Вперед в будущее: беспилотники в МАИ

БОСС-профессия | Спецпроект: МАИ – школа лидеров

Московский авиационный институт и его разработки в области беспилотной авиации.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) стремительно входят в нашу жизнь, а области их применения постоянно расширяются. Сегодня это уже не просто дорогостоящие игрушки: дроны используют в метеорологии, агрономии, сельском хозяйстве, в спасательных операциях, на топливно-энергетических комплексах, при транспортировке грузов и аэросъемке.

В 2018 году в МАИ появился Центр беспилотных летательных аппаратов, где решаются комплексные задачи, связанные с разработкой, применением и формированием требований к беспилотникам и системам БПЛА в интересах широкого круга заказчиков. Решения, разработанные за три года существования центра, уже заслужили высокую оценку у представителей разных отраслей.

Так, здесь создан БПЛА вертолетной схемы, способный обнаруживать утечки газа из магистралей. В 2019 году была успешно испытана уникальная беспилотная система для поиска пропавших в лесу людей — маёвская разработка способна летать под кронами деревьев. Есть проекты, связанные с транспортировкой грузов в труднодоступные населенные пункты, с системой точечного порошкового пожаротушения с использованием дронов.

В 2020 году Центр БПЛА спланировал и провел эксперимент по развертыванию сети беспилотной доставки грузов в районе Магнитогорск — Сибай совместно с партнерами из отрасли БПЛА и одной из ведущих компаний реального сектора экономики. «Мы получили весомый практический опыт по созданию логистической сети, преодолению правовых барьеров для применения беспилотников, — резюмирует Максим Калягин, заместитель директора Центра БПЛА МАИ. — Результаты эксперимента показали, что доставка грузов с применением беспилотных технологий вполне реальна, и существуют отрасли, в которых она экономически оправдана. По мнению наших экспертов, активное промышленное внедрение этой технологии начнется уже в ближайшие несколько лет».

Другая интересная задача — из области дефектоскопии: создание промышленного решения для поиска дефектов в топках котлов ГРЭС путем интеграции технологий искусственного интеллекта с технологиями БПЛА. Требовалось соединить автономный полет дронов в помещении с обработкой изображений при помощи искусственного интеллекта. В результате появилась система, в которой полученные в полете с борта БПЛА фотографии поверхности топки обрабатываются с применением нейронных сетей, происходит детектирование дефектов, и оператор получает полную информацию о состоянии топки и объеме ремонтных мероприятий.

Решение прикладных задач начинается с создания модели применения и технико-экономического анализа. На этом этапе формируются требования и технический облик БАС (беспилотных авиационных систем). Системный подход к проектированию и современные технологии моделирования позволяют быстро сравнить альтернативные варианты построения БАС для решения задачи и, выбрав один, приступить к его воплощению. В центре есть методики проектирования беспилотных аппаратов различных схем: дирижаблей, парапланов, мультироторов, самолетов и вертолетов.

Опционально пилотируемый вертолет — гибрид обычного вертолета и беспилотника — Центр БПЛА разрабатывает совместно с кафедрой 704 МАИ «Информационно-управляющие комплексы летательных аппаратов». Это один из примеров сотрудничества внутри университета, когда работы по созданию комплексов с БПЛА ведутся по всему циклу, начиная от моделирования применения и заканчивая производством отдельных бортовых систем и самого аппарата.

Группа маркетинга Центра БПЛА проводит исследования рынка городской аэромобильности в России и за рубежом, которые позволят сформировать требования к летательным аппаратам, играющим роль аэротакси.

Центр БПЛА МАИ — соисполнитель работы по созданию «Полигона БАС», выполняемой в рамках программы «Аэронет» Национальной технологической инициативы. В МАИ разрабатывают сертификационные базисы для проведения испытаний беспилотных воздушных судов, описывают алгоритм сертификации. В 2021 году планируется сертификация беспилотников взлетной массой более 30 кг, создаваемых в МАИ. На сегодняшний день нормативная база для сертификации БПЛА такого класса отсутствует, и это один из важнейших факторов, сдерживающих применение беспилотной техники.

Также в МАИ действует Школа дронов, где беспилотным технологиям обучают студентов и школьников. Учат не только управлять БПЛА, но и моделировать и программировать их, занимаются разработками, в результате которых было создано много нетипичных дронов: соосные трикоптеры, окто- и гексакоптеры, самолеты и «летающие крылья».

Принимают в школу всех: студентов МАИ, для которых важна не только теория, но и практика внутри института, школьников и простых людей, которые хотят связать свою жизнь с небом.

Курсы Школы дронов действуют в детском технопарке МАИ «Траектория взлета»: многие школьники начинают изучать БПЛА из любопытства, но находят в этом свое призвание. Работа проходит в трех возрастных группах. Самая сложная аудитория, как признают преподаватели, — это 6–7-классники: им нужно максимально просто объяснить, как устроены и работают беспилотники. Главная задача — заинтересовать, а не оттолкнуть, напугав сложностью темы. С 8–9-ми классами технологии беспилотных аппаратов изучают уже на более глубоком уровне: знакомят с компонентами конструкции, ребята делают свои наработки на базе маёвских аппаратов. А pro-курсы для 10-11-классников и для учащихся Предуниверсария МАИ максимально наполнены индивидуальной и проектной работой на базе кейсов по нескольким направлениям: управление беспилотником, программирование, проектирование, расчеты.

«В этом году, несмотря на пандемию коронавирусной инфекции, как раз за время весеннего карантина наши ребята разработали и воплотили несколько интересных проектов: от больших съемочных дронов, способных переносить профессиональные камеры, до системы навигации и алгоритмов автоматической посадки, которая планируется к применению в промышленных решениях», — делится Кирилл Щукин, директор Школы дронов МАИ.

Ученики Школы дронов участвуют в чемпионатах профессионального мастерства по стандартам WorldSkillls, мастерски управляют гоночными дронами и показывают первые результаты в своей возрастной категории на соревнованиях, проходящих в Москве. Многие собираются по окончании школы поступать в МАИ.

Тесное сотрудничество Школы дронов с Центром БПЛА МАИ тоже приносит результаты: самые интересные разработки появляются в ходе совместной работы вдохновленных молодых людей и их старших коллег с богатым жизненным и техническим опытом. Так, например, в планах на будущее не просто реализация новых прорывных решений, но и создание пилотной базы на аэродроме МАИ Алферьево, где будет происходить тестирование БПЛА и их полезных нагрузок.

Нет сомнений, что сегодня МАИ — один из флагманов по развитию беспилотных технологий в России. Решения и разработки, которые создаются Центром БПЛА МАИ, будут в значительной мере определять вектор развития отечественного рынка беспилотников на ближайшую перспективу.Б