В Казани показали дрон, побивающий рекорд для книги Гиннесса

Корреспондент "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) наблюдал за демонстрационными полётами отечественного беспилотника с рекордной грузоподъёмностью. Дрон показали публике в Казани 29 ноября 2018 года.

Небо над миром уверенно завоёвывают дроны. Но практически все модели подобных устройств имеют максимальную взлётную массу менее 10 килограммов и проводят в воздухе не более 30 минут. С другой стороны, есть вертолёты, для которых грузоподъёмность измеряется тоннами. Пропасть между двумя типами летательных аппаратов ничем не заполнена.

Аппарат, способный доставить на дистанцию в 100-200 километров 100-200 килограммов груза и имеющий собственную массу, сравнимую с весом нагрузки, пригодился бы в самых разных областях. Но на рынке сегодня подобной техники нет.

Компания SKYF ("Скиф") готова поставить такие аппараты первым клиентам уже в 2019 году. 29 ноября 2018 года на аэродроме Караишево состоялись показательные полёты этого уникального дрона.

Сначала "Скиф" (летательный аппарат носит то же имя, что и создавшая его компания) поднялся в воздух налегке. Вместе с ним взлетел маленький дрон, осуществлявший видеосъёмку.

В глаза собравшихся на аэродроме брызнула снежная пыль: в Казани -10° C. Но для дрона это проблемой не стало. Возможно, для него не станут препятствием даже условия Крайнего Севера, хотя, конечно же, говорить об этом с уверенностью можно будет только после испытаний при таких температурах.

Затем беспилотник оторвался от земли и провёл несколько минут в воздухе, неся груз в 100 килограммов. Представители компании уже подали заявку на регистрацию этого факта в книге рекордов Гиннесса. В декабре 2018 года должна прибыть делегация, уполномоченная официально зафиксировать рекорд.

Между тем 100 килограммов — далеко не предел. Грузоподъёмность "Скифа" достигает 400 килограммов (а максимальная взлётная масса — 650 килограммов). Имея же 50 килограммов "багажа", дрон способен пролететь 350 километров со скоростью 75 километров в час. Кроме того, по подсчётам компании, стоимость лётного часа на "Скифе" в 5–10 раз меньше, чем у вертолёта с аналогичной загрузкой.

В чём же секрет удивительных характеристик аппарата?

Прежде всего в том, что он использует двигатель внутреннего сгорания. Это позволяет ему не зависеть от электрических аккумуляторов, ёмкость которых весьма ограничена, даже если превратить весь дрон в летающую батарейку. К слову, беспилотник заправляется обычным "автомобильным" бензином АИ-95, доступным "всегда и везде", а не специальным авиационным топливом.

Кроме того, "Скиф" использует уникальную запатентованную схему разделения функций между винтами.

И вертолёты, и их "младшие братья" дроны похожи в одном отношении. Одни и те же винты у них выполняют сразу три функции: создают подъёмную силу, удерживающую аппарат в воздухе, стабилизируют его, не позволяя крениться и вращаться, и задают направление движения.

У "Скифа" всё иначе. Есть два больших несущих винта. За их вращение отвечает двигатель внутреннего сгорания. Их единственная функция — поддерживать аппарат в воздухе.

Стабилизация дрона и управление его движением — это функция четырёх пар небольших управляющих винтов, по одной на каждый "угол" беспилотника. Они вращаются электродвигателями, питающимися от генератора. Вал последнего приводится в движение всё тем же двигателем "Скифа".

Такое "разделение труда" позволяет машине необыкновенно эффективно расходовать энергию. До 90% мощности двигателя (составляющей, кстати, 220 лошадиных сил) идёт на создание подъёмной силы.

Размеры дрона составляют 2,5 метра по продольной оси (вдоль направления полёта) и 5 метров по поперечной. Однако устройство "умеет" складываться, помещаясь в стандартный шестиметровый (20-футовый) транспортный контейнер. При этом развёртывание в положение готовности к взлёту занимает менее получаса.

Журналистам показали и центр управления полётами дрона. Если кто-то ожидал увидеть огромные пульты, усеянные кнопками, и множество сосредоточенных людей в белых халатах, он, несомненно, был разочарован. За беспилотником присматривали всего два сотрудника компании, сидящие за мониторами обычных компьютеров. Один из них ("бортинженер") следил за состоянием всех систем аппарата, а другой ("пилот") — за его траекторией.

На самом деле "Скиф" не нуждается в пилоте. Управление им в реальном времени не предусмотрено, можно лишь отдать команду на аварийную посадку. Парадоксально, но это не недостаток, а очень серьёзное преимущество.

Праздному наблюдателю небо представляется большим, синим и абсолютно пустым. Профессионал знает, что оно буквально исчерчено нитями воздушных трасс и размечено "пограничными столбиками" зон, закрытых для полётов.

Поэтому за любым воздушным судном внимательно следят диспетчеры, вооружённые сложными компьютерными программами и собственным профессионализмом. Их задача сделать так, чтобы из множества аппаратов, находящихся в воздухе, ни один не столкнулся с другим. Но, пока за штурвалом или джойстиком сидит человек, остаётся пресловутый человеческий фактор.

У "Скифа" и здесь всё по-другому. Программа полёта составляется и загружается в аппарат заранее (и это тоже весьма необычно для дронов). Информация о зонах, которые намерен посетить аппарат, передаётся онлайн в контрольный центр "Росавиации" и заверяется электронной цифровой подписью (уровень защиты при этом не ниже, чем у финансовых транзакций).

После того как зона полётов дрона утверждена диспетчерами, изменить её невозможно. Как утверждают разработчики аппарата, даже если впоследствии за пультом управления "Скифом" окажется злоумышленник, он не сможет задать дрону опасный курс.

Как отметил генеральный директор компании SKYF Александр Тимофеев, научиться составлять программы полёта и контролировать аппарат совсем не сложно. Процесс предельно автоматизирован, так что от пользователя потребуется скорее общая техническая грамотность, чем профессионализм в области авиации. Речь идёт о программе обучения в несколько месяцев или даже недель.

При этом дрон оснащён системой огибания препятствий, управляемой искусственным интеллектом. На сегодняшний день она помогает ему учитывать рельеф местности, а в будущем планируется даже защита от столкновения с птицами.

Как может применяться "Скиф"? Самые очевидные "вакансии" — это обработка полей, перевозка грузов и тушение пожаров.

Именно на сельское хозяйство будет ориентирована первая партия из пяти аппаратов, которая уже в 2019 году будет закуплена агрохолдингами Татарстана (контракты уже подписаны).

Авиационная обработка полей химикатами невероятно востребована, но по всему миру для этого используются исключительно пилотируемые самолёты. А в таком решении немало недостатков.

Наиболее эффективное распыление достигается на высоте 3-5 метров, но для самолёта это слишком низко. Кроме того, лётчик может работать только в светлое время суток, а в сельском хозяйстве зачастую буквально "час год кормит". Наконец, несмотря на все меры безопасности, риск падения какого бы то ни было аппарата невозможно снизить до нуля. Но в случае пилотируемой авиации это ещё и риск гибели человека.

"Скиф" лишён всех этих недостатков. Высота в 3-5 метров для него вполне комфортна. Дрон может работать в условиях нулевой видимости и ночью, потому что его "глаза" — радар и лидар (в будущем планируется также использование GPS и ГЛОНАСС для определения высоты с точностью до десятков сантиметров). Наконец, перефразируя слова известной песни, "если у вас нет пилота, паденья ему не страшны".

А ещё аппарат принимает на борт до 250 литров химикатов. Этого хватает в среднем на 50 гектаров посевных площадей. Топливо он также расходует гораздо экономнее самолёта: всего 30 литров в час.

При этом агроном может задать гибкую программу, варьировав нормы распыления для разных участков поля (например, если на них растут разные культуры). Минимальный "пиксель" для такой системы — квадрат 50 на 50 метров.

Как ожидают специалисты компании, за счёт всех этих преимуществ "Скиф" будет обходиться сельскохозяйственным предприятиям в несколько раз дешевле, чем традиционная авиация.

К слову, вся информация о расходе химикатов и других аспектах выполнения работ передаётся заказчику в реальном времени. Для её хранения используется блокчейн-платформа SKYFchain, запущенная компанией SKYF в 2018 году. Такие данные нельзя изменить после того, как они переданы. Это обеспечивает агроному (и компании, застраховавшей агрофирму на случай неурожая) полную и достоверную информацию о том, насколько качественно выполнена процедура.

Добавим, что сельскохозяйственной модели "Скифа" с её небольшими рабочими высотами падение вряд ли сильно навредит. Дрон сконструирован так, чтобы основная энергия удара приходилась на деформацию алюминиевого каркаса. Таким образом минимизируются повреждения двигателя и других систем.

Иное дело — грузовая версия аппарата, которую планируется довести до коммерческой комплектации после сельскохозяйственной. Здесь крейсерская высота полёта составит 200-300 метров, и при падении деформацией корпуса, конечно, не отделаешься. На этот случай предусмотрен режим аварийной посадки на парашюте.

К слову, применённая аэродинамическая схема позволяет поднимать дрон на высоту до полутора километров. Правда, на сегодняшний день инженеры не видят в этом необходимости. Но, кто знает, какие перспективы это откроет в нашем быстро меняющемся мире.

Самая очевидная область применения грузового "Скифа" — нефтегазовая промышленность. Общеизвестно, что добыча углеводородов зачастую происходит в тайге, тундре, горной местности или на других ландшафтах, мягко говоря, не изобилующих дорогами. В то же время час простоя оборудования, у которого вышла из строя какая-нибудь деталь весом в 50 килограммов, может обходиться в астрономические суммы. По сравнению с этими убытками 15 миллионов рублей, за которые компания SKYF готова продать один экземпляр дрона вместе с пунктом управления, выглядят пустяком.

Наконец, ещё одна область — это тушение пожаров, в частности, лесных. Здесь "Скиф" также готов использовать все свои преимущества.

"Использование дронов для организации тушения лесных пожаров – это перспективно. Это будет достаточно экономично в смысле доставки грузов, в том числе пожарного инвентаря для парашютистов-десантников. К тому же, имея видеосигнал с дрона, инструктор десантно-пожарной группы сможет осмотреть кромку пожара и внести конкретные коррективы в план тушения. Также видеоролик можно отправить руководству или на диспетчерский пункт для дальнейшего принятия решений о том, что необходимо предпринять для скорейшего тушения лесного пожара. Наконец, доставка грузов воздушными судами в ночное время невозможна, а дроны имеют возможность доставлять грузы и ночью", — пояснил Олег Нетягин, главный инспектор лётно-производственной службы ФБУ "Авиалесоохрана", специально для "Вести.Наука".

Также беспилотники можно использовать для борьбы с очагами поражения леса сибирским шелкопрядом. На данный момент применятся химическая обработка с самолётов Ан-2 и вертолётов, уточняет Нетягин.

Дроны можно использовать и для аэрофотосъёмки в целях лесоустройства и доставки грузов лесоустроителям.

На мероприятии присутствовали специальный представитель Президента Российской Федерации по вопросам цифрового и технологического развития Дмитрий Песков, заместитель Премьер-министра Республики Татарстан министр информатизации и связи Республики Татарстан Роман Шайхутдинов и генеральный директор Российской венчурной компании (РВК) Александр Повалко.

Высокопоставленные гости говорили о развитии отрасли. В частности, Песков рассказал, что количество дронов в российском небе растёт быстрыми темпами. Должна быть создана общенациональная система мониторинга использования беспилотниками воздушного пространства, и по этому поводу ведутся активные дискуссии, сообщил специальный представитель Президента. Главная сложность в создании такой модели, по словам Пескова, состоит в том, чтобы наладить систему предупреждения столкновений. Другими словами, дрон и пилотируемое воздушное судно, находящиеся на одной высоте, должны "увидеть" друг друга и избежать опасного развития событий.

Повалко говорил о финансировании РВК стартапов, занимающихся разработкой дронов, и о том, что делается для выхода на международные рынки. Несмотря на то, что Россия — огромная страна, бизнесмены не должны замыкаться на национальном рынке сбыта, подчеркнул генеральный директор РВК.

Шайхутдинов рассказал о значении разработки дронов, подобных "Скифу", для сельского хозяйства Татарстана, и о возможном их использовании при инвентаризации земель для Росреестра.

"Скифом" интересуются и за рубежом. После демонстрационных полётов Тимофеев от лица компании SKYF подписал меморандум о взаимопонимании с Мохаммедом Хасимом Аль-Арби (Mohammed Hashim Al-Harbi) от лица компании Gulf Association Trading Est (GATE) из Саудовской Аравии.

Восточное государство нуждается в транспортных беспилотниках, подчеркнул гость. Специалисты GATE изучили рынок и пришли к выводу, что предложение SKYF – лучшее. Теперь инженеры двух стран готовы сотрудничать, чтобы адаптировать российский дрон "с раскосыми и жадными очами" к суровым условиям аравийских пустынь. Специалистам придётся "научить" его справляться с сильно запылённым воздухом и температурой, которая подчас достигает 50 °C.

По словам Тимофеева, кроме Саудовской Аравии, в покупке беспилотника заинтересованы бизнесмены ещё 18 государств. Более чем с десятком международных партнёров (в частности, из Вьетнама, Японии и Швеции) уже достигнуты предварительные соглашения. Большую заинтересованность проявляют также компании из Катара, Объединённых Арабских Эмиратов и нескольких африканских стран.

Журналистам показали и цеха, в которых строятся, обслуживаются и испытываются "Скифы".

По словам руководителя проекта Романа Денисова, дроны частично собираются из готовых и хорошо зарекомендовавших себя на рынке деталей. Например, таковыми являются электронные компоненты и электродвигатели управляющих винтов.

Другие части аппарата изготовляются партнёрами SKYF по специальному заказу. В частности, двигатели внутреннего сгорания производятся АвтоВАЗом. Разумеется, они серьёзно модифицированы под потребности беспилотника. Также по заказу "Скифа" партнёры компании делают из углепластика управляющие и несущие винты. Кстати, это тоже отечественная продукция.

Наконец, некоторые элементы изготовляются непосредственно на предприятии SKYF на станках с программным управлением по собственным чертежам инженеров.

Сейчас на сборку одного аппарата уходит около двух месяцев. Для авиации это довольно большая скорость работы, особенно учитывая тот факт, что весь штат организации насчитывает около 50 человек. Но Смирнов подчёркивает, что, когда производство перестанет быть опытным, беспилотники будут делаться ещё быстрее.

По словам Тимофеева, уже к 2020 году компания будет готова производить по одному дрону каждые две недели. Такие мощности отвечают ожидаемому числу заказов. И тогда, конечно, штат придётся расширять.

Кроме того, SKYF собирается открыть сеть сервисных центров, в которых пользователи смогут заменить отслужившую свой срок деталь на новую. К слову, беспилотник рассчитан на 500 лётных часов до капитального ремонта, а общий ресурс достигает шести тысяч часов.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о полётах "Скифа" на всемирной выставке International Consumer Electronics Show 2018. Также мы рассказывали о дронах, перемещающих грузы в 40 раз больше собственного веса (который, впрочем, у них невелик), и о самом большом в мире беспилотном транспортном самолёте, а также о лётных испытаниях беспилотников-аэротакси.