«Не будет нуждаться в присутствии человека»: разработчик — о создании нового комплекса связи с БПЛА

— На полях недавно прошедшего в Новосибирске международного форума «Технопром-2023» вы представили автономный быстроразворачиваемый комплекс связи. С какой целью реализуется этот проект?

— Это наша инициативная разработка, ориентированная на отечественную нефтегазовую отрасль. В то же время комплекс связи может использоваться и на других опасных производствах в удалённых районах России, где существует потребность в быстром обеспечении связью.

В конце текущего года планируется завершить создание опытного образца, а в начале 2024 года в Томске — начать приёмочные заводские испытания. По их итогам, как мы рассчитываем, заказчик получит первые серийные изделия.

Автономный комплекс выполняет функцию резервного источника связи в периоды, когда необходимо провести ремонтные, строительные или иные работы. Чаще всего такая потребность возникает у добывающих компаний.

На месторождениях нередко происходят различные нештатные ситуации, которые сопровождаются потерей связи. В таких ситуациях комплекс поможет облегчить и значительно ускорить работы на объектах добывающих предприятий. Остальное время он будет находиться в спящем состоянии и пробуждаться, когда нужно, по сигналу спутниковой связи.

Конструктивно комплекс будет состоять из трёх секций. В первой разместится дизель-генератор (главный источник электроэнергии), во второй — отсек для шкафов с аппаратурой обработки данных и управления, в третьей — так называемая аэроплатформа: средства обеспечения работы двух беспилотных аппаратов, необходимых для ретрансляции связи и иных задач.

Полезная нагрузка на дрон может устанавливаться подобно модулю — быстро и легко. На сегодняшний день, исходя из потребностей потенциальных заказчиков, мы разрабатываем три варианта нагрузки: мини-станцию LTE, ретранслятор стандарта DMR (Digital Mobile Radio, цифровая мобильная радиосвязь), модуль видеонаблюдения. Но при необходимости на БПЛА можно монтировать и другое оборудование. Грузоподъёмность каждого аппарата составит 10 кг. Беспилотники будут выполнены в виде весьма габаритных гексакоптеров — дистанция между противоположными лопастями составит примерно 2,4 м.

Мощность электропитания, необходимая для работы дрона, — 8 кВт, диапазон рабочих температур — от -50 до +50 °C. Дождь и мелкие осадки не станут помехами для запуска дронов. Единственное — для БПЛА критична ветровая нагрузка более 12 м/с. Но, в принципе, при таких порывах ветра на открытых пространствах трудно работать и самим людям.

На место работы шеститонный комплекс будет доставляться траловыми вездеходами. Для упрощения логистики он будет выполнен в габаритах стандартного контейнера для морских перевозок длиной 40 футов (12 м).

Проект осуществляется компанией СТК («Системы. Технологии. Коммуникации») совместно с Томским госунивеситетом систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) при поддержке АНО «Национальные проекты России». 

— Поясните, в чём смысл применения БПЛА? Почему нельзя использовать для ретрансляции привычные антенные мачты?

— Применение БПЛА — это отнюдь не дань моде. В создании аэроплатформы заключён большой практический смысл — она существенно упрощает задачу по высокой автоматизации процессов управления. То есть быстроразворачиваемый комплекс практически не будет нуждаться в присутствии человека. Следуя этому принципу, было решено отказаться от мачт, потому что для их развёртывания и свёртывания требуется работа нескольких человек, приводящих в движение лебёдку.

Специалисты СТК и ТУСУР решили использовать кабель-трос, который будет крепиться к дрону. Его размотка-намотка будет осуществляться автоматически с помощью специального устройства. Также кабель-трос будет питать БПЛА. Его длина позволит поднимать беспилотник на высоту до 150 м.

Эксплуатант может использовать как два дрона, так и один. Например, во время строительных и монтажных работ имеет смысл поднимать в воздух два аппарата: один будет вести видеонаблюдение, второй — обеспечивать связь. Если со связью нет проблем, то достаточно одного БПЛА с функцией контроля за работами.

В случае нештатных ситуаций на месторождениях может работать один дрон, второй аппарат будет резервным. Всё-таки комплекс связи предназначен для эксплуатации в суровых климатических условиях, скорее всего, в Арктике или в Сибири в зоне вечной мерзлоты. В таких местах лучше всегда иметь под рукой запасные технические средства.

— Как долго комплекс связи сможет работать без участия человека?

— Автономность комплекса в значительной мере зависит от мощности дизель-генератора, которая составляет 33 кВт. Согласно нашим расчётам, в таком режиме генератор может работать в течение трёх-четырёх дней. В спящем режиме комплекс может находиться до полугода. В этом состоянии генератор будет вырабатывать незначительное количество энергии для поддержания работоспособности оборудования. 

Как я уже говорил, для управления комплексом человек не нужен. Его участие фактически сводится к тому, чтобы своевременно заправлять силовую установку дизелем и проводить несложное техобслуживание. Всё это может делать любой рабочий на месторождении.

— Какие бонусы даёт такая практически полная автоматизация?

— Прежде всего это экономия на специальной бригаде по управлению комплексом — он будет использоваться не так часто. Но он всё же необходим, особенно при авариях, протечках на трубопроводах в удалённых районах.

Комплекс будет характеризоваться очень высоким уровнем автоматизации. Спутниковый канал позволяет управлять им из любой точки России. По нему будут запускаться средства автоматизации, управляющие всеми процессами. В частности, они будут регулировать интенсивность работы дизель-генератора, запускать систему автопилота, контролировать подачу и смотку кабеля, ретрансляцию сигналов связи.

Мы не сомневаемся, что сможем достичь запланированного уровня автоматизации. Специалисты СТК получили большой опыт в разработке программного обеспечения, систем связи и технологического видеонаблюдения для российского нефтегаза.

В проекте по созданию автономного быстроразворачиваемого комплекса связи наша компания отвечает за создание почти всего оборудования и софта, а наши партнёры из Томского университета систем управления и радиоэлектроники помогают делать необходимые расчёты, связанные с прочностью конструкций, электроснабжением. Также они подготавливают техническую документацию.

Например, благодаря сотрудничеству с учёными ТУСУР удалось разработать по-своему уникальную систему электропитания. Это была непростая задача из-за необходимости несколько раз преобразовывать энергию, которую вырабатывает дизель-генератор, и постоянных перепадов напряжения в кабель-тросе.

— Есть ли аналоги у автономного быстроразворачиваемого комплекса связи, который создают в Томске?

— Идея проекта состояла в удовлетворении потребностей именно нашего нефтегазового сектора. Поэтому мы не слишком оглядывались на зарубежный опыт. Можно сказать, что СТК и ТУСУР радикально переосмыслили и масштабировали свою же предшествующую разработку, которая представляла собой мобильный малогабаритный комплекс связи на базе пикапа: в первоначальном варианте дизель-генератор, некоторое количество электронного оборудования и беспилотник-ретранслятор размещались в кузове автомобиля.

Этот комплекс не безэкипажный, но неплохо автоматизирован. Управлять им может один человек с помощью пульта, на котором размещены интуитивно понятные кнопки по развёртыванию БПЛА и другим операциям. При проектировании комплекса на пикапе СТК исходила из того, что обеспечением связи может заниматься штатный сотрудник добывающей компании. 

В настоящий момент комплекс связи на пикапе находится на испытаниях, цель которых состоит в отлаживании новых технических решений и нюансов эксплуатации. До конца текущего года СТК доработает предыдущий комплекс и затем запустит его в серийное производство.

Комплекс будет поставляться мобильным бригадам ремонта и техобслуживания объектов нефтегазового сектора. Как мы рассчитываем, он станет достойным помощником в их весьма нелёгком труде.