Студенты Томского политехнического университета разрабатывают беспилотник по технологии Tailsitter, который сможет летать и собирать данные в условиях северного климата. Этим летом они презентовали проект на «Архипелаге 2023» и уже грядущей зимой хотят запустить пилот в «Газпром нефти». О стартапе в вузе и начинке тейлситтера поговорили с лидером проекта Григорием Матлаховым.
Бери от вуза все
Студенты российских вузов могут участвовать в акселераторах, конкурсах и лабораториях и развивать бизнес уже с 20 лет. Команда проекта MiracleSky — студенты Инженерной школы информационных технологий ТПУ. Их путь в технологическом предпринимательстве начался с того, что они пошли на дополнительную специальность — «Элитное техническое образование в сфере предпринимательства». Вуз предлагает углубленные направления также по физике, математике и химии.
На одном из направлений их позвали на экскурсию в бизнес-инкубатор ТПУ. Ребята стали ходить туда, общаться со студентами и экспертами, пробовать оборудование. А потом узнали о конкурсе «Кибердром 2022». В этой программе за девять месяцев участников обучают управлять дронами, разбираться в их устройстве и программировать.
Невозможно было не влюбиться в беспилотники и не захотеть создать что-то свое.
Одним из треков был предпринимательский проект. Ребята объединились в команду и подали проект создания беспилотника по технологии Tailsitter. Упаковали идею уже на второй волне федерального конкурса «Студенческий стартап» от ФСИ. Потом начались акселераторы других вузов.
Улучшить то, что уже есть
Можно не изобретать велосипед, а взять за основу существующий проект. Например, прототип MiracleSky — тейлситтер швейцарской компании Wingtra. Ребята решили двигаться в той же концепции и добавить новые функции.
Участники команды Алексей Лащенов и Егор Шергин изучают аналоги, рассчитывают и моделируют конструкции, чтобы сделать что-то более эффективное.
Тейлситтер — популярное решение среди авиамоделистов, которые собирают модели у себя в гараже. В промышленном масштабе это сложная задача, которой занимаются всего несколько стартапов в мире.
Тейлситтер vs другие VTOL
В России разрабатывают и другие беспилотники вертикального взлета и посадки (VTOL). Например, винтокрыл новосибирской компании ООО «Оптиплейн Аэродинамика» — гибрид коптера и самолета с четырьмя крыльями.
Трикоптер ближе к мультироторным дронам, чем к самолетам, поэтому летает не так долго и далеко, как тейлситтер. Он не меняет своего положения во время полета: взлетел, слегка наклонился — и полетел.
Тейлситтер переходит из вертикального положения в горизонтальное под углом 90 градусов.
Есть VTOL, где один мотор отвечает за горизонтальное передвижение (практически всегда это двигатель внутреннего сгорания) и четыре мотора работают на подъем. Но они и весят больше, и стоят дороже. В нашем блоге есть статья про конвертопланы компании «Клеверкоптер». У них гибридная установка с прямым приводом. Такие аппараты вертикально взлетают за счет электричества, потом запускается маршевый двигатель на бензине, который позволяет коптеру разогнаться. А когда беспилотник встает на крыло, у него отключаются электрические двигатели, работающие напрямую от маршевого бензинового двигателя.
Не все получается с первого раза
Инженеры подобрали конструкцию, в которой все максимально скомпоновано и нет лишних элементов, чтобы аппарат было проще собрать и подготовить к серийному производству.
В лаборатории бизнес-инкубатора студенты создали резчик для пенопласта, стенд для тестирования моторов и аэродинамики крыла. На 3D-принтере напечатали детали для крепления моторов и дополнительно зафиксировали их винтами.
Первая модель была слишком тяжелой и массивной для эффективного управления, а вторая не позволила разместить полезную нагрузку.
Вот как тестировали второй прототип:
В новом учебном году команда приступила к третьей версии тейлситтера. Промышленный образец соберут из композитных материалов с дорогими широкоугольными камерами, мощными моторами и электроникой.
Композиты усилят и одновременно облегчат корпус и крылья, что позволит увеличить массу полезной нагрузки.
Чтобы осуществить задумку, ребята участвовали в Акселераторе НТИ, Акселератор ТУСУРа «Стартап-полигон», «Физтех.Аэро» МФТИ, Томсхаб томской компании «Рубис», акселератор «Кибердром». А прямо сейчас проходят акселератор проектов в области разведки и добычи INDUSTRIX «Газпрома».
Программы «Умник», «Студенческий стартап» и «Стартап-полигон» принесли команде 1,65 миллионов рублей.
Юные инженеры ищут информацию в интернете и закупают материалы с запасом. Был случай, когда им еще не хватало опыта подключения тока, в беспилотнике сгорела электроника. Пришлось учиться контролировать и страховаться.
На «Архипелаге 2023» команда познакомилась с компаниями, которые продают композиты и электронику, а моторами и аккумуляторами занимаются команды из их вуза.
В 2024 году команда собирается собрать новую улучшенную версию самолета:
- Время полета — до 1,5 ч
- Скорость полета — 65–120 км/ч
- Дальность полета — 100–120 км
- Грузоподъемность — до 1,5 кг
- Диапазон температур — от –45 до +45 °С
- Скорость ветра — до 12 м/с
Тейлситтер сможет работать в сильный мороз
Тейлситтер можно применять для аэросъемки технологических объектов протяженностью до 150 километров: трубопроводов, нефтеперерабатывающих заводов, строительных площадок, полей, месторождений полезных ископаемых. То есть в любой сфере, где нужны качественные снимки, данные об утечках, износе оборудования и особенностях рельефа. Часто такие объекты находятся в местах с трудным доступом и логистикой, поэтому там особенно нужны БПЛА.
MiracleSky сможет работать на предприятиях в северных регионах.
Обычный беспилотник при сильном минусе сломается и упадет. А у тейлситтера MiracleSky будет система терморегуляции для поддержания оптимальных условий работы электроники. Инженеры вплетают в корпус дополнительные нити обогрева и используют морозостойкие покрытия. На технологию системы терморегуляции команда планирует получить патент.
На MiracleSky можно поставить любую полезную нагрузку
Можно буквально за 2–3 минуты поменять модуль и установить фотокамеру, тепловизор или лидар, чтобы получать другой тип данных. Это выгодно, ведь компаниям не придется покупать три разных беспилотника и долго обучать специалистов.
Дрон с массой вариаций полезной нагрузки — это эталон будущих беспилотников.
Камеры будут подключаться к летному контроллеру, который будет все вычислять, подавать сигнал на этот лидар или камеру и анализировать данные. Информация будет записываться на карту памяти и переноситься на компьютер.
Ждем пилота и первых заказов
Компания ООО «Газпром трансгаз Томск» дала техническое задание с описанием характеристик беспилотника и задач, которые он должен выполнять. Она может стать первым заказчиком MiracleSky.
«Газпром нефть» по итогу Акселератора INDUSTRIX готова оплатить все выполненные работы и заключить контракт на будущее в рамках пилотного проекта.
Дальше команда будет предлагать разработку лесному и сельскому хозяйству. В Томске большие площади с низкой плотностью населения, много лесов и полей, поэтому мониторинг с беспилотников востребован. Также проект может быть востребован для геодезии и картографии в строительстве.