Są miejsca...

Są miejsca, do których dotarcie jest bardzo trudne, warunki niebezpieczne, teren rozległy. Miejsca, które lepiej (m.in. z ww. powodów) poznać przy pomocy urządzeń zdalnych/ bezzałogowych. Chyba każdy widział bezzałogowe statki powietrzne (BSP), niektórzy z nas je posiadają lub zamierzają nabyć. Jedni do zabawy/ w celach rekreacyjnych, inni do pracy. Na co dzień mało kto używa jednak terminu BSP, a w zamian operuje terminem „dron”. Przy czym nie będziemy zajmować się bezzałogowcami kupowanymi do celów rekreacyjnych i sportowych, lecz tymi profesjonalnymi, wykorzystywanymi coraz szerzej w różnych gałęziach gospodarki.
 

Popularna nazwa „dron”, czyli statek powietrzny, który nie wymaga do lotu załogi obecnej na pokładzie oraz nie ma możliwości zabierania pasażerów, pilotowany zdalnie lub wykonujący lot autonomicznie, funkcjonuje również pod angielskimi skrótami UAV (unmanned aerial vehicle - bezzałogowy statek powietrzny) lub UAS (unmanned aerial system - bezzałogowy system powietrzny).
 

Jeszcze do niedawna do sterowania bezzałogowcami nie wymagano żadnych uprawnień. Można było latać bez licencji nad zabudowaniami i miastami poniżej 25 tysięcy mieszkańców. Od września 2016 roku bez licencji nie można latać nawet nad wsiami i wolno stojącymi budynkami (wymagane jest zachowanie odległości 100 metrów od zabudowań i 30 metrów od osób i pojazdów). Przepisy te dotyczą modeli latających o masie powyżej 0,6 kg. Modelami lżejszymi można w dalszym ciągu wykonywać loty niekomercyjne, nawet na terenie miasta. Osoby chcące latać zarobkowo lub cięższymi modelami muszą zdać egzamin państwowy i otrzymać świadectwo operatora bezzałogowego statku powietrznego - UAVO (ang. Unmanned Aerial Vehicle Operator). Wymóg posiadania certyfikatu państwowego został podyktowany art. 95 ust. 2 pkt 5a ustawy z dnia 3 lipca 2002 r. - Prawo lotnicze (Dz.U. z 2012 r. poz. 933, z późn. zm.), natomiast szczegółowe zasady uzyskiwania opisywanego dokumentu zawarto w Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 3 czerwca 2013 r. w sprawie świadectw kwalifikacji (Dz.U. poz. 664) oraz w najnowszym Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 19 września 2016 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie świadectw kwalifikacji (Dz.U. poz. 1630), które weszło w życie 6 listopada 2016 r. W ramach świadectwa operatora bezzałogowego statku powietrznego można uzyskać uprawnienia na loty dronem w zasięgu wzroku (VLOS - Visual Line of Sight), loty dronem poza zasięg wzroku (BVLOS - Beyond Visual Line of Sight) lub uprawnienia instruktorskie (INS).
 

Aby przystąpić do egzaminu państwowego, trzeba mieć ukończone 18 lat i odbyć szkolenie w ośrodku wpisanym na listę ośrodków szkoleniowych Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Na podstawie Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa z 19 września 2016 roku (§ 5) wprowadzono kategorie oraz wagi startowe bezzałogowych statków powietrznych, które są wpisywane do świadectwa kwalifikacyjnego UAVO jako uprawnienia dodatkowe: wszystkie bezzałogowe statki powietrzne - oznaczenie: UAV, wielowirnikowiec bezzałogowy UAV(MR), samolot bezzałogowy UAV(A), śmigłowiec bezzałogowy UAV(H), sterowiec bezzałogowy UAV(AS). Kategorie wagowe bezzałogowców wpisywane do UAVO: do 5 kg, do 25 kg, do 150 kg. Informacja o rodzaju drona i jego masie są wpisywane do świadectwa UAVO na podstawie informacji zapisanych w protokole egzaminacyjnym. Zdanie egzaminu na dowolnym rodzaju statku bezzałogowego skutkuje nabyciem uprawnień UAV.
 

W dniu 15 lutego br. Minister Infrastruktury ogłosił obwieszczenie dotyczące obowiązujących w 2018 r. stawek opłat lotniczych. Za wydanie/ wymianę/ wpis do świadectwa kwalifikacji oraz zmianę danych adresowych - 44 zł, za egzamin teoretyczny w przypadku wydania świadectwa kwalifikacji po raz pierwszy - 55 zł, za egzamin teoretyczny w przypadku każdego kolejnego uprawnienia - 162 zł i za egzamin praktyczny - 108 zł.
Do tego musimy doliczyć koszty obowiązkowego szkolenia, badania lekarskiego oraz polisy OC.
W zależności od ośrodków szkoleniowych (czas trwania - ilość godzin praktycznych i teoretycznych) ceny kursów szkoleniowych UAVO VLOS wahają się od 1200 zł do 3000 zł, zaś dla UAVO BVLOS od 3500 zł wzwyż.
Po odbyciu szkoleń (wyposażeni w niezbędne dokumenty) oraz uiszczeniu opłat, możemy sprawdzić naszą wiedzę teoretyczną i umiejętności pilotażu drona na państwowym egzaminie teoretycznym i praktycznym. A po jego zdaniu otrzymamy świadectwo kwalifikacji wydawane przez Prezesa Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Do końca 2017 r. wydano ponad 6.000 uprawnień.
 

Jeżeli nie zniechęciły nas wymagania i ceny na pilota bezzałogowca, zobaczmy jaki mamy wybór wśród tego typu statków powietrznych.
 

Powszechnie znane, kupowane dziecku na święta drony nie znajdą zastosowania u profesjonalisty. Owszem można sobie popróbować, oswoić się, zobaczyć „z czym się to je”, można nawet rozbić drona o ziemię czy mur, ostatecznie jednak przyjdzie nam kupić (wypożyczyć) model, o zgoła innych parametrach użytkowych. Co stoi na przeszkodzie w zastosowaniu latających „zabawek” do zawodowej pracy? Przede wszystkim wielkość, a co za tym idzie – możliwość/ zdolność do unoszenia dodatkowego wyposażenia, w dalszej kolejności – odporność na silny wiatr i zasięg, czas unoszenia się w powietrzu. Najczęściej drony kojarzą się nam z urządzeniami pionowego startu i lądowania, tzw. wirnikowce (cztero-, sześcio-, ośmiowirnikowe), ale oprócz tego typu bezzałogowców wykorzystywane są również płatowce - samoloty. To, czy skorzystamy z pierwszego, czy drugiego typu drona, wynika z ich możliwości działania i parametrów technicznych.
 

Zacznijmy od wymiarów. Najczęściej spotykane w cywilnym (profesjonalnym) zastosowaniu płatowce mają wymiary od 200 mm do 1700 mm długości, przy rozpiętości skrzydeł od 1000 mm do 4000 mm. Masa własna wynosi od 1 kg do 15 kg. Ich maksymalny udźwig waha się od 0,5 kg do 5 kg. Maksymalne prędkości, jakie osiągają, wynoszą 50 km/h do 120 km/h. Mogą startować przy maksymalnej dopuszczalnej prędkości wiatru w granicach 30–75 km/h. A czas lotu z maksymalnym obciążeniem wynosi 30 do 120 minut. W zależności od tego, na jakiej wysokości się poruszają, jesteśmy w stanie uzyskać rozdzielczość obrazu 1 cm na wysokości 100-250 m, do 5-7 cm przy wysokości lotu 500-700 m nad ziemią.
 

Najczęściej wyposażone są w jeden lub dwa silniki elektryczne. Do startu potrzebują dedykowanej wyrzutni lub można puszczać je z ręki. Sterowanie bezzałogowca może odbywać się przy pomocy tabletu lub laptopa. Ceny tego typu urządzeń rozpoczynają się od 30.000 złotych i przekraczają nawet 100.000 złotych. Na cenę oprócz parametrów samego drona wpływa jego dodatkowe wyposażenie: sensory, kamery RGB, NIR, multispektralne, termalne, możliwość przesyłania zdalnie obrazu tak/ nie itp. Najczęściej sprzedawane są z dedykowanym oprogramowaniem, które umożliwia planowanie nalotów, nadzorowanie misji, loty z uwzględnieniem ukształtowania terenu, automatyczne dzielenie obszaru nalotu na misję, dobór wysokości, prędkości, wyznaczenie miejsca lądowania. Płatowce idealnie nadają się do mapowania obiektów liniowych, osiągając zasięg nawet do 100 km. Sprawdzają się też wśród firm zajmujących się geodezją – pomiarami, wytyczaniem tras itp.

 

Wszędzie tam, gdzie start poziomy jest utrudniony, znajdą zastosowanie drony wirnikowe. Spotkamy wersje wyposażone w wirniki zasilane 4, 6 lub 8 silnikami elektrycznymi, a także silnikiem spalinowym.
 

Najczęściej spotykane wymiary to

• długość: 600 – 2100 mm,
• wysokość: 100 – 650 mm,
• szerokość: 600 – 1900 mm.

Masa drona rozpoczyna się od 4 kg, może osiągnąć 22 kg, przy udźwigu od 0,5 kg do ponad 10 kg.
Maksymalne prędkości urządzeń wahają się od 40 km/h do 60 km/h i przy takich też prędkościach maksymalnych wiatru mogą startować.
Czas lotu drona z maksymalnym obciążeniem wynosi od 15 do 30 minut, a dla drona z napędem spalinowym 150 minut.
 

Mniejsze prędkości przelotowe i możliwość zawiśnięcia nad obiektem dają możliwość uzyskania obrazu o rozdzielczości od 0,5 cm przy wysokości 50 m, 2 cm dla 100-200 m. Podobnie jak w płatowcach, cena zależy również od dodatkowego wyposażenia. Stąd ceny zaczynają się od 40.000 złotych po 90.000 zł.
 

Załączone oprogramowanie daje możliwość planowania misji, definiowania sensorów, podgląd przebiegu misji w czasie rzeczywistym, kontrolę parametrów lotu, opcję przerwania i wznowienia misji z zadanego punktu, automatyczny start i lądowanie, manualne wyzwolenie migawki. Mamy też możliwość wykonywania lotów powierzchniowych, liniowych, wokół punktów POI, loty cylindryczne, a także ustawienia wysokości lotu na podstawie wysokości nad poziomem gruntu lub wysokości nad poziomem morza. Sterowanie odbywa się najczęściej przy pomocy tabletów, laptopów, bądź dedykowanych pulpitów zintegrowanych z powyższymi.
 

Wyżej wymienione parametry są najczęściej spotykanymi. Na rynku mamy też bezzałogowce o znacznie wyższych parametrach, chociażby o udźwigu rzędu 60 – 100 kg, czy też takie, które mogą przebywać w powietrzu ponad dobę. Aktualnie trwają prace nad połączeniem płatowca i maszyny pionowego startu tak, by można połączyć zalety obydwu typów.

 

Można śmiało powiedzieć, że temat jest „mocno rozwojowy”. Kiedyś wykorzystywane głównie przez wojsko, obecnie drony stały się narzędziem pracy w wielu zawodach. Możliwość dołożenia/ wymiany na inne modułów roboczych (sensorów) do drona sprawia, że możemy je wykorzystać w bardzo wielu sytuacjach i dla różnych potrzeb. Możliwość przesyłania obrazu w czasie rzeczywistym stanowi idealne rozwiązanie do monitorowania dróg i autostrad, posesji, terenu budowy, koordynacji i wsparcia akcji ratunkowych, patrolowania lasów, jezior. Sprawdzają się przy badaniach rurociągów, linii energetycznych, farm wiatrowych i fotowoltaicznych, skażeń atmosfery, stanu upraw rolnych (niektóre umożliwiają wykonanie oprysków/ nawożenia upraw). Dzięki dronom otrzymujemy niezbędne dane do obliczeń i inwentaryzacji terenu. Za ich pomocą możemy cyklicznie przeprowadzać inwentaryzację fotograficzną i filmową budowy. W tym celu najczęściej wykorzystywana jest fotogrametria (odtwarzanie kształtów, rozmiarów i wzajemnego położenia obiektów w terenie na podstawie zdjęć) polegająca na robieniu zdjęć kamerą skierowaną prostopadle w dół z odpowiednim pokryciem. Na podstawie zdjęć generowane są modele 3D terenu z dużą dokładnością. Mając cały obiekt w trójwymiarze, można kontrolować wszystkie objętości robót ziemnych i materiałów sypkich, a także sprawdzać geometrię elementów wykonywanych na budowie. Dron może też posłużyć do weryfikacji ilości robót ziemnych w stosunku do przedmiarów. A w trakcie realizacji projektu stosowany jest do kontrolowania postępu i prawidłowości prac. Bezzałogowe statki powietrzne możemy też użyć do przeprowadzenia audytów powierzchni dachów, kominów (również wewnątrz), z bliskiej odległości możemy sprawdzić np. stan konstrukcji mostu. Użyjemy ich przy ekspertyzach budowlanych, po pożarach i powodziach w obszarach niebezpiecznych, na zewnątrz i wewnątrz budynków grożących zawaleniem. W budownictwie mieszkaniowym sprawdzają się po zastosowaniu kamer termowizyjnych, umożliwiając identyfikację punktów utraty ciepła w budynkach. W geotechnice posłużą do badania struktury gruntu. Obecnie trwają prace nad autonomicznymi dronami, które odpowiednio zaprogramowane będą cyklicznie monitorowały np. sieć kanalizacyjną, a dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu pozwolą nie tylko na znalezienie, ale i zmierzenie powstałych pęknięć czy też deformacji obiektów, wysyłając odpowiednią informację do ośrodka decyzyjnego.
 

Ciekawym zastosowaniem dronów jest ich udział w rynku nieruchomości. Wykonanie zdjęć i nagranie filmów z obiektu przeznaczonego do sprzedaży umożliwia klientowi zapoznanie się z nim bez konieczności udawania się na często oddalone miejsce jego posadowienia. Odpowiedni udźwig, zwrotność i szybkość zostały też docenione w ratownictwie medycznym. Docierając na miejsce wypadku/ katastrof, przyspieszają odnalezienie potencjalnych ofiar. Można pójść jeszcze dalej. Jest już dostępny ośmioramienny dron, który jest w stanie w krótkim czasie dostarczać defibrylator do osób poszkodowanych (np. z zawałem) lub ofiar rozmaitych wypadków. Trwają też prace nad szerszym wprowadzeniem dronów do wsparcia logistyki, np. dostarczanie gazet, przesyłek, żywności do klientów. Drony znalazły też zastosowanie w górnictwie do skanowania otoczenia, monitorowania szybów i ich mapowania, oceny infrastruktury kopalni.
 

Elastyczność użycia, praca w miejscach trudnodostępnych czy niebezpiecznych, ciągły technologiczny rozwój zarówno samych statków bezzałogowych, osprzętu do nich, jak i oprogramowania do przetwarzania i analizowania danych sprawiają, że drony znajdują coraz szersze zastosowanie.
Czyli, gdzie diabeł nie może... drona pośle .