Pienten kaupallisten multikopterien suorituskyky taistelukentän valvonnassa
Nurmio, Sampo (2018)
Nurmio, Sampo
Sotatekniikan laitos
Sotatekniikka
Sotatieteiden maisteriopiskelijan pro gradu
Sotatieteiden maisterikurssi 7
2018
Julkinen
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018080233332
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018080233332
Tiivistelmä
Kaupallisten multikoptereiden saatavuus ja käyttö on lisääntynyt räjähdysmäisesti viimeisen 10 vuoden aikana. Tutkimuksessa selvitettiin pienten kaupallisten multikoptereiden suorituskykyä kohteiden havaitsemisessa taistelukentällä. Suorituskykyä lähestyttiin tarkastelemalla multikoptereiden ja niiden kanssa käytettäväksi suunniteltujen sensoreiden ominaisuuksia sekä niiden kykyä toimia Suomen olosuhteissa.
Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta, simulointia ja kenttäkoetta. Tutkimuksessa esitellään nykyisten kaupallisten multikoptereiden rakenne ja tekniikka sekä arvioidaan eri hintaluokan tuotteiden suorituskykyä niiden teknisten ominaisuuksien perusteella. Sensoreista tarkasteltiin näkyvän valon alueen kameroita ja lämpökameroita. Sensoreiden suorituskykyä tutkittiin simuloimalla niille havaitsemisetäisyyksiä ihmiseen ja sotilasajoneuvoon. Kenttäkokeella tutkittiin tarkemmin Phantom 4-multikopterin suorituskykyä ja täydennettiin muilla tutkimusmenetelmillä tehtyjä havaintoja.
Tutkimuksen tuloksena oli multikoptereiden osalta, että 1000 euron hintaluokan kaupalliset multikopterit soveltuvat hintaansa nähden hyvin joukkojen valvontakyvyn kehittämiseen. Tuotteiden toiminta-ajat, hyötykuorma ja ohjausyhteyden kantama ovat riittävät, jotta niitä voidaan hyödyntää valvontakyvyn ulottamisessa maastoesteiden taakse ja muihin kohteisiin joita ei kyetä tähystämään maahan sijoitetuilla sensoreilla. Kalliimmissa tuotteissa on mahdollisuus käyttää lämpökameraa ja suurentavaa optiikkaa, jolla lisätään valvontakykyä pimeällä sekä mahdollistetaan kohteiden havaitseminen korkealta. Sääolosuhteista jäätämisen ja sateen todettiin haittaavan multikopterien käyttöä, kun sen sijaan alhaiset lämpötilat ja sisämaassa tyypilliset tuuliolosuhteet eivät tutkimusten perusteella estä multikoptereiden käyttöä.
Tutkimus keskittyy multikoptereiden suorituskyvyn arviointiin niiden teknisten ominaisuuksien perusteella. Mahdollisina jatkotutkimusaiheina esille nousevat sensoreiden arvioimiseen käytettävän kriteeristön tarkempi tutkiminen sekä multikopterien soveltuvuus pioneeri- ja suojelutiedusteluun.
Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta, simulointia ja kenttäkoetta. Tutkimuksessa esitellään nykyisten kaupallisten multikoptereiden rakenne ja tekniikka sekä arvioidaan eri hintaluokan tuotteiden suorituskykyä niiden teknisten ominaisuuksien perusteella. Sensoreista tarkasteltiin näkyvän valon alueen kameroita ja lämpökameroita. Sensoreiden suorituskykyä tutkittiin simuloimalla niille havaitsemisetäisyyksiä ihmiseen ja sotilasajoneuvoon. Kenttäkokeella tutkittiin tarkemmin Phantom 4-multikopterin suorituskykyä ja täydennettiin muilla tutkimusmenetelmillä tehtyjä havaintoja.
Tutkimuksen tuloksena oli multikoptereiden osalta, että 1000 euron hintaluokan kaupalliset multikopterit soveltuvat hintaansa nähden hyvin joukkojen valvontakyvyn kehittämiseen. Tuotteiden toiminta-ajat, hyötykuorma ja ohjausyhteyden kantama ovat riittävät, jotta niitä voidaan hyödyntää valvontakyvyn ulottamisessa maastoesteiden taakse ja muihin kohteisiin joita ei kyetä tähystämään maahan sijoitetuilla sensoreilla. Kalliimmissa tuotteissa on mahdollisuus käyttää lämpökameraa ja suurentavaa optiikkaa, jolla lisätään valvontakykyä pimeällä sekä mahdollistetaan kohteiden havaitseminen korkealta. Sääolosuhteista jäätämisen ja sateen todettiin haittaavan multikopterien käyttöä, kun sen sijaan alhaiset lämpötilat ja sisämaassa tyypilliset tuuliolosuhteet eivät tutkimusten perusteella estä multikoptereiden käyttöä.
Tutkimus keskittyy multikoptereiden suorituskyvyn arviointiin niiden teknisten ominaisuuksien perusteella. Mahdollisina jatkotutkimusaiheina esille nousevat sensoreiden arvioimiseen käytettävän kriteeristön tarkempi tutkiminen sekä multikopterien soveltuvuus pioneeri- ja suojelutiedusteluun.
Kokoelmat
- Opinnäytteet [2348]