МАИ изготовит опытный образец беспилотной системы охраны «Контур» до конца года
До конца года инженеры Московского авиационного института планируют изготовить полноценный опытный образец беспилотной системы охраны «Контур». Система будет востребована на объектах государственного значения, АЭС и обширных промышленных территориях в связи с возросшим риском диверсий. Работа «Контура» будет практически полностью автоматизирована. Подробности читайте в интервью директора Центра беспилотных летательных аппаратов МАИ Юрий Бухарев.
— На какой стадии разработки находится беспилотная система охраны периметра «Контур»? С какой целью реализуется этот проект?
— В настоящее время осуществляется изготовление полноценного опытного образца системы «Контур». Работы планируется завершить до конца текущего года. После этого сотрудники Центра беспилотных летательных аппаратов МАИ испытают изделие и уже смогут предложить продукт заинтересованным организациям.
Беспилотная авиационная система (БАС) «Контур» разрабатывается в рамках программы «Приоритет-2030» для внутреннего заказчика, то есть для службы безопасности нашего вуза. В прошлом году мы изготовили демонстратор. Затем выполнили серию лётных испытаний концепции применения БАС, отдельных функций, например системы автоматической посадки с помощью технического зрения, тестировали наземные средства управления для проверки правильности принятых конструкторских решений.
Этот опыт помогает нам сейчас создавать тот образец, который, как мы рассчитываем, пойдёт в серийное производство. Из-за большего количества функций и точек подвеса полезной нагрузки этот беспилотник станет более габаритным и тяжёлым по сравнению с демонстратором.
— Какие объекты способен охранять «Контур» и в чём БАС превосходит привычные средства видеофиксации?
— Достаточно скоро БАС «Контур» будет обеспечивать охрану периметра МАИ и, возможно, множества других организаций и предприятий. Согласно нашим маркетинговым расчётам, прежде всего такая система мониторинга будет востребована в различных государственных и частных организациях, занимающих большую площадь, на промышленных предприятиях, объектах энергетической инфраструктуры, в том числе АЭС и энергосетях. Также перспективными областями применения являются поисково-спасательные работы и сельское хозяйство (для оценки результатов посевных кампаний).
БАС «Контур» обеспечивает в разы лучшее качество видеомониторинга, чем традиционные средства наблюдения, которые к тому же требуют постоянного контроля со стороны человека.
Во-первых, беспилотник с высоты полёта априори даёт более качественный детальный обзор, возможность максимально приблизить видеокамеру к подозрительному объекту, выбрать необходимый угол, ракурс обзора.
Во-вторых, система мониторинга автоматизирована, она почти не требует вмешательства человека. Нейросеть и заложенные в систему алгоритмы самостоятельно оценивают обстановку и привлекают внимание сотрудника службы безопасности в случае обнаружения нарушений режима.
Таким образом, у человека отпадает необходимость в том, чтобы постоянно смотреть на множество экранов. Все мы понимаем, что этот процесс довольно рутинный, сильно утомляет, да и глаз почти всегда невольно замыливается.
Особую актуальность, с нашей точки зрения, «Контур» приобретает в связи с обострившейся в наши дни ситуацией с безопасностью, с возросшим риском разного рода правонарушений и диверсий.
Очевидно, что в более тщательной защите нуждаются почти все государственные, промышленные и энергетические объекты. В этом контексте при необходимости БАС «Контур» может быть доработан в части работы нейросети и использоваться для наблюдения за воздушным пространством и фиксирования дронов-нарушителей.
— Из каких элементов состоит «Контур» и как устроено управление системой?
— Беспилотный аппарат выполнен в виде квадрокоптера и является лишь элементом системы. Дрон будет иметь массу 10 кг и оснащаться тремя точками подвески полезной нагрузки.
Беспилотник станет носителем видеокамеры с десятикратным зумом. Это, скажем так, будет стандартная комплектация первого узла подвески. При необходимости вместо обычной камеры можно установить комбинированную полезную нагрузку, которая включает в себя обычную камеру видимого диапазона, тепловизор и дальномер. Такое комбинированное устройство позволяет решать большое количество задач в части наблюдения, а также может применяться для мониторинга индустриальных объектов. Вторая точка подвески приспособлена под установку прожектора, третья — под громкоговоритель или сирену для воздействия на злоумышленников.
В состав системы может входить не один аппарат. Количество дронов будет определяться площадью охраняемого объекта и частотой выполнения мониторинга. По нашим расчётам и опыту испытаний демонстратора, чтобы эффективно решать задачи наблюдения, потребуется по меньшей мере два-три дрона, которые будут летать по заданным маршрутам на высотах в десятки метров. Каждый БПЛА может находиться в воздухе 40–60 минут, работать в ночное время, при умеренном дожде, снегопаде и порывах ветра до 8 м/с.
По завершении полёта беспилотник с помощью автоматизированной системы посадки с применением технического зрения будет приземляться на посадочную площадку или дронопорт — базовую станцию, которая обеспечивает подзарядку литий-ионных аккумуляторов и несложное техническое обслуживание.
Видеоинформация, получаемая с камер беспилотников, передаётся на наземную станцию (пульт) управления, а специальное программное обеспечение с элементами искусственного интеллекта её обрабатывает. Пульт управления представляет собой кейс с компьютером. Через него оператор задаёт маршрут полёта, отслеживает выполнение миссии, вносит коррективы в полёт и получает информацию с камеры полезной нагрузки.
— Не могу не заметить, что квадрокоптер системы «Контур», как и другие подобные аппараты, летает на литий-ионных аккумуляторах, у которых есть достаточно серьёзные издержки. Наиболее критичным недостатком является скромное время работы, особенно при минусовой температуре. Есть ли способы минимизации этой проблемы?
— На сегодняшний день литий-ионные аккумуляторы остаются наиболее оптимальным источником энергии для аппаратов, использующих электродвигатели. Они очень просты в эксплуатации и доступны по цене.
Да, у литий-ионных аккумуляторов есть существенные недостатки: это относительно слабая энергоёмкость, они достаточно быстро разряжаются в минусовую температуру, у них сложный и дорогостоящий процесс безопасной утилизации. Вместе с тем многие российские и зарубежные специалисты сходятся на том, что преимущества литий-ионных батарей перевешивают издержки. По их мнению, достойная этому источнику энергии альтернатива в обозримом будущем всё равно не появится.
При плюсовой погоде квадрокоптер системы «Контур» может находиться в воздухе до одного часа — на наш взгляд, это хороший показатель. Естественно, после посадки дрону потребуется «заправка». Этот вопрос решается заменой батарей или запуском другого беспилотника.
Нам как разработчику важно понимать, насколько интенсивно будут использоваться дроны. Если требуется обеспечить 24-часовой мониторинг, то для этого будет подобрано необходимое количество аппаратов, выработан график их работы и обеспечено оперативное обслуживание аппаратов с учётом замены ресурсных компонентов.
Кроме того, возможно подключение квадрокоптера к силовому кабелю. Таким образом он будет бесперебойно получать энергию. Минус такой схемы заключается в ухудшении мобильности дрона. Но если заказчику достаточно получать статичную панорамную картинку какого-нибудь одного сектора, то вариант с тросом будет вполне оптимальным.
— В России по-прежнему действует строгое законодательство в сфере эксплуатации гражданских беспилотников. Можно ли использовать «Контур» прямо сейчас и ожидаете ли вы ослабления ограничений в этой сфере?
— Россия находится на противоречивом этапе развития гражданской беспилотной отрасли. Мы видим, что власти прилагают большие усилия для поддержки данной сферы и формирования крайне перспективного рынка услуг с применением дронов: достаточно сказать, что с 1 января 2024 года в нашей стране в полную силу заработает соответствующий нацпроект. В связи с этим сотни предприятий разворачивают новые производственные площадки, накапливают инвестиции, берут кредиты, занимаются поиском заказчиков.
При этом федеральное законодательство по-прежнему сильно ограничивает полёты гражданских аппаратов, а во многих регионах действует практически полный запрет на них. Такие меры продиктованы текущими соображениями безопасности, но для развивающегося рынка и участников отрасли это проблема.
Правда, в нашем случае непреодолимых препятствий нет. Чтобы использовать «Контур», заказчик должен зарегистрировать аппарат и подать заявку на его использование, указав в ней время и маршрут полёта. Кроме того, нужно получить одобрение нескольких структур: Росавиации, ФСБ, местных органов власти. Как правило, власти разрешают применять беспилотники над строго определённой территорией и на небольших высотах.
Конечно же, для масштабирования использования нашего охранного дрона нужны некоторые законодательные послабления. Но рискну предположить, что выход из ситуации найден. По крайней мере ситуация к этому близка. Так, с 1 сентября вступили в силу новые правила Росавиации. Для целей сельского хозяйства ведомство предусмотрело уведомительный порядок для полётов дронов на высоте до 10 м. Наряду с этим Росавиация упростила сертификацию для разработчиков беспилотников максимальной взлётной массой менее 5,7 т. Такие воздушные судна не предназначены для перевозки пассажиров и не могут осуществлять полёты над населённой местностью.
Безусловно, применение дронов над населёнными пунктами или заводскими постройками предполагает некоторые важные нюансы. Беспилотники непременно должны оснащаться специальными UTM-модулями — по-простому говоря, это транспондеры (передатчики для контроля передвижения), а также быть «застрахованными» от того, чтобы не упасть на головы людям, не повредить инфраструктуру или чужое имущество. Например, коптер системы «Контур» получит парашют на случай выхода из строя.
Многие разработчики испытывают лёгкий оптимизм, потому что законодательные послабления неизбежны, они продиктованы объективными потребностями отраслей нашего хозяйства в широком применении беспилотников, в том числе для охраны периметра.
