Маленький дрон стал причиной большого хаоса в Гатвике. Почему? Лётная школа. Почему большие дроны летают дольше

Прочитал много статей об армиях недалекого будущего. Коротко суть вопроса такова.

Я тут давеча с сыном зашел в «Эппл стор» в Мюнхене. Там на втором этаже продаются дроны. Такие вертолетики с четырьмя винтами и видеокамерой. Управляются с пульта. Довольно прикольная вещица.

Так вот, все футуристы рассказывают одно и тоже: эти дроны (разумеется, модифицированные, улучшенные и доработанные) – и есть оружие будущего. Берешь дрон побольше – вешаешь на него противотанковую гранату – это противотанковый дрон, берешь поменьше, вешаешь пехотную – пехотный.

Дорабатываешь софт, устанавливаешь небольшой блок управления и вот уже дрон летит, а ты управляешь им из теплого сортира в тысяче километров от поля боя через систему спутников.

Дрон все видит через видеокамеру, передает информацию, она обрабатывается огромным компьютером, который и предлагает оптимальную стратегию. Сразу запускается сто, двести, тысяча дронов. Они передают тысячи картинок с разных точек зрения.

Большой компьютер обрабатывает эту информацию и на ее основе управляет этой стаей или, если угодно, роем дронов. Они обрушиваются на солдат, на танки, БМП противника точно и неумолимо. Их не жалко: они дешевые. Каждый дрон едва ли стоит больше обычного мака, т.е. в пределах 1000 долларов вместе с гранатой.

Итого. Ничего не надо. Ни танков, ни солдат. Нужны дроны. Маленькие маневренные беспилотные вертолеты. Но много. Для эффективной войны – сотни тысяч. Сотни тысяч маленьких киберкамикадзе. Пусть большая часть из них не поразит цель, как не всякая капля дождя попадает в человека, бегущего по улице. Но если их много (очень много), то никто не спасётся от их атаки, как невозможно оказаться под дождем и избежать попадания на тебя хоть одной капли.

Вот, например, я специально посмотрел: военный бюджет Венгрии (невелика держава) – 1 млрд. долл. То есть они за год смогут снарядить киберармию в миллион (!) дронов. А за десять лет – 10 миллионов. Это не утопия. Такие дроны фактически уже готовы и проходят испытания на полигонах. Но с миллионом дронов они непобедимы! С этой армией они уничтожат любого противника, вооруженного традиционным образом. То есть любая страна, имеющая годовой бюджет около 1 млрд. долларов за вполне приемлемый срок может иметь фактически гарантированно непобедимую армию!

Любая? Ан, нет… Нужно обладать технологией массового производства этих дронов. Это довольно сложные аппараты, по технологической сложности равные, допустим, хорошей видеокамере + планшет. И если один, два, десять, сто таких дронов можно изготовить в условиях опытно-конструкторского производства (чем, допустим, силён, по-прежнему, российский ВПК), то наладить крупносерийное производство таких аппаратов с заданным качеством российская промышленность не в состоянии. И никогда не была в состоянии. Миллион дронов – это утопия. Ну, то есть наклепать-то их наклепают, а вот полетят ли они – это вопрос… Точнее никакого вопроса-то и нет – конечно не полетят.
Что же из этого всего получается? А получается совсем некрасивая история: любой шибздик в скором времени сможет утереть нос нашей могучей и несокрушимой Красной Армии! Нужно лишь иметь миллиард долларов и хорошие отношения со страной, которая в состоянии разработать и произвести эти дроны, софт к ним и т.д. Кто эти страны с промышленностью, способной к крупносерийному производству высокотехнологичной продукции – мы знаем. И Россия в их число не входит. А входят совсем не те страны, которых бы хотела Россия там видеть.

И самое главное даже не это. Самое главное, что вся наша циклопическая и дорогостоящая программа перевооружения до 2020 года – ничего не стоит.

Все эти «Арматы», «Торнадо-С» и прочие «Точки-У» с «Искандерами» - весь этот металлолом, будет уничтожен первой же атакой жалкой сотни тысяч дронов. И стоимость этой атаки (приблизительно – 100 млн. долл.) в разы меньше тех затрат, которые Россия уже понесла, изготовив весь этот хлам…

Ни храбрость, ни выучка, ни самоотверженность воинов не будут иметь никакого значения. Жалкая карбоновая игрушка стремительно обрушится на вас, выброшенная с высоты 12 тысяч метров, пролетающим за линией фронта грузовым самолетом, и взорвется у вас на голове, разнеся ваш череп вместе с каской в лахмотья…

Спутник следит за полем боя во всех диапозонах. Вот зафиксировано движение. Сотня дронов тут же получают команду и начинают пикировать в эту точку и взрываться. Пауза. Опять сканирование. Тишина… Постепенно угасает точка на тепловизоре спутника: это медленно остывает твой труп или раскуроченная броня твоего танка.

Технологические возможности новой промышленности 21 века ликвидировали различие в масштабах затрат на армию. Масштабировать затраты свыше 1 миллиарда долларов – бессмысленно. Армии стран, имеющих доступ к этому оружию, в состоянии разбить на поле боя любую армию страны, такого оружия не имеющую.

Эта революция в военных технологиях происходит уже сейчас. Не верите мне – спросите у специалистов, они вам подтвердят это. И Россия в этой революции не участвует. И не сможет участвовать в обозримом будущем.

А ведь это, помимо прочего, означает, что у стран, обладающих такой киберармией, снижается порог толерантности к недружественным действиям потенциального противника. Если раньше такая страна предпочитала терпеть выходки страны-хулигана достаточно долго, поскольку слишком дорожила жизнями своих солдат, то теперь какие риски? Железка – она и есть железка. Чего ее жалеть? Ее и сделали для того, чтобы она однажды взорвалась. Вот пусть и взорвется.

Как не крути, а пожалуй и правда, что при таких обстоятельствах вся надежда только на ядерное оружие и остается. А это уже страшно: когда атомная бомба – это единственный аргумент.

Изменение климата-это обширная, сложная проблема. Но есть удивительно простой способ изменить ситуацию: посадить больше деревьев. Деревья очищают загрязнение от воздуха, уменьшают эрозию, улучшают качество воды, предоставляют дома для животных и насекомых и улучшают нашу жизнь бесчисленными другими способами.

Оказывается, восстановление экосистем также является новой бизнес-возможностью. В новом докладе Института мировых ресурсов и Охране природы говорится, что правительства всего мира взяли на себя обязательство возродить почти 400 миллионов акров пустыни — более крупную, чем Южная Африка. По мере того, как страны стремятся развить леса, стартапы мечтают о новых, более быстрых способах посадки деревьев. Для некоторых новаторов, таких как ветеран NASA доктор Лорен Флетчер, это означает использование беспилотных летательных аппаратов.

Флетчер сказал, что его обращение из stargazer в Eco-warrior было вызвано его беспокойством об изменении климата, которое было резко ухудшено в результате обезлесения. Для решения этой проблемы он создал BioCarbon Engineering, которую он описывает как компанию по восстановлению экосистем. Работая с коллегами, он придумал 30-фунтовый беспилотный летательный аппарат по прозвищу «Робин».»Он может летать над самыми изрезанными ландшафтами на земле, сажая деревья в точных местах со скоростью 120 в минуту.

Флетчер думал, что он может сделать лучше, поэтому он собрал команду из 12 экспертов с опытом в области инженерии, общинного развития, экологии, биологии и дистанционного зондирования. Первый шаг был нахождение правильного вида дерева. “Речь идет о восстановлении экосистем, полная остановка. Если Вы не получите правильную биологическую сторону, тогда Вы не решение», — сказал Флетчер. Второй шаг-создание роботов для посадки деревьев.

Флот беспилотных летательных аппаратов BioCarbon Engineering летит в десяти футах от земли, осторожно продувая семенные стручки в землю со скоростью 2 в секунду. Это быстро, но наиболее перспективным является потенциал масштабирования. Флетчер говорит, что его цель — посадить 500 миллиардов деревьев к 2050 году.

Для достижения этой цели ему понадобится больше, чем просто дроны. «Наше решение не является оптовой заменой ручной посадки. Есть времена, когда ручная посадка является абсолютно правильным решением, а иногда и единственным решением”, — сказал Флетчер, который хочет использовать самолеты и наземные машины для посадки, помимо беспилотных летательных аппаратов.

BioCarbon Engineering не является единственным участником в этой области. Такие фирмы, как DroneSeed в Сиэтле, штат Вашингтон, разрабатывают планы использования дронов для посадки семян и уже используют БПЛА для распространения удобрений и распыления гербицидов. И запуск в Великобритании аэрофотосъемки делает то же самое, но вместо развертывания беспилотных летательных аппаратов они полагаются на военно-транспортные самолеты. Эти и другие фирмы реагируют на растущий глобальный толчок к восстановлению лесов, о котором говорится в новом докладе.

Флетчер с оптимизмом смотрит в будущее лесов. “Это не просто конвергенция технологий”, — сказал он. «Это на самом деле конвергенция социальной воли и политической власти, которые сосредоточены на этой глобальной проблеме.”

Наступившее будущее: вы заказываете пару пицц для себя и друзей в городской парк, их доставляет дрон. Ожидание: квадрокоптер прилетает прямо к вашей лужайке и зависает на удобной высоте - протяните руки, возьмите пиццу. Реальность: выглядит не так просто, хотя дроны подвинут людей-курьеров в ближайшие семь лет, эти прогнозы дают эксперты и подтверждают успешные испытания коптеров. Так, например, сотрудники университета Иннополис в Казани протестировали квадрокоптер для дальней доставки почтового груза: дрон пролетел за час 38 км и вернулся обратно. ТАСС - о том, на каком уровне развития находятся сейчас эти технологии и когда доставка еды и документов с помощью коптеров станет привычной.

Дрон-курьер и его команда

"Недавно наш квадрокоптер доставил пакет с письмами и документами на крышу высотного дома в Подмосковье . Дрон сел на заранее подготовленную станцию - она мобильная и небольшая: метр двадцать на метр двадцать. Станция тоже наша разработка, она служит для приема, и для подзарядки. Расстояние полета - 7 километров. Время - примерно 15 минут. Так мы тестировали возможности коптера в доставке вместе с московским застройщиком", - рассказывает Олег Понфиленок, основатель компании «Коптер Экспресс».

Коптеры-курьеры от стартапа, появившегося в 2013 году, стали известными после совместной акции с сетью заведений «Додо Пицца». В один день промоутер в городском парке в Сыктывкаре рассказывал отдыхающим о возможности заказать пиццу, которую доставит дрон. Желающие нашлись быстро, и не одни, несмотря на то, что им пришлось переплачивать за доставку 350 рублей в сравнении со среднерыночной ценой на пиццу, принесенную человеком-курьером. Коптер прилетал в определенное место в парке, зависал над ним и спускал на тросе коробку с пиццей. Заказ принимал оператор, перед этим он надевал защитную каску, а спуск коробки контролировал, связываясь по рации со вторым оператором, управляющим дроном. То есть фраза «дрон доставит пиццу» звучит эффектно, но процесс выглядит не как сюжет из научно-фантастического фильма.

"Тогда один полет по себестоимости выходил дорого - 1,5 тыс. рублей, - говорит Понфиленок. - Слишком много человеческого ресурса требовалось: два оператора - один отправляет коптер, управляет им, второй принимает. И сами коптеры были дороже. Но это было три года назад, с тех пор мы улучшали свою разработку, делали ее более независимой от оператора, работали над технической стороной и так удешевляли" полет. Летом, например, дрон «выйдет» помогать спасателям патрулировать один из пляжей в Москве : один полет будет обходиться в 50 рублей".

Но цена далеко не главная причина, по которой квадрокоптеры еще не доставляют товары массово и постоянно ни в одной стране мира, а только тестируются.

Коптеры над башней и крышами

Американская компания Amazon недавно занялась получением патента на башню для коптеров-курьеров. Планируемая башня - это логистический центр с въездами и выездами для грузовых и отсеками, где коптеры будут подзаряжаться, обслуживаться, и оттуда они будут вылетать с товарами к заказчикам. Предполагается, что башни будут располагаться в многомиллионных городах мира. Amazon в этом желании не одинок, все компании, которые экспериментируют с дронами-курьерами, собираются наладить доставку в мегаполисах. Только сегодня этому мешают действующие законы. В крупных городах, в том числе и в Москве, коптеры могут передвигаться с очень серьезными ограничениями. Коптер, летящий в центре над многолюдными площадями столицы, - это невозможная картина.

"Дроны юридически - это беспилотные летательные аппараты. Они подчиняются правилам воздушного кодекса РФ . Сегодня мы должны подавать заявку на полет за пять дней - это первое неудобство. Впрочем, сейчас в Минтрансе хотят изменить эти правила: можно будет уведомлять о полете не настолько задолго. Но главное - это то, что в Москве и больших городах действует особый режим, нельзя запускать коптеры. Хотя в небольшом городе с этим проще все разработчики и служба доставки понимают риски: технология не испытана. Например, есть риск, что дрон поломается в воздухе и упадет на головы прохожим. Хотя готовы решения: у нас есть дроны с восемью пропеллерами: если ломается два мотора -он не падает. Есть возможность делать коптеры с автоматической парашютной системой: если у него откажут пропеллеры, он мягко приземлится вниз на парашюте. К тому же все маршруты мы должны прокладывать над крышами домов, лесами, ни в коем случае не над улицей, где ходят люди. Тестовая доставка на крышу многоэтажно дома в Подмосковье так и выполнялась - дрон летел над лесом".

Еще среди рисков - это столкновение с воздушным судном, добавляет Понфиленок. Поэтому Минтранс РФ требует согласовывать маршруты полетов. А еще чаще случается столкновение дронов с птицами: в Ютубе есть много видеороликов, судя по которым, птицы проявляют любопытство, что заканчивается плохо, в основном, для коптеров.

И еще причина того, что дроны пока в эксперименте - это их короткая работоспособность. «Средний дрон может выполнить маршрут в 10 километров, продвинутый - 40 километров. Если по времени - он может лететь без остановки в течение часа, а зависать и лететь - полчаса. Но аккумуляторы, на которых работают коптеры, становятся мощнее примерно на 5% в год. При этом уже существуют долголеты, которые могут летать более длительные маршруты и оставаться в работе 2 часа, но очень быстрые и долголетающие дроны нужны далеко не всегда. Продвинутые версии стоят намного дороже, а для быстрой доставки небольшой посылки хватает уже существующего времени», - считает предприниматель.

Дроны везде через семь лет Дроны начнут работать в доставке товаров в ближайшие два года, уверен Понфиленок.

"Очаговое" распространение дронов будет в течение 2 лет. В 2020 году это станет уже заметно, - считает стартапер. - А в 2025 году - повсеместно. Но все-таки такая доставка, где дрон прилетает с письмом к вам в загородный дом - это фантастика. Если только вы не поставите у себя во дворе станцию для приема. Вероятно, как автозаправки распространятся станции, где дроны будут подзаряжаться, между которыми они будут перемещаться". По его мнению, к 2025 году в крупных городах до 15% доставок будут выполнять дроны.

Вы можете купить (или собрать самостоятельно) квадрокоптер практически любого размера. Некоторые из них , другие же не поместятся и в рюкзак. Обращали ли вы внимание на то, что продолжительность полёта дрона прямо зависит от его размера? Крохотные карманные квадрокоптеры редко когда летают больше четырёх-пяти минут. Более крупные дроны (например, ) могут оставаться в воздухе около получаса. Почему же более крупные, а значит, и более тяжёлые дроны летают дольше маленьких и лёгких?

Представьте дрон с вращающимися пропеллерами. На самом деле, абсолютно неважно, сколько их: один (как у вертолёта), или четыре (как у квадрокоптера), или даже восемь (как у октокоптера). Важно то, что пропеллеры дрона захватывают неподвижный воздух над аппаратом и направляют его вниз. Воздействуя таким образом на воздух, винт перенимает силу от его увеличившегося импульса. Если эта сила эквивалентна весу аппарата, дрон зависнет в воздухе. Таким образом, при приходим к следующему уравнению для определения скорости воздуха, необходимой для зависания дрона.

В данном уравнении ρ – плотность воздуха, m – масса дрона, g – гравитационная константа (9,8 N/kg), а A – площадь винтов. Как видно из формулы, увеличение размеров пропеллеров снизит скорость воздуха. Это важно для мощности, которую можно выразить следующей формулой:

Здесь можно увидеть, почему большие пропеллеры лучше. Увеличивая площадь винта, вы снижаете скорость воздушного потока – а мощность зависит от скорости воздуха в третьей степени. Если вы хотите, чтобы дрон потреблял меньше энергии, вам нужна как можно меньшая скорость потока воздуха.

Осталось добавить ещё одно – определение мощности. Мощность – это скорость, с которой объект использует энергию. Это можно выразить следующим уравнением:

Если энергия меряется в Джоулях, а временной промежуток – в секундах, то мощность будет выражаться в Ваттах. Таким образом, дрону бо льшей мощности понадобится бо льший аккумулятор, чтобы оставаться в воздухе достаточно долго.

Теперь перейдём к самому интересному. Давайте сравним размеры и мощность аккумуляторов двух дронов. Для примера мы возьмём крохотный Syma X20 и DJI Phantom 4. И начнём мы с “Фантома”.

Компания DroneDeploy, создающая инструменты для сбора и анализа данных с помощью дронов, предоставила статистику по индустрии и прогнозы её развития на наступивший год.

2017-й стал наиболее значимым годом для коммерческих дронов, которые использовались в самых разнообразных направлениях: от археологии до сельского хозяйства. Одним только Федеральным авиационным агентством США сертифицировано более 66 тысяч дистанционных пилотов. Итак, тенденции:

8. Продолжится ориентирование на потребительский сегмент

Переход высоких технологий в категорию потребительских продуктов, обусловленный упрощением эксплуатации и созданием лёгких в освоении пользовательских интерфейсов, наблюдается практически во всех сферах, и дроны не являются исключением.

Для управления многими беспилотными аппаратами уже не требуются глубокие познания и инженерные навыки. Успешный пример демонстрирует лидер сегмента — китайская компания DJI, которой, по оценкам Skylogic Research, принадлежит 72 % мирового потребительского рынка. А всего годом ранее компания контролировала 50 %. И этот рост продолжится, пока конкуренцию не составят более крепкие и опытные производители, чем текущие соперники, которые по-прежнему будут предлагать преимущественно нишевые решения.

Рост монополии DJI означает, что в 2018 году аппаратные решения будет предлагать меньшее число компаний. А главный рост индустрии обеспечат производители программного обеспечения и служб. Впрочем, США уже начала применять протекционистские меры по сдерживанию экспансии DJI.

7. Возрастёт вовлечённость внешних игроков

В 2017 году интерес к индустрии дронов проявили крупные компании вроде Intel и Facebook. Число сторонних участников, вливающихся в отрасль, продолжит расти благодаря новым партнёрским отношениям и более глубокому сопряжению индустриальных решений. Всё это поддерживается интересом к использованию аэроданных с инструментами вроде CAD, BIM, GIS и другими.

6. Самостоятельное использование дронов компаниями

На сегодняшний день, по оценкам Skylogic Research, использование сторонних услуг по задачам, связанным с дронами, сократилось до 10 %. Две трети компаний справляются с этими задачами собственными силами, а ещё чуть менее четверти прибегают к комбинированному подходу. Внутренние подразделения по пилотированию дронов растут подобно IT-отделам в эпоху, когда крупные фирмы начали применять компьютеры.

Такой подход будет сохраняться и далее. При этом контрактные услуги не исчезнут полностью, но станут более специализированными и нишевыми, а спрос на сторонние услуги будет исходить скорее от малого и среднего бизнеса, чем из корпоративного сектора. Многие провайдеры расширят сферу своей деятельности от регионального до общегосударственного уровня. А крупные компании будут создавать собственные специализированные команды, знакомые с их задачами, производственными процессами и готовыми постоянно отвечать на нужды организации.

5. Первые крупномасштабные развёртывания воздушных флотов

2017 год показал существенный сдвиг в использовании коммерческих дронов. В следующем году больше компаний расширят свои операции в воздухе, опираясь на широкое развёртывание дронов. DroneDeploy ожидает, что аэрофлоты числом от 100 до 1000 дронов будут работать по всему миру, постоянно собирая данные для решения бизнес-задач. Некоторые компании сделают за год более 100 тысяч полётов.

4. Новая эра автоматизации

Поскольку все больше предприятий прибегают к использованию в работе беспилотных летательных аппаратов, можно ожидать роста потребности в системах автоматизации полётов и рабочих процессов. Новые API и более глубокая интеграция свяжут данные с дронов с промышленными инструментами, усиливая сотрудничество между организациями. Автоматизация является ключом к росту индустрии. По мере роста предприятий, полагающихся на данные с дронов, чаще будут совершаться запуски, а это в свою очередь потребует улучшенной автоматизации передачи и анализа информации в круглосуточном формате.

В 2018 году ожидается, что появятся продвинутые средства автоматического создания планов полётов и планирования маршрутов в воздухе. Это сделает дроны применимыми в более сложных условиях и в конечном счёте выльется в создание полностью автономных беспилотников в ближайшие годы.

3. Более качественные данные позволят проводить глубокие исследования

В настоящее время машинное зрение и фотограмметрия решают большинство проблем картографии при помощи дронов — в 2018 году это изменится. Компании, которые будут получать доступ к наиболее крупным наборам данных с дронов, имеющие возможность анализировать миллионы полётов, получат шанс занять более крепкие позиции в индустрии. Они смогут исследовать наиболее насущные проблемы, с которыми сталкиваются владельцы дронов и предлагать эффективные решения, в том числе с использованием алгоритмов машинного обучения.

2. Машинное обучение и ИИ

В 2017 году термины «искусственный интеллект» и «машинное обучение» звучали очень часто в IT-индустрии, однако в области коммерческих дронов эти технологии пока не особенно распространены. В 2018 году ИИ получит ещё большее распространение и позволит решать серьёзные задачи, которые стоят перед такими отраслями, как сельское хозяйство, строительство, наблюдение и проверка работы различных систем.

С ростом автоматизации полётов возрастёт и частота сбора данных — понадобятся решения для более качественного анализа собираемых данных, и тут весьма важно будет применение машинного обучения, чтобы минимизировать участие человека в процессах. Компьютеры будут отбирать всё больше хлеба у пилотов дронов и даже предлагать решения тех или иных проблем, выявленных в процессе анализа данных из автоматических полётов. Например, дроны смогут самостоятельно сообщать о проблемах с безопасностью на строительной площадке или определять за один полёт объём урожая, количество сорняков и проблемы с поливом на полях.

1. Сбор данных и анализ станут чаще происходить в реальном времени

Быстро лучше, чем медленно, особенно в области анализа данных. И индустрия дронов пойдёт по этому пути: данные с дронов будут анализироваться в реальном времени, снимая необходимость ожидания в течение часов или даже дней. Развитие технологий пограничных вычислений позволит мобильным устройствам и дронам проводить всё больше задач анализа данных в реальном времени. В 2017 году технология только появилась, а в 2018 году начнётся эра мгновенного анализа данных, что позволит понимать происходящее на земле прямо во время полёта, чтобы сразу принимать решения. Это поможет не только в сельском хозяйстве и строительстве, но и при поиске людей, чрезвычайных ситуациях и в прочих областях.