Воздушные работяги

Совсем недавно беспилотные летательные аппараты входили в список уникальной продукции, которая выпускается только по заказам военных и спецслужб. Сегодня ситуация кардинальным образом изменилась: аппараты, называемые «дронами», используются в науке, промышленности и даже в быту. Причем их появление — лишь первый шаг на пути к созданию машин, которые изменят наши представления о повседневности.

Небесные роботы

Первый беспилотный летательный аппарат построила группа из тридцати инженеров под руководством английского физика Арчибальда Лоу. В ходе Первой мировой войны германская армия активно использовала боевые дирижабли - «цеппелины». Для борьбы с ними Лоу предложил построить воздушную «торпеду» — небольшой аэроплан, управляемый по радио и снаряженный сорока килограммами взрывчатки. «Торпеда» должна была подлететь к «цеппелину» и подорваться рядом, пробивая шрапнелью оболочку и поджигая находящийся внутри водород. Работы над проектом были начаты в 1915 году, однако шесть экземпляров «торпед» группа Лоу изготовила только к весне 1917 года. Натурные испытания начались летом, но три первых полета завершились падениями изделий. Поскольку расходы на проект заметно превысили изначальную смету, а война подходила к концу, командование отказалось от дальнейшего финансирования.

Интересно, что для сокрытия истинной цели проекта англичане дали ему название «Aerial Target», что означает «Летающая мишень». Когда беспилотные аппараты начали по-настоящему завоевывать небо, они и впрямь одно время использовались только в качестве мишеней для тренировок зенитчиков. Первый серийный аппарат такого типа DH82B (Queen Bee) поступил на вооружение английских ВВС в 1934 году. Его полет запоминался тем, что аппарат не поворачивал, не менял скорость — летел, как пчелиный трутень, издавая громкий низкий гул. В результате зенитчики прозвали его «дроном» (drone), то есть «трутнем» по-английски.

В США жаргонизм ввел в обращение адмирал Уильям Стэндли, вернувшийся в 1936 году из Европы, где он, в частности, наблюдал за полетами DH82B. В 1960-е годы, когда большое развитие получили реактивные аппараты, смысл термина «дрон» снова поменялся — так, например, стали называть американский скоростной разведывательный беспилотник D-21. Один из них как-то не вернулся на базу и упал неподалеку от космодрома Байконур, что привело к появлению похожего советского проекта «Ворон».

Сверху видно все

По мере развития систем дистанционного управления разнообразие беспилотных летательных аппаратов росло. Однако впервые в реальной боевой обстановке дроны показали себя в начале ХХI века в Ираке и Афганистане, где они сначала служили для разведки и целеуказания, а затем стали оружием. Более того, слово «дрон» вошло в широкий обиход из военного жаргона благодаря статье Боба Вудворда, опубликованной в «Вашингтон пост» 21 октября 2001 года: в ней он описывал знаменитый беспилотный аппарат MQ-1 (Predator), который ЦРУ использовала для охоты за Бен Ладеном. Выглядит парадоксально, но после этой статьи дронами стали называть не только мощные разведывательные или боевые аппараты, но и миниатюрные квадрокоптеры, предназначенные для высотного фотографирования.

Развитие информационных технологий позволило заметно уменьшить размеры дронов, и сегодня некоторые модели похожи на насекомых. Например, серийный дрон «Axis Vidius», доступный покупателям, легко помещается на ладони и управляется с помощью обычного смартфона. Основной задачей, которую решают дроны, по-прежнему остается наблюдение. Для этих целей их используют разведывательные подразделения, спецслужбы и прочие силовые структуры. Кроме того, преимущества дронов оценили картографы, строители, агрономы, геологи, гидрологи, геофизики, энергетики, железнодорожники, кинематографисты и обычные туристы.

Поскольку дроны дешевеют и могут быть использованы в неблаговидных целях, правительства развитых стран вводят законодательные меры, регулирующие рынок и применимость этих аппаратов. Появились так называемые «бесполетные зоны», в которых появление дронов запрещено. Российские власти в настоящее время запустили проект глобальной системы контроля за дронами, причем испытание ее прототипа начнется в начале 2018 года в республике Башкортостан.

Летучие помощники

Однако область применения дронов не ограничивается наблюдением. Например, их можно использовать как ретрансляторы для цифровой связи. Как известно, коммуникационные спутники выводятся на большую высоту и стоят очень дорого. Преимущества их в том, что они могут работать годами, используя солнечные батареи и делая связь доступной даже там, где нет «сотовых» вышек. Однако дрон намного дешевле, а его современные модели тоже могут долго находиться в воздухе, используя солнечную энергию.

Такой летательный аппарат, получивший название «Aquila», разрабатывается по заказу известной компании Facebook. При сравнительно небольших размерах дрон имеет огромные крылья с фотоэлементами. Благодаря экономичной системе энергопотребления он может три месяца летать на высоте около 18 км. Для передачи данных будет использоваться не только радиосвязь, но и лазеры. Запустив десятки, а в перспективе сотни дронов типа «Aquila», Марк Цукерберг, основатель и владелец Facebook, рассчитывает распространить бесплатный интернет на весь мир.

Другая сфера применения — доставка грузов. Достаточно мощный дрон способен поднимать десятки килограммов и по воздуху доставлять их по месту назначения. Не удивительно, что в первую очередь такими дронами заинтересовались транспортные компании и крупнейшие торговые сети. Например, еще в 2013 году компания Amazon объявила, что собирается запустить систему доставки товаров дронами Prime Air. В настоящее время система проходит тестирование — грузовые беспилотники, разработанные для нее, способны доставлять контейнеры с товаром на расстояние до 15 миль.

Без сомнения, транспортное направление в эволюции дронов будет развиваться, в том числе и в России: например, компания «Авиарешения», базирующаяся в казанском технопарке «Химград», разработала дрон «Flyp» с грузоподъемностью до 180 кг и уже получила заказ от властей на изготовление десяти экземпляров. Среди других заказчиков — агрокомпания «Август» и курьерская служба Pony Express.

«Умный» рой

Конечно, большинство современных дронов управляется операторами, но возможности автономных систем тоже растут — программы становятся все более изощренными. Скажем, передовой военный дрон Х-47B способен взлететь с авианосца, выполнить миссию в сотнях километрах от своей базы и вернуться назад без какого-либо участия оператора. Бытовые дроны пока не могут совершать сложные маневры и операции, однако их тоже снабжают программным обеспечением, которое позволяет сохранять устойчивость в воздухе при непогоде и самостоятельно вернуться к владельцу, если он потеряет аппарат из виду.

Автономность в сочетании с мобильностью и миниатюрностью открывает перед дронами новые возможности. Недавно исследователи из лаборатории робототехники Пенсильванского университета представили публике самый маленький на сегодня дрон Piccolissimo — ассиметричный монокоптер с вращающимся корпусом. При весе 2,5 грамма он способен поднять в воздух груз весом 1 грамм. Интересно, что детали дрона (кроме источника питания) были «напечатаны» на трехмерном принтере, что резко снизило его себестоимость. Хотя отдельный дрон подобных размеров не может выполнять сколько-нибудь серьезные задания, рой таких машинок предполагается использовать для исследований и поисково-спасательных работ в труднодоступных пространствах типа пещер или заброшенных сооружений.

По мере совершенствования «умный» рой обретет возможность изучать окружающее пространство, собирая данные в реальном времени и обмениваясь ими с другими роями. Они станут «глазами» и «ушами» всемирной информационной сети, которая будет контролировать всю планету и ближайшее космическое пространство. Вряд ли такой контроль сделает нашу жизнь проще, но наверняка она станет комфортнее.

Антон Первушин