Студенты Московского авиационного института Георгий Брезгин и Павел Андреев работают над уникальным беспилотным самолетом для сельскохозяйственных нужд, по ряду характеристик не имеющим аналогов в России.
Основное назначение самолета – распыление химикатов над посевами для борьбы с сорняками и вредителями. По мнению авторов, новый беспилотник сможет занять пустующую нишу между квадрокоптерами и сверхлегкими пилотируемыми самолетами благодаря важным преимуществам и перед обоими.
Беспилотник сможет обрабатывать участки поля в полностью автономном режиме в соответствии с программой, загруженной в полетный контроллер. Взлет и посадка будут автоматическими на заранее подготовленный участок. Оператор сможет управлять самолетом по протоколу Fly-by-Wire, то есть его действия будут ограничены в рамках допустимых значений по каналам крена и тангажа. При этом по некоторым характеристикам разработка превосходит существующие аппараты, способные выполнять те же задачи.
Темой беспилотников Георгий Брезгин увлекся еще в школе. Изначально он задумал самолет как средство для орошения небольших земельных участков, но вскоре отказался от этой идеи из-за низкой эффективности такого аппарата. Так появилась цель создать самолет для ультрамалообъемного внесения химикатов. Первый вариант имел бак для химикатов емкостью 20 литров. После поступления в МАИ и знакомства с Павлом Андреевым Георгий переосмыслил проект. Павел оптимизировал конструкцию аппарата, вместимость бака была увеличена до 70 литров. Кроме того, Павел разработал специальную систему для микрокапельного опрыскивания.
Сейчас студенты под руководством научного руководителя Максима Калягина занимаются проектированием конструкции второй версии самолета. Параллельно ведется изготовление первой версии самолета для проведения летных испытаний и внесения поправок во вторую версию. Уже из древесины изготовлены фюзеляж, хвостовое оперение, частично – крыло.
«На данный момент проделан анализ рынка сельскохозяйственной авиации и беспилотных летательных аппаратов и построена 3D-модель второй версии будущего самолета, – говорит Павел. – Ее мы используем для более точной компоновки агрегатов и при уточнении геометрической информации для аэродинамических расчётов».
По словам Георгия, все аппараты, выполняющие авиахимические работы, можно поделить на три группы: коптеры, сверхлегкая авиация и «тяжелая» авиация, например Ан-2 и Air Tractor. Объем бака для химикатов у коптеров составляет 20–40 литров, время полета – 15 минут с полной загрузкой. Их распылительные системы обладают самым малым размером капли среди всех аппаратов – 0,1 микрон. При таком малом размере капли во время пролета коптера над растениями создается мелкодисперсное облако, которое длительное время «висит» в воздухе, обволакивая листья. У сверхлегких самолетов размер капли больше как минимум в 100 раз – от 10 до 60 микрон.
Аппарат маевцев занимает нишу между коптерами и сверхлегкой авиацией. Размер капли у него больше, чем у коптеров, в 10–15 раз, однако он выигрывает в скорости обработки и объеме бака. Таким образом, разработка сопоставима по характеристикам со сверхлегкими самолетами, но в то же время не нуждается в пилоте. На самолете будет применена задняя центровка, которая существенно улучшит его скоростные характеристики. При такой схеме центр тяжести находится за центром давления, а горизонтальное оперение участвует в создании подъёмной силы.
Исключаются потери на балансировку. Вкупе с бипланной коробкой решение студентов МАИ обеспечивает невероятно низкие скорости сваливания: это сокращает посадочную дистанцию и делает полеты над полем более безопасными.
Использование разработки актуально на полях малых размеров – не более 200 гектаров. Норма внесения химикатов для рентабельной работы самолета составляет 3–5 л/га, что соответствует применению пестицидов, гербицидов, инсектицидов или десикантов. По оценкам студентов, выйти на летные испытания самолета удастся уже в 2022 году