Nghiên cứu Khoa học

Phân loại UAV dựa trên kích thước, tầm bay, phạm vi hoạt động và chức năng

Phương tiện bay không người lái (UAV) đang trở thành một phần không thể thiếu trong các ứng dụng dân sự, quân sự và nghiên cứu khoa học. Sự đa dạng về thiết kế, chức năng và quy mô của UAV khiến chúng được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm kích thước, tầm bay, phạm vi hoạt động và chức năng sử dụng. Việc phân loại này giúp xác định rõ khả năng, hạn chế và mục tiêu ứng dụng của từng loại UAV trong thực tế.

1. Phân loại UAV theo kích thước

Kích thước là một trong những tiêu chí phổ biến nhất để phân loại UAV, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tải trọng, khả năng mang cảm biến, và phạm vi hoạt động của thiết bị.

a. Nano UAV

• Kích thước: < 15 cm
• Trọng lượng: < 250g
• Ứng dụng: Giám sát trong không gian nhỏ hẹp, thí nghiệm trong nhà, giảng dạy và nghiên cứu.
• Ví dụ: DJI Tello, Black Hornet Nano

                        

                                             Hình 1. Nano UAV

b. Micro UAV

• Kích thước: 15 – 50 cm
• Trọng lượng: 250g – 2kg
• Ứng dụng: Quay phim, chụp ảnh, giám sát an ninh
• Ví dụ: DJI Mini series, Parrot Anafi

c. Mini UAV

• Kích thước: 0.5 – 2m
• Trọng lượng: 2 – 25kg
• Ứng dụng: Dân dụng, quân sự nhẹ, khảo sát nông nghiệp, đo đạc bản đồ
• Ví dụ: DJI Phantom, Matrice series

d. Medium UAV

• Trọng lượng: 25 – 150kg
• Ứng dụng: Quan trắc môi trường, giám sát tầm xa, vận chuyển hàng nhẹ
• Ví dụ: Boeing Insitu ScanEagle, Bayraktar Mini UAV

e. Large UAV

• Trọng lượng: >150kg
• Ứng dụng: Quân sự, giám sát tầm xa, vận chuyển hàng hóa lớn
• Ví dụ: MQ-1 Predator, Global Hawk

                              

                                                   Hình 2. Large UAV

2. Phân loại UAV theo tầm bay và độ cao hoạt động

a. UAV tầm ngắn (Short Range UAV)

• Tầm bay: Dưới 50 km
• Độ cao hoạt động: < 1500m
• Ứng dụng: Nông nghiệp, giám sát công trình, quay phim

                                   

                                                  Hình 3. UAV tầm ngắn

b. UAV tầm trung (Medium Range UAV)

• Tầm bay: 50 – 200 km
• Độ cao hoạt động: 1500 – 4500m
• Ứng dụng: Quân sự, tuần tra biên giới, tìm kiếm cứu nạn

c. UAV tầm xa (Long Range UAV)

• Tầm bay: > 200 km
• Độ cao hoạt động: Có thể > 10.000m
• Ứng dụng: Trinh sát, do thám, hoạt động ở khu vực nguy hiểm

d. UAV độ cao trung bình – thời gian bay dài (MALE - Medium Altitude Long Endurance)

• Độ cao: 3.000 – 9.000m
• Thời gian bay: 24 – 48 giờ
• Ví dụ: MQ-9 Reaper

e. UAV độ cao lớn – thời gian bay dài (HALE - High Altitude Long Endurance)

• Độ cao: > 9.000m
• Thời gian bay: > 24 giờ
• Ví dụ: RQ-4 Global Hawk

3. Phân loại UAV theo phạm vi hoạt động và khả năng điều khiển

a. UAV điều khiển trực tiếp (Line-of-Sight UAV)

• Điều khiển bằng sóng radio trong tầm nhìn
• Phù hợp cho UAV nhỏ, hoạt động trong phạm vi gần

b. UAV điều khiển từ xa (Remote Controlled UAV)

• Điều khiển từ trạm mặt đất, thường có hỗ trợ GPS
• Ứng dụng phổ biến trong dân dụng và bán chuyên nghiệp

c. UAV bán tự động và tự động (Semi/Autonomous UAV)

• Có thể thực hiện các nhiệm vụ tự động như bay theo đường định sẵn
• Ứng dụng trong khảo sát, đo đạc, vận chuyển

d. UAV hoạt động độc lập (Fully Autonomous UAV)

• Có khả năng tự quyết định lộ trình, tránh chướng ngại vật
• Kết hợp AI và cảm biến, thường dùng trong nghiên cứu và quân sự

4. Phân loại UAV theo chức năng sử dụng

a. UAV dân dụng

• Ứng dụng: Quay phim, chụp ảnh, vận chuyển hàng hóa, nông nghiệp chính xác, giám sát công trình
• Đặc điểm: Dễ sử dụng, chi phí thấp, có thể được điều khiển bằng smartphone

b. UAV quân sự

• Ứng dụng: Trinh sát, theo dõi, tác chiến điện tử, tấn công
• Đặc điểm: Tích hợp radar, cảm biến hồng ngoại, trang bị vũ khí
• Ví dụ: MQ-9 Reaper, TB2 Bayraktar

c. UAV trong nghiên cứu khoa học

• Ứng dụng: Quan trắc khí tượng, khảo sát địa hình, nghiên cứu hệ sinh thái
• Đặc điểm: Có thể mang nhiều cảm biến chuyên dụng như LIDAR, camera hyperspectral

d. UAV trong cứu hộ và giám sát

• Ứng dụng: Tìm kiếm nạn nhân, giám sát cháy rừng, theo dõi giao thông
• Đặc điểm: Bay nhanh, truyền dữ liệu thời gian thực

e. UAV trong logistics và giao hàng

• Ứng dụng: Giao hàng thương mại điện tử, y tế
• Đặc điểm: Thiết kế tối ưu tải trọng – thời gian bay – độ ổn định

Việc phân loại UAV theo các tiêu chí như kích thước, tầm bay, phạm vi điều khiển và chức năng cho thấy sự đa dạng và chuyên môn hóa ngày càng cao trong thiết kế và ứng dụng UAV. Sự phân loại rõ ràng không chỉ giúp người dùng lựa chọn thiết bị phù hợp với mục tiêu mà còn hỗ trợ cho các nhà phát triển trong việc tối ưu hóa thiết kế, cải tiến hiệu năng và mở rộng ứng dụng UAV trong nhiều lĩnh vực mới như thành phố thông minh, nông nghiệp chính xác và logistics hiện đại.

Các tin khác

• Nghiên cứu thiết kế thống Dán Nhãn chai và Chiết Rót tự động sử dụng PLC MITSUBISHI FX2N 24MR thay thế S7-1200
• Thiết kế module thực thi (excution) của bộ vi xử lý RISC-V trên FPGA
• Thiết kế và thi công mô hình nhà trồng nấm thông minh dựa trên raspberry pi
• Vấn đề năng lượng trên UAV: Thách thức cốt lõi trong vận hành và ứng dụng
• Phân loại sản phẩm theo hình khối