Дрон, который смог. Где и как будут применять беспилотники

Так уж вышло, что беспилотные летательные аппараты (БПЛА) связаны, прежде всего, с войной. Еще 22 августа 1849 года австрийцы применили управляемые по проводам воздушные шары для бомбардировки Венеции. Современные вооруженные силы вообще не могут существовать без БПЛА. Их применяют как для разведки, так и для уничтожения целей на земле. Вот лишь одна говорящая цифра: по состоянию на 2017 год, в рядах Вооруженных сил США «служили» 10 тыс. малых БПЛА. 

Какие же военные задачи возьмут на себя дроны в будущем? И смогут ли они вообще стать полноценной заменой скоростным управляемым ЛА? Первой ласточкой здесь можно считать Northrop Grumman X-47B. Это часть программы UCAS-D американского ВМС, направленной на разработку беспилотного самолета, который сможет взлетать и садиться на авианосец. Дрон уже доказал способность совершать взлеты и посадки на палубу корабля, а также выполнять ряд иных задач в автономном режиме, без вмешательства оператора. Весной 2015 года X-47B впервые совершил дозаправку в воздухе, действуя автономно. Это можно считать мини-революцией: дозаправка в воздухе, как и посадка на палубу авианосца, входят в число самых сложных операций, требующих от летчика немалого мастерства. 

X-47B – аппарат экспериментальный, не предназначенный для серийного выпуска. Сейчас проект закрыт, что, впрочем, совсем не означает отказа от данной концепции. Наоборот, бесценный опыт американцы хотят применить для разработки БПЛА, который станет первым в истории полноценным автономным многоцелевым дроном. Спектр решаемых им задач будет мало отличаться от такового у, например, палубного истребителя-бомбардировщика F/A-18E/F Super Hornet. Это и разведка, и борьба с наземными, надводными и воздушными целями, и радиоэлектронная борьба, и выполнение роли самолета-заправщика. Скорее всего, на определенном этапе такие БПЛА станут основой тактического ударного потенциала флотов ведущих мировых держав. 

Специалисты из США активно рассматривают и другие, абсолютно новые области применения БЛПА, где они ранее не были задействованы в принципе. Одной из самых интересных разработок такого рода стал представленный компанией Advanced Tactics в 2014 году Black Knight Transformer. Это беспилотный летающий внедорожник, имеющий восемь винтов и четыре колеса. В воздухе Black Knight Transformer сможет развивать скорость до 370 км/ч, а на земле – до 112 км/ч. Находиться в небе, как предполагают создатели, он сможет до 19 часов. Машина способна поднимать грузы до 1,6 тонны. Примечательно, что создатели, кроме прочего, снабдили свое детище возможностью передвигаться по воде, хотя на фоне других заявленных способностей это не кажется чем-то невероятным. 

Прототип машины уже доказал способность отрываться от земли и зависать под управлением оператора. Судя по представленным изображениям, серийная версия будет сильно отличаться от прототипа и получит нечто, напоминающее кабину. Так что нельзя исключать, что Black Knight Transformer в серийном исполнении будет опционально пилотируемым. 

Первым заказчиком такого устройства могло бы стать Минобороны США: аппарат пригодился бы для эвакуации раненых. Кроме этого, джип-вертолет может найти применение в зонах стихийных бедствий. В целом, «рыцарь» может проявить себя как на военном, так и на гражданском поприще, хотя первое выглядит более реальным. 

Один из главных трендов нашего времени – миниатюризация разных приспособлений: от персональных компьютеров до управляемых бомб и ракет. Не обошла «мода» стороной и БПЛА. Эксперты Массачусетского технологического института работают над миниатюрным дроном с не слишком благозвучным для русского уха названием Perdix (от лат. «куропатка»). Его длина составляет 16,51 см, ширина – 29,9 см. Весит Perdix 290 г. Он может развивать скорость до 112 км/ч и действовать на протяжении 20 минут. 

Внешне дрон похож на дешевый игрушечный самолетик, а вот задачи перед ним стоят совсем не детские. Раньше всех возможности миниатюрных БПЛА оценили военные. Логика простая: если сбить одиночный тихоходный беспилотник не составит большого труда, то уничтожить целый рой маленьких летательных аппаратов куда сложнее. БПЛА Perdix уже запускали с борта истребителей F-16 и F/А-18. Причем дроны стартовали не со специальных подвесных контейнеров, а с устройств, предназначенных для выброса тепловых ловушек. Это возможно за счет специальных складных крыльев у БПЛА. 

Аппараты Perdix дадут военным принципиально новые возможности. За счет своей аппаратуры они могут собирать информацию и передавать ее на борт самолета-носителя, что позволит летчикам гораздо точнее поражать наземные цели. Такой дрон будет очень дешевым: для этого корпус Perdix печатают из пластика на 3D-принтере. Летит аппарат благодаря небольшому электромотору с толкающим воздушным винтом. 

Одной из самых необычных разработок последних лет в мире дронов стал Naviator, созданный специалистами Ратгерского университета (США). С виду это обычный, ничем не примечательный квадрокоптер. Однако аппарат получил удивительную способность одинаково хорошо летать и плавать под водой. Важно, что смену режима можно произвести, не внося в конструкцию никаких изменений и не добавляя новые модули. После подводного «вояжа» он сможет легко взмыть в небеса. 

Зачем это нужно? При помощи Naviator можно будет эффективнее проводить поисково-спасательные работы или, например, проверять состояние инфраструктурных объектов, в частности опор мостов. Заинтересовала разработка Ратгерского университета и военных, которые увидели в беспилотнике дополнительные возможности для борьбы с подводными минами. 

После испытаний прототипа создатели поставили перед собой цель улучшить маневренность и увеличить полезную нагрузку своего детища. Также они хотят понять, на какую максимальную глубину может погрузиться Naviator. Ну а кроме этого, беспилотник, как предполагают инженеры, сможет выполнять задачи сам, без вмешательства оператора. Нельзя, кстати, исключать, что возможность передвигаться под водой в будущем станет «нормой» для БПЛА, подобно наличию у них, например, встроенной камеры. 

Если раньше лидерами в области разработки БПЛА считались США и Израиль, то сейчас компанию им составила КНР. Китайские творения технологичны, относительно качественны и, что немаловажно, стоят не очень дорого. Именно поэтому, например, китайская компания DJI – лидер производства дронов для гражданского рынка. 

Иногда инженеры Поднебесной предлагают весьма оригинальные и неожиданные идеи. Одну из них явила миру JD.com, находящаяся в числе самых крупных китайских компаний, которые занимаются интернет-торговлей и электронной коммерцией. В мае 2017 года компания заявила о начале тестирования беспилотного летательного аппарата, способного поднять грузы до одной тонны. Для гражданского БПЛА это очень много. Для сравнения, грузоподъемность используемых для съемок квадрокоптеров составляет 5–6 кг. Дроны, используемые для решения узкопрофильных задач (различные окта- и гексакоптеры), могут поднять груз и до 15 кг, что тоже несравнимо с возможностями творения JD.com. 

В самой компании говорят, что курьерская доставка с помощью дронов по сельской местности примерно на 70% дешевле стоимости автомобильных грузоперевозок. В первую очередь однотонный БПЛА пригодится для доставки сельскохозяйственной продукции из аграрных районов КНР в города. Потом его могут применить и в других направлениях. 

Работы над дроном, как надеются китайские специалисты, будут завершены за 2–3 года. Сам БПЛА – это лишь часть масштабного плана руководства JD.com, направленного на завоевание рынка. Китайцы, например, также хотят создавать полностью автономные склады, где можно будет хранить в десять раз больше товаров, чем сейчас.

Освоили дроны и весьма оригинальные направления. В китайском Санъяне провели испытание нового дрона DJI S1000+, вооруженного огнеметом. Аппарат не будет сжигать вражеские войска: его применят исключительно для мирных целей, а именно – очистки линий электропередач (ЛЭП) от различного мусора. 

Дело в том, что на проводах ЛЭП быстро и в большом количестве скапливается мусор. Его уборка лежит на плечах работников энергокомпаний. Работники убирают мусор, используя люльку телескопической автовышки. А чтобы ее установить, нужно примерно 5–10 минут. И убирают мусор вручную, что весьма долго и утомительно. Работники энергетической службы Санъяна додумались применить для этих целей дроны. Мы не знаем, находились ли провода в момент чистки под напряжением. И судя по всему, огнеметный дрон будут применять только на высоковольтных линиях, где используют кабели без изоляции. Также пока неясно, как именно беспилотник хотят защищать от электромагнитного излучения. Возможно, подробности смелой идеи мы узнаем чуть позже. 

В это трудно поверить, но беспилотные летательные аппараты в будущем могут заменить общественный транспорт. Ну или как минимум такси. Первый в истории пассажирский дрон представили еще в 2016 году на проходящей в Лас-Вегасе выставке CES. Зимой 2017 года китайская компания EHang опубликовала видео испытаний пассажирского беспилотного такси EHang 164. В рамках тестов проверили маневренность, управляемость и возможность летать ночью. 

При помощи восьми пропеллеров, которые приводятся в движение электромоторами, дрон способен поднять в воздух одного человека. На большее, увы, рассчитывать пока не приходится, так как второй пассажир в кабину просто не уместится. Общий вес нагрузки – до 100 кг. Летательный аппарат сможет развивать скорость 100 км/ч и будет находиться в воздухе до 23 минут, за которые он сможет преодолеть 16 км. 

Самое главное, что находящемуся на борту пассажиру не нужно вообще ничего делать. Взлет, следование по маршруту и посадку возьмет на себя система БПЛА. Предварительно задать прибытие и обозначить маршрут можно будет с помощью приложения на смартфоне. Если же какая-то нештатная ситуация все же произойдет, пилотирование возьмет в свои руки оператор из службы поддержки. 

Кабину инженеры EHang выполнили из композитных материалов и углеродного волокна. Для изготовления каркаса и несущих элементов применили сплавы на основе алюминия. 

Идея EHang выглядит революционно. Вот только не опережает ли она свое время? Как быть, например, с надежностью БПЛА? Сможет ли она удовлетворить высоким требованиям? И как эксплуатация беспилотного такси будет выглядеть с юридической стороны? Очевидно, все эти вопросы, как, впрочем, и создание соответствующей инфраструктуры, только предстоит продумать. Массовое внедрение БПЛА наподобие EHang 164 точно не является вопросом ближайших лет. 

Одним из весьма перспективных направлений применения БПЛА считают раздачу Интернета. Сейчас компания Facebook разрабатывает дрон Aquila, в основу которого легли технологии компании Ascenta. Корпус летательного аппарата выполнили из прочного и легкого углеродного волокна. Размах крыльев Aquila превышает таковой у Boeing 737, однако вес летательного аппарата составляет всего лишь 400 кг. Аппарат получает питание от солнечных батарей, что, согласно задумке, позволит ему парить над заданным районом месяцами. 

Задача таких беспилотников – кружить над районами диаметром 100 километров и обеспечивать их жителей беспроводным сигналом. Таким образом, даже обитатели самых труднодоступных районов Земли получат возможность подключиться к сети Интернет. В рамках предоставления веб-доступа оборудование БПЛА будет обеспечивать дальность действия от 30 до 50 км. При этом эксперты Facebook ожидают пропускную способность канала связи на уровне не менее 30 Гбит/с. 

Пока что испытания Aquila не всегда успешны: во время одного из них дрон разрушился при посадке. Но в Facebook не считают это проблемой и отказываться от реализации задуманного не намерены. 

Подведем итог. Как видим, можно ожидать активного применения БЛПА в различных новых направлениях. Прежде всего, в качестве: 

– многофункциональных боевых комплексов, способных заменить истребители-бомбардировщики; 

– военного и гражданского транспорта; 

– поисково-спасательных аппаратов, способных работать в любых условиях; 

– устройств, предназначенных для обучения управлению более сложными БПЛА; 

– устройств для раздачи Интернета.