Дроны вызывают самые разные чувства: от страха до восхищения. Недавно перестали ассоциироваться с военными и стали верными помощниками человека в разных сферах жизни.
Дронами называют беспилотные летательные аппараты (или БПЛА), а само слово dron переводится с английского как «трутень». Дроны и правда похожи на трутней: они такие же маленькие, шустрые, жужжат во время полета, но на этом их сходство с насекомыми заканчивается. Прототипы дронов известны с середины XIX века, когда австрийская армия использовала их при воздушной бомбардировке Венеции. А дорабатывал конструкцию дронов сам Никола Тесла, который в 1899 году показал миру миниатюрное радиоуправляемое судно.
Дроны или мультикоптеры?
В первое время дроны были интересны исключительно военным, которые использовали их во многих острых конфликтах со времен Первой мировой войны. Но около десяти лет назад начали набирать популярность гражданские беспилотники. Их тоже называют дронами, хотя на самом деле речь идет о мультикоптерах. Какое название правильное и чем отличаются эти аппараты?
Дроном называют любой аппарат, в котором нет пилота, причем он не обязательно летательный. А мультикоптер — это летательный аппарат вертолетного типа, который может быть беспилотным, но не обязательно. Мультикоптеры можно смело называть дронами, хотя не все дроны являются мультикоптерами. Последние используются в любительском моделировании и их можно найти в ближайшем крупном магазине электроники. Получается, и дрон, и мультикоптер — похожие аппараты, хотя отличия в них все-таки есть.
В гражданских целях чаще всего используются недорогие и маневренные квадрокоптеры — мультикоптеры с четырьмя винтами. У них оптимальная конструкция с точки зрения стоимости и летательных характеристик. Также есть трикоптеры, пентакоптеры, гексакоптеры и октакоптеры.
Как устроен и как работает беспилотник
В первое время дроны выполняли разведывательную функцию, а потом их стали применять там, где участие человека невозможно из-за его габаритов, веса или опасных условий. В связи с этим дроны в большинстве своем делают из умеренно легких, но прочных материалов. В традиционных дронах используется такой же флюзеляж, как и в небольших пилотируемых аппаратах, внутри находятся литий-ионные аккумуляторы. За управление отвечает мини-компьютер со специальной операционной системой, а для обмена данными с диспетчером используется радиопередатчик.
Axis Vidius — самый маленький дрон, оснащенный камерой. Его площадь составляет менее 10 см.
Конструкция мультикоптеров предусматривает несколько винтов постоянного шага, которые приводятся в движение отдельными двигателями. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, потому рулевой винт такому аппарату не нужен. Направление движения мультикоптера зависит от того, с какой скоростью вращаются винты. За характерное зависание в воздухе отвечают гироскопы и акселерометр, за фиксацию на определенной высоте — бородатчик.
Движущиеся элементы дронов могут причинить вред людям, животным, автомобилям и зданиям, потому разработчики уделяют много внимания их безопасности. Для этого летательные аппараты оснащены системами навигации и позиционирования, хотя доля ответственности лежит и на человеке, который управляет устройством.
Дроны: а это вообще законно?
Сегодня дроны оснащены фото- и видеокамерами, многие модели настолько недорогие и простые, что купить и управлять ими могут самые обычные люди. Такая доступность обернулась для техники плачевно: многие государства начали регулировать рынок дронов и ограничивать их использование.
В 2017 году в России был подготовлен законопроект, согласно которому беспилотные летательные аппараты весом более 250 грамм подлежат регистрации. Закон так и не был принят, но владельцы дронов все равно должны выполнять требования, изложенные в Воздушном кодексе РФ, Правилах эксплуатации воздушного пространства РФ, АКРФ, статье 11.4 (Нарушение правил эксплуатации российского воздушного пространства) и УК РФ, статья 271.1 ФЗ. Каждый дрон должен обзавестись меткой RFID — она крепится к корпусу устройства и выполняет функцию трансподера. Разрешение нужно получать обязательно, если вы планируете вести съемку с квадрокоптера, в противном случае вам грозит штраф. Также запрещены полеты над высоковольтными линиями, частными владениями, крупными промышленными объектами, стратегическими и военными объектами государственного значения.
Первые масштабные гонки дронов в России состоялись в мае 2016 года.
На территории ЕС нет четких требований к перемещению гражданских беспилотников, но отдельные страны приняли законы, которые регулируют их использование. В Италии нельзя запускать мультикоптеры в местах большого скопления людей, рядом с железнодорожными вокзалами, аэропортами, правительственными учреждениями, электростанциями и военными объектами. В Австрии разрешенные для полетов зоны делятся на четыре категории, и без лицензии беспилотники могут перемещаться только на открытых пространствах. В Великобритании Управление гражданской авиации установило аэронавигационный порядок и выдвинуло строгие условия для беспилотников, которые требуют обязательной регистрации и лицензирования.
В США все дроны подлежат обязательной регистрации, в Таиланде полностью запрещен запуск аппаратов, оснащенных средствами для фото- и видеосъемки. В Австралии регистрация обязательна, но только для тех беспилотников, которые летают в коммерческих целях.
В будущем нас ждут общемировые правила использования дронов — эту инициативу выдвинула Международная организация по стандартизации ISO. Ее представители уверены, что четкие правила помогут обезопасить людей и вычислить оператора беспилотного аппарата в ситуациях, когда тот нарушает закон. Свои требования относительно полетов БПЛА к 2020 году хочет выдвинуть Япония — страна, где их перемещение уже серьезно ограничено.
Но чем больше препятствий возникает, тем более популярными становятся дроны и тем активнее их используют в самых разных сферах. Рассказываем о наиболее ярких таких примерах.
Дроны в ритейле и логистике
Cамая известная история с дронами в доставке связана с компанией Amazon. Пару лет назад в двадцати американских городах она запустила тестовый проект по отправке мультикоптерами товаров своим клиентам. Так Amazon планировала ускорить доставку, сократив ее до одного часа, а позже уменьшить еще в два раза — до получаса. Известный ритейлер даже запатентовал башню (воздушный склад с парковкой) для коптеров-курьеров, но сейчас вынужден обходить бюрократические ограничения, которые тормозят масштабное внедрение этого сервиса.
Компания Google заинтересовалась дронами позже, чем Amazon, но необходимые разрешения получила раньше. В Австралии полным ходом готовится запуск сервиса Wing, который за несколько минут будет доставлять свежие продукты питания и медикаменты. В будущем Google планирует запустить аналогичный сервис в странах Европы, а пока тестируется в Финляндии, которая известна любовью ко всяким технологичным новинкам.
Сотрудники Ратгерского университета разработали дрон, который может перемещаться и по воздуху, и по воде.
Дальше всех продвинулись китайские ритейлеры. Популярная онлайн-площадка JD.com использует дроны для доставки товаров в отдаленные населенные пункты. Это помогло ей резко поднять продажи за счет покупателей, проживающих в небольших селах. Буквально дышит в спину конкуренту еще один интернет-гигант — Alibaba, который к 2020 году обещает наладить доставку посылок в течение 24 часов в любую точку мира. Пока эта идея выглядит фантастической, но кто знает, что случится через год!
А вот еще несколько примеров удачной логистики с использованием дронов: DHL использует их для доставки срочных медицинских грузов, Aha — горячей еды и электроники в столице Исландии. Mercedes-Benz вот-вот начнет отправлять мультикоптерами повседневные товары по Швейцарии, а AirBus разрабатывает дроны для доставки грузов с суши прямо на корабль.
Дроны в медицине
Логистическая компания Matternet (Швейцария) запустила собственную службу доставки дронами в медицинских целях. Теперь больницы и клиники используют беспилотники для транспортировки крови и анализов между филиалами.
В соседней Швеции дроны помогают спасать жизни людям с остановкой сердца. Когда ценна каждая минута, а бригады скорой помощи физически не могут оперативно добраться к пациентам, дрон с дефибриллятором быстро окажется в нужном месте.
В Занзибаре дроны жизненно необходимы для поиска водоемов, в которых активно размножаются москиты — переносчики малярии. Найденные водоемы оперативно наносятся на карту, а затем над ними распыляют инсектициды. Похожие разведывательные работы велись в Бразилии и Италии в рамках программы по борьбе с малярией.
В маленьких островных государствах и беднейших странах Африки дроны используются для доставки вакцин. В тихоокеанском государстве Вануату в конце 2018 года первая группа была вакцинирована препаратами, перевезенными дронами по воздуху. Теперь несколько детей и беременных женщин привиты от туберкулеза и гепатита. Вануату находится в районе со сложным рельефом и климатическими условиями, потому доставка по суше занимает много времени, и вакцина успевает испортиться.
Дроны в промышленности
В 2018 году индустриальные дроны выпускали более 100 компаний. Чаще всего такие промышленные решения востребованы у служб МЧС, строителей, энергетиков, транспортных компаний, фермеров и экологов. Индустриальные дроны достаточно тяжелые — весят 10–40 кг — и сами они могут поднять в воздух до 10 кг. Правда, автономность их оставляет желать лучшего из-за низкой энергоемкости литиевых батарей, потому полет в среднем длится не более четверти часа.
Дроны используют на железной дороге: они выполняют мониторинг и отслеживают потенциально опасные ситуации, которые могут привести к остановке движения состава или авариям. Точно так же мультикоптеры отслеживают состояние энергетических объектов, выполняют тепловизионный контроль объектов, занимаются георазведкой и другими важными задачами.
В строительстве дроны анализируют с воздуха территорию, на которой будет возведено здание, делают снимки и преобразуют их в трехмерные карты. Дальше в работу включаются инженеры. А непосредственно по ходу строительства спецтехникой тоже руководят не водители, а операторы.
Что происходит с дроном в случае сбоя?
Сильный ветер, ошибка в навигации, человеческий фактор или аварийная ситуация — это частые причины, из-за которых дроны не справляются с поставленными задачами. Производители стараются действовать на опережение и разрабатывают план действий на случай форс-мажора. Компания Indemnis спроектировала аварийную систему для своего беспилотника и получила на него международный сертификат безопасности. Теперь дрон не причинит вреда ни людям, ни имуществу, так как в критической ситуации будет медленно спускаться вниз на парашюте.
У ритейлеров свои проблемы — дрон может не справиться с доставкой. В таких случаях компания Amazon отправляет получателю сообщение с описанием проблемы и инструкцией, как ее устранить. Чаще всего для этого нужно переместить специальную метку доставки, которую должен считать дрон. Кроме метки беспилотник ориентируется на общедоступную информацию вроде архитектурных планов местности.
У дронов огромный потенциал, но важно использовать его в мирных целях. Пока одни страны разрабатывают системы для обнаружения гражданских беспилотников, в японских автошколах начали обучать управлению дронами. Так государство готовится покрыть дефицит специалистов — операторов беспилотных летательных аппаратов. Похоже, в будущем нас ждет еще больше интересных кейсов по использованию дронов.
