Разведка дроном: особенности первого российского арктического беспилотника

Комплекс для беспилотной разведки ледовой обстановки в феврале прошел первые натурные испытания на Рыбинском водохранилище, следующие будут на Севморпути. Эти комплексы — ?часть цифровой экосистемы СМП, которую «Росатом» разворачивает по поручению правительства. Не исключено, что беспилотники станут новым бизнесом госкорпорации.

На рынке таких систем не было

Спутников для получения оперативной и точной информации о состоянии ледового покрова на СМП не хватает. Их дефицит решено компенсировать комплексами, базирующимися на суше и судах, прежде всего ледоколах.

Беспилотник должен удаляться от точки старта на 200 км, подниматься на 2 км — ?таких параметров достаточно для выстраивания маршрута. А главное — ?он должен получать и оперативно передавать радиолокационные изображения на станцию управления, где их переводят в удобный для использования вид. На рынке систем с такими параметрами не было. Дирекция СМП обратилась в Московский физико-технический институт, который занимается арктическими БПЛА уже несколько лет, и договорилась о создании комплекса для оперативной ледовой разведки на базе конвертоплана.

Конвертоплан совмещает признаки самолета (несущие плоскости крыльев и хвостовое оперение с устройствами управления) и квадрокоптера (четыре винта в горизонтальной плоскости для вертикального подъема). «Базовый аппарат, который МФТИ приобрел у своего технологического партнера, постоянно модифицируется. Меняются детали фюзеляжа, силовая установка, топливная система, система управления. В этом конвертоплане можно усмотреть внешнее сходство с зарубежными беспилотниками, однако это разработка чисто российская»,?— ?рассказывает исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ Александр Родин.

Масса конвертоплана с оборудованием — ?около 55 кг, размах крыльев — ?4 м. Его можно разобрать и сложить в ящик размером примерно с офисный стол. Беспилотник автоматически перемещается по заданным точкам, привязанным к электронной карте, не боится осадков и низкой температуры, выдерживает скорость ветра при взлете и посадке 20 м/с. Главная опасность для него — ?обледенение. Топливо — ?обычный бензин, бака хватает на четыре-пять часов полета. Винты взлета и посадки работают на аккумуляторах.

Радиолокатор с синтезированной апертурой (см. справку) захватывает полосу шириной около 10 км и позволяет получать детальные изображения объектов даже через сплошную облачность. С учетом обратного пути общая ширина изображения — ?20 км. «Аппарат передает на станцию управления радиолокационные изображения в виде последовательности кадров раз в несколько секунд. Станция передает обработанные данные на сервер геоинформационной системы, где распознается тип и характеристики льда и составляется прогноз. Формируются ледовые карты, капитану судна предлагается оптимальный маршрут»,?— ?объясняет Александр Родин.

СПРАВКА

Синтезированная апертура — ?это метод получения высокодетальных радиолокационных изображений при помощи виртуальной антенны, создаваемой во время полета беспилотника. Метод использует сложные математические алгоритмы обработки данных.

Один в небе

Рыбинское водохранилище выбрали для испытаний потому, что это большое пространство с сильным ветром, в феврале еще покрытое снегом и льдом. На водохранилище есть острова с деревьями, по четкости изображения которых можно оценить качество передачи и обработки данных.

Небо над Рыбинским водохранилищем входит в зону ответственности диспетчеров питерского аэропорта Пулково. Они выделили воздушное пространство для испытаний на целый день. Аппарат поднялся при ветре 12 м/с на высоту 1 км, пролетел 70 км и приземлился в заданной точке. Испытания подтвердили, что он хорошо управляется на большом расстоянии, данные передаются на станцию управления. Это два компьютера, за одним сидит пилот, за другим — ?оператор, принимающий изображение.

На беспилотник поставили камеру. Разница между изображениями с нее и с радиолокаторов была огромная: камера, например, «увидела» только белое пространство, радиолокатор — ?остров с рельефом и деревьями.

По итогам испытаний стало понятно, что нужно скорректировать алгоритмы обработки информации и создать систему автоматической посадки беспилотника на палубу ледокола. «Задача нетривиальная. Во-первых, площадка для приземления небольшая. Во-вторых, на ледоколе много надстроек, это надо учитывать при расчете ветровых нагрузок, завихрений и проч. В-третьих, приборы на ледоколе создают помехи для систем ориентирования в пространстве,?— ?комментирует замдиректора дирекции СМП Максим Кулинко.?— ?Все это надо правильно учесть. Не все понимают сложность задачи. Когда у тебя на экране проявляются контуры объектов, кажется, что так и должно быть. А ты попробуй сделать, чтобы аппаратура работала, чтобы аппарат арктические условия выдерживал, чтобы он не разбился. Ямальские газовщики рассказывают о сотнях разбившихся беспилотников».

Что дальше

Следующие испытания намечаются в акватории Обской губы в мае, пока стоит лед. Аппарат взлетит с суши, пройдется над морским каналом и передаст изображения оператору. Тот перенаправит изображение в Штаб морских операций Главсевморпути, оттуда она поступит капитанам ледоколов, которые оценят качество картинки.

В 2024 году в дирекции СМП планируют приобрести минимум один комплекс. В него входят два беспилотника и аппаратура для наблюдений, управления полетом и обработки данных. «У нас нет опасений, что беспилотник не будет изготовлен. Чтобы начать работу, аппаратной части достаточно, но надо доработать софт. Он, кстати, полностью российского производства»,?— ?говорит Максим Кулинко. В аппаратной части есть зарубежные комплектующие, но приобрести их не представляет сложности.

Беспилотники должны базироваться на ледоколах проекта 22220, изучаются возможности разместить их и на других судах. Для развертывания сети нужно обучить пилотов и операторов. Необходимо обновить правовую базу: аппараты тяжелее 30 кг подчиняются общим регламентам полетов больших пилотируемых воздушных судов, но это не подходит для оперативного мониторинга СМП. Пока запускать беспилотники планируют в экспериментальном режиме по индивидуальному разрешению.

По поручению президента России формируется правительственная комиссия по развитию беспилотных авиационных систем. «Росатом» предложил включить в нее Максима Кулинко. «На совещании вице-премьера Андрея Белоусова госкорпорации дали в проработку тему БПЛА для формирующегося нацпроекта по беспилотной авиации. Тема эта крайне востребованная. Есть смысл подумать о том, чтобы создать в «Росатоме» структуру, которая займется созданием таких аппаратов, станет центром компетенций по обучению пилотов и предложит рынку комплексный продукт. Считаем, это может быть перспективным направлением»,?— ?подытоживает Максим Кулинко.

Источник: strana-rosatom.ru

Комментарии: