«Летает в непростых погодных условиях»: российский учёный — о разработке новых транспортных БПЛА

— На фоне стартовавшего нацпроекта «Беспилотные авиационные системы» разрабатывается множество разных видов гражданских БПЛА. Скоро появится и беспилотник СевГУ для приморских территорий. В чём его особенность?

— Приморская зона отличается сложными условиями эксплуатации летательных аппаратов. Здесь повышенная влажность и постоянные сильные ветры, которые могут резко менять направление. А в Крыму ещё и горы с характерными для них восходящими потоками воздуха.

Можно вспомнить самый мощный в истории полуострова ураган, который прошёл 26 ноября и повалил сотни деревьев, поднял девятиметровые волны.

При внезапном боковом ветре беспилотник самолётного типа может легко перевернуться, либо поток воздуха сломает его крылья. Неудача ждёт и мультикоптер, который летит за счёт разной частоты вращения у каждого винта.

Если предположить, что наши БПЛА будут перевозить грузы, а может, и пассажиров, то им предстоит взлетать и садиться в городской черте. В этом случае они должны стать полностью безопасными. Поэтому мы внедрили технические решения, которые раньше не применялись в отечественном дроностроении.

За основу мы взяли вертолётную схему — так называемое управление шагом винтов, когда все пропеллеры крутятся со стабильной оптимальной скоростью, а направление движения летательного аппарата определяет поворот их лопастей. Чтобы увеличить подъёмную силу, мы установили даже не винты, а винто-кольцевые движки, которые помогают БПЛА адаптироваться к внешнему воздействию. Это происходит автоматически: стоит беспилотнику накрениться от ветра, бортовая система получает сигнал и мгновенно реагирует.

На вертолёте с похожими винто-кольцевыми двигателями летали герои фильма «Аватар». Внутри кольца все винты вращаются одинаково, но постоянно меняют угол поворота и обеспечивают машине надёжный ход и ровное положение.

— Получается, вас вдохновил «Аватар»?

— Просто это самый лёгкий способ доступно объяснить публике, как устроен винто-кольцевой двигатель. Хотя, повторюсь, дело, конечно, не в нём, а в особой технологии винта с изменяемым шагом.

Над нашим проектом работает объединённая команда, в которую, помимо севастопольцев, вошли москвичи и петербуржцы. В первую очередь «Саранча» предназначается для Крыма, но, по нашему мнению, он пригодится на Дальнем Востоке, Крайнем Севере, в Поморье и на горных территориях — везде, где люди сталкиваются с суровыми погодными условиями.

«Саранча» — очень манёвренный и выносливый грузовой дрон размером 1,5x1,5 м. Мы планируем испытать его в двух модификациях — с электрическим и газотурбинным керосиновым мотором. В первом варианте грузоподъёмность составит от 20 до 50 кг, во втором — до 70 кг. Дрон сможет летать при тумане, порывистом ветре и во время дождя.

«Саранча» с электрическим двигателем экономичнее, но будет обладать меньшей мощностью и более скромным запасом хода по сравнению с дроном, оснащённым газотурбинным мотором. Максимальная дальность полёта на керосине составит 100 км, на электротяге — около 70 км.

Оба двигателя — российского производства. Сейчас отрасль моторостроения для БПЛА активно развивается, благодаря чему появляются отечественные разработки как электромоторов, так и двигателей внутреннего сгорания.

— Вы сосредоточились только на одной модели или следом за ней появится линейка дронов?

— «Саранча» — пока что наша основная разработка, но в дальнейшем планируется целый модельный ряд грузовых беспилотников.

Аэрологистика — довольно широкая сфера. Дрон может доставлять любой груз — от канистры с водой до почты. Всё зависит от пожеланий заказчика. А поскольку «Саранча» летает в непростых погодных условиях, она будет полезна и при поисково-спасательных работах в горах. Например, беспилотник сможет доставить лекарства, продукты или другие полезные вещи альпинистам, которые получили травмы или по иным причинам не способны двигаться дальше.

— Может ли «Саранча» пригодиться на фронте?

— Дрон способен доставить важный груз и на передовую: боеприпасы, медикаменты, другие важные для военных вещи. Вместе с тем «Саранчу» можно использовать для ретрансляции сигнала, радиоэлектронной борьбы, как пункт наблюдения. Да и в гражданских целях поднять на 200 метров антенну мобильной связи, чтобы поймать сеть, тоже будет полезно.

— Когда начнутся воздушные испытания «Саранчи» и её серийное производство?

— Мы планировали поднять её воздух ещё осенью, но пришлось срочно решать некоторые конструкторские задачи и отправить дрон в Москву. Поэтому испытания опытной модели были перенесены на весну. На сегодняшний день у проекта есть инвестор и потенциальные государственные заказчики.

Напомню, в 2022 году губернатор Севастополя Михаил Развозжаев предложил президенту РФ Владимиру Путину собирать морские беспилотники на Севморзаводе (Севастопольский морской завод имени Серго Орджоникидзе. — RT) и получил одобрение. Так что для нас это площадка №1, которая, как надеется наша команда, стартует уже в начале 2025 года.

Кроме того, сам город Севастополь на интенсиве «Архипелаг 2023» в Новосибирске (состоялся летом 2023 года. — RT) стал одним из восьми регионов, где в рамках нацпроекта «Беспилотные авиационные системы» появятся научно-производственные центры БПЛА. В частности, НПЦ «Севастополь» получит свою большую производственную площадку буквально через дорогу от нашего университета. Думаю, что и там частично будет выпускаться «Саранча». На первых порах рассчитываем производить несколько десятков дронов в год.

Реализация проекта «Саранча» даст опыт, который поможет команде СевГУ продолжать конструировать новые модели транспортных БПЛА. Уже сейчас в разработке ещё три дрона новой серии «Жук», которые смогут поднимать вес в 200, 500 и 1500 кг соответственно. Дальность полётов этих аппаратов будет тоже существенно выше — от 200 до 1500 км.

Перспективные воздушные перевозчики будут внешне напоминать летающие тарелки — такая обтекаемая форма пока в современной авиации не использовалась. У них появятся оригинальные корпуса, которые будут создавать подъёмную силу. Таким образом, будущие БПЛА при горизонтальном движении сравняются по лётным характеристикам с небольшим пассажирским самолётом.

На данный момент поднимать в воздух тяжёлые летательные аппараты могут только двигатели внутреннего сгорания. Углеводородное топливо гораздо эффективнее любых аккумуляторов. Правда, мы готовы рассмотреть вариант установки электромоторов, если в той области случится прорыв. Рассчитываем к концу 2024 года запустить в Севастополе первый экспериментальный стенд для того, чтобы доказать реализуемость нашей новаторской идеи.

— Получит ли «Саранча» и другие ваши дроны элементы искусственного интеллекта?

— Первые модели «Саранчи» почти полностью будут управляться оператором. Об интеграции технологий искусственного интеллекта речь пойдёт, когда будет опыт реальной эксплуатации и, возможно, возникнет потребность в доработке или модернизации.

Но будущие модели наших грузовых беспилотников будут летать на автопилоте, используя собственную тренированную нейронную сеть. Система должна в большинстве случаев принимать решения самостоятельно, а связь с оператором допускается как запасной вариант при нештатных ситуациях.

По мере развития беспилотной авиации роль оператора будет неизбежно нивелироваться. Если коммерческие БПЛА станут летать автономно, то это целесообразно прежде всего с экономической точки зрения. Во всяком случае, и Россия, и весь мир постепенно продвигаются в этом направлении.