Беспилотный вертолет

Когда говорят ?беспилотный вертолет?, многие сразу представляют себе что-то вроде уменьшенной версии Ка-52, летающей полностью автономно. На практике же, особенно в сегменте низкогорной экономики, с которой мы работаем, всё куда прозаичнее и сложнее. Основная путаница возникает из-за смешения понятий: мультикоптер — это не вертолет. Наш беспилотный вертолет — это аппарат с одним несущим винтом и рулевым винтом на хвосте, что принципиально меняет физику полета, требования к управлению и, что самое важное, сценарии применения. Многие заказчики приходят с запросом на ?дрон для мониторинга?, не понимая, что для длительных маршрутов над линейными объектами или работы в условиях ветра мультикоптер просто неэффективен. Вот здесь и начинается наша работа — объяснять и подбирать решение, а не просто продавать железо.

Почему именно вертолет, а не мультикоптер?

Если отбросить маркетинг, ключевых преимуществ два: дальность и ветроустойчивость. Типичный коммерческий мультикоптер на одном заряде батареи пройдет 30-50 км в идеальных условиях. Наш серийный беспилотный вертолет, например, на базе платформы, которую мы адаптировали с партнерами из Китая, легко тянет на 120-150 км полезной нагрузки в 5-7 кг. Это не теоретические цифры — это данные с проектов по мониторингу ЛЭП в Сибири. Аппарат шел вдоль трассы, против бокового ветра в 12 м/с. Для коптера это почти предельное значение, а для винтокрылой схемы — рабочий режим. Крейсерская скорость тоже выше — 80-100 км/ч против 50-60 у мультикоптера. Время — деньги, особенно когда нужно обследовать сотни километров трубопровода.

Но и минусы очевидны. Сложность пилотирования на порядок выше. Даже с продвинутыми системами стабилизации и автопилотом, взлет и посадка, особенно в полевых условиях, требуют навыка. Мы в OOO ?Технологии беспилотных летательных аппаратов Хунань Юхан? изначально делали ставку не на продажу ?коробок?, а на сервис. Наша модель — ?сервис+продукт+операция?. То есть мы не просто поставили клиенту аппарат, мы обучили его операторов, помогли разработать регламенты полетов, обеспечили техподдержку. Иначе первый же жесткий авторотационный спуск при отказе двигателя (мы такие ситуации на тренажерах отрабатываем) закончится потерей дорогостоящего оборудования.

Еще один нюанс, о котором редко пишут в спецификациях — логистика и обслуживание. Вертолет, даже беспилотный, габаритнее. Его транспортировка требует специального трейлера или микроавтобуса. Предполетная подготовка дольше: проверка шарниров лопастей, натяжение ремней привода хвостового винта, диагностика бортовых систем. Это не ?достал из багажника и полетел?. Но за эту сложность клиент и получает ту самую надежность и выносливость, которые окупаются в промышленных миссиях.

Провалы, которые учат: случай с тепловизионным обследованием

Хочется рассказать не об успехах, а об одном провальном, на первый взгляд, кейсе. Был заказ на обследование кровель промышленных зданий в зимний период с помощью тепловизора для поиска утечек тепла. Заказчик настаивал на использовании нашего беспилотного вертолета, аргументируя это большой площадью и необходимостью быстрого облета. Мы согласились, хотя внутри были сомнения.

Проблема оказалась не в аппарате, а в физике. Вертолет создает мощный нисходящий поток воздуха (воздушная струя), который, ударяясь о плоскую поверхность крыши, поднимал с нее снег, пыль и мусор. Во-первых, это создавало риск повреждения объектива камеры. Во-вторых, и это главное, поднятая взвесь полностью искажала тепловую картину. На экране были не точки утечек, а размытые пятна от перемешанных потоков воздуха. Работа оказалась бесполезной.

Пришлось срочно искать решение. В итоге для таких задач мы теперь комбинируем технику: вертолет используется для быстрой общей съемки и навигации, а для детального тепловизионного сканирования запускается с той же площадки небольшой мультикоптер с камерой на гиростабилизированном подвесе. Он зависает над конкретным участком, не создавая значительных потоков. Этот случай хорошо иллюстрирует наш подход, описанный на сайте https://www.uavhunan.ru: платформа должна быть гибкой. Нельзя впихивать один инструмент во все сценарии. Нужна именно ?система расширения возможностей?, основанная на данных и опыте.

Интеграция данных: где кроется реальная ценность

Сам по себе полет — это лишь 20% работы. Остальное — обработка, анализ и интеграция полученных данных в бизнес-процессы заказчика. Вот здесь как раз вступают в игру технологии, заявленные в нашей компании: AI и большие данные. Приведу пример из проекта сельхозмониторинга.

Вертолет с мультиспектральной камерой облетает поля. Сырые данные — это просто набор изображений в разных спектральных каналах. Раньше агроному приходилось вручную их склеивать, вычислять вегетационные индексы (например, NDVI) и на глаз определять проблемные зоны. Сейчас наш сервис, который мы развиваем как часть платформы, делает это автоматически. Алгоритмы на основе машинного обучения не просто строят карту индексов, а сопоставляют их с историческими данными по полю, погодными условиями, нормами внесения удобрений.

На выходе фермер получает не красивую цветную картинку, а конкретную задачу для своей сельхозтехники с привязкой к координатам: ?На участке 14-B внести дополнительно N кг азотных удобрений?. Это и есть та самая ?распределенная городская (и не только) услуга?, о которой мы говорим. Беспилотный вертолет здесь — высокоэффективный сборщик первичных данных, летающий сенсор. А ценность создается на следующем этапе — интеллектуальной обработке.

Кстати, с интеграцией тоже не всё гладко. Часто IT-системы заказчика — это устаревшие ?железные? серверы без нормального API. Приходится выступать еще и интеграторами, разрабатывать простые шлюзы для передачи данных. Это та рутина, которую не показывают на презентациях, но без которой весь проект повисает в воздухе в прямом и переносном смысле.

Будущее: автономность и регулирование

Сейчас много разговоров о полной автономности, о полетах Beyond Visual Line of Sight (BVLOS). С технической точки зрения для беспилотного вертолета это более достижимо, чем для коптера, опять же из-за дальности и надежности. У нас уже есть наработки по использованию бортовых радаров и систем технического зрения для объезда внезапных препятствий, например, новых строительных кранов на маршруте облета ЛЭП.

Но главный барьер — законодательный. Получение разрешения на полеты BVLOS в России — это долгий и сложный процесс, требующий согласований с множеством инстанций, предоставления детальных отчетов о безопасности. Это тормозит развитие целых направлений, например, доставки грузов в удаленные районы. Наша компания, базирующаяся в Чанше, но работающая в том числе и на российском рынке, активно участвует в диалоге с регуляторами, пытаясь на конкретных примерах и отчетах по пилотным проектам показать реальные риски и возможности.

Другое направление — гибридные силовые установки. Чисто электрические вертолеты все еще ограничены временем полета. Мы изучаем варианты с ДВС-генераторами или водородными элементами, чтобы увеличить автономность до 6-8 часов. Это уже уровень, сопоставимый с пилотируемой авиацией для некоторых задач. Но здесь встает вопрос стоимости и обслуживания. Будет ли спрос на такие дорогие комплексные решения? Пока ответ ищем в нишевых, но высокомаржинальных проектах, например, в геологоразведке.

Вместо заключения: о платформенном подходе

Так что же такое современный беспилотный вертолет в низкогорной экономике? Это не игрушка и не универсальный солдат. Это специализированный, высокопроизводительный инструмент, эффективность которого раскрывается только в связке с правильным сценарием, подготовленными кадрами, мощной аналитикой и сервисной поддержкой. Именно поэтому мы в OOO ?Технологии беспилотных летательных аппаратов Хунань Юхан? с самого начала, с 2019 года, позиционируем себя не как производитель или дистрибьютор, а как сервисная платформа.

Наш офис на пятом этаже в районе Фуронг — это скорее центр разработки и управления проектами, чем склад с дронами. Основные активы — это не аппараты на полках, а накопленная база данных по разным типам местности и объектов, отработанные алгоритмы обработки, методики обучения операторов и, что важно, партнерская сеть. Иногда для проекта оптимальным решением будет не наш вертолет, а, например, самолетного типа БПЛА от партнера. И мы это предложим, потому что наша цель — решить задачу клиента, а не продать конкретный продукт.

В итоге, если вернуться к началу, ключевое — это смена парадигмы. Беспилотник, особенно такой сложный, как вертолет, это не продукт, это услуга. И качество этой услуги определяется не только характеристиками в паспорте, но и тем, насколько глубоко ты можешь погрузиться в проблему заказчика, и какие инструменты, помимо самого полета, готов предложить для ее решения. Остальное — технические детали, которые, впрочем, и составляют всю соль нашей работы.