Материал: 2800

2

УДК 630*587

Сериков, М. Т. Аэрокосмические методы в лесном деле и ландшафтной архитектуре [Текст] : методические указания для самостоятельной работы, для бакалавров по направлению 250100 – Лесное дело, 250700 – Ландшафтная архитектура / М. Т. Сериков, А. И. Ревин, А.И. Мироненко, В.А. Славский ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 35 с. [Электронный ресурс].

Печатается по решению учебно-методического совета ГОУ ВПО

«ВГЛТА» (протокол № от ___________ 2014 г.)

3

Введение

В условиях интенсивного развития производительных сил проблема рационального использования лесных ресурсов приобретает первостепенное значение. Хозяйственное освоение лесных территорий неизбежно ставит перед аэрокосмическим зондированием ряд сложных задач, связанных с разработкой новых подходов к способам оценки комплексной продуктивности лесов, долгосрочного прогнозирования их структуры и воспроизводства.

Применение методов аэрофотосъемки для целей лесного хозяйства имеет почти восьмидесятилетнюю историю. За этот период были разработаны наиболее приемлемые для съемки лесов технические средства и методы, включающие новейшие достижения в области космонавтики.

Студенты лесохозяйственных специальностей знакомятся с этими методами при изучении дисциплины "Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве".

Данные методические указания составлены для студентов с целью оказания практической помощи при самостоятельном изучении этой дисциплины и посвящены техническим средствам аэрофотосъемки и космической съемки, а также лазерному дистанционному зондированию. Освоению материала будут способствовать вопросы и списки рекомендуемой литературы, помещенные в конце каждого подраздела.

1 Летательные аппараты лесной авиации

Рабочая программа

Основные сведения о строении атмосферы, ее составе как среды, влияющей на работу летательных аппаратов. Принципы создания подъемной силы летательными аппаратами. Самолеты и вертолеты, применяемые в лесном хозяйстве и лесной промышленности, их технические характеристики, преимущества и недостатки их использования. Основные требования к самолетам и вертолетам, применяемым в лесном хозяйстве.

К техническим средствам аэрофотосъемки относятся: носители (самолеты, вертолеты), аэрофотоаппаратура, аэропленка, фотобумага, фотолабораторное оборудование.

1.1 Самолеты и вертолеты

Аэрофотосъемка лесов в нашей стране осуществляется с самолетов ТУ-134 СХ, AН-30, ИЛ-14 ФК, реже АН-2, крупномасштабная съемка - с вертолетов МИ-2 и КА-26.

Самолет АН-З0 используется при получении снимков для дешифровочных целей мелкого и сверхмелкого масштабов. В комплект аэрофотосъемочного оборудования самолета входят: аэрофотоаппарат АФА-ТЭ (fk=50…500 мм) с гиростабилизирующей аэрофотоустановкой; аэрофотоаппарат АФА-ТЭ и АФА-42/20 с плановой аэрофотоустановкой; статоскоп ТАУ

4

или С-51 М; топографический радиовысотомер PB-18 Ж; аэроэкспонометр АЭ-2. В самолете оборудованы три люка для размещения АФА-ТЭ с гиростабилизирущей установкой, оптического командного прибора, аэрофотоаппарата для плановой аэрофотосъемки.

Самолет ИЛ-14 ФК предназначен для аэрофотосъемки в средних и крупных масштабах. В грузовой части кабины расположены три шахты, где оборудованы фотолюки, в которые могут быть установлены различные АФА в зависимости от поставленных задач, выполняемых аэрофотосъемкой.

Самолет АН-2 предназначен в основном для аэрофотосъемки в крупном масштабе. В комплект аэрофотосъемочного оборудования этого самолета могут входить аэрофотоаппарат AФA-31, АФА-ТЭ, БАФ-21, радиовысотомер, статоскоп С-51, аэроэкспонометр. Вертолет КА-26 применяют для крупноили сверхкрупномасштабной аэрофотосъемки. Аэрофотосъемочное оборудование состоит из аэрофотоаппарата АФА-ТЭ с тремя кассетами. Аэрофотоустановка крепится над люком грузопассажирской кабины вертолета. Для свархкрупномасштабной маршрутной и выборочной аэрофотосъемки В настоящее время применяется вертолет МИ-2. К его фюзеляжу крепятся два АФА для выполнения синхронной аэрофотосъемки. К вертолету могут крепиться аэрофотоаппараты АФА-TЭ-200, АФА-ТЭ-70, БАФ-21 С, БАФ-40 Р.

Принципы полета самолета и вертолета

Как известно, любое тело, движущееся в воздушной среде, преодолевает сопротивление, которое прямопропорционально плотности воздуха, площади тела, квадрату скорости движения. Сопротивление зависит от формы и гладкости тела, его положения В воздушном потоке. Если В потоке воздуха поместить тела различной формы, то чем больше разница давлений спереди и сзади их, тем больше область завихрения, меньше скорость продвижения тел В воздухе и больше сила сопротивления. Эта сила, направленная прямо против движения тел, называется лобовым сопротивлением. Если в потоке воздуха поместить каплевидное тело с более совершенной аэродинамической формой, то разность давления спереди и сзади будет незначительной, так как завихрений почти не образуется. Из сказанного становится понятным использование В авиации обтекаемых форм. Крылья создают подъемную силу и делают возможным полет. Образование подъемной силы показано на рис.1.1 (поперечный разрез крыла).

Крыло движется в воздухе под некоторым углом атаки. Частицы воздуха, ударяясь о летящее крыло, будут огибать как верхнюю выпуклую, так и нижнюю плоскую или слегка вогнутую поверхность крыла. В одно и то же время струйкам, обтекающим крыло сверху, приходится пройти больший путь, чем струйкам, обтекающим крыло снизу. Значит, верхние струйки будут двигаться с большей скоростью, чем нижние.

5

Рис. 1.1 Образование подъемной силы: АВ – подъемная сила; АС – полное сопротивление; АД – лобовое сопротивление; α – уголатаки

Из закона Бернулли следует, что чем больше скорость потока, тем меньше в нем давление. Поэтому над крылом создается меньшее давление, чем под крылом. В результате разности давлений крыло, с одной стороны, как бы подсасывается вверх за счет пониженного давления, а снизу – подпирается за счет повышенного давления. Вследствие этого и возникает подъемная сила, действующая снизу вверх и направленная перпендикулярно потоку воздуха. На этом свойстве крыла основан полет самолета и вертолета – аппаратов тяжелее воздуха. Роль крыла у вертолета выполняет лопасть несущего винта. Подъемная сила у самолета появляется только в том случае, если он движется с достаточной скоростью. При подъеме самолета от земли эта сила должна быть больше его веса. Для движения самолета с определенной скоростью он все время должен преодолевать сопротивление воздуха, а при разбеге во время взлета еще и трение колес о землю. Силой, преодолевающей сопротивление воздуха и придающей поступательную скорость самолету, является сила тяги воздушного винта, вращаемого моторами.

Самолеты Основные части самолета: фюзеляж, крылья, силовая установка, орга-

ны приземления, органы управления (рис. 1.2).

1.Фюзеляж представляет собой корпус или остов самолета, к которому крепятся другие его части. Фюзеляж у современных самолетов обычно изготавливается из металла. Металлический каркас снаружи обшивается листовым дюралюминием. В передней части фюзеляжа располагается кабина пилотов, а в средней части находится пассажирская кабина или место для размещения груза и специальной аппаратуры. В пассажирской кабине имеются иллюминаторы, через которые можно вести обзор местности. В случае оборудования самолета для производства аэрофотосъемки в средней части фюзеляжа устанавливается аэрофотосъемочное оборудование, а в том месте, где закрепляется аэрофотоаппарат, в днище фюзеляжа прорезается специальный люк, закрываемый крышкой.

2.Крылья. По числу крыльев самолеты бывают однокрылые (монопланы) и двукрылые (бипланы). Монопланы бывают с низко посаженным