На пути к беспилотному будущему

Вопросы разработки и производства беспилотников в России обсуждают на высшем уровне. Так, недавно на встрече с главой корпорации «Ростех» Сергеем Чемезовым президент России Владимир Путин поручил увеличить выпуск БПЛА «Куб» и «Ланцет». Ранее первый вице-премьер Андрей Белоусов заявил, что в 2024 году Россия должна произвести 18 тыс. крупных и средних гражданских беспилотников (без учета аппаратов весом менее 1 кг).

Эта стратегически важная отрасль нуждается в новых разработках и кадрах. Эксперты из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) рассказали, что для промышленного производства беспилотников необходима государственная поддержка ‒ заказы на поставку беспилотников, помощь в наладке промышленного производства и в подготовке квалифицированных кадров.

Зачем это нужно

Беспилотные технологии позволяют повысить эффективность обороны страны и снизить издержки в различных отраслях экономики. Например, надводные беспилотные аппараты могут использоваться пограничной службой для борьбы с нарушителями государственной границы, а Росрыболовством – в поимке браконьеров. Машинное зрение и автоматический режим работы позволяют отслеживать цели на воде.

В сельском хозяйстве беспилотные летательные аппараты (БПЛА) могут распылять пестициды, выявлять сорняки, проводить оценку урожая и анализ полевой земли. По сравнению с использованием легкомоторных самолетов получается колоссальная экономия, при этом качество аэросъемки очень высокое. Также с помощью беспилотников можно обнаруживать очаги возгорания, осматривать места обрушений и завалов. Риск для здоровья оператора в этом случае минимальный.

БПЛА применяются и для доставки товаров. Для России, где многие населенные пункты в определенное время года доступны только для вертолетов, БПЛА послужит экономичной альтернативой. Особенно если речь идет о доставке грузов в условиях плохой видимости.

«Беспилотные технологии являются прорывными, их широкомасштабное внедрение в различные отрасли экономики приведет к созданию новых рынков и возможностей, а также изменит ряд привычных сфер деятельности. Уже очевидны преимущества беспилотных авиационных систем перед альтернативными методами в сельском хозяйстве, мониторинговых задачах, логистике», ‒ сказал первый заместитель генерального директора по развитию бизнеса холдинга Т1 Алексей Волынкин.

Например, Т1 сфокусировался на тяжелых беспилотных воздушных судах для выполнения логистических и сельскохозяйственных задач. В настоящее время ведется разработка и доработка опытных образцов для последующего серийного производства, сообщил Волынкин.

Некоторым препятствием в развитии отрасли служит пока не определенный правовой статус беспилотных аппаратов. Законодателям только предстоит принять правила регулирования отрасли. Сейчас ряд регионов ввели запрет на полеты беспилотников на своей территории. Это затрудняет тестирование БПЛА и обучение операторов.

На море

Надводные и подводные беспилотные аппараты раньше применялись в основном для разведки дна и патрулирования морских границ. Сейчас потребность в них увеличилась. «Беспилотные плавательные средства – это критически важное направление разработок, обеспечивающее безопасность инфраструктуры и человека. С их помощью облегчаются рутинные задачи. Именно наработки по водным беспилотникам стали визитной карточкой Санкт-Петербургского политехнического университета», – говорит директор Центра технологических проектов СПбПУ Петра Великого Алексей Майстро.

Так, СПбПУ разработал и масштабировал надводную беспилотную платформу «Кибербоат». Младшая модель «Кибербоат-330» имеет длину 3,3 м, ширину – 1,58 м и снаряженную массу – 390 кг. В зависимости от типа двигателя платформа может нести полезную нагрузку до 200 кг.

Гибридный двигатель обеспечивает работу в двух режимах. При первом режиме работает двухтактный авиационный двигатель, разгоняющий катер до 60 узлов на дальность до 100 миль. При втором электродвигатель обеспечивает запас хода до 140 часов и дальность до 400 миль. Пока аппарат использует ДВС, аккумуляторы заряжаются.

Катер оснащен интеллектуальной системой управления, которая позволяет ему перемещаться как под управлением оператора, так и в полностью автономном режиме. Помимо этого, он оборудован радиолокационной станцией, спутниковой связью и комплексом датчиков. Система технического зрения также является собственной разработкой специалистов СПбПУ. Дальность видеосвязи – 40 км. Передача телеметрии, которая запитана от солнечных батарей, не ограничена по расстоянию.

«Самая важная часть беспилотника — система управления. Мы разработали с нуля полностью наше решение. Степень локализации системы программно-аппаратного комплекса ‒ более 80 %: “железо”, кроме некоторых плат, делаем полностью самостоятельно. Софт тоже свой, включая интерфейс пользователя, в том числе мы используем отечественную операционную систему “Астра-линукс”», ‒ поделился  А. Майстро.

СПбПУ масштабировал возможности беспилотника, увеличив полезную нагрузку: восьмиметровая модель «Кибербоат-800» может принять на борт около 600 кг груза, а одиннадцатиметровый «Кибербоат-1100» ‒ до 2000 кг. Беспилотные надводные системы способны выполнять максимальный диапазон задач в зависимости от установленного оборудования: патрулирование территорий, целеуказание, разведывательные и поисковые операции и др.

Для создания беспилотников в промышленных масштабах необходим спрос со стороны потребителей, требуются квалифицированные кадры и налаженное производство,  утверждает Майстро. Кроме того, нужна государственная поддержка: она может быть предоставлена в виде заказа на оснащение службы навигации и океанографии современными гидрографическими робототехническими комплексами «Атлас», которые сейчас разрабатываются СПбПУ.

В условиях дефицита кадров практически каждого специалиста приходится проводить через внутреннюю школу СПбПУ, обучать всем технологическим и конструкторским приемам, так как в разработке беспилотников много специфики, сообщил Майстро. Однако, выразил сожаление эксперт, остаются работать в Центре технологических проектов СпбПУ не все. И здесь тоже помогла бы господдержка, в частности, в виде грантов, за счет которых можно финансировать практику для студентов и стажировки для молодых специалистов, например, в Центре технологических проектов, полагает он.

Важно готовить не только операторов беспилотников, но и инженеров-эксплуатантов, техников, материаловедов в области беспилотных технологий. В решении этой задачи могут посодействовать отечественные университеты, участники программы Минобрнауки «Приоритет-2030», где были созданы соответствующие центры компетенций.

Форсировать развитие беспилотников поможет создание научно-производственных центров в стране, а также господдержка при вводе в эксплуатацию отечественных разработок, полагает эксперт.

На дорогах

Мировой рынок беспилотных автомобилей оценивается в текущем году в $33,48 млрд, а к 2028 году ожидается, что он достигнет $93,31 млрд, следует из данных Mordor Intelligence. По прогнозам, ежегодные темпы роста составят 22,75 %.

В России к 2030 году объем всего рынка беспилотного транспорта может достичь $9,5 млрд в случае запуска коммерческих беспилотных грузоперевозок или $4 млрд, если этого не случится, следует из прогноза банка UBS.

Практическое применение беспилотного транспорта – уже реальность. Так, в мае 2023 года «Газпром нефть» запустила перевозки грузов в Арктике беспилотным автотранспортом. Первые беспилотные «Камазы» вышли на маршрут на Восточно-Мессояхском месторождении, расположенном на Гыданском полуострове в Ямало-Ненецком автономном округе. В компании ожидают, что применение беспилотников повысит эффективность логистики северных месторождений «Газпром нефти» и увеличит объемы поставок необходимого оборудования и материалов. «Камаз» разработал свое решение совместно с МАДИ.

Развивается не только коммерческий беспилотный автотранспорт, но и гражданский. Курсирующие беспилотные автомобили SberAutoTech можно увидеть, например, в районе станции метро «Автозаводская» в Москве.

Совсем скоро беспилотные технологии будут применяться повсеместно. Страна, имеющая подобные передовые разработки, обладает стратегическим преимуществом.