Как будет работать беспилотная «летающая «Газель»

Одним из открытий прошедшего в августе форума «Армия-2024» стал беспилотный транспортный аппарат С-76, разработанный входящим в ОАК госкорпорации «Ростех» опытно-конструкторским бюро Сухого. Удивительны не только облик беспилотника (гибрид самолета и вертолета) и его характеристики, но и то, что показали сразу опытный летный образец, а не модель или макет. С-76 уже прошел первые испытания (отрывался от земли).

Но дело даже не в самом аппарате как таковом. С-76, как заявляют в ОАК, один из элементов масштабной беспилотной авиационной системы (БАС), уникальной как для России, так и для большинства стран мира. Фактически перед нами попытка совершить прорыв в области доставки грузов для всей страны. Концепция системы революционна – доставку грузов на дальние расстояния предполагается сделать беспилотной, автоматизированной, регулярной, простой и экономически выгодной. И к тому же требующей минимального контроля со стороны человека.

Не менее важно и то, что БАС создается почти полностью без использования импортных комплектующих и только российскими инженерами. Ключевые элементы системы – гибридная силовая установка, электронные компоненты, системы связи – проектируются и производятся в России. Перед нами пример того, как должен укрепляться российский технологический суверенитет, причем на самом острие научно-технического прогресса.

Особенное значение новая транспортная система может получить для жителей самых отдаленных регионов России, населенных пунктов, куда не проложены дороги. Как интернет-магазины и системы доставки преобразили торговлю, так и транспортные беспилотники способны изменить весь механизм доставки грузов воздушным путем. Возможно, перед нами будущее российского воздушного транспорта, причем уже обозримое. По заявлению ОАК, первые полеты серийных С-76 могут состояться уже в 2028 году.

Как будет выглядеть и работать эта система? Почему она должна оказаться эффективнее наземной доставки? Как будет обеспечена ее безопасность? Как решается множество технических проблем, возникших при разработке С-76? На эти вопросы в своем первом большом интервью газете ВЗГЛЯД ответил главный конструктор С-76 Евгений Рубцов.

ВЗГЛЯД: Евгений, почему ваш аппарат выглядит настолько необычным – гибридным, помесью вертолета и самолета, вертикального взлета и посадки?

Евгений Рубцов: Когда мы несколько лет назад только задумывались о создании проекта беспилотного воздушного судна (БВС), мы хотели сделать аппарат традиционной самолетной схемы, с разбегом по взлетно-посадочной полосе (ВПП). Для нас это самый понятный и знакомый путь. В рамках такой схемы мы и сформировали облик нашего первого образца. Это был проект беспилотника, предназначенного для перевозки полутора тонн грузов на дальность в 4 тыс. километров.

ВЗГЛЯД: Напоминает обыкновенную «Газель», только летающую.

Е. Р.: В этом и была задумка. Мы полагали, что именно такой аппарат и нужен нашим потенциальным заказчикам – транспортным, логистическим, нефтегазовым компаниям. Воздушная «Газель», такой же универсальный аппарат с теми же примерно функциями. Этот проект мы и стали показывать потенциальным клиентам. И внезапно столкнулись с полным непониманием с их стороны.

ВЗГЛЯД: Им не нужна «Газель»?

Е. Р.: Нужна, но совсем другая. Во-первых, населенные пункты, куда требовалась такого рода доставка, чаще всего не оснащены ВПП. Иногда там есть вертолетные площадки, иногда – вообще ничего. То есть заказчикам требуется аппарат вертикального взлета и посадки, способный приземляться там, где нет аэродрома.

ВЗГЛЯД: Вертолеты и сейчас доставляют такие грузы.

Е. Р.: Да, но грузоподъемность Ми-8 – несколько тонн. Это значит, что вертолет ждет длительное время – месяц, два – пока сформируется груз, соответствующий его грузоподъемности. Ждет не только вертолет, но и люди. А самой острой потребностью оказалась регулярная, ежедневная доставка в труднодоступные населенные пункты грузов весом в 100–200 кг. Скоропортящиеся продукты, запчасти, бытовые товары.

Мы с вами живем в Москве. И если что-то хотим купить в интернете, то нам доставят товар в пункт выдачи на следующий день. Но в России множество удаленных территорий, где подобная система не работает. Она возможна технически и теоретически, опять же с помощью вертолетов, но цена доставки будет космической. А ведь людям необходимо чувствовать постоянную связь с Большой землей. Возможность ежедневно получать то, что необходимо для жизни.

ВЗГЛЯД: Зачем в таком случае сажать аппарат на какую-либо посадочную площадку? Не проще ли сбрасывать груз в нужную точку? Будет дешевле.

Е. Р.: Мы тоже так сначала подумали. Однако представители одного из потенциальных заказчиков обратили наше внимание на их неутешительную статистику работы с аппаратами, которые работают на сброс. После сброса груз приходится искать, тратить на это время – и зачастую груз найти просто невозможно. Он приземляется в непредсказуемую точку.

Все заказчики, которым важна регулярная, системная и постоянная доставка, заявляли нам – что угодно, только не сброс.

Кроме того, было еще одно важное требование – возможность мультимодальности перевозок. Иначе говоря, использование стандартной тары, которая может перемещаться и морем, и воздухом, и наземным путем, складироваться и обрабатываться стандартизованным образом. Так мы пришли к так называемой европаллете – контейнеру распространенного формата. Именно в формате европаллет перевозится груз в грузовом отсеке С-76.

Затем мы совместно с потенциальными заказчиками заново изучили все детали: их маршрутные сети, грузопотоки, вплоть до процедур упаковки грузов. Это была долгая и скрупулезная работа. По ее результатам мы стали понимать, какой транспортный беспилотник на самом деле нужен российскому рынку. Так аппарат получил новый облик: несколько двигателей, вертикальный взлет, масса полезной нагрузки снизилась до 200 кг, а радиус действия – до 500 км.

ВЗГЛЯД: Почему вы говорите о радиусе, а не о дальности?

Е. Р.: Потому что аппарат в точке доставки груза не должен проходить обслуживание – заправку, проверку техниками и т. д. Груз просто вынимают на месте, может быть, закладывают другой – и аппарат самостоятельно возвращается домой. Следовательно, именно радиус является ключевым параметром.

ВЗГЛЯД: Сколько в стране посадочных площадок, на которые может садиться С-76?

Е. Р.: Согласно имеющейся у нас статистике, в России 28 тыс. населенных пунктов, которые не имеют постоянного наземного транспортного сообщения.

Туда просто не проложено дорог, которыми можно пользоваться круглый год. А 70% из этих 28 тысяч не имеют взлетно-посадочных полос. Но помимо населенных пунктов есть стоянки геологических партий, нефтегазовые месторождения, стойбища, буровые вышки и т. д.

Это и есть потенциальный объем маршрутной сети для нашего аппарата на старте разворачивания беспилотной транспортной системы. При этом в дальнейшем, по мере подтверждения надежности аппарата в регионах с труднодоступными населенными пунктами, система будет масштабирована на всю страну, в том числе для доставки грузов между промышленными районами и логистическими центрами.

ВЗГЛЯД: Может ли система использоваться не только над сушей, но и над морем?

Е. Р.: Мы внимательно рассматриваем это направление – доставка на морские нефтегазовые платформы, на корабли, в том числе ВМФ.

ВЗГЛЯД: То есть аппарат может использоваться и для военных целей.

Е. Р.: Любое транспортное воздушное судно может использоваться в разных целях. Все зависит от назначения груза. Заказчиком могут быть и различные ведомства.

ВЗГЛЯД: Аппарат будет летать автоматически. А люди как-то будут влиять на его работу?

Е. Р.: Группа аппаратов будет базироваться на стационарной площадке, например, в границах действующих логистических центров. Полеты будут проходить в автоматизированном режиме, а контролировать их работу будут операторы (внешние пилоты). Они же будут через систему управления воздушным движением взаимодействовать с пилотируемой авиацией. Один внешний пилот будет обслуживать до 12 аппаратов. В случае нештатной ситуации внешние пилоты смогут вмешаться в работу аппарата, например, изменить высоту полета, осуществить экстренную посадку и т. д.

ВЗГЛЯД: Как будет обеспечиваться работа аппарата в точке приема груза? Защита от животных, от вандалов, от непогоды?

Е. Р.: Да, в точке доставки нужна некая система безопасности и минимальная инфраструктура. Посадочная площадка, кстати говоря, может быть не обязательно вертолетной. Это может быть поле, любой твердый грунт, автостоянка рядом с почтовым отделением связи. Там устанавливаются посадочные маяки с инфракрасными светодиодами – и с помощью системы технического зрения обеспечивается точная посадка.

Но, конечно, необходим некий контролер, человек, который дает добро на посадку в точке доставки и разгружает аппарат. Это может быть, например, сотрудник «Почты России», имеющий на руках специальный планшет с системой управления.

ВЗГЛЯД: Не запутается он в этом планшете без спецподготовки?

Е. Р.: Нет, в планшете всего лишь несколько кнопок. Например, когда аппарат приближается к точке посадки, на планшет приходит запрос – готова ли площадка к приему?

Надо просто нажать «да» или «нет». Если «нет», аппарат уходит обратно на базу, если «да» – автоматически приземляется. В это время на площадке начинает работать сигнализация, которая начинает отпугивать зверей и предупреждать посторонних.

ВЗГЛЯД: А вылет? Аппарат потребует какого-то обслуживания перед возвращением на базу?

Е. Р.: Он автоматически выполняет наземный контроль исправности систем перед обратным вылетом. Если все в порядке, оператор передает в единый информационный центр, что аппарат готов к вылету и исправен, маршрут полета согласован. Аппарат сигналами предупреждает о том, что всем необходимо отойти от площадки, взлетает и летит домой в автоматическом режиме.

ВЗГЛЯД: Кто финансировал производство первого летного экземпляра С-76?

Е. Р.: Команда подала заявку на участие в программе «Вектор», которую проводит Академия Ростеха. Мы вошли в число лучших проектов и получили финансирование от корпоративного бизнес-акселератора госкорпорации, который стимулирует развитие продукции гражданского назначения. Так мы получили первоначальные средства на реализацию проекта. Последовавшие инвестиции из собственных средств ОАК вкупе со средствами Ростеха позволили построить полноразмерный демонстратор.

Сейчас наша команда выиграла субсидию в рамках одного из конкурсов Минпромторга по нацпроекту «Беспилотные авиационные системы». Часть средств по условиям конкурса вложит ОАК в качестве софинансирования. Эти инвестиции пойдут на дальнейшее развитие проекта.

ВЗГЛЯД: Вы говорите о флагманском образце – значит, создаются и другие аппараты подобного рода?

Е. Р.: Да, мы полагаем, что есть необходимость в создании целого семейства таких машин в зависимости от запроса. Нам предстоят испытания, производство и проектирование других подобных аппаратов – другой размерности, полезной нагрузки и дальности работы.

В частности, у нас уже есть наработки по созданию аппарата меньшего размера, способного перевозить до 50 кг груза на радиус до 200 км. На этот аппарат финансирование еще не определено. Для дальнейшей разработки и производства мы готовы к сотрудничеству с частными инвесторами. Переговоры с такими инвесторами и заказчиками уже ведутся.

ВЗГЛЯД: Насколько ваша система доставки будет экономически выгодной?

Е. Р.: По нашим оценкам, С-76 и данная система в целом позволит снизить стоимость воздушной доставки грузов до 30% по сравнению с пилотируемой авиацией. И это очень много, ведь даже 5% сокращения расходов приводит представителей транспортных компаний в восторг. Это, в свою очередь, даст качественный скачок для развития всей системы доставки грузов в стране, лавинообразный рост рынка доставки, и грузоперевозок, и производства беспилотников.

ВЗГЛЯД: И все же – не проще ли доставлять грузы в отдаленные регионы пусть даже и вездеходами?

Е. Р.: Действительно, многие критики транспортных БВС сравнивают их экономическую эффективность с автомобильным транспортом. Например, сравнивают стоимость перевозки одного килограмма груза на той же «Газели» и с помощью беспилотника. Разумеется, в этом смысле использование БВС проигрывает по цене.

При этом упускается из виду важная деталь. Автомобиль ездит по дорогам, на постройку которых были потрачены иногда десятки лет и сотни миллиардов рублей. Большие деньги нужны и для поддержания автотрасс в исправном состоянии.

Грузовик как транспортное средство само по себе дешевле беспилотника. Но транспортная система «грузовик + дороги» существенно дороже системы «беспилотник + посадочные площадки».

ВЗГЛЯД: Где С-76 предполагается применять в первую очередь?

Е. Р.: Стартовым регионом для нас является Дальневосточный федеральный округ. Там мы сможем подтвердить бизнес-модель и эксплуатационные характеристики БВС. Потом этот опыт может быть распространен и на остальную часть страны.

Ряд регионов – например, Ямало-Ненецкий автономный округ, Сахалин – уже дали понять, что ожидают от внедрения нашей системы большой социально-экономический эффект. По их расчетам, наш беспилотник существенно улучшит качество жизни в данных регионах.

ВЗГЛЯД: Что мешало сделать такой аппарат раньше?

Е. Р.: Такого рода летательные аппараты смогли появиться только в последние несколько лет благодаря скачку научно-технического прогресса. Например, нашу схему вертикального взлета и посадки невозможно реализовать с помощью двигателей внутреннего сгорания (ДВС), только на электрических. А они, в свою очередь, требуют таких источников тока, которые появились только в последние годы. Едва появились и сами подобные двигатели со столь высокими характеристиками удельной мощности. Высоковольтную электрическую силовую установку в авиации до нас в России и вовсе не использовали.

ВЗГЛЯД: Силовая установка – сердце любого самолета, какая она на С-76?

Е. Р.: На аппарате установлено несколько силовых установок, все они экспериментальные и сейчас проходят испытания вместе с С-76. В первую очередь, на С-76 стоит восемь подъемных электрических двигателей. Они поднимают аппарат в воздух и сажают его.

Двигатель целиком отечественный, разработки ЦИАМ им. Баранова совместно с передовой инженерной школой «Моторы будущего» при Уфимском авиационно-техническом университете. Блок управления этим двигателем – тоже российская разработка, показавшая хорошие рабочие характеристики и надежность.

Разработчик блоков управления электродвигателем ООО НПФ «Вектор» – малое инновационное предприятие при Московском энергетическом институте. Именно благодаря профессионализму и самоотдаче сотрудников НПФ «Вектор» во многом получилось достичь таких высоких удельных показателей подъемной силовой установки.

Аккумуляторные батареи также собирают в России, и единственное, что в них пока импортное, – это сами ячейки. Мы рассчитываем заменить их на российские к 2030 году в кооперации с Росатомом.

ВЗГЛЯД: Но есть и двигатель внутреннего сгорания.

Е. Р.: Да, маршевый, включающийся после подъема – роторно-поршневой двигатель, который также создается в Уфе. Он также прошел предварительные испытания, его уже излечили от основных детских болезней, но предстоят еще большие работы по его сертификации.

На эту тему
• Ростех показал уникальные кадры производства Су-57
• Начались летные испытания импортозамещенного SJ-100
• Новый двигатель возвращает России турбовинтовую региональную авиацию

ВЗГЛЯД: С какой самой сложной технической проблемой вы столкнулись в процессе разработки?

Е. Р.: Главные проблемы были связаны как раз с электрической силовой установкой. Характеристики двигателя, который мы хотим получить, на грани возможностей современной науки и техники. Первые этапы создания электродвигателя были очень болезненными.

Например, внезапно возникла проблема электромагнитной совместимости. Восемь электрических двигателей работают одновременно и создают мощнейшее электромагнитное поле. Помехи мешали и работе других систем аппарата, и его связи с внешним миром. Мы долгое время ничего не могли с этим поделать, это был настоящий тупик. Решить проблему удалось только с помощью коллег из Московского энергетического института.

Мы понимаем, что, учитывая нынешнюю ситуацию, нашей ключевой задачей при создании инновационных продуктов, таких как С-76, является обеспечение технологического суверенитета.

Несмотря на имеющиеся в ряде случаев готовые технические решения у иностранных производителей, например, по системе управления или по блокам управления электродвигателями, мы будем создавать свои комплектующие и программное обеспечение, чтобы обеспечивать бесперебойное производство вне зависимости от геополитической ситуации в мире.

ВЗГЛЯД: По поводу связи. С-76 предназначен для работы в удаленных местах, где иногда нет ни сотовой, ни даже радиосвязи. Как он будет точно идти по маршруту? Связываться с внешним пилотом и оператором?

Е. Р.: Связь предполагается сразу трех видов. Прежде всего – радиосвязь в зоне прямой радиовидимости (так называемая СМВ-связь). Второе – GSM-связь. Аппарат будет нести сим-карты, чтобы в любой момент быть на связи с любой доступной вышкой мобильной сети. И, наконец, третья – это связь через геостационарные спутники. А в перспективе – через спутниковую группировку «Сфера».

ВЗГЛЯД: Может ли в перспективе данный аппарат рассматриваться как пассажирский?

Е. Р.: Данный конкретно – нет. Но сама платформа и те решения, которые мы на ней отрабатываем, – да, безусловно. Во всем мире данная схема используется в первую очередь для создания летающих такси. Но сначала мы докажем, что С-76 эффективны и надежны в доставке грузов, а затем можем перейти и к изучению возможности перевозки пассажиров.