Дроны специального назначения
Дрон – давно закрепившееся название беспилотных летательных аппаратов. Есть и альтернативные варианты наименований: беспилотник, коптер, БПЛА. Все они характеризуют устройства, которые способны перемещаться в воздухе самостоятельно, без пилота-человека на борту. Современные дроны различаются по способу полета и его дальности, весу полезной нагрузки и другим характеристикам. Сочетание практичных свойств в одном аппарате делает его использование эффективным в разных видах деятельности, начиная от боевых действий и заканчивая пожаротушением.
Что касается видов дронов, сейчас чаще всего используются 3 основных типа:
Любительские и полупрофессиональные дроны для съемки фото и видео. Яркие представители таких дронов являются DJI: Phantom, Mavic и другие, которые позволяют с минимальным количеством усилий получать красивую плавную картинку. Я бы их охарактеризовал как «летающие гаджеты», то есть летающая камера, которая позволяет создавать очень качественный контент.
Гоночные дроны, цель которых заключается в проведении гонок — небольшие аппараты, миллиметров 200 по диагонали между двигателями. Они позволяют очень быстро летать. Они сделаны на карбоновой раме (основная монолитная прочная конструкция при столкновениях не страдает). Позволяют набирать быстрые скорости, электронику можно поставить абсолютно любую. Ввиду того, что прогресс не стоит на месте, такие аппараты обладают очень мощными моторами в очень компактном размере, также полетные контроллеры, регуляторы — все стремится к тому, что размер минимизирован, при этом у данного железа, несмотря на маленький размер, есть огромный потенциал.
Последние года 2-3 данные дроны часто начали использовать для съёмок экшн-кадров. Тот же Mavic от компании DJI не способен разогнаться до высоких скоростей (лимит 70 км\ч), а нужно, например, снять гоночную машину, которая едет достаточно быстро. Гоночный дрон набирает очень высокую скорость, имея на борту GoPro, с помощью которой можно получить качественную и стабилизированную картинку без 3-х осевого подвеса (стабилизатора). Дрон способен догнать автомобиль и красиво его отснять.
Такие дроны используют не только для быстрых кадров. Есть тип маленьких гоночных дронов под названием CineWhoop, которые относительно небольшого размера, но летают очень стабильно, плавно и позволяют получать невероятные кадры. Например, в интернете была популярна реклама боулинга. В ролике маленький дрон летает в помещении боулинга, пролетает между столиками, под стульями, потом залетает в зону, куда падают кегли, то есть пролетает все помещение клуба. И все это снято в один дубль. Ни один DJI просто не сможет так снять (на данный момент). Эта съемка очень ценна тем, что не каждый человек может управлять таким дроном. При этом, данный вид дронов доступен по цене. Стоимость таких дронов варьируется от 15-35 тысяч рублей. Вам необходимо приобрести пульт и очки, и с этим комплектом будет работать практически любой дрон такого типа. Обслуживание данных дронов тоже не бьет по карману. Ремонт его можно выполнить прямо в полевых условиях. Допустим, что-то сломалось — заменили, полетели дальше.
Промышленные дроны. Это квадрокоптеры, гексакоптеры, мультикоптеры — различие лишь в количестве двигателей. Тяжеловесные — применяются для доставки грузов, орошения полей. В них используется много двигателей, чтобы грузоподъемность коптера была высокой. Также есть обычные, классические, квадрокоптеры. Это некая платформа, на которую можно навешивать различные виды оборудования, начиная с обычных камер, а также тепловизионные камеры, газоанализаторы.
Сейчас некоторые разработчики даже придумывают устройства, позволяющие искать объекты под землей — то есть после пролета над землей можно получить данные о том, что находится под землей и где лучше делать раскопки. Тоже очень интересное применение дронам. В частности, сейчас чаще всего беспилотники применяются в геодезии, картографии, мониторинге различных трубопроводов (газовые, нефтяные трубопроводы), осмотре линий электропередач, что особенно упрощает работу, ведь в стандартном понимании человек, который должен осмотреть опоры ЛЭП, на проверку только одной опоры тратит порядка 2-3 часов. На квадрокоптере это гораздо безопаснее: так как отсутствует человеческий фактор, сотрудника не ударит током. Коптер издалека (допустим, на расстоянии в 100 метров) подлетает к опоре, делает фотографии в высоком разрешении и передает в тот орган, который ему эту съемку заказал. На них все прекрасно можно посмотреть, оценить, понять, в каком состоянии опора, и сделать выводы. Количество таких опор за день — порядка ста, при условии осуществления полетов целый день. Этот способ существенно упрощает труд и снижает затраты.
Последнее время также начали использовать БПЛА самолетного типа, так как такие аппараты гораздо эффективнее и дольше летают. Если у квадрокоптера, например, сейчас максимум полетного времени около 50 минут, то самолет способен летать 2-3, а то и более часов. Например, недавно российская компания «ПТЕРО» сделали самолет с двигателем внутреннего сгорания, который способен летать 13 часов и за один вылет преодолевать расстояние в 1300-1400 км. Представьте, если необходимо отснять и сделать карту какой-либо дороги, например от Москвы до Ростова, то за один вылет можно эту работу сделать, что гораздо быстрее, чем вручную, классическим способом.
Заводов по производству беспилотников в России не так много. Основные три завода находятся в городе Ижевск: Концерн «Калашников», компания «Финко», компания «Zala». Также еще один в Санкт Петербурге под названием «Geoscan». Они гиганты в строении беспилотных систем. Да, естественно, они довольно дорогие, потому что практически все разработки наши. Производители стараются сделать эти беспилотники такими, чтобы практически полностью исключить человеческий фактор, то есть чтобы сделать какую-либо работу на таком беспилотнике, нужно просто грамотно «прописать ему миссию» и запустить самолет – он сам все сделает. Оператору остается только наблюдать за выполнением миссии.
Существуют более специфические, подводные дроны, которые способны погружаться под воду до 150-300 метров. При выполнении водолазных работ таким дроном можно обследовать место погружения для получения детальной информации о состоянии дна и находящихся там объектах.
Как шагнула индустрия за последние 10 лет? Скажем так: все стало более автоматическим. Каждый год выходят новые системы, способные выполнять многие задачи с применением искусственного интеллекта. Например, у любительского дрона DJI есть система ActiveTrack, которая позволяет при выборе объекта на экране смартфона за ним следить. И при этом, если объект движется, дрон будет следовать за ним, при этом облетая препятствия. Пока эта функция не достаточно хорошо развита, бывают и падения дронов, но, тем не менее, это большое достижение за последнее время. Современные дроны стали более эффективны — раньше, чтобы большой и тяжелый дрон поднялся в воздух, нужно было очень много энергии, сейчас есть очень компактные и при этом автономные дроны. На случай, если вам срочно понадобилось снять какой-то кадр в дороге, есть специальный маленький дрон, размером со смартфон, который помещается даже в дамскую сумочку. Эту машину достаточно достать из кармана, разложить лучи, и можно взлетать!
По поводу преобладания зарубежных или отечественных технологий — однозначного ответа нет. Если мы возьмем военные беспилотники, то да, безусловно, разработки по большей части наши. Мы не сможем контролировать и отвечать за качество наших беспилотников, если у нас будут не российские компоненты. Если же мы говорим о любительской и промышленной авиации, там, как правило, 50 на 50. Если речь о геодезических дронах, там чаще всего используются gnss-платы от зарубежных компаний, отвечающие за высокоточный прием спутника. Но есть, например, известная компания JAVAD, которая с момента своего основания, с 90-х годов, базируется в России, и все разработчики у нее российские.
Стоит также отметить, что беспилотные аппараты российского производства намного более устойчивые к различной погоде. Можно летать и в мороз, и в жару. Поскольку Россия расположена так, что у нас есть практически вся палитра погодных условий, то наши беспилотники стараются делать более неприхотливыми. По большей части на это влияют батарейные элементы. Для наших беспилотников производят батареи из определенных материалов, которые позволяют им работать оптимально в экстремальных погодных условиях.
На фестивале «НЕБО: теория и практика», который состоится 22-23 мая 2021, в рамках специально оборудованной трассы пройдут гонки на современных скоростных дронах, показательные выступления и мастер-классы, а также будут продемонстрированы дроны специального промышленного назначения. Все гости фестиваля смогут увидеть, как беспилотные воздушные суда оказывают медицинскую помощь. Будет возможность познакомиться с аппаратурой управления и принципами полета, побывать в настоящем DRON Camp, научиться проектировать полет дрона и освоить фристайл технику на специальном симуляторе.
Автор материала: Артемий Ситнов, оператор-геодезист беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), ООО «КоптерТайм».