Экологический мониторинг с использованием сверхлёгких летательных аппаратов для нужд народного хозяйства

Мотопараплан и автожир
Мотопараплан создан на основе параплана и использования двигательной установки с воздушным винтом. Параплан же в свою очередь произошел от парашюта.
На заре становления парапланеризма именно парашют дал основу парапланам. Умельцы стали перешивать парашюты, удлинять их, тем самым увеличивая площадь и аэродинамическое качество.
Малые размеры, вес от 20 до 120 кг и малые скорости до 50 км\ч мотопараплана позволяют использовать в самых труднодоступных районах, так для взлёта одноместного аппарата достаточно площадки размером 10*10 метров. А качество получаемых данных с дистанционных сенсоров значительно превосходит космические и авиационные, доступные для общего пользования.
Автожир же абсолютно не имеет ничего общего с автомобильным жиром, а название происходит от греч. ????? — сам и ????? — круг — винтокрылый летательный аппарат, в полёте опирающийся на несущую поверхность свободновращающегося в режиме авторотации несущего винта.
Автожир ни чем не уступает мотопараплану по доступному спектру использования, а в некоторых случаях и превосходит его показатели – это и широкий диапазон скоростей от 30 до 150 км\ч, всепогодность, ведь автожир спокойно может выполнять работы при ветре до 15 м\с, и, кроме того, при таком ветре автожир взлетает и садится «по-вертолетному». За счёт большого диапазона полетных скоростей автожир прекрасно подходит для установки на него малогабаритных аэросъемочных комплексов на базе DSLR камер, флуоресцентного лазерного лидара с частотой до 2 Гц, тепловизионной камеры или мобильного комплекса авиахимобработки объемом до 100 л и т.д.

Используемое оборудование
Возможности мотопараплана и автожира по полезной нагрузке практически одинаковы и в среднем составляют около 100 кг без учёта пилота. Этого достаточно для одновременной установки гиростабилизированной фотоплатформы для проведения аэрофотосъемки в двух спектрах видимом – 0,4-0,8 мкм и инфракрасном - 0,8-1,1 мкм. Получаемые данные возможно использовать для составления точных фотокарт, фотопланов и дальнейшего применения в геодезических, топографических работах. В возможности платформы заложены фиксирование углов и координатов съемки, сноса летательного по ветру, корректировка аппарата относительно ветрового сдвига.
Аэросъемка выполняется на цифровые зеркальные фотоаппараты типа DSLR, что даёт просмотреть изображения и сделать выводы об объекте съемки практически в режиме реального времени.
Установка флюоресцентного лазерного лидара, предоставляемого институтом Океанологии им. П.П. Ширшова, РАН открывает возможности по изучению и оценке состояния верхних слоев водной поверхности соленых и пресных водоемов на предмет обнаружения загрязнений нефтепродуктами, канализационными отходами, сельскохозяйственными стоковыми водами и другими органическими веществами. Лидар работает в автоматическом режиме, частота импульсов зондирования среды 2 Гц, что оптимально для мотопараплана и автожира за счёт их малых скоростей. Позволяет определить степень загрязненности водной поверхности и приповерхностного слоя воды органическими соединениями. Измеряется концентрация растворенных и взвешенных органических веществ естественного и антропогенного происхождения в толще воды в [м-1], концентрация хлорофилла фитопланктона [мг/м3], содержание взвеси в приповерхностном слое воды [мг/л], оценивается толщина нефтяной пленки на поверхности.
Использование тепловизионной камеры ИРТИС-2000 расширяет возможности аппаратов и кроме как исследование последствий ЧП возможно предсказание, например, лесных и торфяных пожаров на этапе зарождения, несанкционированных сбросов жидких загрязнителей в водоемы, обследование теплового фона водоема даже через плотную облачность, что недоступно для техники, работающей в видимом диапазоне измерений. Возможности камеры позволяют составлять тепловые карты земной и водной поверхности с точностью до 0,05°C.

Области применения и возможности
• мониторинг территорий в интересах строительства и машиностроения;
• оперативный мониторинг источников загрязнения моря и пресных акваторий: заводы, канализационные стоки, порты и пр. с помощью экспрессных обследований лидаром морских береговых и речных устьевых вод, вод пресных водоемов.
• контроль количества нефтепродуктов, остающихся на морской поверхности в процессе очистки акватории от нефтяного загрязнения. Это необходимо как для оконтуривания зоны морской поверхности, подлежащей очистке, так и для определения момента прекращения процесса очистки.
• аэрофотосъемка в интересах топографии, картографии, ландшафтной архитектуры, земельного, лесного и водного кадастров;
• мониторинг трубопроводных систем различного назначения, стационарных и мобильных объектов с целью обеспечения безопасности, контроля технического состояния и пространственного положения;
• разведка залежей полезных ископаемых и исследование характеристик грунта методом многоспектрального мониторинга;
• мониторинг земной поверхности с целью определения фитосанитарного состояния сельхозугодий, коммуникаций различного назначения, метеорологического и экологического состояния атмосферы;
• оперативная доставка грузов в труднодоступные районы;
• аэрообработка сельхозугодий жидкими или сыпучими веществами с целью ликвидации сорняков, болезней растений, различных вредителей, а также повышения плодородия почвы;
• мониторинг автомобильных и железнодорожных магистралей с целью диагностики их технического состояния, оперативного определения ситуационной обстановки, обеспечения безопасности движения;
• предотвращение стихийных катастрофических явлений природы, таких, как град, ливневые осадки, тайфуны;
• разрушение горных преград при строительстве автомобильных и железодорожных магистралей (бомбометание);
• мониторинг зон чрезвычайных ситуаций, а также локализация (пожары);
• разрушение селевых и оползневых заторов, ледовых заторов, обширных ледовых полей и заторов леса на водоемах.