О беспилотных летательных аппаратах и людях, которые их делают

Алексей Семенов
руководитель группы компаний «Геоскан»
Илья Помелов
руководитель направления мультироторных систем в группе компаний «Геоскан»

– Чем занимается «Геоскан»?
Алексей Семенов: Группа компаний «Геоскан» работает в нескольких направлениях. Мы создаем программное обеспечение (в частности, Agisoft), позволяющее по нескольким фотоснимкам восстанавливать 3D-модель объекта. Мы первыми в мире решили эту задачу, а сейчас наша программа экспортируется в более чем 100 стран мира. Также мы разрабатываем беспилотники и оказываем с их помощью различные услуги. Например, недавно мы создали беспилотный летательный аппарат для обучения школьников в кружках. На нем дети могут потренироваться и в программировании беспилотников, и в пилотировании.

– Какие бывают беспилотники?
Алексей Семенов: Рынок беспилотников уже достаточно сильно сегментирован. Есть огромное количество моделей потребительских беспилотников, например для видеосъемки. Существуют беспилотники для поиска полезных ископаемых. Они оснащены датчиками магнитного поля, что позволяет им не только находить залежи минералов, но и определять, на какой глубине они находятся. Также беспилотники используют в военном деле. Появляются беспилотники, предназначенные для перевозки грузов и даже людей.
Если же говорить о тенденциях среди производителей беспилотных летательных аппаратов, то сейчас нет единого тренда. Кто-то разрабатывает самолеты, кто-то коптеры (летательные аппараты с четырьмя несущими винтами — прим. сайта), кто-то конвертопланы (аппараты, которые могут садиться и взлетать вертикально, как вертолеты, а потом благодаря повороту движителей продолжать горизонтальный полет самолетным способом — прим. сайта). Есть беспилотники весом в десятки грамм, а есть — в сотни килограмм, есть на аккумуляторах, двигателях внутреннего сгорания, гибридные, на водородных технологиях. На беспилотники ставят фотоаппараты, видеокамеры, тепловизоры, мульти- и гиперспектральные камеры, газоанализаторы, гамма-спектрометры. В общем, разработчики пытаются множеством способов решать самые разные задачи. Кто из них достигнет максимального успеха — покажет время.

– Какие беспилотники выпускает «Геоскан»?
Иван Помелов: В основном мы выпускаем беспилотники для аэрофотосъемки. Первым нашим летательным аппаратом был Геоскан 101 — беспилотник самолетного типа, предназначенный для съемки небольших территорий. Следующим стал Геоскан 201 — большой беспилотник, который мог летать дольше, чем его предшественник, и, соответственно, успевал за это время сделать больше снимков. А это выгоднее, чем запускать аппарат дважды.
Сейчас мы завершили разработку беспилотника коптерного типа — Геоскан 401.

– Как разрабатывают беспилотники?
Иван Помелов: Все начинается с прототипирования. Вначале мы решаем, какой хотим получить летательный аппарат. Например, мы придумали, что сделаем коптер, который сможет летать час и переносить полтора килограмма полезного груза. Также нам хотелось, чтобы аппарат был компактный и помещался в кейс, который будет удобно брать с собой.
Затем начинается исследование винтомоторной группы. Мы измеряем характеристики винта и двигателя, высчитываем оптимальное потребление при определенных оборотах. Зная тягу летательного аппарата, определяем допустимую массу, которая позволит беспилотнику пролетать час, а также решаем, какие функции аппарат будет выполнять.
После беспилотник начинают конструировать. Это делают в специальных программах, которые позволяют строить 3D-модели и видеть их в различных плоскостях. Мы используем SolidWorks, но это можно делать и в Autodesk 3ds Max. В проект, сделанный в этих программах, может войти любой работающий над ним человек. Конструктор может найти интересующую его деталь, внести изменения и оставить комментарий, что именно он сделал. Если специалист ошибся, всегда можно откатиться до предыдущей версии. Это очень удобно, когда разработчиков много.
Потом собирают прототип устройства и предсерийный образец. Отдел испытаний тестирует его, а мы при необходимости дорабатываем аппарат и устраняем все неполадки.
Я, как руководитель направления разработки коптеров, являюсь связующим звеном между конструкторским отделом, механическим отделом, который занимается разработкой плат, и программистами, занимающимися прошивкой и программным обеспечением.

– Сколько времени уходит на то, чтобы разработать беспилотник?
Алексей Семенов: Бывает по-разному. Если мы загоримся интересной идеей, можем сделать все очень быстро — за несколько месяцев.

– Какие услуги можно оказывать с помощью беспилотников?
Алексей Семенов: Например, сейчас мы занимаемся созданием трехмерной модели Тульской области в рамках программы «Национальная технологическая инициатива». Мы должны снять всю область — более двадцати тысяч квадратных километров. Сейчас проводим анализ кадастровых нарушений и пытаемся понять, как можно получить максимальный экономический эффект из мониторинга земель.
Запустив беспилотник в воздух, можно сделать точную копию поверхности и работать с ней. К примеру, предприятие, занимающееся открытыми горными выработками, может посмотреть на такую копию и понять, сколько грунта выбрано или перемещено, определить, есть ли угроза осыпей, где будет скапливаться вода при дожде.
Используются беспилотники и в сельском хозяйстве, чтобы наблюдать за ростом растений и оптимизировать агротехнические мероприятия — внесение удобрений и средств защиты растений.

– Есть ли в России, помимо вас, компании, производящие беспилотники?
Алексей Семенов: Конечно, есть. В России производством беспилотников занимается несколько фирм из Москвы, Питера, Казани, Ижевска, Красноярска.

– Кто ваши покупатели?
Алексей Семенов: Мы сотрудничаем с частными компаниями, которые покупают у нас аппараты преимущественно для мониторинга объектов или для картографии.

– Почему вы решили заняться беспилотниками?
Иван Помелов: Я с детства интересовался авиацией. В пятом классе я начал заниматься в клубе юных техников «Родина» города Кирова. По окончанию школы я выбрал вуз, связанный с авиацией, — Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова и поступил на кафедру «Динамика управления летательными аппаратами» факультета ракетно-космической техники, где мы занимались программированием систем управления воздушных средств. После бакалавриата я пошел в магистратуру на направление «Баллистика и гидроаэродинамика летательных аппаратов». В качестве дипломной работы я делал систему управления для тяжелого беспилотника MQ-9 Reaper на базе аналога. Беспилотные аппараты меня увлекли, поэтому, окончив учебу, я принялся искать работу, связанную с ними. Так и попал на собеседование в «Геоскан».
Алексей Семенов: Идея была в том, чтобы предложить средство получения фотографий для программы Agisoft PhotoScan, которая к тому времени уже продавалась во всем мире. В начале 2012 года мы начали проектировать первый самолет для аэрофотосъемки, а в конце года уже представляли его на международной выставке, где он получил очень хорошие оценки. Потом пошло развитие проекта, которое продолжается до сих пор.

– Каким специалистом можно стать, чтобы работать с беспилотниками?
Алексей Семенов: Можно заниматься разработкой, производством или эксплуатацией беспилотников. В разработке беспилотников участвуют программисты, конструкторы, электронщики. Кроме того, в команде непременно должен быть программист со знанием физики. Ведь физика полета — непростая наука, а создание автопилота — это самая сложная программа, с которой предстоит столкнуться при создании беспилотника. Программист, не имеющий физического образования, с ней не справится.
Существует довольно много фирм, которые предоставляют услуги, осуществляемые с помощью беспилотников. В этих компаниях есть много рабочих мест для операторов беспилотных летательных аппаратов. Например, в Москве этим занимается «Птеро», в Санкт-Петербурге — мы, в Ижевске — ZALA AERO, в Красноярске — «АВАКС-ГеоСервис».

– Какие программы стоят в беспилотнике?
Алексей Семенов: Нашими беспилотниками никто не управляет. Поэтому аппарату задается программа, которая говорит ему: «Лети туда и сними такую-то территорию в таком-то качестве, а потом вернись». Оператор только контролирует процесс и в случае опасности он должен быть готов перевести управление на ручной режим, прервать задание и посадить или вернуть беспилотник.

– Какое высшее образование нужно получить, чтобы стать конструктором?
Иван Помелов: Я бы порекомендовал вначале определиться с направлением, которое человеку интересно, ведь конструкторы работают в разных областях, и в соответствии с этим уже выбирать факультет и кафедру.

– На какие школьные предметы нужно делать упор человеку, который хочет стать конструктором?
Иван Помелов: В первую очередь надо хорошо знать физику. Кроме этого, важно разбираться в математике и в геометрии в частности. В будущем это поможет работать в 3D.

– Какие компетенции нужны конструктору?
Иван Помелов: Думаю, он должен быть любопытным, с детства интересоваться всем вокруг. Именно таким я сам был в детстве. Кроме того, ему должно нравится творить. Когда я занимался авиамоделизмом, самым увлекательным для меня были не соревнования (их я вообще не любил), а процесс создания устройства.

– Вы упоминали, что нужны операторы беспилотных летательных аппаратов. Чем занимаются эти специалисты?
Алексей Семенов: Эти люди управляют беспилотниками. Например, в нашем отделе эксплуатации работает несколько десятков таких операторов. Востребованы будут эти специалисты и в сельском хозяйстве. Чтобы организовать должный уход за растениями и повысить их урожайность, нужно регулярно мониторить поля — сотни тысяч квадратных километров.

– С какими трудностями сталкиваются разработчики беспилотников?
Алексей Семенов: Сложно все: программное обеспечение, электроника, система питания и т. д. Например, на Севере наши беспилотники должны летать в сильный ветер и мороз, во Вьетнаме — подвергаться воздействию морского тумана, в Мексике — высокой температуры. При полете на больших высотах надо адаптироваться к малой плотности воздуха. Есть множество проблем, над которыми мы работаем.

– Существуют ли кружки, где старшеклассники могут на практике приобрести навыки работы с беспилотными летательными аппаратами?
Иван Помелов: К счастью, сегодня существует много кружков на эту тему: можно заниматься моделированием, робототехникой. Могу порекомендовать отдавать детей в детские технопарки «Кванториум».

– Что вы могли бы посоветовать школьникам посмотреть о людях, которые создают беспилотники?
Иван Помелов: Мне больше нравятся старые советские фильмы про достижения космической авиации, которые снимали в 60–70 годах. Из современных рекомендую недавно вышедший фильм «Время первых». Кроме того, сам я в детстве очень любил смотреть канал Discovery и цикл передач «Как это работает», где объясняли, из чего сделаны те или иные вещи.

Компании: