Беспилотники

Беспилотники | Продолжение проекта «Русская Весна»

На вопросы «Завтра» отвечает Виктор Галенко, главный редактор интернет-портала aviator.guru

Все мы сейчас — свидетели настоящей революции в деле создания новых лёгких, мобильных и многофункциональных беспилотных летательных аппаратов: БПЛА или, кратко, «беспилотников». С чем это связано? Почему раньше мы создавали беспилотники весом в несколько тонн, которые нужно было запускать с настоящих больших аэродромов, а сейчас говорим о том, что любой школьник, чуть ли не детсадовец, может собрать настоящий беспилотник, и он у него полетит и будет выполнять какие-то задачи. Как это получилось, что произошло?

Виктор ГАЛЕНКО. Произошла, как обычно и бывает, маленькая научно-техническая революция. У нас появились лёгкие и ёмкие элементы питания, мощные компьютеры и контроллёры, с помощью которых создана система автопилота с крошечными гироскопами и акселерометрами, но всё как у взрослого воздушного судна. В этом — вся революция БПЛА, и она похожа на такую же у видеокамер, MP3-плееров, карт памяти — всё стало очень маленьким, но и очень надёжным.

Когда мы говорим «маленькое» — это, наверное, в первую очередь лёгкое, поскольку для любого летательного аппарата тяжелее воздуха очень важно создать ту подъёмную силу, благодаря которой он полетит?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, безусловно. Раньше у нас были только двигатели внутреннего сгорания, которые работали в авиации в основном на бензине. Это была единственная альтернатива, потому что 1 кг бензина даёт порядка 10 с лишним киловатт-часов энергии. А если мы учтём все потери, введём КПД двигателя, то получим верхнюю эффективность одного килограмма бензина в районе 5 киловатт-часов.

То есть, если мы загрузим в наш летательный аппарат 1 кг бензина, то можем распоряжаться энергией в 5 киловатт-часов?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, именно. А вот с электричеством всё было гораздо хуже. Были лишь неудобные аккумуляторы. Свинцовые. Чтобы понимать ситуацию, с килограмма свинцового аккумулятора можно снять очень немного, всего лишь от 5 до 10 ватт-часов.

Получается, что разница с бензином — в тысячу раз?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, абсолютно верно. Но техника не стояла на месте, появились сначала металлогидридные аккумуляторы, потом литий-ионные и литий-полимерные. В результате удалось подойти к достаточно неплохому показателю: примерно в 240 ватт-часов на 1 кг.

Значит, если сегодня на беспилотнике летит батарея весом в 1 кг — это всё равно как если бы у нас светили на протяжении часа две 100-ватных лампочки?

Виктор ГАЛЕНКО. Да. Этого вполне хватает примерно для 30-минутного полёта летательного аппарата весом в 2 кг. Из них 1 кг весит, условно, сам беспилотник и ещё 1 кг — его современная батарея.

А если перейти к прогрессу в других системах? Например, в начале 2000-х годов Москву собирались контролировать сверху дирижаблями: аппаратура тогда была слишком тяжёлая, и это был единственный вариант. Насколько уменьшились эти компоненты?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, в 2000-м году в Москве даже было создано целое воздухоплавательное подразделение под такие дирижабли, и вес аппаратуры в том проекте был 150 кг. Сейчас аналогичная аппаратура весит уже 10–15 кг. А если мы снизим часть требований к ней, то речь будет идти о 1–3 кг.

Иногда говорят, что беспилотник чуть ли не может прочитать газетный заголовок с высоты в 300–500 метров, и тут же обывателя пугают, что беспилотник сможет и услышать его разговоры по телефону с такой высоты. Мне это напоминает историю с американскими спутниками-шпионами, которые тоже подозревали в том, что они звёздочки могли посчитать на погонах у советских генералов, но потом выяснилось, что всё гораздо сложнее — объекты размером меньше полуметра спутники не могут увидеть. А что сейчас позволяют делать беспилотники той аппаратурой, которую можно на них поднять?

Виктор ГАЛЕНКО. Давайте возьмём пример на каком-нибудь бытовом уровне. Вес фотоаппарата «Панасоник» с 200-кратным зумом примерно 600 грамм. Вот этот 600-грамовый фотоаппарат при хорошем состоянии атмосферы способен читать номера автомобилей с расстояния в 10 км.

То есть на таком расстоянии сам беспилотник, насколько я понимаю, невидим абсолютно.

Виктор ГАЛЕНКО. Абсолютно невидим.

А как его обнаруживают сейчас? Радарами, по звуку, визуально?

Виктор ГАЛЕНКО. Никак. Просто никак. Если он поднимается на 50 метров — его уже плохо видно и слабо слышно, это уже точка и «комар» в небе. Если он поднимется на 100 метров — то он уже невидим и неслышим. То же самое и с заметностью для радаров: он слишком маленький, слишком мала площадь отражения радиосигнала. Плюс ко всему, он в общем-то — весь пластмассовый.

А тепловое излучение?

Виктор ГАЛЕНКО. С тепловизором он достаточно хорошо виден, но вот где его искать оптикой тепловизорной системы?

То есть надо обозревать всё небо и найти там именно ту «горячую» точку, которая и будет беспилотником?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, верно. Понимаете, «читать атмосферу» очень непросто. Если у нас прошёл дождик, если у нас весна, нет пыли, то при этих условиях мы можем всё видеть и на высоте в 10 км. А вот если где-нибудь в большом городе мы поднялись, допустим, выше 10-го этажа — то нас с земли уже не видно. Есть явление атмосферной инверсии: когда вся пыль, все выхлопные газы «лежат» до уровня 10-го этажа примерно — они поднялись на 30 метров, и всё. В итоге происходит резкое оптическое искажение, и выше 30 метров мы уже «читаем» атмосферу с большим трудом.

Понятно. А многие считают сейчас беспилотник некоей игрушкой: вот дитяти куплю на день рождения — и будет дитятко наблюдать за жизнью сов каких-нибудь, которые вьют гнёзда… А какое вообще применение у беспилотников? Мы уже упомянули, что следить за дорожной обстановкой в городе для милиции очень удобно сверху, это лучше, чем ставить на каждом перекрёстке камеры. Понятно, что на войне беспилотник незаменим, поскольку может быть некой «длинной рукой» и «взглядом за горизонт» для целого подразделения. А как ещё применяются сейчас беспилотники?

Виктор ГАЛЕНКО. Мне кажется, как кухонный нож. Им можно резать колбасу, а можно совершить и страшное преступление, даже убийство. Смотрите, что беспилотник умеет делать — он умеет летать и что-то на себе таскать. То, что он на себе таскает, называется «полезная нагрузка». Это может быть фотоаппарат, тепловизор или какая-то нагрузка, которая может быть не совсем «полезной», а для кого-то и очень вредной…. если она отцепится и куда-то точно упадёт.

Но самое лучшее применение БПЛА на войне — это, конечно, разведка. Во время последних событий на Украине, во время обстрелов Донецка украинской армией было сформировано первое подразделение БПЛА в ДНР, курсантов которого в том числе учил я — на общественных началах. Их задача была следить за тем, чтобы по Донецку не был нанесён какой-то неожиданный удар чем-то нехорошим. Тогда, например, были обнаружены тактические ракеты «Точка-У», которые были подтянуты к Донецку и приготовлены к удару. Эти фотографии были передали в ОБСЕ — и для Украины это был масштабный скандал и провал их планов — пусковые установки «Точек» тут же были отведены от Донецка, и обстрелы прекратились.

То есть беспилотники — это ещё и «фактор сдерживания»?

Виктор ГАЛЕНКО. Да. Кстати, моё первое применение беспилотников произошло в августе 2014 года в Крыму, когда нас пригласили на байк-шоу в Гончарном. Мы там должны были просто показать наши беспилотники. Но когда мы стали спрашивать, как организовать выступления, служба безопасности байк-шоу нам сказала: «Ребята, просто полетайте: есть оперативная информация, что во время байк-шоу нехорошие люди могут устроить теракт». Это фактор психологии: если группа диверсантов видит, что ситуация контролируется, что у них нет путей отхода, — они часто отменяют свои действия. Таким образом, самого нахождения БПЛА в воздухе иногда достаточно для того, чтобы попытка проведения теракта не состоялась.

Например, мы применяли беспилотники на массовых мероприятиях, по согласованию с полицией. В тех местах, где в воздухе находились простые «Фантомы» (небольшие четырёхмоторные беспилотники), очень спокойно себя вели даже футбольные фанаты, которые обычно малоуправляемы. Потому что даже они понимали: преступление будет зафиксировано, придётся нести ответственность.

Хорошо, допустим, мы увидели какой-то беспилотник. Человек любую вещь пытается палкой сбить, ещё со времён обезьяны. Чем можно «снять» беспилотник? Допустим, террорист сидит «в кустах» и намерен совершить теракт, а над ним вдруг завис беспилотник, преступник может его сбить?

Виктор ГАЛЕНКО. Борьба с беспилотниками — это вообще отдельная тема. Есть много мифов и легенд, много различных историй. Например, якобы, можно выстрелить из пушки какой-нибудь тонкой сетью, чтобы винты БПЛА запутались, и он упал. Такое оружие уже тестируют на Западе. Принципиально можно взять и другой беспилотник, поставить на него маленькую пневматическую пушечку, стреляющую такой сеткой, чтобы один беспилотник мог гоняться за другим и стараться его поймать. Это в целом реально.

Хорошо, а вот иногда говорят, что мы будем сбивать беспилотники электромагнитным импульсом, — например, над Кремлём. Что это — реальность или городская легенда? Насколько понимаю, это просто положит всю электромагнитную аппаратуру, которая рядом?..

Виктор ГАЛЕНКО. Во-первых, любой человек может залезть в Ютуб и набрать там поисковый запрос «БПЛА Кремль», чтобы получить десятки и сотни роликов, где весь Кремль отснят — как на ладони. Ходят легенды, что на крыше ГУМа стоят различные стрелы, которые способны эти беспилотники поразить. В последнее время ходит страшная сказка про некие электромагнитные пушки, которые установили над Кремлём, и что там были уже потеряны дорогие беспилотники, теперь люди прекратили хулиганить над Кремлём. На самом деле, после выхода закона, регулирующего полёты БПЛА, летать над Кремлём просто не стоит: это закрытая зона для полётов, можно потерять свой БПЛА и потом объясняться с органами уже на земле, так как человека-оператора и владельца беспилотника всегда можно найти.

А что сейчас запрещает закон? Чтобы наши читатели знали, что можно делать с беспилотниками, что нельзя, есть ли какие-то запретные зоны, есть ли запретные приёмы в их использовании?

Виктор ГАЛЕНКО. Достаточно многое запрещено. Нельзя летать в районе аэропортов, военных и государственных объектов. Любой владелец БПЛА может легко узнать список закрытых для полётов зон, а новые БПЛА сами укажут владельцу: «тут летать нельзя». Можно провести такую аналогию: что считать холодным оружием. Можно обсуждать длину ножа, угол заточки, но вот если человек в бане даже шайкой кого-нибудь ударит — это будет уже применение холодного оружия.

Поэтому я всегда говорю, что, строго говоря, БПЛА — это беспилотный летательный аппарат, а то, что вы сейчас часто покупаете, — это ДПЛА, дистанционный пилотируемый летательный аппарат, и вы за него сами отвечаете, в том числе — и куда вы «на нём» залетели.

Хорошо, «дистанционно управляемый». То есть у него своих «мозгов» нет, или у него есть всё-таки какие-то «мозги»?

Виктор ГАЛЕНКО. Нет, «мозги» у него есть, но управляет БПЛА всё-таки именно оператор. Выглядит это в реальности примитивно. Мы берём планшет, ставим специальную программу, указываем точки, где он должен пролетать, возле каждой точки ставим высоту и можем также выполнить действие: сделать фотоснимок, включить видеокамеру, сделать круговой облёт, сбросить полезную нагрузку.

То есть за счёт «мозгов» уже сам БПЛА по программе может выдерживать высоту, удерживать направление?

Виктор ГАЛЕНКО. Да он ориентируется по GPS и ГЛОНАСС. Эти системы позиционируют его с точностью до 6-ти метров. Можно рассказать, как это было в Донецке. Андрей Лазарчук, писатель-фантаст, с группой товарищей собрал некую сумму денег и обратился в Русское воздухоплавательное общество, где я работал, с предложением помочь защитить Донецк от артиллерийских обстрелов путём, во-первых, фиксации этих всех преступлений. И, во-вторых, выявлением мест базирования артиллерии. К нам тогда приехала первая группа курсантов, десять человек, и мы с большим энтузиазмом занялись обучением этих людей. Они выехали в Донецк и занимались там защитой мирного неба. Практически всю работу они сделали с помощью БПЛА.

Хорошо, у нас есть беспилотники вертолётной схемы, о которой мы в основном говорили, но то, что нам показывают по телевизору, ударные американские беспилотники — это самолётная схема. В чём здесь разница? Вертолёт, насколько я понимаю, всегда может зависнуть, может обеспечить длительную фиксацию какого-то района, чётко над какой-то точкой находиться. У самолётной схемы преимущество в дальности и скорости. О чём можно говорить в случае самолётов-беспилотников?

Виктор ГАЛЕНКО. Давайте сначала расскажем об ограничениях вертолётной схемы. Если взять двухкилограммовый, самый простой беспилотник, который спецы иногда называют «долголёт», — то эти две перекрещенные рамы, четыре мотора, батарейка и автопилот, и схемы управления винтами могут обеспечить наибольшее время пребывания в полёте — около часа. Час полёта со скоростью до 15 м/сек — это около 60 км за час. То есть при идеальной погоде, без ветра, можно улететь на 30 км «туда» и вернуться на те же 30 км обратно. Но в реальных условиях погоды и местности это обычно 15 км «туда» и 15 км назад, к базе. Кстати, это как раз и есть глубина линии фронта — 15 км. Например, пушки Д-30, которые применяла украинская армия при Донецке, стояли на удалении приблизительно 12 км от Донецка. Этого было достаточно для того, чтобы наши доблестные защитники Донбасса, управляя с пульта, смогли слетать, посмотреть, где находятся эти пушки, и зафиксировать их координаты.

Понятно. А беспилотник самолётной схемы?

Виктор ГАЛЕНКО. Это десятки и сотни километров. Небольшой пенопластовый самолётик, который можно купить в любом магазине, способен летать за 50, 60, 100 километров. На таком расстоянии, конечно, с ним уже гораздо труднее поддерживать связь, и он летает в автоматическом режиме, записывая «картинку» наблюдения себе в память. Коллеги утверждают, что они на 50 км передавали видеосигнал, такое тоже возможно, но уверенно можно говорить о 15 км при прямой видимости.

Вернемся всё же от войны к народному хозяйству, к той самой «колбасе». Что беспилотник может дать народному хозяйству?

Виктор ГАЛЕНКО. Очень много интересных вещей. Во-первых, с появлением беспилотников фактически отпала надобность в аэрофотосъёмке с дорогостоящих самолётов и вертолётов. Достаточно поднять небольшой беспилотник, запустить его по программе, и он отснимет вам любую площадь. За 30 минут, пожалуй, он может отснять площадь аэропорта с очень высокой детализацией, делая, например, одну фотографию в секунду; из фотографий можно сделать большую панораму и получить очень подробный геодезический план.

А для пожарной службы, для МЧС?

Виктор ГАЛЕНКО. У пожарной машины есть брандспойт — водяная пушка, которой они заливают весь пожар без разбору, вслепую. А если мы поднимем в воздух беспилотник, то он даст картинку сверху, и пожарные могут направлять струю воды уже непосредственно в очаг возгорания. Это в разы повысит эффективность.

Насколько понимаю, это также очень эффективно в деле, как вы уже сказали, наблюдения за преступниками. Например, при поимке браконьеров.

Виктор ГАЛЕНКО. Это вообще чудо. Ведь проблема в том, что браконьера невозможно поймать по той причине, что его надо поймать в момент, когда он вытаскивает сети, и взять его с поличным. Пока сам инспектор подъедет на катере, браконьеры не будут сидеть у сетей и мирно курить. Пожалуйста: тогда запускаем беспилотник из-за какого-нибудь островка, и он проводит фотофиксацию — протокол, дело в суд… обоснованный штраф.

Заработок для Рыбнадзора.

Виктор ГАЛЕНКО. Да, в местный бюджет. Это как раз маленькие беспилотники типа «Фантома», крошечные, обучение владением которыми занимает три дня. Ничего не нужно сверхсложного — это устройство стоимостью в 100 тысяч рублей, которое за неделю окупит себя, наведёт ужас на людей, нарушающих закон, и спасёт природу от гибели.

Почему астраханская рыбинспекция до сих пор не вооружена беспилотниками — большая загадка. Но, Виктор, подводя итоги нашей содержательной, но всё же ограниченной по времени беседы, задам такой вопрос: революция уже состоялась, мы живём в мире, где есть беспилотники, выполняющие как военные, так и мирные задачи, в мире, где они совершенствуются. Возможна ли ещё какая-то революция? Следующий шаг, и в какую сторону? Или же будет спокойное совершенствование существующих концепций?

Виктор ГАЛЕНКО. Такое ощущение, что прогресс прекратился. Понимаете, чтобы говорить о прогрессе, мы должны иметь большее время в полёте, большую дальность… А сейчас мы имеем предел: что-то, поднимающее 10 кг и летающее 25 минут. Это физическое ограничение батарей. Наступил предел роста: все мечтают о том, что когда-то появятся более ёмкие батареи, но их пока что нет.

Хорошо, но, по крайней мере, этот предел обеспечил нам целую новую отрасль, новый мир, который уже не будет таким, каким был даже десять лет назад, когда на дирижабле пытались 150 кг аппаратуры поднять. Есть ли у России в этом мире будущее — или всё в нём импортное?

Виктор ГАЛЕНКО. Конечно, очень много делает нынешний промышленный лидер — Китай. Поскольку беспилотник — аэродинамический объект, он может быть любой формы — главное, собрать вместе моторы, батарею и «мозги». Можно вообще срезать две веточки с берёзы, перемотать изолентой, поставить моторы, винты, систему управления — и оно будет летать. Можем выпускать рамы. А вот бесколлекторные электромоторы наша промышленность пока не выпускает. Их производство у нас стоит очень дорого — слишком мала серия. Если в Китае мотор стоит 5 долларов, то у нас он продаётся за 50.

С ума сойти. Ну, хоть программное обеспечение мы ещё умеем писать?

Виктор ГАЛЕНКО. Да, российские автопилоты сейчас есть, и очень достойные. Есть такой наш российский конструктор, программист автопилотов, изобретатель, известный под псевдонимом «Виктор С». На его беспилотниках летают сейчас все дорогущие видеокамеры. Например, Никита Михалков снимает новый фильм. Все эти красивые ролики с высоты птичьего полёта сняты с использованием российского автопилота, потому что китайские бытовые автопилоты, которые продаются в магазинах, не обеспечивают должную надёжность. Если мы вешаем на беспилотник аппаратуру стоимостью в 20 тысяч евро и он упадёт, это будет очень печально. А с китайским автопилотом он упадёт обязательно — примерно каждый десятый полёт бытовой машины сегодня заканчивается падением беспилотника.

Но есть и концепция, когда беспилотник работает от наземного генератора: приехали, запустили генератор, подняли беспилотник. Метров до ста его можно поднять и навешать на него всё, что угодно: радар, камеры. Пожалуйста, повесил этот беспилотник, он будет там бесконечно долго висеть, на нём будет крутиться на подвесе камера и смотреть километров на пять, обозревая любой очаг лесного пожара, массовые мероприятия, пробки. Весь этот комплекс может помещаться в обычном легковом автомобиле и находиться непосредственно над точкой на проводах. Поэтому невозможно, что он там стремительным домкратом куда-то улетит. Вот такие системы интеграции оборудования и стоит делать в России: вокруг беспилотников сложился целый рынок сервисного оборудования и услуг. А моторы пока что пусть китайцы делают, так уж и быть.

Материал подготовил Алексей Анпилогов

Обсуждение

 

Социальные комментарии Cackle
Мнения
05.12.2016 - 16:28   СВЯТЕНКОВ Павел
05.12.2016 - 14:56   ЛИМОНОВ Эдуард

RusNext

Новости и аналитика о событиях в пространстве Русского Мира.

Орфографическая ошибка в тексте:
Вы также можете добавить свой комментарий:
3 + 1 =
Например, 1+3 = 4.