Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

МАКС-2021: Наступление беспилотников

Материал подготовила Татьяна Зимина

20—25 июля 2021 года в Жуковском состоялся XV Международный авиационно-космический салон МАКС-2021. Традиционно участники представили на выставке новые летательные аппараты, спутники, ракетно-космическую технику, материалы и приборы для авиационной и космической отраслей. Но в отличие от прошлых лет внушительную долю экспозиции Московского авиасалона в этом году заняли беспилотные летательные аппараты, большие и малые, разного назначения — разработки крупных компаний, небольших фирм, вузов. Беспилотникам посвятили и две конференции: «Беспилотная авиация в государственном секторе: настоящее и будущее» и «Геоинформационное обеспечение аэромобильности».

«Гелиос-РЛД», беспилотный летательный аппарат радиолокационного дозора(компания «Кронштадт»), встречает гостей МАКС–2021. Фото Андрея Лисинского.
Беспилотный лёгкий летательный аппарат вертолётного типа БАС-200 (разработчик — холдинг «Вертолёты России») стал первым беспилотным участником лётной программы в истории авиасалона. Предполагается, что он будет возить почту. Максимальная взлётная масса аппарата — 200 кг, в воздухе он сможет находиться до четырёх часов и нести до 50 кг груза. Дальность БАС-200 — 400 км, а максимальная скорость — до 160 км/ч. Полёт возможен на высотах до 3900 м. Наземный комплекс управления обеспечивает связь с беспилотником на дальности до 100 км. Фото: «Вертолёты России».
Комплекс Supercam X6M2 может использоваться для картографирования, поиска, обнаружения и слежения за разными объектами в режиме реального времени, контроля чрезвычайных ситуаций и оповещения населения. За один полёт на высоте 150 м комплекс способен отснять до 20 км2 территории. При нормальных погодных условиях может выполнять до трёх полётов в день, что даёт возможность отснять до 60 км2. Фото: ГК Беспилотные системы.
Небольшой беспилотный летательный аппарат А10 компании «AeroGlobe» среди прочего используется для внесения удобрений и семян, опыления полей различными веществами — гербицидами, пестицидами, фунгицидами. Снабжённый микроопрыскивателем, он может проводить сплошную или точечную обработку. А как носитель лидаров, фотокамер, мультиспектральных камер, тепловизоров и другого оборудования подходит для сбора данных дистанционного зондирования. Фото Андрея Лисинского.
Первый серийно производимый беспилотник «конвертоплан» Supercam SX350 компании «ГК Беспилотные системы» совмещает в себе конструктивные особенности беспилотного воздушного средства самолётного и вертолётного типа. Беспилотник подходит для проведения высокодетальной аэрофотосъёмки и видеосъёмки в любое время суток на больших площадях, в труднодоступных местах, в различных климатических условиях. Он может находиться в воздухе до 120 минут при максимальной скорости 120 км/ч. Аэродинамическая схема предусматривает возможность совмещения разных типов полезной нагрузки с использованием средств фото- и видеофиксации. Фото: ГК Беспилотные системы.
Беспилотный вертолёт-тяжеловоз R-2200 может перевозить грузы массой до 80 кг на расстояния до 200 км в условиях Крайнего Севера. Вертолёт самостоятельно проходит весь маршрут от взлёта до посадки. Он способен сесть на движущуюся грузовую платформу или качающуюся палубу корабля, выдерживает ветер до 18 м/с, дождь и снег, оснащён системой антиобледенения. Управление осуществляется с земли. Беспилотник пригодится нефтяникам и геологам для перевозки тяжёлого оборудования. Его можно применять и для разведки местности, картографирования месторождений полезных ископаемых. Длина нового беспилотного вертолёта 4 м, ширина — около 1,5 м. Прототип изделия уже прошёл лётно-конструкторские испытания. Инициатор проекта — конструкторское бюро «Русь». Фото Андрея Лисинского.
Аэротакси RA–001G. Фото Андрея Лисинского.
Полисульфидные герметики для внутришовной герметизации клёпаных, сварных и болтовых соединений авиационных конструкций и приборов представила компания «Химтех-Р». Материалы сохраняют свои свойства при работе от минус 60 до плюс 150°С. Герметик представляет собой композицию из двух паст, одна из которых — жидкий полимер, а другая — агент для сшивки полимерных цепей. При смешивании паст происходит необратимый переход герметика в резиноподобный материал. Фото Татьяны Зиминой.
Беспилотный перехватчик «Волк-18» имеет небольшие размеры и легко может транспортироваться к месту применения. Он способен на самостоятельное патрулирование и автоматический перехват цели. Фото Андрея Лисинского.
Беспилотный вариант аэроплатформы «Аэросмена», на которую возвращается после выполнения полётного задания бортовой беспилотник. Фото: КБ «Аэросмена».
Дирижабль-аэроплатформа «Аэросмена» может переносить негабаритный сверхтяжёлый груз (башню ЛЭП в сборе) на внешней подвеске. >Фото: КБ «Аэросмена».

Название первой конференции недвусмысленно говорит об интересе разных государственных структур к этому виду авиационной техники. И действительно, мероприятие собрало представителей МЧС России, Министерства сельского хозяйства, Роскартографии, Рослесхоза, Почты России и др. Ведь беспилотные летательные аппараты тушат пожары, распыляют удобрения, производят аэрофотосъёмку местности, строят 3D-планы зданий, сооружений, цифровые модели рельефа, мониторят нефте- и газо-проводы, собирают информацию о развитии растений в период вегетации.

Быстрое наращивание парка беспилотных летательных аппаратов понятно. Часто в решении многих задач они обладают преимуществами перед пилотируемой авиатехникой или же спутниками. Например, с их помощью можно быстро обнаружить возгорание в лесах и точно определить место пожара, а значит, быстро организовать тушение и уменьшить площадь бедствия. Особенно они полезны при возгораниях на удалённых и труднодоступных территориях, куда не долетят вертолёты. Рослесхоз, оценивший преимущества беспилотников, планирует к 2024 году включить в лесопожарные формирования страны 2000 комплексов беспилотных воздушных систем малых классов. (В 2020 году, по данным ведомства, их число не превышало 200.) При этом их функции не ограничиваются защитой лесов от пожаров. Беспилотники используются и для учёта лесного фонда, и для его защиты и воспроизводства.

Беспилотные летательные аппараты могут взлетать и садиться вертикально, уверенно летать на малых скоростях, нести разную полезную нагрузку (лазерные сканеры, видео- и фотоаппаратуру, капсулы с химикатами и т. д.), и все эти их возможности уже используют в сельском хозяйстве. Ведь, например, обработка полей с воздуха, контроль выполнения технологических операций требуют высокой точности полёта на сверхмалых скоростях и высотах.

В нефтегазовой отрасли беспилотные летательные аппараты постепенно вытесняют другую технику для мониторинга нефтяных и газовых труб, пролегающих большей частью в удалённых районах, включая Арктический. Оценка технического состояния трубо-проводов, поиск врезок, утечек и определение размера разливов, инвентаризация объектов инфраструктуры, уточнение границ охранной зоны, выявление несанкционированной деятельности в охранной зоне — всё это теперь возлагается и на беспилотники. Их преимущества — оперативность получения актуальной информации и, как следствие, эффективное планирование работ. В своей деятельности их используют уже многие российские нефтяные и газовые компании.

Оперативное получение точной информации беспилотные летательные аппараты обеспечивают и в электроэнергетике. Их уже применяют для поиска повреждений при аварийном отключении линий электропередачи, контроля состояния опор, проводов, изоляторов. С их помощью обнаруживают пожароопасный мусор, наличие подтоплений, заболоченностей.

В воздушных беспилотных судах нуждаются и города. Здесь благодаря им можно выполнять быстро, недорого и эффективно огромный спектр работ: создание 3D-моделей городской территории и отдельных строений, инвентаризацию городского имущества, обнаружение самовольно занятых земель и незаконного строительства, поиск несанкционированных свалок.

И, вполне возможно, уже в недалёком будущем на смену наземному такси придут их аэрособратья, причём в беспилотном исполнении. Проект такого аэротакси RA–001G на МАКС-2021 представила компания «Проблемная лаборатория “Турбомашины”». Воздушное судно способно развивать скорость до 200 км/ч и нести груз до 200 кг, то есть в нём могут размещаться примерно три человека. Дальность полёта аэротакси — до 200 км. Сейчас разработка проходит испытания, за которыми последует строительство полноценного прототипа.

Строительство беспилотников было бы невозможно без новых — лёгких и прочных материалов, без развития цифровых технологий, автоматических систем управления. Для задач, которые выполняют беспилотные воздушные суда, требуются высокоточные, чувствительные приборы — лазерные сканеры, фото- и видеокамеры, радиационные датчики, газоанализаторы. Все эти изделия вкупе с металлическими и композитными порошками для аддитивных технологий, специальными сплавами, клеями и герметиками, приборами-дефектоскопами во время работы авиасалона можно было видеть на стендах исследовательских институтов, конструкторских бюро, российских компаний и вузов.

Всё более широкое использование беспилотников требует развития систем, способных пресекать неправомерное использование этих летательных аппаратов. Их полёт можно прерывать с земли, но это не всегда выполнимо. Поэтому уже появились первые модели беспилотных летательных аппаратов-перехватчиков. Используются в них разные способы противодействия полёту, от прямого тарана до выстреливания в цель специальной сети. Нити сетки блокируют механизмы беспилотника-нарушителя: останавливают мотор и заклинивают рулевые поверхности. Причём сеть может быть оснащена и парашютом, с помощью которого беспилотник можно не только поймать, но и безопасно приземлить. На нынешнем Московском авиасалоне концерн «Алмаз-Антей» представил беспилотник-перехватчик «Волк-18». Этот летательный аппарат вертолётного типа предназначен для перехвата целей малых размеров и снабжён тремя стрелковыми механизмами для запуска сеток.

В то время как технологические компании разрабатывают новую лётную технику, профильные государственные ведомства — как в России, так и в других странах — в стремлении предотвратить возникновение хаоса в воздушном пространстве задумались о регулировании полётов беспилотных летательных аппаратов. О возможных способах такого регулирования говорили на конференции «Геоинформационное обеспечение аэромобильности», прошедшей в Конгресс-центре Авиасалона 20 июля. Участники встречи напомнили, что для обеспечения упорядоченной и регулируемой работы и развития мировой авиатранспортной системы в 1944 году было создано межправительственное специализированное учреждение ООН — Международная организация гражданской авиации (ИКАО). Сейчас эта организация активно разрабатывает документы, регулирующие международные полёты дистанционно пилотируемых систем. Обсуждается и система предупреждения столкновений дронов в городских условиях — разрабатываются соответствующие стандарты для полётов. Эти документы включают в себя протоколы геоинформационного обеспечения полётов, в том числе метеообеспечения. В числе стран-передовиков, работающих над проектами по обеспечению безопасности движения беспилотных летательных аппаратов, были названы США (НАСА), Китай, Израиль, Великобритания. Важным в геоинформационном обеспечении беспилотных полётов остаётся вопрос выбора источника информации в каждом конкретном случае. Например, это могут быть данные дистанционного зондирования Земли из космоса, полученные «тысячным» роем спутников. Возможно и создание наземных сетей мониторинга с использованием дистанционно пилотируемых систем (система «умная Земля» — «умный борт»). То есть несколько базовых станций контролируют движение беспилотников, при этом взлёт и посадка происходят под контролем человека. Первые такие эксперименты провели сотрудники Сибирского федерального университета (г. Красноярск). Однако уже ясно, что мониторинг сильно усложняется в условиях города, где могут происходить пересечения каналов связи, использующих различные программные комплексы.

Оригинальный способ сбора геоданных предложила компания «Аэросмена» — с помощью дирижаблей нового поколения, способных работать как в беспилотном варианте, так и пилотируемом. То есть разрабатываемая компанией аэроплатформа сможет летать без пилота, опираясь на заложенный в бортовую систему управления полётом алгоритм воздушного маршрута при дистанционном контроле с базовых станций, и держать при этом на борту «армию» дронов. Линзообразный воздушно-транспортный корабль сочетает в себе конструктивные элементы дирижабля, самолёта, вертолёта. Высота полёта регулируется за счёт нагнетания разогретых выхлопных газов от восьми вертолётных двигателей в огромную полость, где температура может достигать 250°С. Система управления полётом регулирует работу всего бортового оборудования и имеющихся систем: газового блока, систем энерго- и жизнеобеспечения, силового блока. Бортовой компьютер быстро реагирует на внешние дестабилизирующие потоки, разрабатывая ответный сценарий. Высота полёта дирижаблей — до семи километров, длительность — трое-четверо суток.

Аэроплатформа сможет проводить аэрофотосъёмку и собирать геоданные. Но не только. С её помощью можно перевозить морские и сухопутные грузы, эвакуировать людей из зон бедствия, бороться с пожарами на больших площадях, в частности с лесными. В этом случае в резервуары платформы в режиме зависания помпами закачивают воду из доступного водоёма. Одной заправки аэроплатформы А200 (грузоподъёмность 200 т) достаточно для тушения пожара площадью 1 га. Хорошая манёвренность воздушного судна даёт возможность занимать ему наиболее выгодное положение для тушения огня, зависнув над которым оно может сбросить воду или начнёт прицельно тушить очаги огня бортовыми брандспойтами. Многофункциональность аэроплатформ достигается благодаря сменным модулям полезной нагрузки, которые фиксируются на основном полётном модуле.

Другие статьи из рубрики «БНТИ (Бюро научно - технической информации)»




Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее