БПЛА – аббревиатура, которую даже сейчас, в третьем десятилетии 21-го века, знает далеко не каждый. Но если сказать, что это – беспилотный летательный аппарат, или, короче говоря, дрон, то многие с удивлением скажут: «Знаем…», с большей или меньшей степенью понимания.
А ведь БПЛА – изобретение вовсе не нашего века. Самые первые подобные устройства были созданы даже не в прошлом, а в позапрошлом, 19-м веке, когда о цифровых технологиях и речи еще не было. У истоков идеи стоял гениальный физик Никола Тесла. Он спроектировал и даже первым запатентовал первое в мире радиоуправляемое водное транспортное средство. И в 1898 г. провел его демонстрацию в пруду Мэдисон-сквер-гарден. Строго говоря, дрон – это не обязательно именно воздушное судно: автомобили и водные суда, управляемые автономно, тоже можно отнести к этой категории. Но традиционно сложилось так, что этот термин стал использоваться для обозначения именно воздушного летательного аппарата, подъемная сила и тяга которого обеспечивается тремя и более несущими винтами.
За прошедшие более чем 120 лет технологии шагнули вперед с немыслимой ранее скоростью. И вот уже на повестке дня стоит не вопрос, как использовать радиоуправляемые устройства, – они нашли широкое применение во многих сферах современной жизни – а задача изготавливать их наиболее эффективным и дешевым способом, да еще так, чтобы надежность беспилотников не только не страдала, но и повышалась.
Популярность БПЛА набрала обороты в последнее время потому, что появились новые полимерные материалы, прочные и легкие, которые позволяют существенно уменьшить вес аппарата. Кроме того, стабильность и надежность их управления значительно повысилась за счет прогресса микроэлектроники, а именно – появления микропроцессоров. И в 2006 г. мир увидел первые квадрокоптеры в их современном исполнении: модели выпустила немецкая компания MikroKopter. И в настоящее время на отраслевом рынке БПЛА наблюдается множество активных производителей, которые не только адаптируют аппараты к нуждам самых различных отраслей экономики, но и вносят значительный вклад в их дальнейшее технологическое совершенствование. Достаточно сказать, что наиболее актуальной современной тенденцией развития технологий БПЛА является повышение длительности их полетов в автономном режиме и увеличение функциональных возможностей. Более того, ведутся разработки по применению искусственного интеллекта для управления этими устройствами.
Что же касается непосредственно создания деталей БПЛА, то современные технологии позволяют производить их в буквальном смысле с нуля с использованием технологий 3D-печати. Этот способ производства отлично себя зарекомендовал благодаря нескольким основным преимуществам:
- - детали полностью индивидуализируются;
- - печать может производиться из различных материалов в различном цветовом исполнении;
- - сами материалы достаточно дешевы, а их физическая плотность относительно невысока.
В интернете можно найти множество рекомендаций по производству дронов, контакты производителей, проектные ресурсы. Это означает, что технология не только набрала популярность, но и прочно закрепилась в жизни современного общества.
Одна из новейших разработок отечественных технологов – система активного взаимодействия с дроном с помощью жестов, подаваемых ногами. Этот проект был представлен на важнейшем мировом форуме компьютерных технологий SIGGRAPH командой Сколтеха под названием Light Air на секции «Возникающие технологии» (Emerging Technologies).
Система имеет действующие приложения. Например, FlyMap – это масштабируемая карта, которую можно увеличивать и указывать точки назначения. Так можно отправлять почту с помощью БПЛА: рассчитывается и показывается скорость и время полета, по команде берется и доставляется посылка. Когда дрон прибывает в точку назначения, получатель с помощью проецируемого интерактивного изображения может ознакомится с ее содержимым, рассмотреть с разных сторон, прочитать характеристики, принять или отказаться от получения. Эта разработка была высоко оценена жюри – российская команда получила за нее престижный приз Laval Virtual Award.
В Сколково также создана уникальная разработка гибридного двигателя, который не имеет аналогов в мире и стоит в 2,5 раза дешевле наиболее широко применяемых сейчас швейцарских MES и китайских CMLA. По своим габаритам же он намного компактнее конкурентов.
При этом популярными остаются двигатели внутреннего сгорания, в частности от американского производителя Briggs & Stratton (BS), жидкостные ракетные двигатели, например, клиновоздушный ракетный двигатель (КВРД, aerospike engine, aerospike). А разработка ПД-14 – очередной модификации турбореактивного двигателя – стала событием исключительной важности в современном авиастроении. Некоторые эксперты считают, что турбореактивные технологии важнее, чем секреты атомного оружия, поскольку стран, которые владеют ими в полном объеме, меньше, чем ядерных и космических держав.
Но современные БПЛА можно легко производить с помощью, как мы уже упоминали, трехмерной печати, что очень важно для энтузиастов и любителей этой техники. Пользователь может без труда самостоятельно изготавливать детали для своих аппаратов, причем их разнообразие весьма велико: от защитных бамперов и креплений для экшен-камер, до элементов до оснастки, добавляющих аппарату функциональности.
В настоящий момент самым популярным материалом для печати коптеров можно считать ТПУ, поскольку он очень гибок, а значит, может деформироваться при ударе, поглощая энергию и защищая важные компоненты БПЛА. Кроме того, он поглощает вибрацию, уменьшая тем самым искажения в отснятом на камеру материале. Нейлон тоже применим для 3D-печати, но он более жесток.
В интернете можно найти интересные ресурсы с источниками моделей. Например, Thingiverse – замечательный бесплатный источник для поиска креплений общедоступных камер и рам. А GrabCAD представляет больше инженерных моделей. Многие отдельные компоненты можно загрузить с этих сайтов, но есть смысл воспользоваться форумами, такими как DIYDrones и RCGroups.
Россия по уровню развития технологий БПЛА занимает одно из ведущих мест в мире. Центром развития можно по праву считать Сколтех с его командой робототехников в составе Алексея Кутяева, Никиты Пелевина, Олега Базоева, Елены Руденко. Получить актуальные навыки можно на современном оборудовании в Технопарке Сколково на производственной базе ЦКП OOO «Студия дизайна АРТ-АП», которая является якорным партнером ASA по данной образовательной программе. Для инженеров предусмотрена программа повышения квалификации, а для новичков разработана учебная программа профессионального обучения объёмом 144 академических часа. Из них 80% времени – это практические актуальные навыки на современном оборудовании в технопарке. Важно понимать, что основные знания получаются на практических занятиях на реальном оборудовании. В результате освоения программы слушатель курсов получает свидетельство «Специалист по аддитивным технологиям».
Всем известная игра «Битва роботов». Студенты и курсанты ASA проектируют и печатают детали для боевых роботов в «Студии дизайна АРТ-АП». В учебном курсе теоретические основы конструирования, моделирования, проектирования изделий. Слушатели приобретают практические навыки: ориентация изделия, создание и удаление поддержек, вырезы в изделии, удаление включений, расчеты по дизайну изделия и сборка изделия. Расщепление и объединение при послойном синтезе. В результате обучения слушатель курса «Аддитивные технологии» самостоятельно решает следующие профессиональные задачи: подготовка модели под 3D-печать, моделирование, запуск 3D-принтера, обеспечение бесперебойной печати, постобработка результатов 3D-печати.
Инвестиции в самого себя – это самые выгодные и благодарные инвестиции. Слушатель оплачивает за курс «Аддитивные технологии» свою месячную зарплату. Ему легко трудоустроиться на любое передовое производство, где его знания и опыт будут оценены по достоинству и где его ожидает рост от рядового инженера до ведущего инженера, затем конструктора-инженера и разработчика новых агрегатных средств в машиностроении, приборостроении, авиации или в сфере прикладного промышленного дизайна. К нам в Actual Skills Academy приходят регулярно заявки на специалистов по аддитивным технологиям.
Вы – создатель будущего. Инвестируйте в свое образование.
Специально для ASA, Николай Матвиенко
