Где собирают первый в России беспилотный винтокрыл и что он умеет

Продолжаем изучать беспилотники, которые выпускают в России. Новосибирская компания ООО «Оптиплейн Аэродинамика» разрабатывает винтокрылы. В отрасли добычи и геодезии они справляются с задачами лучше более привычных планеров и коптеров. А что же это за аппараты и чем они так хороши, узнали у гендиректора компании Андрея Тимофеева, который сам рассчитывал аэродинамические характеристики винтокрыла, а потом стал технологическим предпринимателем.

Что такое винтокрыл

Винтокрыл — это летательный аппарат, который сочетает преимущества коптеров и самолетов. Он вертикально взлетает и садится, как классический мультикоптер — то есть аппарат, построенный по вертолетной схеме, с тремя и более несущими винтами.

От самолетов винтокрыл взял крылья, они позволяют ему летать на бóльшие расстояния, чем коптер. В горизонтальном полете он движется как беспилотник самолетного типа.

Первый мультикоптер создал и испытал в 1922 году Георгий Ботезат

Получается гибрид коптера и самолета, который по времени и дальности полета находится где-то между ними. Винтокрыл нивелирует минусы обоих типов БПЛА: не очень успешную аэродинамику квадрокоптера в горизонтальном полете и сложность управления самолетом

Конечно, можно сделать проще — взять планер и установить на крылья две перекладины с моторами на концах. Такой гибрид квадрокоптера и планера называется «квадплэйн». Но есть у него ряд проблем: с парусностью, с торможением и разгоном. Поэтому мы от этой схемы сознательно отказались и сделали трикоптер с рядом конструктивных особенностей, которые впоследствии запатентовали: под какими углами крылья, как расположены моторы, как меняется вектор тяги.

Так мы пришли к универсальному решению — создали и наладили серийный выпуск оптимального компактного промышленного винтокрыла.

Наша компания была первой, кто собрал дрон такого типа. Это полностью наша запатентованная разработка

Соединили плюсы планеров и коптеров в винтокрыле Optiplane

Винтокрыл — это не конвертоплан

Их часто путают, но это не одно и то же. Конвертоплан — это летательный аппарат, у которого есть режим конвертации. То есть во время полета его винты из перпендикулярного положения относительно земли поворачиваются в параллельное положение. У нас же винты сразу стоят под определенным углом и никак свое положение не меняют.

Изначально мы планировали сделать конвертоплан, опираясь на американский Osprey, но отказались от такой сложной механики. Она уменьшает возможность аппарата работать в случае выхода из строя частей конструкции — это называется отказоустойчивость. Наша задача была сделать беспилотник более надежным.

Компактный электрический винтокрыл Optiplane S2

Характеристики винтокрыла Optiplane S2

Optiplane S2 в оптимальном режиме полета работает 60 минут от одной подзарядки. Если заставить его просто висеть на месте, то это полчаса. А если он будет лететь с крейсерской скоростью в идеальных погодных условиях, то на выполнение полетной миссии будет час.

Винтокрыл может подниматься на высоту до трех километров, но обычно он работает на высоте 100–150 метров

Транспортируют его в разобранном виде и собирают перед полетом. К корпусу присоединяют передние и задние крылья, а также полезную нагрузку. Дальше аппарат выполняет полетное задание, возвращается, и его снова разбирают. Элементы компактно укладывают в кейс и удобно транспортируют.

Характеристики винтокрыла Optiplane S2

Какой будет улучшенная версия

Следующая модель выглядит почти так же. Но характеристики у него отличаются за счет изменения расположения крыльев, винтомоторной группы и аккумуляторных батарей. И по размерам он чуть больше.

Дальность будет увеличена примерно в полтора раза — до 70 км. Время полета тоже больше. И при этом себестоимость снижена на 200–300 тысяч рублей за счет изменения технологии производства, материалов и сроков сборки. Сейчас опытная модель проходит летные испытания.

Новая модель винтокрыла будет одним из самых дальних eVTOL-дронов с вертикальным взлетом и посадкой для геодезии и маркшейдерии в своём классе.

Из инженера в технологические предприниматели

История компании началась в 2015 году. В то время сооснователь компании Кирилл Яковченко пришел в нанотехнологический центр «СИГМА.Новосибирск». На базе наноцентра родилась компания «Оптиплейн Беспилотные Системы», которая на текущий момент существует как компания-разработчик дронов-винтокрылов.

Я пришел в компанию в 2017 году в качестве инженера по расчетам аэродинамики. Занимался математическим моделированием, гидроаэромеханикой. Сначала был инженером, затем техническим директором.

Некоторое время спустя в качестве продуктового спин-оффа наноцентр «СИГМА.Новосибирск» создал продуктовую компанию «Оптиплейн Аэродинамика», которую возглавил я.

Винтокрылы летают на малых скоростях, а аэродинамика малых скоростей плохо изучена — нужно было строить сложные модели, чтобы рассчитать аэродинамические характеристики дрона

До работы в компании «Оптиплейн БС» я учился в межвузовской магистратуре, которая была сформирована как трехстороннее партнерство между Новосибирским государственным университетом, Академпарком Новосибирска и профильным предприятием. Действующие предприятия запрашивали, какие специалисты им нужны и на какие задачи. На одну из таких задач вызвался я — с обязательной трехлетней отработкой на предприятии, заключением договора о дополнительном образовании и обучении в классической магистратуре НГУ.

В итоге два года я учился в классической магистратуре и одновременно посещал дополнительные образовательные семинары и лекции, которые развивали меня в трехвекторном направлении: как предпринимателя, инженера и управленца. А я потом мог сам выбрать, в каком из этих трех направлений мне работать.

Так я пришел в «Оптиплейн» как инженер, потом переквалифицировался в управленца и в итоге стал технологическим предпринимателем

Где собирают винтокрылы

В 2018 году мы сделали первую поставку. Пока дроны производят в малой серии — десятками — и поставляют по всей России. В 2023 году БПЛА стали главной технологической темой, поэтому у нас большие планы на расширение.

Сейчас у «Оптиплейна» одна модель в серийном производстве. И уже есть следующая улучшенная версия с увеличенной дальностью полета и временем нахождения в воздухе.

Цель наноцентра «СИГМА.Новосибирск» — создание фокусированных бизнесов. Поэтому, чтобы собирать винтокрылы, была создана отдельная компания, которая специализируется именно на контрактном производстве дронов. Мы отрабатывали качество производства своими силами, понимая, что в какой-то момент рынок начнет расти и мы будем не только собирать там наш винтокрыл Optiplane, но и получать внешние заказы на контрактное производство. Сейчас это и происходит.

Комплектующие — это сейчас одна из самых больных тем для всей отечественной отрасли. Есть поставщики деталей из России и Беларуси. Но большая часть это всё же Китай. В частности, воздушные винты, моторы, автопилот, а также полезная нагрузка. Но сейчас отрасль активно поддерживают, поэтому мы надеемся, что ситуация в ближайшее время изменится.

Где используют винтокрылы

В основном их берут на задачи, где требуется совмещение режима полета коптера и самолета. Например, в задачах, где нужно просто висеть, как коптер, его использование менее эффективно. А вот для съемок ЛЭП он подходит идеально, потому что может кружить вокруг опор, а между опорами перемещаться в самолетном режиме. Про один из таких видов обследований мы смонтировали видео:

Ключевая отрасль для нас — это маркшеидерия, добыча и геодезия. Винтокрылы используют на карьерах Кузбасса и Якутии. Но сейчас мы активно двигаемся в сторону применения наших беспилотников в сегменте ЖКХ и строительства

Винтокрылы «Оптиплейн» внедрены на крупнейшем месторождении коксующегося угля «Эльгауголь» в Якутии с площадью разреза около 8 км2. В условиях рельефа карьера запускать самолеты очень сложно и дорого. А коптеры нужно с разных краев запускать десятки раз, чтобы объять все месторождение, что невозможно на таком разрезе.

Мы предоставили винтокрыл в аренду вместе с умным ПО для автоматического подсчета объемов выработки. Наша бригада выезжала на разрез всего один раз, проложила все маршруты и обучила маркшейдеров.

Кроме того, винтокрылы используют для мониторинга трубопроводов, нефтепроводов и линий электропередач. Есть задачи по определению границ участков, маркшейдерии, картографии, магнитометрии и поиску полезных ископаемых. Это то, что сейчас активно развивается.

Маркшейдеры после одного мастер-класса у наших специалистов могут самостоятельно запускать винтокрыл без освоения профессии пилота

О применении аппаратов на карьерах есть отдельный видеоролик:

Как пользователь работает с винтокрылом

Мы изначально понимали, что у наших клиентов не будет обученных пилотов. Поэтому наш дрон летает в автономном режиме. Большинство аварий происходит на взлете и посадке по вине человека. Устранив человеческий фактор из процесса управления, мы значительно снизили число аварийных случаев.

Мы обучаем клиента собирать дрон и создавать полетное задание. А дальше после составления полетного задания по нажатию кнопки дрон взлетает и в автономном режиме выполняет работу.

Внутри аппарата есть автопилот, который позволяет ему выполнять запрограммированное полетное задание. Мы используем лицензированный софт, написанный специально для нашего продукта, где хранится полетное задание. Беспилотник выполняет его в автономном режиме.

На беспилотнике установлена полезная нагрузка: камера или лидар. Они записывают данные на носитель, установленный на борту, то есть на флеш-карту.

Станция базирования принимает, размещает и хранит БПЛА мультироторного типа, а также обеспечивает возможность автоматической замены и зарядки аккумулятора

Как приумножили продажи

С одной стороны, мы увеличили свою коммерческую активность, а с другой стороны, — отрасли в которых применение беспилотников осмысленно экономически, начинают просыпаться, и к нам оттуда приходят клиенты. Но в целом рост прослеживается у всех компаний, которые занимаются БПЛА. Рынок растет, и это радует.

В этом году ждем клиентов из сферы энергетики, газо- и нефтедобычи — в этих секторах применение дронов растет с каждым годом.

Для увеличения производства мы наладили сотрудничество с дилерами геодезического оборудования и партнерами, которые производят необходимые комплектующие для винтокрылов.

Когда появятся полностью российские дроны

Некоторые компании заявляют, что уже делают полностью отечественные модели. Я не знаю, насколько это правда и как правильно считать. Если самим собрать мотор из комплектующих китайского производства и говорить, что это наш отечественный мотор, — считается ли это? Вопрос дискуссионный.

Сейчас для беспилотника Optiplane S2 мы используем китайские комплектующие, скоро будем тестировать моторы и полезную нагрузку российских производителей.

Возможно, в России действительно все уже есть, но информированность из-за слабого маркетинга низкая. Наверняка какой-нибудь завод под Ростовом уже выпускает что нужно. Просто мы не знаем, но надеемся выстроить индустриальную кооперацию для обеспечения производства полностью внутри РФ.

С полезной нагрузкой сложнее: в России очень мало кто может сказать, что производит полетные контроллеры или GNSS-приемники. А если и производит, то у них пока нет достоверной оценки рынка.

Я думаю, что в течение пяти лет можно будет говорить о беспилотниках, собранных на 99% из отечественных комплектующих от и до, включая сырье и детали

0
13 комментариев
Написать комментарий...
Griby Lenina
в течение пяти лет можно будет говорить о беспилотниках, собранных на 99% из отечественных комплектующих

Почему же только в течение пяти лет? Я думаю, о них можно говорить вечно.

Ответить
Развернуть ветку
Score of Doom

"где"

На хлебобулочной пекарне, вы что первый год живёте?

Ответить
Развернуть ветку
Сексорцист Милфхантерович
Ответить
Развернуть ветку
Владимир Степанов

винтокрыл, они так хотят заменить слово дрон?

Ответить
Развернуть ветку
Валерий Кипер

Первый мультикоптер создал и испытал в 1922 году Георгий Ботезат
Даже и не думал что его создали так давно

Ответить
Развернуть ветку
Nurgaliev

Если не секрет,- а в чём сложность производства воздушных винтов? Центробежное литьё из композитного полимера, должно легко решать эту задачу.

Ответить
Развернуть ветку
Михаил Стерлин

кокое-кокое литье?

Ответить
Развернуть ветку
Sever

"Центробомжное" :))))))

Ответить
Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку
Sliv Net

Основной потребитель - вагнер

Ответить
Развернуть ветку
Sever

Вагнеру такой мусор даром не нужен.

Ответить
Развернуть ветку
Nurgaliev

Центробежное, - spin casting его ещё называют.

Ответить
Развернуть ветку
Михаил Стерлин

из композита? кто-то так льёт пропеллеры?

ps отвечать лучше кнопкой ответ, а то он теряется

Ответить
Развернуть ветку
Sever

VC скатывается до уровня желтой прессы..

шарашкина контора из Новосибирска каждый год в течение 5 лет "создает новый прорывной дрон" = показывают один и тот же только название меняют. сейчас любой современный китайский коптер в разы лучше и дешевле этих импортазамещенных винтодрынов, которые никому даром не уперлись. 🤡

ездили с клубом на выстовку в ВДНХ и видели их винтодрын на кубике - у нас даже мелкие в моделке такую дичь не собирают. там прекрасно все! особенно внешние LPT-коннекторы от крыльев к фюзику и зазоры в палец толщиной. 🤡

но самый кринж в том что там же рядом стоят их конкуренты из ада (название явно придумал тролль 99 уровня) с точно такой же "уникальной схемой" но только с дальностью полета почти в 15 раз дальше, это ГГ.. PRESS F. 🤡🤡🤡

Ответить
Развернуть ветку
10 комментариев
Раскрывать всегда