Журнал `Компьютерра` №746

Чемпион в легком весе

Автор: Александр Бумагин

Ижевская компания "Беспилотные системы" известна на международном рынке благодаря марке A-Level Aerosystems. Компания производит беспилотные летательные аппараты размером от сорока сантиметров до четырех метров. О том, каково делать беспилотники в России, мы говорили с руководителем компании Александром Захаровым.

Между российскими и зарубежными разработками часто ставится знак равенства:дескать, ничего своего у нас нет…

- Несколько лет назад, когда мы поставляли в МВД РФ первые комплексы БПЛА, наша система автоматического управления еще не прошла все испытания, и пришлось использовать автопилот канадской фирмы-разработчика. Но в течение полугода был доработан и испытан наш собственный автопилот, и мы заменили систему даже в тех комплексах, которые были поставлены ранее.

Вы одни такие в России или есть еще негосударственные компании, которые заслуживают внимания?

- Пожалуй, из заслуживающих внимания частных российских компаний я могу назвать "Эникс" из Казани. Они работают в этой области дольше нас. Там подобрались очень грамотные специалисты. Вообще, если брать все профильные фирмы, как частные, так и государственные, то нас не так уж много, и мы все друг друга знаем.

Да что говорить, по всему земному шару специалисты-разработчики БПЛА хорошо знают друг друга. Специализированные мероприятия проходят примерно раза два в год, и все давно успели перезнакомиться.Все понимают, кто чего стоит.

Следовательно, вы можете оценить положение в отрасли. Как обстоят дела с беспилотниками в России?

- Рынок микро-БПЛА по-прежнему невелик в денежном выражении, потому что сами аппараты недороги. Однако мы являемся свидетелями резкого увеличения потребности и закупок аппаратов данного класса.

Причиной тому служат участившиеся вооруженные конфликты, а также потребность в системах получения информации, в устройствах дневного и инфракрасного наблюдения, радиоразведки и др. Возможности беспилотников существенно улучшились. Они выдерживают большие ветровые нагрузки;значительно возросли длительность и дальность полета. Улучшились также передача, прием и стабилизация видеосигнала. Возросла надежность аппаратуры.

Наша компания второй год сотрудничает с концерном "Вега". У государственных предприятий есть опыт работы с документацией и опыт организации испытаний в соответствии с ГОСТами. У нас же имеется возможность заниматься малыми аппаратами, что нерентабельно для крупной компании, такой, к примеру, как КБ "Луч". Но мы можем передать им готовый аппарат в производство, а вырученные средства вложить в собственное развитие, чтобы оставаться передовым конструкторским бюро.

Мы должны быть быстрее - это задача для компаний нашего уровня. Сам факт такого сотрудничества я оцениваю как признак развития отрасли в России.

Будущее же зависит от многих факторов. Одним из важных является вопрос необходимости. Я говорю о военной ситуации внутри страны и на границе. Россия теряет рынок стран третьего мира, которые раньше были ориентированы на нашу страну в вопросах поставки вооружений и военных технологий. Еще не поздно это исправить.

У нас есть что им предложить. Надо быть более активными в вопросе продвижения продукции. В то же время я вижу и положительные тенденции, которых не было еще два года назад. Есть изменения в Генштабе, виден иной подход у людей, принимающих решения. Думаю, что и внутренний, и внешний рынки в нашей отрасли станут совсем другими в ближайшие годы.

Не смущает, что ваша продукция может быть применена для войны?

- Это вопрос морали тех, кто будет устройства эксплуатировать. Наша задача - отсекать запросы от сомнительных компаний, дабы исключить неконтролируемое и непредсказуемое использование наших технологий.

И, например, наши аппараты давно доказали, что их применение против бандформирований позволяет минимизировать или даже свести к нулю потери среди личного состава спецслужб.

Чем процесс создания ваших систем отличается от такого же процесса в государственном КБ?

- У нас нет столь жесткой программы испытаний, которая отработана и принята государственными компаниями. Но мы стремимся освоить эту практику, так как понимаем, что соответствующие ГОСТы появились не на пустом месте.

Представители крупных компаний порой смотрят на небольшие фирмы свысока…

- Скепсис знатоков авиации легко понять. Конструкторы годами создают аппараты, а тут молодая команда, за несколько месяцев добивающаяся видимых результатов… Мы не госпредприятие и мыслим не как обычные инженеры, а как инноваторы.

Кроме надежности и качества, для нас очень важны простота и разумный бюджет проекта.

Как вы оцениваете ситуацию с кадрами в отрасли?

- Могу сказать лишь о своей компании. Я горжусь теми людьми, с которыми работаю. У нас нет текучки. Впрочем, и отбор довольно жесткий. Обычно за две недели становится ясно, тот ли это человек, который тебе нужен. Одной только исполнительности нам недостаточно. У нас работают широкопрофильные специалисты. Половина из них имеет кандидатскую степень.

Как вы пришли в эту сферу? Почему именно беспилотники? Прибыльно ли это?

- Сейчас на финансовую отдачу грех жаловаться: бизнес стал рентабельным на третий год. Но возникло все не вдруг.

В 90-е годы мы активно работали совсем в другой области. В 2000 году я занялся вертолетным спортом, потом увлекся беспилотниками. С одной стороны, это интересно, с другой - продукт востребован.

На первом этапе вкладывались значительные средства, мы учились, прошли через успехи и неудачи. Разрабатывали свои математические модели, изучали всю доступную литературу, переводили зарубежные книги. Выставки, встречи, знакомства, эксперименты и ежедневные испытания.

Сегодня - получилось, завтра - нет.

Прорабатывали каждую мелочь, совершенствовали технологию. То, что проект стартовал и развивался, - заслуга всего коллектива. Испытания очень сплачивают людей. Это выдержит не каждый. В 2005 году появилась марка ZALA. На сегодняшний день наши БПЛА работают в ФСБ, МВД, служат на границе, участвуют в боевых операциях, а также осваивают мирный рынок - их купили Газпром, Росморфлот.

Вы считаете, что ваша продукция сравнима по качеству с продукцией зарубежных производителей?

- В классе до десяти килограммов она во многом даже превосходит зарубежные разработки.

Можно чуть подробнее рассказать о ваших аппаратах?

- Микро-БПЛА ZALA являются инструментом для первой линии разведки и сопровождения транспортных средств, для обнаружения возможных засад (в любой местности). Армия и специальные подразделения могут использовать нашу технику для проведения спецопераций и получения информации в режиме реального времени из районов, находящихся за пределами видимости. Все эти задачи решают ZALA 421-08, 421-04. Аппарат 421-08 подходит для проведения боевых операций в населенных пунктах, в загруженных и стесненных воздушных пространствах. У него небольшие габариты, а также универсальная полезная нагрузка (две видеокамеры и фотоаппарат с зумом).

Модель 421-12 была разработана специально для нужд Газпрома. Время полета у нее увеличено до двух часов, а вес полезной нагрузки, которую способен нести этот аппарат, составляет 1 кг. При стандартной комплектации в эти рамки укладывается гиростабилизированная по двум осям видеокамера с обзором любой точки нижней полусферы и цифровым стабилизатором изображения. Также может быть установлена на стабилизированную платформу 10-мегапиксельная фотокамера или тепловизор.

Как поддерживается связь между аппаратом и наземной базой?

- По большому счету, самому аппарату связь не нужна. Он может действовать автономно по заданной программе, собирать данные, которые по возвращении будут скопированы с бортового накопителя.

Однако для коррекции действий аппарата и оперативного получения информации предусмотрены два канала связи: телеметрический и передачи данных. Если аппарат гражданского назначения, мы используем для связи зарубежные радиомодемы.

Если речь о спецподразделениях, используем отечественные модемы, менее скоростные, зато востребованные заказчиком. В любом случае, данные шифруются ключом длиной 256 бит.

Каковы ваши планы на ближайшее время?

- Сейчас главная задача - серийное производство, хотя тут все зависит от предложений. Впереди - новые перспективные модели нано-БПЛА и, конечно, БПЛА вертикального взлета/посадки, в том числе в условиях Арктики.[Как сообщила 11 июля пресс-служба ООО "Беспилотные системы", успешно завершен первый этап испытаний беспилотного вертолета корабельного базирования ZALA 421-06. Испытания корабельных модификаций беспилотного вертолета ZALA 421-06 и беспилотного самолета ZALA 421 08 проходили на судне ледового класса с 1 по 8 июля. За это время БПЛА в совокупности выполнили десять полетов в условиях полярного дня. Скорость ветра во время полетов достигала 22 м/с. Задачей первого этапа испытаний было изучение возможности использования беспилотного вертолета ZALA 421-06 и самолета ZALA 421-08 в составе ледокола для проведения ледовой разведки и поиска объектов на воде как в светлое, так и в темное время суток (rnd.cnews.]

Малоразмерные БПЛА внешне походят на радиоуправляемые модели, однако внутри они неизмеримо сложнее, а функционально - богаче.

Главная их особенность состоит в способности осуществлять самостоятельный автономный полет вне зоны видимости человекаоператора.

Микро-БПЛА видеонаблюдения, как правило, проектируют, взяв за основу одну из хорошо исследованных аэродинамических схем, обладающих свойствами статической устойчивости.

Это означает, что, будучи предоставлен сам себе, миниатюрный самолет не пойдет "вразнос" и не станет выписывать лихие кренделя в небе, однако и выполнить полезную работу в отсутствие управления не сможет. Иными словами, БПЛА и бортовой комплекс управления представляют собой единое и неделимое целое, причем именно в информационной начинке скрыты все потенциальные возможности аппарата.

В полете на бортовой комплекс управления ложатся следующие задачи:

измерение параметров движения БПЛА - углов ориентации, угловых скоростей и ускорений;

вычисление навигационных параметров - текущего положения относительно местности, а также текущего курса;

решение задачи стабилизации углового положения БПЛА в полете;

решение задачи навигации и курсового управления БПЛА с учетом полетного задания; решение задачи возврата к точке старта по программе или в случае отказа систем связи;

формирование потока телеметрической информации о параметрах полета;

формирование потока данных через радиоканал от систем видеонаблюдения или запись этих данных на бортовой накопитель;

реализация программ управления приборами наблюдения или другой полезной нагрузкой, установленной на борту;

переход к режиму прямого командного радиоуправления в зоне видимости оператора.

Сегодня разработчикам "типовых" по функциональности БПЛА не нужно самим конструировать все приборы комплекса управления. На рынке имеются готовые комплекты цифровой аппаратуры и сопутствующего программного обеспечения[Например, комплект российской компании "ТеКнол" (www.teknol. ru) включает в себя приемник-определитель навигационных данных GPS Trimble Lasse IQ, модернизированную миниатюрную инерциальную навигационную систему "КомпаНав-2" и блок автопилота с согласующими устройствами.Очень интересные разработки комплектных систем управления миниБПЛА и поставляемых инструментальных средств у отечественной компании ЗАО НТЦ "Рисса" (торговая марка RUAV, www.ruav.ru). - Прим. ред. ].

Типичные массогабаритные характеристики "мозгов" для микро-БПЛА: вес от 150 г до 1,5 кг, размеры от пачки сигарет до толстой книжки или небольшой шкатулки.

Функционирование бортовой системы управления строится по принципу вложенных циклов обработки приходящей информации:обычно данные о текущих координатах, формируемых приемником навигационных сигналов, считываются с частотой 0,5–1 Гц и направляются в локальный вычислитель инерциальной системы.

В блоке инерциальной навигационной системы с внутренней частотой 50–70 Гц происходит опрос контроллеров пьезоэлектрических датчиков углов и ускорений (аналоги "классических" гироскопов и акселерометров) и вычисление текущих параметров движения БПЛА: углы курса, крена и тангажа, угловые скорости по осям, скорость движения, скорость бокового движения, текущие географические координаты.

Вычисленные параметры движения с той же частотой 50–70 Гц выдаются в блок автопилота, где другой локальный вычислитель на основе этой информации и заложенных в его программу законов управления определяет величины текущих управляющих сигналов, которые в блоках усиления и преобразования превращаются в аналоговые или ШИМ-сигналы[ШИМ - широтно-импульсная модуляция, один из видов кодирования информации при передаче.], подаваемые непосредственно на рулевые механизмы.

При необходимости перенастройка параметров (коэффициентов) закона управления автопилота осуществляется на земле с помощью вспомогательного программного обеспечения, запускаемого на вспомогательном же компьютере. Этот компьютер используется также для предполетной проверки работы инерциальной системы и блока приемника навигационных сигналов.

И, наконец, при помощи вспомогательного компьютера в память бортовой навигационной системы, автопилота и контроллера полезной нагрузки записывается информация о программе работы БПЛА и его полетном задании.