Гонки на дронах: как это устроено и как этому научиться
Гонки на дронах: как это устроено и как этому научиться
Поучаствовать в гонках на дронах не так-то просто, но если вы фанат высоких скоростей, то самое время испытать себя в этом виде спорта
В 2006 году FAA официально выдало первое в истории разрешение на коммерческое использование беспилотника, и с годами полеты гражданских дронов становятся все более популярными. Летающие дроны могут быть приятным хобби, частью прибыльного бизнеса и даже помогать в повседневной работе, но с годами также наблюдается рост популярности гонок на этих аппаратах. И иногда на этом виде спорта можно заработать денег, заключить сделки с брендами и получить престижные награды. Расскажем подробнее обо всем этом.
Что такое гонки дронов?
Гонки дронов превращают летающие беспилотники в соревновательный вид спорта. Операторы беспилотников управляют ими при помощи VR-очков, которые подключаются непосредственно к камере на борту летательного аппарата. Эта камера передает видео с дрона на гарнитуру в прямом эфире, что позволяет более точно управлять аппаратом и быстрее реагировать на изменения внешних условий.
Эти типы беспилотников называются FPV-дронами (first person view — вид от первого лица) из-за того, что оператор дрона видит только то, что видит дрон. Они становятся единым целым с дроном и поэтому летают на нем так, как будто находятся на его борту.
Используя квадрокоптеры, гонщики должны преодолеть трехмерные трассы с препятствиями. Различные организации по гонкам на беспилотных летательных аппаратах имеют разные типы препятствий, которые гонщики должны преодолевать. Соревнования проводятся на стадионах по всему миру с такими препятствиями, как ворота, лестницы, барьеры во всех диапазонах высот и трудностей.
Однако в последнее время наблюдается рост киберспортивных гонок на дронах, в которых пилоты проходят виртуальные трассы. Например, чемпионат мира Drone Racing League включает в себя такие треки, как Biosphere SIM, Campground SIM, US Air Force Boneyard SIM и Allianz Riviera SIM — все это виртуальные карты, созданные в реальном симуляторе гонок дронов.
В гонках дроны могут разгоняться до 160 км/ч. Но это далеко не предел — рекордная максимальная скорость в таких соревнованиях составила 288 км/ч. Конечно, пока это довольно молодой спорт, поэтому нас еще ждут новые рекорды скорости.
Какой гоночный дрон выбрать?
Если вы захотели поучаствовать в гонках на дронах, вам следует сначала обучиться пилотированию такого рода аппаратами на более простых беспилотниках. Когда азы уже освоены, вы можете прикупить себе профессиональный квадрокоптер для гонок.
Среди самых популярных моделей выделяют DJI FPV, Parrot Anafi FPV и EMAX Tiny Hawk II.
«Альтиус-У»: чем удивил тяжелый беспилотник-разведчик во время испытательного полета
«Полёт проходил в течение 32 минут на высоте до 800 метров в полностью автоматическом режиме на одном из испытательных аэродромов. Все системы комплекса отработали штатно», — сообщили в 2019 году в Минобороны.
Как отметили в ведомстве, этот беспилотник может выполнять весь комплекс разведывательных задач с применением оптических, радиотехнических и радиолокационных средств и находиться в воздухе более суток. «Альтиус-У» весит примерно 6 тонн, а применение спутникового канала управления позволяет сделать радиус применения БПЛА практически неограниченным.
Средства борьбы с дронами: как истребляют механических птиц
Дроны сегодня — не просто игрушка соседских мальчиков. Относительно недавно они превратились в полноценное средство шпионажа и ведения боевых действий. Небольшие беспилотники могут двигаться очень быстро и нести на себе бомбы или огнестрельное оружие. Не заставили себя ждать и методы борьбы с дронами. Расскажем про самые интересные из них.
Лазеры для уничтожения дронов
15 декабря 2021 года ВМС США испытали лазерное оружие и уничтожили плавучую цель на Ближнем Востоке. В мае 2020 года военные в Портленде использовали лазер, чтобы сбить летающий беспилотник. Все эти тесты прошли успешно и опыт стрельбы из лазерного оружия для уничтожения дронов признали успешным. Эту систему планируется использовать для противодействия начиненным бомбами беспилотным катерам, которые управляются йеменскими повстанцами-хуситами в Красном море.
Это одно из первых успешных испытаний лазерного оружия против дронов. У таких систем, несмотря на высокую поражающую способность, есть несколько минусов, среди которых большие габариты и масса, а также необходимость в мощном источнике энергии. Из-за этого такие установки должны быть стационарными или располагаться на борту морских судов.
Разработанная компанией Lockheed Martin система Advanced Test High Energy Asset (ATHENA) — еще один вид лазерного оружия для борьбы с дронами. Созданная для уничтожения беспилотных летательных аппаратов военного класса, эта система, вероятно, была бы лучшей для коммерческих беспилотных летательных аппаратов.
Он работает, буквально взрывая беспилотные летательные аппараты в небе при помощи гигантского лазера. Версии оружия, которые в настоящее время тестируются армией США, представляют собой 30-киловаттные версии. Но ее мощность можно повысить до 120 киловатт.
Сеть для борьбы с дронами
В ноябре 2021 года РИА Новости со ссылкой на Роспатент сообщило, что специалисты российского федерального ядерного центра — Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (РФЯЦ-ВНИИТФ) из города Снежинск Челябинской области разрабатывают новый боеприпас, предназначенный для уничтожения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов и авиабомб. Согласно описанию изобретения, снаряд уже запатентован в конце октября 2021 года.
Сейчас специалисты РФЯЦ готовятся к изготовлению и предварительным испытаниям этого изделия. Планируется, что снаряд сможет бороться с малоразмерными беспилотниками или управляемыми авиабомбами противника успешнее существующих образцов за счет повышения площади эффективного поражения дронов. Его корпус представляет собой набор последовательно расположенных вдоль оси снаряда метательных блоков, в каждом из которых находится взрывчатка и поражающие элементы — грузы, соединенные гибкими связующими режущими элементами.
Под воздействием взрывчатки недалеко от цели грузы попарно выстреливаются и растягивают за собой связующие элементы, из которых образуется режущая сеть. Целесообразность изобретения объясняется тем, что традиционные средства поражения оказывают не столь значительное поражающее действие на цель из-за малой эффективной площади проекции воздушной цели и особенностей конструкции ее аэродинамических поверхностей, как правило, выполненных из легко пробиваемого пластика.
Для повышения эффективности поражения малоразмерных целей в таких снарядах увеличивают заряд взрывчатого вещества и массу поражающих элементов, что утяжеляет сам снаряд и приводит к необходимости использования артиллерийских стволов, из-за чего такие боеприпасы практически невозможно использовать против дронов из-за существенной массы, габаритов и высокой отдачи при стрельбе. Помимо этого, из-за высокой летальности такого рода снарядов их затруднительно применять в мирное время.
Частотные пушки
Внешний вид этого оружия для борьбы с дронами довольно футуристичен и может показаться, будто это макеты. Но на самом деле это реальные работающие пушки, способные сбивать дронов. Обе эти модели работают, нарушая связь между дроном и органами управления пилота на расстоянии до 2,5 км.
«Тактические дронганы» могут поразить широкий спектр моделей дронов. Они позволяют перехватывать управление полезной нагрузкой беспилотного летательного аппарата, такой как взрывчатые вещества, без ущерба для обычных моделей дронов или окружающей среды.
Базука против дронов SkyWall 100
SkyWall 100 — это оружие будущего против беспилотников. Она запускает в воздух сеть, которая может уничтожать беспилотные летательные аппараты на расстоянии до 100 метров. Каждое устройство весит около 10 кг и предназначено для стрельбы с плеча. Оно использует сжатый воздух для запуска своих специально разработанных сетей и способно ловить дроны с довольно хорошей точностью.
Устройство состоит из системы прогностических алгоритмов, которые помогают оператору легко зафиксировать и поразить целевой беспилотник. Как только сеть успешно охватит целевой объект, она разворачивает небольшой парашют, чтобы безопасно доставить цель на землю.
Дроны в городе. Как это будет?
Перво-наперво, нужно понимать, что внедрение дронов в города потребует кардинальных изменений застроенной среды. Особенно это касается мегаполисов и крупных городов. Беспилотникам нужны открытые посадочные площадки, зарядные пункты и спецпорты для хранения и их содержания. Это также требует обновления стилей и дизайна, чтобы летательные аппараты органично вписались в существующий уклад.
Воздушная эпоха
Исторически так сложилось, что дроны связаны в первую очередь с войной. Идея применять беспилотные летательные аппараты возникла и была озвучена в 1971 году физиком-ядерщиком Джоном Стюартом Фостером-младшим. Когда он впервые наблюдал за полетом радиоуправляемого самолета, он представил прототип миниатюрной модели беспилотника с камерой на борту. Были улучшены полетные возможности, а позднее разработана система, которая позволяла бы оснащать модель минимальной нагрузкой в виде боевого оружия.
Спустя два года на американском рынки появились такие первые модели Praeire и Calere с массой по 34 кг и полетом до двух часов, поднимая на борту до тринадцати килограмм полезной нагрузки. Рынок беспилотных летательных аппаратов начал стремительно развиваться, а основной функционал дронов заключался в сборе разведывательных данных и контроле за перемещениями противника вблизи линий сопрокосновения.
Сегодня рынок пестрит гражданскими БПЛА, которые имеют различные возможности и формы. В большинстве своем они портативны, при этом способны летать до получаса и более, делать качественные снимки и оснащаться полезной нагрузкой. Промышленный сегмент дронов предлагает дооснащение тепловизорами, прожекторами и громкоговорителями, сканерами пространства. Беспилотникам нашли применение в сфере сельского хозяйства и горнодобыче, их привлекают в поисково-спасательные миссии, ликвидации последствий стихийных бедствий и пожаров, а также охраны государственные границы и обеспечения правопорядка на массовых мероприятиях.
Пандемия коронавируса доказала, что дроны — сильнейший инструмент для выполнения широкого спектра задач. Дроны, используемые обычно в сельском хозяйстве, распыляли дезинфицирующие средства над городами, а также выявляли нарушителей изоляционного режима. В Китае промышленные модели DJI Matrice 300 RTK и Matrice 600 Pro использовались для доставки медикаментов в больницы, а в Бразилии и США с помощью дронов власти выявляли зараженных людей. Для этого были использованы встроенные системы многофункционального мониторинга.
В Испании DJI Phantom 4 RTK Combo выполнял роль оповещения населения. Аппараты оснащали громкоговорителями, и таким образом власти напоминали людям о необходимости использовать защитные средства и носить маски. Дроны применялись также в Индонезии, на Филиппинах, Колумбии, ОАЭ и даже в России.
Какова статистика
По оценкам J’son & Partners Consulting, мировой рынок БПЛА в 2016 году составил 7,8 млрд. долларов. К 2020 году показатель достиг 9,8 млрд. долларов. А к 2022 году цифры могут составить до 15 млрд. долларов, при этом основные показатели относятся к использованию потребительских дронов (80%), на промышленное и коммерческое использование приходится 19% и менее 1% на военные беспилотники. К коммерческому применению относят использование беспилотников в здравоохранении, геодезии и картографии, пожарными и полицией, в аэросъемке для бизнеса, рекламы и СМИ. Повсеместно дроны используют в аграрном секторе и для мониторинга трубопроводов и ЛЭП.
По словам специалистов, использование в коммерческой сфере только начинается, существует множество сфер применения и рыночных ниш для успешного развития данного направления. Вокруг производства БПЛА выстроилась целая экосистема, включающая производителей комплектующих, разработчиков ПО, интеграторов, сервисных компаний, страховых компаний, торговых площадок.
Согласно другому отчету аналитического агентства Drone Industry Insights, к 2024 году рынок дронов достигнет 43 млрд. долларов. А основными отраслями применения станут энергетика, сельское хозяйство и транспорт. К 2022 году, ожидается, будет продано более 1 млн коммерческих дронов. Если посмотреть на рост между 2018 и 2024 годами, продажи за этот период утроятся. В России, по данным группы «М.Видео-Эльдорадо» продажи дронов составили 95 тысяч единиц на сумму более 1,3 млрд. рублей. Продажи выросли на 20% в количестве беспилотных летательных аппаратов и на 40% в денежном эквиваленте по сравнению с 2018 годом. Пик популярности дронов в 2020 году пришелся на июнь месяц — россияне приобрели дронов на 42% в штуках и 110% в деньгах больше, чем годом ранее. Средний чек покупки составлял 13,7 тыс. руб. Наиболее повышенный спрос был на модели для фото- и видеосъемки с качественными камерами Full HD или 4K, а основным интегратором стал бренд DJI.
Наиболее высокий спрос оказался на модели DJI Mavic Mini и DJI Mavic Mini Fly More Combo, а также на DJI Air 2S. По данным пользователей, эти модели наиболее доступны и сочетают в себе достойные технические характеристики в соотношении с ценой. В пятерку брендов по высокому спросу на продукты вошли также компании Syma, SPL, Skymoto, а также продукты российского производителя Pilotage.
Почему дроны — это удобно?
Беспилотный летательный аппарат представляет собой авиационное техническое средство без человека на борту, управляемое дистанционно. К основным характеристикам относится универсальное использование, полет в автономном режиме или с помощью пульта управления, видеосъемка и небольшие размеры. Отличает же дроны именно «беспилотная» функция, то есть возможность управлять дистанционно, когда устройство летит само, а управление им осуществляется с земли.
Современные модели дронов предлагают еще более широкий функциональный набор, кроме простых взлета и посадки, старта и остановки видеозаписи. С помощью несложных маневров можно настраивать траекторию полета, повороты и развороты, зависание в воздухе, управлять вручную с помощью пульта или довериться полностью автоматике, осуществив взлет и полет в автономном режиме. Большинство моделей сегодня оснащены такими функциями, как Follow Me для слежения за объектом съемки, «умным» возвратом домой Return To Home по заданной траектории и при определенных условиях (снижения уровня заряда батареи, помехи сигнала, полная потеря сигнала). Беспилотники способны нести на себе полезные нагрузки, при этом сами они уменьшаются в размерах, а летать могут дольше и дальше.
Одним из самых важных признаком БПЛА является универсальность их использования. Дрон можно купить для любительской аэрофотосъемки, а в конце концов прийти к коммерческой составляющей и стать профессиональным оператором БПЛА.
Технологии для полетов
Внедрение беспилотных воздушных систем (новое название беспилотных летательных аппаратов, согласно поправкам в закон от 3 февраля 2020 № 74 «О внесении изменений в Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации») и СВВП означает и зарождение новой архитектуры и инфраструктуры для городов. Нет, это не только минимализм, «умные» дома или «зеленый» дизайн. Здания потребуют адаптации для использования воздушных судов: посадочные площадки, солнечные панели для повышения уровня энергоэффективности, зарядные станции и потенциально новые технологии для снижения уровня шумов. Необходима также разработка мер для безопасных полетов. Это может быть создание дополнительных воздушных трасс для БВС, полеты вне массовых скоплений людей и строгие технические проверки, а также постоянные испытания судов на профпригодность.
Идею портового узла для беспилотников предложил испанский архитектор Саул Ажурия Фернандес. Порт представляет собой шарообразное здание с тысячами индивидуальными ячейками под каждый беспилотник. Здесь они могут заряжаться, храниться и ожидать заявки на доставку. Замена аккумуляторов, погрузка и разгрузка устройств проводится вручную специалистами центра. Также в здании располагается оперативный штаб, который контролирует полеты и осуществляет поддержку и обслуживание полетов с земли.
Наряду с беспилотниками города заполонят летательные аппараты вертикального взлета и посадки (СВВП), уверены эксперты. Это так называемые аэротакси, которые станут одним из видов городского транспорта с воздушными полосами, развязками и эстакадами.
Другую инновационную идею предложил фонд Нормана Фостера, где спроецировали порт дронов для доставки лекарств, еды и предметов первой помощи для людей с ограниченными возможностями и больных. Изначально было задумано, что такой порт расположится как пилотный проект в африканской Руанде. Кроме того, для сельских жителей региона предложат рабочие места и социальное обеспечение. Ожидается, это сможет поднять уровень жизни африканских жителей и обеспечит экономический рост стране.
А вот такие модульные апартаменты разработал крупнейший застройщик Humphreys&Partners. Компания известна своими проектами по строительству «умных» домов. Здесь речь идет о так называемом комплексе Pier 2 из двух небоскребов, объединенных двухуровневым вестибюлем. Основная часть зданий — жилая, на первых этажах располагаются рестораны и продуктовые магазины, фитнес- и спа-центры, бассейн, а также магазины с товарами первой необходимости и аптеки. Здесь же, в нижней части, осуществляется посадка беспилотных летательных аппаратов и разгонная платформа для взлета. Каждая из платформ, а также непосредственно башни, являются модульными. Собираются они по отдельности и далее осуществляется сборка в установленном месте. Это дает большую гибкость конструкции, дополнительную энергоэффективность, а также снижает затраты на возведение здания.
Спрос на беспилотные летательные аппараты будет развиваться там, где происходят сбои в других транспортных системах. Исследование Airbus UTM (подразделение компании, которое проводит исследования в области городской воздушной мобильности), что наибольший спрос на БВС, внедрение роботизированных систем и СВВП наблюдался в Лос-Анджелесе и Мехико. Как следует, речь идет о крупных городах, мегаполисах, где дорожное движение крайне сложное ввиду количества транспорта и отсутствия единой правильно выстроенной системы. Наконец, для внедрения беспилотных систем городское пространство должно полностью трансформироваться, включив в себя взлетно-посадочные платформы, инфраструктуру, подобную аэропортам, и пункты подзарядки.
Барьеры развития
По мнению экспертов, рынок беспилотных аппаратов тормозят несколько факторов. Среди них — недостаточно ясное законодательство использования потребительских и коммерческих беспилотников и запрет на их свободное использование в ряде стран. В России ограничения касаются дронов весом более 250 граммов. Их необходимо регистрировать, при этом неизменно их запрещается использовать в городах, над скоплениями людей и частной собственностью, над военными и государственными объектами, вблизи аэропортов, вертодромов и рядом с национальными парками. Кроме того, имеются ограничения по высоте и дальности полетов.
Другие факторы включают в себя отсутствие четкого понимание, для чего нужны беспилотники. Если некоторые производства и компании готовы развиваться и переходить на инновационные методы, то большинство попросту не могут отказаться от традиционных вещей. К тому же, переход на автоматизацию, требует новых подходов к производственным процессам, обучению персонала и больших затрат на первых этапах. Также в России отсутствует современная производственная база, ориентированная на потребительский сегмент, что в свою очередь приводит к более высоким издержкам и повышению стоимости аппаратов.
В ряде стран есть ограничения на экспорт и импорт беспилотных летательных аппаратов, а главное, до сих пор дроны вызывают опасения у людей. Большинство уверены, что дронами вторгаются в их личную жизнь и пространство, осуществляется сбор данных и передача таковых «куда следует». Другая категория считает, что дроны небезопасны, управление летательными аппаратами не доработано, и они могут посыпаться как снег на голову в случае помех сигналов или перекрытия неба. Наконец, ассоциации с дронами у многих идут вразрез с боевыми действиями. Дроны в небе — это или террористическая угроза или начавшийся военный конфликт.
Способы применения БПЛА в городских условиях будут определяться поставленными задачами и особенностями местоположения их применения. Кроме того, играет роль техническое оснащение, которое, безусловно, будет модернизироваться с каждым годом и расширение сфер использования. Смогут ли дроны стать составляющей города равно с машинами, беспилотной доставкой и «умными» светофорами? Однозначно, да. Вопрос лишь времени и развития технологий, которыми будут наделять любые крупные города с целью обеспечения социального удобства и безопасности для граждан.