Как скоро тяжелый монотонный труд сельского работника на ниве станет только фитнесом и будет продолжаться по желанию? Какова бюрократическая ситуация вокруг инициативы заменить рутинную работу на программу для робота? Наконец, кто на всем этом будет летать?
Фото: Дмитрий Азаров, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Дмитрий Азаров, Коммерсантъ / купить фото
— Кто и когда стал инициатором проекта «Циклолет» в СССР (России)?
— Из имеющихся источников известно, что в 1909 году российский военный инженер Евгений Павлович Сверчков построил первый в истории циклолет, назвав его очень символично — «самолет». В воздух машина не поднялась, потому что уровень развития зарождающейся на тот момент авиационной промышленности не позволял обеспечить полноценные исследования и проектирование столь сложных аэродинамических компоновок с высокой интерференцией входящих в нее элементов.
В 2017 году Фонд перспективных исследований (ФПИ) организовал открытый конкурс «Свободный взлет», задачей которого являлось отыскание лучшего научно-технического и технико-экономического предложения по транспортному опционально пилотируемому летательному аппарату вертикального или сверхкороткого взлета и посадки. Цель конкурса состояла в поиске нового по отношению к существующей винтокрылой авиации решения для обеспечения аэромобильности.
Одну из заявок на конкурс подала организация ООО «Флэш-М» (Красноярск), включавшая представителей творческой группы «Арей» и ученых из Института теплофизики Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН). В конкурсной работе были представлены результаты многолетней работы по численным и экспериментальным исследованиям конструкций циклических движителей в виде технического предложения по новому типу летательного аппарата с циклическими движителями — циклолету. Также был продемонстрирован экспериментальный образец циклического движителя. Результаты его испытаний подтвердили заявленные в конкурсной работе характеристики.
По результатам конкурса в мае 2017 года ООО «Флэш-М» была объявлена призером. Творческий коллектив получил возможность проведения работ по обоснованию технического облика демонстратора малогабаритного грузопассажирского летательного аппарата вертикального взлета и посадки с циклическими движителями в рамках аванпроекта ФПИ. Аванпроект был успешно выполнен в мае 2018 года. Были представлены обоснованный технический облик циклолета грузоподъемностью 250 кг и новый стендовый образец циклоротора, который позволил валидировать численные расчеты ИТ СО РАН.
По результатам аванпроекта ИТ СО РАН подал в ФПИ заявку на реализацию проекта по созданию демонстратора малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки с циклическими движителями, получившего шифр «Циклон», который успешно выполняется в настоящее время.
— Какие концепции были рассмотрены и отвергнуты?
— В процессе подготовки проекта и его выполнения были рассмотрены различные схемы компоновки летательных аппаратов с циклическими движителями.
За рубежом разрабатываются концепции летательного аппарата с двумя циклическими движителями и дополнительным винтом, компенсирующим
вращательный момент (современные вертолеты, используют подобный принцип компенсации вращательного момента рулевым винтом). Данный тип летательного аппарата хоть и достаточно прост в управлении, однако для получения необходимой тяги требует либо использования роторов больших размеров, либо увеличения скорости вращения роторов, что приводит к снижению энергетической эффективности и увеличению уровня шума. Кроме того, такой вариант обладает меньшей надежностью и безопасностью.
Конструкция летательного аппарата, изначально представленная на конкурс ФПИ «Свободный взлет», включала три циклических движителя. Такая схема требует создания более сложной системы управления и ограничивает функционал летательного аппарата.
В ходе реализации аванпроекта и в проекте «Циклон» разработчики пришли к использованию симметричной четырехроторной компоновочной схемы аппарата. В целом схема конструкции циклолета обеспечивает летательным аппаратам ряд преимуществ для выполнения специализированных задач в городских условиях: компактность, низкий уровень шума, высокая маневренность, возможность причаливания к стенам, посадка на наклонные поверхности и т. п.
Также было рассмотрено и исследовано в аэродинамических трубах множество различных конфигураций самого циклического движителя, отличающихся количеством лопастей, их аэродинамическим профилем, геометрией лопастей в плане и удлинением движителя. Роторы российского циклолета проекта «Циклон» — это результат обширных расчетных и экспериментальных исследований в области аэродинамики, конструкции и прочности.
«Циклодрон» для оказания дрон-сервисов в сельском хозяйстве, аэромониторинге и транспортных перевозках, где аппарат будет успешно конкурировать с беспилотными вертолетными и мультикоптерными комплексами
«Циклодрон» для оказания дрон-сервисов в сельском хозяйстве, аэромониторинге и транспортных перевозках, где аппарат будет успешно конкурировать с беспилотными вертолетными и мультикоптерными комплексами
— Каковы конструктивные особенности прототипа, представленного на форуме «Армия-2020»?
— По результатам проведенных расчетных и экспериментальных исследований был сформирован облик аппарата, а также спроектирован и построен первый летный прототип демонстратора проекта «Циклон», содержащий четыре циклических движителя. Роторы представляют собой пять лопастей с управлением по общему и циклическому шагу, заключенных в непроницаемые боковые диски. Движители с такими параметрами обеспечивают требуемую тягу для взлета, посадки и маневрирования циклолета массой 50 кг. Силовая установка прототипа демонстратора состоит из четырех электродвигателей и аккумуляторной батареи.
На демонстраторе отработана система автоматического управления полетом, позволяющая аппарату осуществлять повороты по курсу, горизонтальные низкоскоростные полеты, полеты со скольжением, зависание с тангажом до 45°, а также вертикальные взлет-посадку как с горизонтальных, так и с наклонных поверхностей.
— Какие структуры или заказчики демонстрируют надежный спрос на циклолет?
— Циклолеты планируется разрабатывать и выводить на рынок в трех последовательных типоразмерах: беспилотный «Циклодрон» взлетной массой 60 кг и грузоподъемностью до 20 кг, опционально пилотируемый «Циклокар» взлетной массой 2000 кг и грузоподъемностью до 600 кг и в самой отдаленной перспективе транспортный «Циклотрак» взлетной массой около 10 000 кг и грузоподъемностью до 4000 кг.
Циклодрон планируется использовать для оказания дрон-сервисов в сельском хозяйстве, аэромониторинге и транспортных перевозках, где аппарат будет успешно конкурировать с беспилотными вертолетными и мультикоптерными комплексами.
Большие преимущества у циклодрона на формируемом рынке срочной доставки в городах благодаря сочетанию стоимости, компактности, вертикальных взлета-посадки и высокой скорости полета, однако пока существуют законодательные ограничения на применение дронов массой более 30 кг.
В беспилотных аппаратах с летными качествами, которые демонстрируют циклодроны, заинтересовано МЧС России. Циклолеты демонстрировались на прошедшей еще в 2019 году выставке «Комплексная безопасность-2019». Спасатели рассматривают циклолеты прежде всего как средство эвакуации и борьбы с пожарами в высотных зданиях.
Циклокар может стать основой отечественного рынка аэромобильности. На мировом рынке аппарат имеет высокие конкурентные преимущества, поскольку обладает уникальным сочетанием технических и экономических качеств по сравнению с вертолетной техникой и разрабатываемыми в настоящее время средствами аэромобильности (CityAirbus, CityHawk и др.): при цене в четыре-шесть раз меньше, чем вертолет той же взлетной массы, циклокар обладает скоростью до 250 км/ч и дальностью полета более 500 км, вмещает до шесть пассажиров или 600 кг груза и при этом занимает всего два парковочных машино-места. Кроме того, этот летательный аппарат будет обладать высокой безопасностью полета, так как он сможет удерживаться в воздухе при повреждении двух из четырех роторов, а также будет оснащен парашютной системой спасения.
Важно заметить, что циклодроны и циклокары будут, как сейчас принято говорить, дружественными для людей. Это выражается прежде всего в периферийной защите каждого циклического движителя, что исключает травмирование находящихся в непосредственной близости с роторами циклолета людей. Вместе с тем аэродинамика циклического движителя обеспечивает более низкий уровень шума по сравнению с воздушным винтом той же тяги, следовательно, комфортное сосуществование жителей российских городов и множества циклолетов, перевозящих над их головами грузы и людей. Так, на летающем в проекте «Циклон» циклолете уровень звукового давления на расстоянии 1 м от висящего в воздухе аппарата не превышает 86 дБ. Это соответствует показателям современного скутера или автомобиля.
В настоящий момент разработан бизнес-план по созданию и развитию специализированного предприятия — российского инновационного центра циклолетной техники «Циклон», призванного разрабатывать и выводить циклолеты на рынки дрон-сервисов и перспективный рынок аэромобильности. Имеется группа инвесторов, заинтересованных в участии в этом инновационном бизнесе, но называть их пока преждевременно.
— Где планируется наладить производство комплектующих и сборку?
— При изготовлении циклодронов и циклокаров широко применяются полимерные композитные материалы, токарная и фрезерная металлообработка. Возможно применение аддитивных технологий при изготовлении легких конструкций элементов движителя, шасси, фюзеляжа.
В бизнес-плане рассматривается несколько критериев выбора места производства. С одной стороны, важны близость к потребителям услуг, логистика. С другой — интересуют экономические преференции, действующие в ряде регионов России. Производство аппаратов планируется организовать либо в Московской области, либо в одной из зон опережающего экономического развития в регионах страны, в которых уже действуют предприятия заинтересованных в проекте потенциальных инвесторов.
— Кем, где и как планируется обучать циклолетчиков?
— Методики обучения пилотов-диспетчеров беспилотных систем планируется отработать в ходе опытного применения циклодронов в Томском опытном районе применения беспилотных авиационных систем, который организуется в настоящее время на территории Томской области. Для этого готовится к запуску специальный проект ФПИ, цель которого — отработать технические детали и обеспечение полетов новой беспилотной циклолетной системы, а в будущем и опционально пилотируемого циклокара. Вопрос штатного обучения управлению циклолетами будет решаться по итогам данного проекта.
Циклолетчиком сможет стать каждый из нас, поскольку и циклодроны и, главное, циклокары имеют систему автоматического управления с режимом директорного управления. По аналогии с потребительскими и коммерческими дронами вы просто задаете направление и скорость полета, занимая место оператора циклодрона или сидя в комфортабельном кресле циклокара. Управлять циклокаром будет проще, чем автомобилем.
— Как видится организация небесной циклоинспекции (или как это называется) для безопасности движения?
— В ближайшее время апробация и развитие организации воздушного движения беспилотников массой более 30 кг планируется в уже упомянутом Томском опытном районе применения беспилотных авиационных систем в рамках реализации «регуляторной песочницы» — экспериментального правового района — в соответствии с федеральным законом №258-ФЗ от 31 июля 2020 года. При этом должен быть отработан режим совместного использования воздушного пространства беспилотниками, самолетами и вертолетами авиации общего назначения, санитарной авиации. Фондом перспективных исследований организована и финансируется работа по созданию системы управления воздушным движением дронов в Томском опытном районе.
На стадии развитого рынка аэромобильности безопасность движения тысяч циклодронов, циклокаров и циклотраков в небе над мегаполисами Земли должна будет обеспечиваться с использованием технологий искусственного интеллекта. Это будет осуществляться посредством контроля воздушного движения с непосредственным использованием автоматических систем управления его участников. Подобная система контроля движения исключит фактор человеческой ошибки управления. Такой подход предоставит более детерминированные условия для безопасного скоростного передвижения, чем существующая автомобильная инфраструктура.