та 
виразними).  
 49 
- водонепроникний бокс дозволяє проводити відео та фото-зйомку на 
глибині занурення до 30 метрів 
- акумулятор знімний, що дозволяє за необхідності у польових умовах 
встановити запасний і продовжити зйомку; 
HDMI роз'єм дасть можливість переглядати відзнятий матеріал на великому 
екрані. У комплекті SJCAM SJ4000 йде величезна кількість різних кріплень і 
фіксаторів. Аксесуари сумісні з камерами "GoPro".  
Технічні характеристики: Процесор: Novatek NT96650; Сенсор: 12 Mp, 
Aptina AR0330; LCD дисплей: 1.5 дюймів (4: 3), дозвіл 960x240 px; Об'єктив: 170 ° 
A + HD ширококутний, 6G; Зум: цифровий 4X; Дозвіл відео: 1920х1080 30fps / 
1280х720 60fps / 848х480 60fps / 640х480 60fps; Формат стиснення відео: H.264; 
Формат від4ео: MOV; Циклічна запис: Є; Датчик руху: Є; Мікрофон є; Дозвіл 
фото: 12M / 8M / 5M; Формат фото: JPG. 
Фото режими: Один знімок / зйомка з затримкою (2 з / 5с / 10с) / тривала 
зйомка. Підтримка карт пам'яті: MicroSD до 32GB (не входить в комплект);  
Підтримка бездротового з'єднання: Немає; HDMI вихід: Mini HDMI; USB порт: 
Micro USB ; Живлення: 5V; Акумулятор: знімний, 900 mAh; Час роботи від 
батареї: 70-100 хвилин (у режимі 1080P FullHD; Розміри файлів: 10 хвилин відео 
займає 1,2 Гб в форматі 1080p або 1,07 Гб в режимі 720p; Час зарядки: Близько 3 
години; Операційна система Windows XP / Vista / Win7 / MacOS; Підтримка мов: 
English / German / French / Spanish / Italian / Русский; Вага камери - 44 г, з 
акумулятором - 58 г; Розмір камери 29.8 x 59.2 x 41 мм 
Функції та особливості: 
• Запис відео FullHD 1080p / 30fps з кутом огляду 170 градусів. 
• Циклічний запис відео (по 3, 5, 10 хвилин). 
• Відображення дати та часу зйомки відео. 
• Можливість проведення записування відео при заряджанні камери. 
• Початок запису відео при підключенні до живлення. 
• Датчик руху. 
• Датчик положення. 
 50 
• Водонепроникний кейс. 
• HDMI вихід для підключення до телевізора. 
• Режим веб-камери при підключенні до комп'ютера. 
Система освітлення  для БПЛА. Для освітлення середовища БПЛА буде 
використовувати надпотужні багатокристальні діоди XM-L T6 [9], що мають 
наступні характеристики: номінальный світловий потік, Люмен 280; потужність 2 
Вт; робоча температура, градусів до + 150; номінальный струм, мА 700 ; напруга 
живлення, при струмі 700 мА 2,9 вольт; довжина і ширина, мм 5 x 5 ; кут світіння, 
градусів 125; індекс кольоропередачі от 80 до 90 Ra. 
 
Рис. 2.15. Cree XM-L T6 
 
 
Рис. 2.16. Графік залежності яскравості Cree XM-L T6 від температури нагріву 
 
Світлодіод XML-T6 дозволяє видавати світлопотік до 1200 люмен. Ресурс 
становить 100 000 годин. Дальність світіння - до 1000 метрів. У режимі 
«пошукового маяка» оточуючий промінь світла видно в радіусі 1500 метрів. 
 51 
2.4. Підхід до обрання матеріалу корпусу БПЛА 
 
Для виготовлення корпусу вірним рішенням буде використання 
пенополіофілену.  
Пенополіофілен або спінений поліофілен (EPO англ. Expanded PolyOlefin) - 
дуже міцний, але легкий пінопласт, схожий на EPP (екструдований поліпропілен), 
проте більш гнучкий і може бути склеєний ціакрином.  
Зовні через свої великі кульки схожий на звичайний пінопласт, але має 
поліпшену формулу склейки між кульками, поліпшену гнучкість і пружність. 
Використовується в різних розмірах моделей, включаючи великі моделі цивільних 
літаків [10].  
Витримує великі навантаження. Він добре тримає форму без додаткового 
посилення, не піддається до прогину. Легко відновлює форму під струменем 
окропу. З мінусів: немає можливості отримати більш детальні і точні форми, як у 
звичайного пінопласту EPS. 
sEPO - нова формула матеріалу пенополіофілена, з найменшими розмірами 
кульок, в порівнянні з EPS, але з властивостями EPO. Він також важчий ніж EPS, 
при цьому він вже дозволяє домагатися точної деталізації. Дорожче звичайного 
EPO. 
Існують кілька сортів EPO і виробники можуть регулювати розмір кульки з 
урахуванням вимог до ваги, щільності та заповнення порожнини. 
 
Висновки до розділу 2 
 
1. Для забезпечення необхідних вимог щодо уніфікації подальшого 
використання розроблюваного БПЛА було обґрунтований вибір елементів 
конструкції таких, як: акумулятор; електромотор; регулятор ходу двигуна; 
сервопривід; повітряний гвинт; шасі; цифрова камера для відео 
спостереження; система освітлення, а також обрано матеріал для виготовлення 
корпусу 
 52 
2. Для забезпечення тривалого часу перебування в повітрі обраний потужний 
літій – полімерний акумулятор Turnigy nano-tech 3000mAh, для якого завдяки 
наноядерній технології (додавання спеціальних добавок), досягнуто 
поліпшення властивостей батареї. 
3. Для більш простого налаштування центрування використовуються 2 
акумулятори Turnigy nano-tech 3000mAh, що кріпляться в корпусі БПЛА, а їх 
паралельне підключення піднімає ємність батареї до 6000mAh. 
4. В результат аналізу електромоторів для вирішення поставлених задач обрано 
безколекторний електромотор Turnigy 4258 800kv, що за своїми 
характеристиками відповідає вимогам БПЛА  
5. Для плавного варіювання електричною потужністю, що подаватиметься на 
електродвигун, БПЛА було оснащено електронним регулятором ходу Turnigy 
85A с 5A SBEC, який має досить високий ККД та за своїми тактико-
технічними характеристиками підходить для безколекторних електродвигунів 
6. Для управління регулюючими органами БПЛА використано сервопривід 
Turnigy S3317M, що відрізняється високим рівнем контролю, стабільністю 
швидкості та обертового моменту, відмінною динамікою та точністю у 
визначенні положення, порівняно малою вагою та габаритами, а також 
значною стійкістю до різних зовнішніх перешкод. 
7. Для забезпечення польоту на БПЛА встановлюється повітряний гвинт 
Evolution 12х6", а для розширення можливостей щодо приземлення, крім 
стандартного методу приземлення мікро БПЛА на фюзеляж, передбачена 
установка колісних і поплавкових шасі, які за необхідності можуть бути 
демонтовані 
8. Для забезпечення якісного відеоспостереження вирішено використати екшн 
камеру SJCAM SJ4000, що буде закріплена в носовій частині безпілотного 
літального апарату 
9. Для освітлення середовища БПЛА буде використовувати надпотужні 
багатокристальні діоди XM-L T6, що у режимі «пошукового маяка» 
забезпечать оточуючий промінь світла в радіусі до 1500 метрів 
 53 
10. Аналіз обраної комплектації БПЛА дозволяє стверджувати, що: 
− використання вдосконаленого Li-Po акумулятора і якісної цифрової 
камери значно підвищить ТТД авіамоделі, а монтаж багатокристальних 
світлодіодів збільшить ефективну площу випромінювання. 
− завдяки використанню модифікованого пенополіофілена корпус БПЛА 
буде мати підвищену міцність і ремонтопридатність.  
− обтічність корпусу, гострий ніс та Т-подібне оперення забезпечать 
позитивний вплив на аеродинамічні характеристики.  
 
 54 
РОЗДІЛ 3.  
КОМП‘ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛІ БПЛА 
 
3.1. Вибір та огляд програм для 3D моделювання безпілотного 
транспорту 
 
3ds MAX (3D Studio MAX) — це комплексна професійна програма для 
дизайну та модифікації 3D графіки та анімацій, створена компанією Autodesk. 
Включає в себе передові інструменти для митців та спеціалістів у сфері 
мультимедіа. Підтримується операційними системами Microsoft Windows та 
Windows NT (у версіях як для 32-біт, так і для 64-біт). У квітні 2014 року була 
випущена сімнадцята версія цього програмного продукту під назвою «Autodesk 
3ds Max 2015». 3ds MAX використовується для створення комп'ютерних ігор, 3D 
анімаційних мультфільмів, рекламних роликів та іншого. Багато візуальних 
ефектів для кінофільмів було створено за допомогою цього редактора. 
3ds Max має широкий асортимент інструментів для моделювання 3D 
комп'ютерних моделей різної форми та складності, як реальних, так і 
фантастичних об'єктів, використовуючи різні техніки та механізми. Це включає: 
- полігональне моделювання, включаючи Editable mesh (модифікована поверхня) 
та Editable poly (модифікований полігон) - це основний метод моделювання, 
який застосовується для створення складних моделей та моделей з низькою 
кількістю полігонів для ігор. 
Зазвичай, створення складних моделей, які потім конвертуються в Editable 
poly, розпочинається зі створення параметричного об'єкта «Box», тому цей метод 
часто називають «Boxmodeling»; 
- моделювання на базі неоднорідних раціональних B-сплайнів (NURBS); 
- моделювання з використанням так званих «Сіток шматків» або 
поверхонь Безьє (Editable patch), що підходить для створення тіл 
обертання; 
 55 
- використання стандартних параметричних об'єктів (примітивів) та 
модифікаторів з вбудованих бібліотек. 
- моделювання за допомогою сплайнів (Spline) із застосуванням 
модифікатора Surface, що є аналогом NURBS і зручним для створення 
об'єктів із складними плавними формами, які важко змоделювати за 
допомогою полігонального моделювання. 
- моделювання за допомогою сплайнів з подальшим застосуванням 
модифікаторів Extrude, Lathe, BevelProfile або створенням об'єктів Loft на 
їх основі, що часто використовується в архітектурному моделюванні. 
Ці методи можуть поєднуватися між собою. 
Моделювання на основі стандартних об'єктів зазвичай є первинним і 
служить вихідним пунктом для створення об'єктів складної структури, завдяки 
використанню примітивів та їх комбінуванню. 
Стандартний об'єкт «Чайник» (Teapot) є частиною цього набору з 
історичних причин: він використовується для тестування матеріалів та освітлення 
у сцені та давно став уособленням тривимірної графіки. 
Particle Systems (Система часток) - це сукупність малорозмірних об'єктів, що 
керуються рядом характеристик. Ситуації, де потрібні системи часток, охоплюють 
сценарії з імітацією дощу, снігу, диму, полум'я, зоряного неба, фонтанів, іскор та 
іншого. 
Від 8-ї версії програми існує 7 базових типів джерел часток, які 
відрізняються за своєю поведінкою: 
PF Source (Particle Flow Source) - струмінь частинок, здатний відповідати на 
події, запрограмовані у вбудованій системі ParticleFlow. Такий струмінь може 
імітувати будь-що, від бризок води до димового сліду від ракетного двигуна; 
Spray (Бризки) - створює простий ефект бризок, схожих на дощові краплі, з 
кількома параметрами для регулювання форми, розміру та характеру падіння 
частинок; 
Super Spray (Супер бризки) - значно удосконалена система бризок з 
багатьма налаштуваннями для контролю за появою, рухом і формою частинок. 
 56 
Часткам можна надати вигляд різних об'єктів або дозволити їм об'єднуватися, як 
водяні краплі; 
Snow (Сніг) - генерує простий ефект падіння снігу з численними 
параметрами для налаштування форми, розміру та характеру падіння частинок; 
Blizzard (Заметіль) - значно удосконалена версія часток Snow. Часткам 
можна надати форму різних об'єктів; 
PArray або Particle Array (Масив часток) - підходить для моделювання 
часток будь-якого типу, включаючи складні ефекти, такі як імітація вибухів. 
Часткам можна надати форму різних об'єктів; 
PCloud або Particle Cloud (Хмара часток) - створює статичну хмару часток, 
що використовується для імітації 3D зоряних полів, зграї риб або птахів. Часткам 
можна надати форму різних об'єктів; 
3ds Max включає інструмент розрахунку фізики Reactor від фірми Havok. 
«Reactor» здатний проводити розрахунки на виявлення зіткнень і моделювання 
фізичного поведінки для наступних класів тел: абсолютно тверде тіло, 
деформоване  тіло, тканина і мотузка, а також для тіл, які є складовими цих 
чотирьох. Крім цього, «Reactor» здатний моделювати взаємодію даних чотирьох 
класів тіл з об`ємом рідини і налаштовувати деякі параметри рідини, такі як 
в'язкість. 
«Reactor» включає велику кількість сил, які можуть впливати на фізичні 
об'єкти: гравітацію, вітер і механічні дії. Крім цього, присутній певний набір 
складових фізичних тіл: пружина, мотор, руйновані об'єкти, «ляльки» і автомобілі 
з налаштованим параметрами (корпус, осі, колеса). 
«Reactor» містить обмежувачі з'єднань, включаючи петльові, шарнірні і 
поршневі з'єднання, призматичні з'єднання, з'єднання осі з колесом і інші. Як і в 
інших програмах для симуляції динаміки, у Reactor використовуються упрощені 
опуклі оболонки об'єктів. Їх можна налаштувати так, щоб враховувалися всі 
вершини об'єкта, хоча це вимагає більше часу на обробку.  
Починаючи з версії 2012 (14) Reactor виключений з пакету. На зміну йому 
прийшов модуль MassFX. 
 57 
- Hair & Fur - Починаючи з версії 7.5, У 3ds Max інтегрований модуль 
Hair&Fur, який призначений для створення волосся, шерсті, трави, гілок та 
іншого. 
Рендеринг є фінальним етапом роботи над створеною сценою. Зазвичай 
більша частина роботи над сценою виконується у спрощеному режимі: зі 
зменшеним розміром текстур, без тіней і джерел світла, з відключеними 
складними властивостями матеріалів (наприклад, відбиттям), без складної 
геометрії та різноманітних ефектів. 
Лише після рендерингу стає видимими всі характеристики матеріалів 
об'єктів і проявляються ефекти зовнішнього середовища, які були застосовані у 
сцені. Для отримання фінального зображення на екрані використовується 
відповідний модуль рендерингу, який застосовує математичні алгоритми для 
відтворення зовнішнього вигляду сцени з усіма необхідними ефектами. Час 
розрахунку може коливатися від долі секунди до декількох місяців, залежно від 
складності задачі. Більшість модулів рендерингу є незалежними програмами, які 
інтегруються у 3ds Max у вигляді доповнень. 
Список модулів візуалізації: 
Scanline - Стандартний візуалізатор в 3ds Max. Первісний метод рендерингу 
у 3DS Max базується на послідовному сканувальному алгоритмі. Протягом часу 
до Scanline були додані деякі передові функції, такі як обрахунок 
GlobalIllumination, RayTracing та Radiosity, але більшість можливостей було 
інтегровано з інших візуалізаторів, наприклад - RadioRay. 
Mental ray - це високоякісна система рендерингу, створена компанією 
Mental Images, призначена для виробничого застосування. Вона інтегрована у 
новіші версії 3DS Max і є потужним інструментом візуалізації, що підтримує 
сегментну візуалізацію (аналогічно супроводжуючій візуалізації у Maya) та 
технологію розподіленого рендерингу, яка дозволяє ефективно розподілити 
обчислювальне навантаження серед декількох комп'ютерів. Версія mentalray, 
включена до 3ds Max, поставляється з комплектом інструментів, які полегшують 
створення різноманітних ефектів. 
 58 
V-Ray - Якісний фотореалістичний рендерер, розроблений як додаток до 3ds 
Max. Сумісний зі старішими версіями 3ds Max. Володіє унікальними матеріалами, 
камерами, джерелами світла та атмосферними ефектами. Включає в себе «систему 
денного освітлення»: V-RayPhysicalCamera, V-RaySky і V-RaySun (фізичну 
камеру, небо і сонце), застосування яких разом дозволяє досягати відмінних 
результатів навіть з базовими настройками. 
RenderMan - це зовнішній інструмент для інтеграції з RenderMan конвеєром, 
корисний також у випадках, коли потрібно поєднати 3DS Max з рендеринговою 
системою Renderman. Підключення з 3DS Max здійснюється через DoberMan. 
FinalRender - зовнішній рендерер від компанії Cebas. Це один з найбільш 
комплексних рендерерів, який за своїми можливостями поступається тільки 
mentalray. Його перевага в тісній інтеграції з іншими продуктами Cebas, що надає 
широкий вибір різних атмосферних, лінзових ефектів та інших можливостей, яких 
немає в інших рендерерах. 
Brazil R / S - якісна та фотореалістична система рендерингу, створена 
фірмою SplutterFish Llc. У цьому рендерері використовуються декілька методів 
обчислення глобального освітлення GlobalIllumination, зокрема QMC та Photon 
Mapping. Brazil здобув визнання серед архітекторів, дизайнерів та художників у 
сфері комп'ютерної графіки за рахунок легкості налаштувань, надійності та 
високоякісних результатів рендерингу. 
Fryrender - фотореалістичний рендерер, який базується на фізичних законах 
і є спектральним, розроблений компанією Random Control. Забезпечує створення 
зображень високої якості та дозволяє досягти натуралістичного реалізму. 
Indigo Renderer - фізично коректний рендерер. Основна відмінність цього 
рендерера полягає в тому, що всі розрахунки освітлення, енергії, каустики тощо 
виконуються взаємозалежно, на відміну від інших рендерів, де ці процеси 
відбуваються окремо і керуються користувачем. 
Maxwell Render - ця система рендерингу першою використовує "фізичну 
парадигму". В основі Maxwell Render лежать математичні рівняння, які описують 
поведінку світла. Завдяки впровадженню реальних фізичних законів, Maxwell 
 59 
Render уникає потреби в довгому і складному процесі налаштування параметрів 
рендерингу, характерному для більшості інших рендерів. візуалізаторів, які 
працюють за іншими алгоритмами. 
LuxRender - система фізично коректної візуалізації тривимірних сцен, що 
пропонує вільний доступ до свого коду. Для роботи з LuxRender потрібно 
експортувати сцени та моделі з графічних редакторів за допомогою 
спеціалізованих плагінів чи скриптів. 
Kerkythea - це система рендерингу, яка дозволяє створювати 
фотореалістичні зображення. Використовує точні з фізичної точки зору матеріали 
та освітлення. Kerkythea 2008 Echo має власний інтерфейс для редагування сцен 
та матеріалів, який є простим і зручним у використанні. 
Arion Render - це гібридний інтерактивний рендер для GPU та CPU, 
створений компанією Random Control на основі NVIDIA CUDA. 
BIGrender - рендер, що спеціалізується на візуалізації великих зображень. 
Під час процесу рендерингу розділяє зображення на сегменти, кожен з яких 
зберігається як окремий файл. 
Sunflow - це система візуалізації з відкритим кодом, яка дозволяє 
створювати фотореалістичні зображення. Розроблена на Java і спрямована на 
візуалізацію у сфері дизайну. 
Krakatoa - рендер від компанії Thinkbox Software для швидкого візуалізації 
систем часток. Працює з безліччю систем часток, як вбудованих в 3ds max, так і 
підключених до нього у вигляді плагінів, наприклад, Thinkingparticles, FumeFX 
або RealFlow. Дозволяє рендерить величезні масиви часток, чого не можна 
зробити, наприклад, в Scanline, MentalRay або V-Ray. Дозволяє висвітлювати 
частки точковими джерелами світла з прорахунком загасання світла в хмарі 
часток. Має власну систему MagmaFlow, який здійснює потужні математичні 
операції для часток і переводити ці дані в різні властивості часток, наприклад, 
колір або щільність. 
3ds Max включає обширну бібліотеку стандартних інструментів, які 
спрощують розробку різноманітних спецефектів. Окрім базового набору 
 60 
інструментів, існує безліч додаткових плагінів, які не тільки допомагають у 
створенні більш реалістичних зображень вогню, води та диму, але й надають 
розширені можливості для моделювання. 
Ці доповнення є окремими модулями, які можна придбати окремо від 
основного пакету 3ds Max або знайти безкоштовно в Інтернеті. Ці програми 
розробляються як великими компаніями, що займаються створенням програмного 
забезпечення, так і незалежними розробниками. 
Кількість та різноманітність додаткових модулів для 3ds Max значно 
перевищує стандартний набір інструментів, що поставляється разом з програмою. 
Використання цих доповнень полегшує вирішення багатьох завдань: вони 
дозволяють зменшити час на обчислення візуалізації за допомогою більш 
вдосконалених підключаємих візуалізаторів та прискорити процес моделювання 
за рахунок додаткових модифікаторів та розширених функцій.  
Такі додаткові модулі як ParticleFlow, Плагіни, такі як Cloth FX і Reactor, 
стали настільки популярними, що було вирішено внести їх у склад програми 3ds 
Max. Тепер вони є неоддільною частиною цієї програми. Нижче перераховано 
декілька корисних додаткових модулів для 3ds Max: 
FumeFX - для створення фотореалістичних ефектів вогню, полум'я, диму і 
інших. 
Phoenix FD - аналог FumeFX від Chaos Group, призначений для створення 
ефектів вогню і диму. 
DreamScape - для реалістичного моделювання ландшафтів, гір, неба, 
атмосферних явищ і т. д. 
AfterBurn - для фотореалістичних ефектів хмар, диму, вибухів і інших 
подібних ефектів. 
GrowFX - дозволяє створювати рослини будь-якого виду, включаючи 
пальми, ліани, сосни, квіти і широколистяні дерева. Кожну рослину, створену за 
допомогою цього плагіна, можна легко анімувати. 
MAXScript - це вбудована в 3ds Max мова макроскриптів, яка надає 
користувачам ряд корисних можливостей, включаючи створення сценаріїв, 
 61 
макросів, власних сувоїв для панелей інструментів, написання модулів для роботи 
з мережевими об'єктами, обмін даними з іншими додатками Windows через OLE і 
автоматичний запис дійздійснених користувачем, у вигляді набору макрокоманд і 
т. д. 
 
 
3.2. Моделювання безпілотного літального апарата в 3ds MAX 
 
Основний алгоритм з моделювання і подальшої візуалізації моделі полягає з 
наступних кроків: Створення моделі (лоу- і хай-полі версії); Розгортка моделі; 
Текстурування; Рігінг (де потрібно); Анімування; Рендеринг; Композитинг. 
Вказаний алгоритм реалізується наступним чином: 
1. Після запуску програми 3ds Max слід впевнитись, що одиниці 
вимірювання в налаштуваннях відповідають розмірності креслення чи концепту, 
для зручності моделювання. Розмах крил БПЛА рівен 150 сантиметрам, тому, 
якщо по замовченню вказані дюйми, то їх необхідно змінити. 
 
 
Рис. 3.1.  Робоче вікно програми 3ds Max 
 
У діалоговому вікні треба вибрати метричну систему вимірювання і для 
відображення коректних значень цифровими лічильниками інтерфейсу обрати 
сувій «міліметри». 
 62 
 
Рис. 3.2.  Діалогове вікно налаштування мір інтерфейсу 
 
Тепер треба назначити міліметри системною одиницею побудови 
середовища 3ds Max. Після натискання на кнопку «System Unit Setup» необхідно 
вказати міліметри, як міру для розрахунку. 
 
 
Рис. 3.3.  Діалогове вікно налаштування внутрішніх мір 
 
Концепт - ескіз самого БПЛА був виготовлений відповідно до проведеного 
в попередніх розділах аналізу та згідно зроблених висновків і розрахунків, на 
основі аналізу реальних зразків, типу стелс, їх тактико-технічних даних і 
 63 
аеродинамічних властивостей, залежних від геометричної форми апарату, 
матеріалу тощо. 
Для наочності і впевненості у максимальному наближенні об`єкта 
моделювання до ескізу буде зручно помістити його у середовище самої програми. 
Для цього треба: 
1 - Натиснути «Create» (створити). 
2 - У спадаючому списку обрати Standard Primitives (стандартні примітиви) 
3 - Натиснути кнопку Plane, обравши площину. 
4 - Змінити ширину і довжину площини по осям х і у, згідно концепції. Це 
дозволить не спотворити кінцевий результат. 
5 - Перетягнути зображення із малюнком на площину або вказати шлях до 
нього у налаштуваннях самого об`єкту. 
 
 
Рис. 3.4.  Діалогове вікно налаштування внутрішніх мір 
 
Модель безпілотного літального апарату будується виходячи з концепту 
примітива - простої геометричної фігури боксу, що складається з 6 полігонів, 
рівних 12 трикутникам. 
1 - Натиснути «Create» (створити). 
2 - В спадаючому списку обрати Standard Primitives (стандартні примітиви) 
 64 
3 - Натиснути кнопку Box, обравши універсальну геометричну фігуру, з якої 
можна змоделювати що завгодно. 
4 - Перейти у вікно виду «TOP» для зручності моделювання БПЛА згори. 
5 - «Заблокувати» зайві об`єкти через кнопку «Selection Lock Toggle»  для 
роботи виключно з боксом і унеможливлення випадкового контакту з іншими 
моделями (освітлення, площини, тощо). 
6 - Задати ширину і довжину боксу згідно основи БПЛА. Саме з неї буде 
формуватись подальша модель. 
7 - Перейти в контекстне меню об`єкта, натиснувши праву клавішу миші. 
Конвертувати звичайний примітив в систему редагованих полігонів. 
 
Рис. 3.5.  Контекстне меню об`єкта 
 
8 - Всі подальші модифікації моделі будуть здійсненні через виділення і 
«нарощення». Сам об`єкт можна виділяти різними методами: за полігони, ребра, 
вершини, елементи і межі. 
 65 
 
 
Рис. 3.6.  Панель управління об`єктом 
 
При конвертуванні моделі в редагований меш виділення полігонів буде 
замінене виділенням трикутників (власне з пари яких полігон і складається). 
2. Розгортка моделі дозволяє розкласти 3д-модель на 2д площині для 
подальшого створення дифузних карт, карт освітлення, - нормалей, тощо. 
Виконується через модифікатор «Unwrap UVW» зі спадаючого списку 
модифікаторів (1), оскільки  об`єкт набув складних форм і розгорнути його 
коректно через «автоматичний» «UVW Map» неможливо.  
 
 
Рис. 3.7.  Розгортка об`єкта 
 
Залишається умовно розрізати модель по боковим ребрам (2) і розгорнути 
(3). 
 
 66 
 
Рис. 3.8.  Рендер текстурної сітки об`єкта 
 
Коли підготовчі роботи закінчені, залишається відкрити UV-редактор (4) і 
через «Tools» (Інструменти) обрати рендер (5) із його налаштуваннями і зберегти 
результат у вигляді зображення (6) у разі відсутності на комп’ютері програм для 
роботи з 3д-графікою, або погано до неї пристосованих (Adobe Photoshop, Photo 
Filtre, Paint, Gimpи.т.п). 
 
 
3.3. Дослідження тактико-експлуатаційних характеристик моделі 
БПЛА 
 
Після цього об`єкт готовий до текстурування (розфарбовування). Якщо ж на 
ПК встановлені пристосування для цифрового скульптингу, такі як MudBox і 
Zbrush, то фарбування самого БПЛА можна провести в них, в 3д-режимі. Зручний, 
наочний спосіб, що запобігає виникненню артефактів і видимих швів. 
 67 
 
Рис. 3.8.  Низькополігональна модель БПЛА (вид згори) 
 
 
Рис. 3.9.  Низькополігональна модель БПЛА (вид спереду) 
 
Використані модифікатори: Unwrap UVW, Symmetry, MeshSmooth. 
 
3. Для текстурування, за свої значні переваги, обирається програма MudBox 
від розробника самого 3ds Max - компанії Autodesk. 
Autodesk Mudbox - це професійний графічний софт, призначений для 
високополігонального моделювання цифрових скульптур і текстурного 
малювання 3D моделей. Він надає можливості фахівцям у галузі моделювання і 
художникам, які працюють з текстурами, для створення цифрових 3D об'єктів і 
2D малюнків, найбільш схожих на роботу з реальною глиною і фарбами. 
Крім того, Mudbox використовується для створення карт висот, карт 
нормалей, карт дисплейсменту і інших. У відміну від інших програм аналогічного 
 68 
призначення, Mudbox має зручний і інтуїтивний інтерфейс, що дозволяє 
користувачам повністю оволодіти ним за кілька днів. 
Autodesk Mudbox - це передове програмне забезпечення, яке включає в себе 
3D кисті високої роздільної здатності, що дозволяють моделювати скульптури, 
складаючи десятки мільйонів полігонів. Ця програма була розроблена для 
задоволення потреб професійних художників і 3D-моделерів у галузі 
кіноіндустрії, розробників комп'ютерних ігор, дизайнерів і інженерів-
проектувальників. 
Його інноваційні функції включають в себе:  
- легкі в зверненні скульптурні кисті, що Дозволяють митцям з високою 
точністю створювати 3D геометрію будь-якої складності. 
3D шари: це тривимірний еквівалент багатошарових 2D зображень у 
графічних редакторах, таких як Adobe Photoshop, Corel Draw і інші. Вони 
дозволяють одночасно працювати з декількома рівнями різної деталізації, що 
надає можливість зберігати і змінювати деталізацію будь-якого рівня, 
комбінувати, змішувати, змінювати і маскувати шари. 
Дружній інтерфейс користувача і зручний робочий простір значно 
скорочують час, необхідний для оволодіння програмою і підходять для 
дизайнерів і митців у галузі мультимедіа. 
Продуктивність: інноваційні технології дозволяють художникам працювати 
швидко і ефективно, навіть з найскладнішими об'єктами, які складаються з 
мільйонів полігонів. 
Мульти-роздільність: ієрархічна технологія розділу, яка дозволяє митцям 
створювати високополігональні моделі з великою кількістю полігонів. 
Запікання текстур: процес перенесення елементів зовнішнього вигляду 
об'єкта, таких як дифузний колір, пряме освітлення, глобальне освітлення і т. д., у 
текстури та їх автоматичний маппінг на поверхню об'єкта. Цей підхід широко 
використовується в ігровій індустрії і дозволяє запікати не лише дифузний колір 
об'єкта, але і картки зсуву (що добавляють рельєфність об'єкту).  
 69 
- Mudbox дозволяє експортувати текстури високого дозволу (до 8000 
пікселів) і зберігати карти з різними бітовими глибинами: 8, 16 і 32 біти. 
- Вибіркова симетрія надає можливість зберігати унікальну симетрію для 
кожного шару. Маскування дозволяє редагувати шари, не порушуючи геометрії 
захищеного шару. Функціонує аналогічно гумці з можливістю відновлення 
видалених частин шару. Менеджер шарів дозволяє копіювати шари, 
переміщувати їх вгору або вниз, групувати та об'єднувати їх в один шар, 
налаштовувати вплив кожного шару та інше. 
3D кисті: Mudbox в своєму розпорядженні має великий набір скульптурних 
кистей за допомогою яких можливе створення гладеньких округлих і западлих 
поверхонь, складок, плоских поверхонь, вирівнювання, заточування тощо. За 
допомогою кривих Falloff можливо міняти гостроту кисті, роблячи її більш 
круглою або загостреною. Кисті Stamps дозволяють залишати вишукані або 
углиблені сліди на будь-якій поверхні, емулюючи шкіру рептилій, кам'янисту 
текстуру, штукатурку і багато інших варіантів. За допомогою кистей Stencils 
можна легко створювати виїмки з будь-якого завантаженого зображення, 
масштабувати, обертати і переміщувати їх на робочій площині. Криві лінії, які 
виступають як направляючі, надають художнику повний контроль над 
створюваним слідом. 
Локальна інтеграція полігонів дає можливість збільшувати або зменшувати 
кількість полігонів в виділеній області, переходячи з одного рівня на інший. 
Режим згладжування нормалей дозволяє художнику працювати як з грубою 
сіткою (з видимими гранями), так і зі згладженою сіткою, яка приховує всі 
нерівності. Режим швидкого огляду завдяки продуктивному рушію тривимірної 
візуалізації дозволяє відображати 3D об'єкти в реальному часі. 
Підтримка трикутних і багатокутникових граней. У відміну від інших 
програм, Mudbox дозволяє імпортувати і редагувати 3D об'єкти з три-, чотири- і 
багатокутниковими полігонами, з можливістю запікання текстур, збереження 
структури сітки і ідентифікації вершин. 
 70 
- Повні 3D камери: Mudbox надає можливість художникам 
використовувати кілька 3D камер у межах однієї сцени, і також підтримує імпорт 
та експорт налаштувань існуючих камер між сценами. Камери можуть бути 
заблоковані або перетворені за допомогою клавіші введення. Завдяки 3D камерам 
можливе переміщення як навколо об'єкта, так і всередину нього. Ці камери дають 
можливість виконувати будь-які дії з об'єктом незалежно від напряму та відстані. 
- Підтримка багатосценарних сцен: 3D художники можуть створювати або 
імпортувати сцени, що складаються з персонажів, камер, джерел світла, текстур і 
матеріалів. Керувати кожною з них окремо, виділяти, приховувати, блокувати, 
множити кількість полігонів і так далі. Вбудований графічний браузер (Image 
Browser) з повною підтримкою 16 та 32-бітних зображень дозволяє користувачам 
переглядати малюнки та використовувати їх як штампи, шаблони або як 
зображення для 3D камер. 
Безпілотний літальний апарат розфарбовується в суворих, темних тонах не 
лишень як «данина моді», а і необхідність максимально довго перебувати у стані 
непомітності. 
 
 
Рис. 3.10.  Основні кольори БПЛА 
 
4. Модель не потребує рігінгу, оскільки колеса, гвинт, елерони і т.п. - тверді 
об`єкти, що не деформуються, отже і не потребують кісткової системи для 
подальшого анімування. 
 71 
5. Анімування БПЛА можливе вбудованими засобами 3ds Max за 
допомогою системи ключів, що зберігають в собі інформацію о поточних 
координатах і осях об`єктів. 
6. Рендерінг, візуалізація на комп'ютері (англ. rendering — візуалізація, 
відображення) — у сфері комп'ютерної графіки, це процес отримання зображення 
з використанням комп'ютерної програми на основі моделі. Модель - це опис 
тривимірних об'єктів (3D, 3Д) на певній мові програмування та у формі структури 
даних. У такому описі можуть бути включені геометричні дані, розташування 
точки спостерігача та інформація про освітлення. А зображення - це цифровий 
растровий образ. 
Комп'ютерна візуалізація є однією з ключових галузей у комп'ютерній 
графіці і в практичному застосуванні тісно пов'язана з іншими галузями. Для 
створення візуалізації розробляють окремі програмні пакети, відомі як рендери, із 
можливістю інтеграції їх у програми для тривимірного моделювання, анімації, 
відеомонтажу, 2D малювання та фоторедагування. 
Рендеринг можливий стандартними засобами програми або допоміжними 
модулями візуалізації, такими як V-Ray і Mental Ray. 
 
 
Рис. 3.11.  Рендер БПЛА 
 
Зображення, отримане в результаті рендерингу, можна описати як набір 
конкретних візуальних характеристик, що відповідають реальним фізичним 
явищам та властивостям об'єкта. Дослідники та розробники у галузі рендерингу 
 72 
постійно шукають оптимальні способи для більш точного та ефективного 
відтворення цих явищ. Деякі з цих характеристик можуть бути прив'язані до 
певного алгоритму чи методу, тоді як інші представляють собою комбінацію 
різних факторів. 
- текстурний мапінг (англ. texture-mapping) — метод застосування 
текстури на поверхню матеріалу; 
- оцінка освітленості (англ. shading) — визначення, як змінюється колір та 
яскравість поверхні в залежності від освітлення (реальний фізичний 
аналог - альбедо); 
- відбиття (англ. reflection) — відображення світла від поверхні, 
аналогічно дзеркальному відображенню; 
- різкість зображення (англ. depth of field) — зміна різкості об'єктів 
відповідно до їх віддаленості від точки фокусу; 
- дифракція (англ. diffraction) — згинання, поширення та взаємодія світла 
поблизу краю об'єкта або через вузьку діафрагму; 
- відбиття світла (англ. refraction) — вигинання світла при переході через 
різні матеріали; 
- текстурне моделювання рельєфу (англ. bump-mapping) — імітація 
дрібних нерівностей на поверхні; 
- каустика (непряме освітлення) (англ. caustics) — відображення світла від 
блискучої поверхні або фокусування світла через прозорий об'єкт, що 
створює яскраві відблиски на інших об'єктах; 
- м'які тіні (англ. soft shadows) — ефект розмитості тіней, обумовлений 
частковим затемненням від джерела світла; 
- непряме освітлення (англ. indirect illumination) — визначення кількості 
світла, яке відбивається від інших поверхонь, а не безпосередньо від 
джерела світла (також відоме як глобальне освітлення); 
- нефотореалістичний рендеринг (англ. non-photorealistic rendering) — 
створення зображень, які мають вигляд художніх картин або малюнків. 
 73 
- прозорість (оптика) (англ. transparency (optics)) — це характеристика, що 
визначає, наскільки світло може проникати через тверді об'єкти, які не є 
абсолютно непрозорими; 
- тінь (англ. shadow) — це явище, коли об'єкт перекриває прохід світла, 
створюючи затінену область; 
- ефект туману (англ. distance fog) — подібний до того, як світло 
розсіюється при проходженні через атмосферу з туманом або іншими 
частками; 
- розмитість при русі (англ. motion blur) — це явище, коли об'єкти 
виглядають розмитими через їхній швидкий рух або рух камери. 
7. Композитінг (англ. compositing — складання) — це процес створення 
єдиної картини шляхом об'єднання двох чи більше шарів, які містять комп'ютерні 
об'єкти та анімацію. 
 
 
Рис. 3.12.  Композитінг БПЛА 
 
 74 
Широко використовується в сучасних комп'ютерних технологіях для 
створення візуальних ефектів у кіно, телевізійному виробництві і рекламі, коли 
потрібно досягти ідеального відтворення реальності або створити художній ефект. 
Дослідження тактико-експлуатаційних характеристик моделі БПЛА. 
Розуміння тактико-експлуатаційних характеристик БПЛА є критично важливим 
для їх ефективного використання. При цьому, для розрахунку таких 
характеристик використовувався математичний сопроцесор MathLAB (Simulink), 
для чого, результат тривимірного рендерінгу моделі розроблюваного БПЛА 
імпортувалася у вигляді імітаційної моделі, рис.3.13.  
 
Рис. 3.13. Комп’ютерна модель БПЛА імпортована у середовище Simulink 
 
В результаті розрахунку такої імітаційної моделі (рис.3.13), що імітує різні 
режими роботи розробленого універсального БПЛА, отримано ряд 
аеродинамічних та тактико-експлуатаційних характеристик таких БПЛА, що 
представлені нижче та на рис.3.14.  
 75 
 
а. 
 
б. 
 
в. 
Рис. 3.14. Результати моделювання та дослідження тактико-експлуатаційних і 
аеродинамічних характеристик при імітації польоту моделі БПЛА: а - кути 
рискання та відхилення; б - кути крену та відхилення; в - покази гіроскопів 
 76 
Далі приведемо основні такі розраховані характеристики, дослідженні 
методом емпіричного дослідження на розроблюваній моделі БПЛА. 
Так, тактико-експлуатаційні характеристики розроблюваної в роботі моделі: 
Дальність польоту: розроблювана модель універсального БПЛА має 
максимальну дальність польоту до 175 км, що дозволяє операторам проводити 
моніторинг великих територій без необхідності переміщення. 
Тривалість польоту: Зі стандартною батареєю БПЛА може перебувати в 
повітрі до 210 хвилин, що є важливим для завдань, які потребують тривалого часу 
спостереження. 
Швидкість польоту: Максимальна швидкість розроблюваного БПЛА 
становить 172 км/год, що дозволяє швидко переміщатися між локаціями. 
Стійкість до погодних умов: БПЛА ефективно працює в умовах легкого 
вітру (швидкістю до 10 м/с), проте його використання в дощову погоду обмежене. 
Системи навігації та управління: Завдяки GPS-навігації та авансованій 
системі управління, наш апарат забезпечує високу точність та легкість у 
керуванні. 
Інтегроване обладнання для зйомки: Високоякісна камера з можливістю 
зйомки в 4K відкриває широкі можливості для аерофотозйомки. 
Програмне забезпечення та аналітика: розроблюваний БПЛА може 
інтегруватися з різноманітними аналітичними та планувальними програмами, що 
розширює його застосування. 
Аеродинамічні характеристики розроблюваних безпілотних літальних 
апаратів відіграють ключову роль у їхній ефективності та використанні: 
Аеродинамічний дизайн: БПЛА має компактний та оптимізований дизайн 
(форма крила «стелс» і його трикутна геометрія), що забезпечує мінімальний опір 
повітря та високу ефективність польоту; 
Стабілізація та маневреність: Завдяки чотирьом роторам і розширеним 
алгоритмам стабілізації, БПЛА забезпечує високу маневреність та стабільність, 
що є важливим при аерофотозйомці. 
 77 
Вплив вітру та погодних умов: розроблюваний апарат здатен ефективно 
працювати в умовах помірного вітру, хоча сильні пориви можуть вплинути на 
стабільність польоту. 
Швидкість і дальність польоту: Максимальна швидкість такого БПЛА 
становить близько 172 км/год, що дозволяє швидко долати відстані та ефективно 
виконувати завдання на великій території. 
Ефективність польоту: Оптимізований аеродинамічний дизайн сприяє 
збільшенню ефективності використання енергії батареї, забезпечуючи до 210 
хвилин польоту на одному заряді. 
Застосування в реальних умовах: універсальний БПЛА широко 
використовується для аерофотозйомки в різних сферах, включаючи нерухомість, 
сільське господарство, нагляд за довкіллям, кінематографію та багато інших. 
Таким чином, розробл.вана модель універсального БПЛА є яскравим 
прикладом високої аеродинамічної ефективності в світі сучасних БПЛА. Його 
аеродинамічні характеристики дозволяють забезпечити стабільний, ефективний та 
безпечний польоти у різноманітних умовах, відкриваючи широкі можливості для 
використання в пізноманітних застосуваннях. В той же час, аналіз тактико-
експлуатаційних та аеродинамічних характеристик розроблюваного нами в роботі 
універсального БПЛА підтверджує його універсальність та ефективність у різних 
сценаріях використання. Розуміння цих характеристик дозволяє оптимізувати 
використання БПЛА та вибирати найбільш підходящі моделі для конкретних 
завдань. 
 
 
Висновки до розділу 3 
 
1. Для моделювання безпілотного літального апарата була обране програмне 
забезпечення 3ds MAX, повноцінна професійна програма для створення та 
редагування тривимірної графіки і анімації, оскільки вона дозволяє 
реалізовувати найскладніші концепції, зручно їх модифікувати і змінювати, 
 78 
отримувати максимально наближене, фотореалістичне зображення для 
подальшого втілення розробленої моделі в життя.  
2. Візуалізація дозволяє відтворити всі характеристики матеріалів об'єктів і 
відобразити вплив зовнішнього середовища, що використовується в складі 
сцени. Для відображення кінцевого зображення на екрані обирають 
відповідний модуль візуалізації (МВ), який, за допомогою математичних 
алгоритмів, виконає розрахунки зовнішнього вигляду сцени з усіма 
необхідними ефектами. 
3. Основний алгоритм з моделювання і подальшої візуалізації моделі БПЛА 
складався з наступних кроків: створення моделі; розгортка моделі; 
текстурування; рігінг; анімування; рендеринг; композитінг. 
4. Концепт - ескіз самого БПЛА був виготовлений відповідно до проведеного в 
попередніх розділах аналізу та згідно зроблених висновків і розрахунків, на 
основі аналізу реальних зразків, типу стелс, їх тактико-технічних даних і 
аеродинамічних властивостей, залежних від геометричної форми апарату, 
матеріалу тощо, а  також з врахуванням того,  що розмах крил розроблюваного 
БПЛА мав дорівнювати 150 сантиметрам 
5. Модель безпілотного літального апарату будувалася виходячи з концепту 
примітива - простої геометричної фігури бокса, що складалася з 6 полігонів, 
рівних 12 трикутникам. Всі подальші модифікації моделі були здійсненні 
через виділення і «нарощення». 
6. Розгортка моделі дозволила розкласти 3д-модель на 2д площині для 
подальшого створення дифузних карт, карт освітлення, нормалей тощо та була 
виконана через модифіктор «Unwrap UVW». 
7. В процесі моделювання було визначено, що розроблювана модель БПЛА не 
потребує рігінгу, оскільки колеса, гвинт, елерони та інші елементи є твердими 
об`єктами, що не деформуються, а отже не потребують кісткової системи для 
подальшого анімування. 
8. Отримана *.max модель може бути конвертована в формат *.stl для роботи зі 
слайсерами (програмами, що перевтілюють 3D-модель в керований код для 
 79 
3D-принтера) з подальшим друком дрібних компонентів чи копії зі зменшеним 
масштабом. 
9. Проведені дослідження розробленої моделі універсального БПЛА дозволили 
встановити, що отримані ефективні рішення для проєктування високоякісного 
універсального безпілотного літального апарату можуть бути застосовані для 
широкого кола завдань, де задіяні такі БПЛА з раціональними тактико-
експлуатаційними характеристикам: дальність польоту – до 175 кілометрів; 
висота польоту – до 1200 метрів; тривалість польоту – до 3,5 годин; швидкість 
польоту – до 172 км/год; вантажопідйомність – до 25 кілограмів; має 
інтегровану систему фото/відеоспостереження та безпеки  
та аеродинамічними характеристиками: аеродинамічний профіль крила або 
ротора: форма «стелс» і трикутна геометрія крила позитивно впливають на 
аеродинамічні властивості; БПЛА забезпечено системою керування 
стабільністю польоту та управління напрямком; вплив вітру та погодних умов: 
БПЛА може ефективно рухатися і виконувати завдання за умов вітру 
швидкістю до 10 м/с. 
 80 
 ВИСНОВКИ 
 
В результаті виконання магістерської роботи було проведене розроблення 
та дослідження універсального безпілотного літального апарату, що дозволило 
отримати такі результати. 
Безплотні літальні апарати в залежності від маси, висоти та тривалості 
польоту поділяють на чотири класи: мікро, міні, міді та важкі (ударні) БПЛА. 
Окрім військового застосування, БПЛА має дуже багато позитивних сфер 
застосування, що виставляють до техніко-технічних характеристик БПЛА досить 
широкий спектр вимог. 
Для забезпечення необхідних вимог щодо уніфікації подальшого 
використання розроблюваного БПЛА було обґрунтований вибір елементів 
конструкції таких, як: акумулятор; електромотор; регулятор ходу двигуна; 
сервопривід; повітряний гвинт; шасі; цифрова камера для відео спостереження; 
система освітлення, а також обрано матеріал для виготовлення корпусу. 
Аналіз обраної комплектації БПЛА дозволяє стверджувати, що: 
- використання вдосконаленого Li-Po акумулятора і якісної цифрової камери 
значно підвищить ТТД авіамоделі, а монтаж багатокристальних світлодіодів 
збільшить ефективну площу випромінювання; 
- завдяки використанню модифікованого пенополіофілена корпус БПЛА буде 
мати підвищену міцність і ремонтопридатність; 
- обтічність корпусу, гострий ніс та Т-подібне оперення забезпечать 
позитивний вплив на аеродинамічні характеристики.  
Для створення моделі безпілотного літального апарата використовувалася 
програма 3ds MAX, яка є комплексним професійним програмним засобом для 
дизайну та модифікації тривимірної графіки та анімації, оскільки вона дозволяє 
реалізовувати найскладніші концепції, зручно їх модифікувати і змінювати, 
отримувати максимально наближене, фотореалістичне зображення для 
подальшого втілення розробленої моделі в життя.  
 81 
Основний алгоритм з моделювання і подальшої візуалізації моделі БПЛА 
складався з наступних кроків: створення моделі; розгортка моделі; текстурування; 
рігінг; анімування; рендеринг; композитінг. 
Концепт - ескіз самого БПЛА був виготовлений відповідно до проведеного 
в попередніх розділах аналізу та згідно зроблених висновків і розрахунків, на 
основі аналізу реальних зразків, типу стелс, їх тактико-технічних даних і 
аеродинамічних властивостей, залежних від геометричної форми апарату, 
матеріалу тощо, а  також з врахуванням того, що розмах крил розроблюваного 
БПЛА мав дорівнювати 150 сантиметрам. 
Модель безпілотного літального апарату будувалася виходячи з концепту 
примітива - простої геометричної фігури бокса, що складалася з 6 полігонів, 
рівних 12 трикутникам. Всі подальші модифікації моделі були здійсненні через 
виділення і «нарощення». Розгортка моделі дозволила розкласти 3д-модель на 2д 
площині для подальшого створення дифузних карт, карт освітлення, нормалей 
тощо та була виконана через модифіктор «Unwrap UVW» з подальшим 
перевтіленням 3D-моделі в керований код для 3D-принтера з подальшим друком 
дрібних компонентів БПЛА чи копій зі зменшеним масштабом. 
В цілому виконані дослідження можуть служити основою для отримання 
ефективного рішення для проєктування високоякісного універсального 
безпілотного літального апарату з раціональними тактико-експлуатаційними 
(дальність польоту: до 175 кілометрів; висота польоту: до 1200 метрів; тривалість 
польоту: до 3,5 годин; швидкість польоту: до 172 км/год; вантажопідйомність: до 
25 кілограмів; має інтегровану систему фото/відеоспостереження та систему 
безпеки та аварійності) та аеродинамічними (аеродинамічний профіль крила або 
ротора: форма «стелс» і трикутна геометрія крила позитивно впливають на 
аеродинамічні властивості; БПЛА забезпечено системою керування стабільністю 
польоту та управління напрямком; вплив вітру та погодних умов: БПЛА може 
ефективно рухатися і виконувати завдання за умов вітру швидкістю до 10 м/с) 
характеристиками і можуть бути застосовані для широкого кола завдань, де 
задіяні такі БПЛА. 
 82