Интервью с Александром Бирюковым

Мы пообщались с заместителем директора по развитию Александром Дмитриевичем Бирюковым об особенностях дронов из нашей лаборатории.

АРТ-ВИВТ: Расскажите, что из себя представляет учебно-лабораторный комплекс, который Ваша компания поставила в ВИВТ? Какие образовательные задачи он решает?

Александр Дмитриевич: Данный комплекс предназначен для обучения студентов основам конструкции и эксплуатации БПЛА мультироторного типа (коптеры) двух разных типов (квадро и гексакоптер).

АРТ-ВИВТ: Сейчас дроны активно используются в медицине, строительстве, сельском хозяйстве и других промышленных областях. Кроме того, они стали незаменимым инструментом для работы поисково-спасательных команд. Комплектация и функции устройства зависят от отрасли его применения. Насколько универсальны дроны из нашей лаборатории?

Александр Дмитриевич: Дроны в нашем комплексе фактически являются чем-то вроде «эталонной» открытой реализации на базе наиболее простых и часто встречающихся компонентов. Это сделано с целью изучения базовых принципов и минимизации риска простоя комплекса при поломке. Фактически комплекс состоит из двух КИТ-наборов, то есть из специально подобранных компонентов, предназначенных для сборки двух различных типов БПЛА, при этом компоненты взаимозаменяемы, и дрон может быть многократно собран и разобран без риска потери работоспособности.

АРТ-ВИВТ: Разделяются ли учебно-лабораторные комплексы по уровню сложности: для новичков, более опытных специалистов и т. п.?

Александр Дмитриевич: Комплекс состоит не только из аппаратной части, непосредственно кит-набор с собранной «базой» (центральная плата питания с припаянными разъёмами), но и из программной части и дополнительного модуля по изучению принципа программирования микроконтроллеров и подключения к ним различного оборудования и систем по аналогии с системами, задействованными в самом аппарате. Таким образом, новички могут потренироваться в сборке и изучении конструкции в виртуальной части комплекса на трёхмерном цифровом двойнике. Ребята со средним уровнем подготовки могут собрать и запустить сам аппарат, а также потренироваться в пайке и сборке схем для микроконтроллеров. Высший пилотаж – это непосредственно пилотирование собранного аппарата в режиме управления по радиоканалу и в режиме полностью беспилотного полёта (при помощи входящего в комплект имитатора НСУ с необходимым минимумом оборудования для связи).

АРТ-ВИВТ: Насколько сложное программное обеспечение используется для БПЛА из нашей лаборатории?

Александр Дмитриевич: Что касается программирования дрона – всё стандартно: общепринятые открытые комплексы наземной станции (QGroundControl, например). Виртуально-учебная же часть представлена нашей собственной разработкой в виде виртуального комплекса по сборке и обслуживанию типовых аппаратов мультироторного и самолётного типа. Данное ПО разработано в Сколково и входит в российский реестр программных продуктов, позволяет учащимся разбирать и изучать устройство виртуальных копий реальных аппаратов как бытового класса, так и более продвинутых систем. Список аппаратов постоянно расширяется. Ближайший аналог такого рода системы – это популярная среди молодёжи игра в Steam World of Guns, которая позволяет попрактиковаться в сборке и разборке оружия и различной военной техники, не выходя из дома.

АРТ-ВИВТ: Какие знания и навыки студенты получат в процессе обучения?

Александр Дмитриевич: Для начала знания базовых основ конструкции дронов: минимальный состав, принцип работы и построения его основных систем. Комплекс позволит более наглядно представлять структурно сам аппарат, ведь фактически это пластиковая подложка с 54 электромоторами, батарейкой, радиоприёмником, небольшим микроконтроллером с гироскопом и прошивкой, а всё остальное – навесное оборудование, от банальной курсовой камеры до сложнейших приборов геодезической съёмки и сканирования земли.

АРТ-ВИВТ: Позволяет ли ПО изучать программирование полёта дронов дистанционно – в виде виртуальной лаборатории?

Александр Дмитриевич: Тут скорее так: ПО учит основам работы с электроникой дрона (на аналогах) и основам сборки. И отдельный модуль – инструкция по настройке и программированию дрона на пилотируемый или беспилотный полёт. С другой стороны, у нас имеется отдельный продукт – симулятор-тренажёр оператора БПЛА. В нём есть модуль симуляции составления полётного задания для различных аппаратов. Если упрощённо: мы строим маршрут на карте местности в программе с указанием точек старта, промежуточных точек и точки финиша, с учётом высоты каждой из них. Затем эти данные загружаются в аппарат, и он выполняет «миссию», возвращаясь или не возвращаясь домой. Задача тренажёра –показать на трёхмерной симуляции, как будет идти полёт по данным из полётного задания, не врежется ли аппарат в дерево или дом.

АРТ-ВИВТ: Какова разница между учебными летательными аппаратами и дронами, которые используются для решения реальных задач?

Александр Дмитриевич: Если мы говорим о потребительских (коммерческих) или, скажем так, бытовых дронах, которые продаются в виде готового девайса и предназначены для фото и видеосъёмки, а также для наблюдения – то тут у нас мало общего с ними, так как данные дроны не подразумевают вмешательство в конструкцию, ремонт или перепрограммирование на беспилотный полёт (если брать доступные аппараты стоимостью до 100 000 р.).

Если же говорить о сравнении наших учебных дронов и их профессиональных аналогах, то структурно тут всё практически одинаковое, разница лишь в масштабах и качестве. В реальных дронах будет использоваться более дорогой полётный контроллер с дублированием или даже троированием критических датчиков, более дорогие моторы, огромная батарея (и не одна), и главное отличие – непосредственно полезная нагрузка или «пассажир» – то ради чего вообще строится грузоподъёмный дрон с большим временем работы.

Можно даже на компонентах, используемых в нашем комплексе (условно назовём это семейство F450 и F550), собрать довольно серьёзный аппарат с ИК-камерой и гиростабилизированным подвесом, но это не всегда оправдано, так как существуют готовые, уже собранные решения, хотя в РФ есть фирмы, собирающие БПЛА на заказ из таких свободно доступных компонентов (наборов).