Беспилотный летательный аппарат для обследования воздушных линий электропередачи
ГОРЯЧЕВ М.П., ГАЙНУТДИНОВ А.Р., КИРЕЕВ Н.М., КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. канд. физ.-мат. наук, доцент САДЫКОВ М.Ф.
В настоящее время остро стоит проблема своевременного обнаружения дефектов и факторов внешних воздействий на протяженных объектах энергетики, осуществляющих транспорт электроэнергии (воздушные линии электропередачи). Существующие методы обследо-вания весьма затратны как по времени, так и по финансовым вложениям. Наиболее перспективным методом обследования является применение беспилотного летательного аппарата (БПЛА), однако широкого распространения он так и не получил по причине дороговизны.
При применении БПЛА в целях обследования значительное внимание уделяется функциональности, автоматизации процесса пилотирования, автоматизации процесса обработки данных и минимизации стоимости программной и аппаратной составляющих.
В настоящее время коллективом НИЛ «СТиВПС» при ФГБОУ ВПО «КГЭУ» ведется разработка БПЛА самолетного типа, который превосходит по соотношению цены и качества существующие комплексы БПЛА и имеет большой потенциал как в области применения, так и в коммерческом отношении. Расширению его функциональных возможностей способствует разработка и установка новых приборов диагностики (например, акустические датчики). Автоматизация процесса пилотирования достигается разработкой собственного автопилота с отстройкой по высоте с помощью лазерного дальномера. Низкая себестоимость и широкий спектр задач, решаемых разрабатываемым БПЛА, являются основными преимуществами проекта и определяют его коммерческую привлекательность и потенциал к расширению клиентской базы. На данный момент обоснована общая концепция программно-аппаратного комплекса на базе БПЛА для обследования протяженных объектов энергетики. Проведена патентно-исследовательская работа, в результате которой проверена патентоспособность решения. Разработан прототип БПЛА. Выполнены первые облеты воздушных линий электропередачи. Разработан прототип лазерного дальномера.
Основные технические характеристики разработанного БПЛА:
– продолжительность полета – не менее 1 часа;
– скорость – 40–65 км/ч;
– масса целевой нагрузки – до 2,5 кг;
– тип двигателя – электрический (планируется установка бензинового);
– диапазон рабочих температур – от –30 до +40 °C;
– максимально допустимая скорость ветра – 7 м/с;
– взлет – с руки;
– посадка – на «брюхо».
Внедрение данного средства ревизии принесет значительный экономический эффект при небольших финансовых затратах, которые позволят увеличить частоту автоматизированных осмотров, что положительно скажется на надежности работы воздушных линий электрических сетей.
УДК 621.315.1
Расчет прожекторного освещения
ИЛЬЯШЕНКО С.А., ГАЛУЩАК В.С., СОШИНОВ А.Г.,
КТИ (ф) ВолгГТУ, г. Камышин
Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ГАЛУЩАК В.С.
В представленной работе обосновано применение светодиодного прожектора для освещения аграрных угодий. Однако существующие прожекторы потребляют значительное количество электроэнергии. Предположим сканирующий светодиодный прожектор, проведем светотехнический и энергетический расчет. Показано, что энерго-снабжение такого прожектора может быть обеспечено за счет применения солнечных батарей.
Энергетический расчет системы. Изначально система освещения будет управляться датчиками движения выносного типа. Это значит, что потребляемая электроэнергия в темное время суток будет снижена до потребления системы слежения, которое осуществляется по потребительской мощности 0,5 Вт.
В темное время суток (3750 ч) общее потребление электроэнергии за год составит 3750 ∙ 0,5 ∙ 10–3 = 1,875 кВт ∙ ч ≈ 2 кВт ∙ ч.
Световой поток формируется светодиодом Z-Power LED P7 со световым потоком 900 лм. Оптическая система формируется световым лучом с углом раскрытия 0,002 ср.
Для целей охранного освещения освещенность в точке контроля, согласно главе 6 ПУЭ, должна быть на уровне 0,5 лк.
Определим горизонтальную и вертикальную освещенность в точке М от светодиодного прожектора Z-Power LED P7, установленного на высоте h = 10 м с углом наклона 5. Точка М находится на расстоянии l = 250 м от основания столба и на расстоянии b = 1 м в сторону от проекции оптической оси светодиодного прожектора на поверхности освещаемой территории.
1. Находим величины, входящие в формулы для определения βг и βв:
2. Определяем βг и βв:
3. Находим tg α и угол α:
4. Определяем горизонтальную и вертикальную освещенность, зная, что сила света светодиода Z-Power LED P7 равняется 5 625 000 ср.:
Освещение сельскохозяйственных объектов требует применения новых энергоэффективных осветительных установок. Предложим сканирующий светодиодный прожектор с питанием от солнечной батареи. Проведенные расчеты энергобаланса показывают, что может быть обеспечено круглогодичное функционирование охранного освещения в темное время суток.
Литература
1. Демчев В.И. Прожекторное освещение / В.И. Демчев, В.М. Царьков. – М.: Энергия, 1972.
УДК 620.91