Во время военных действий все чаще применяют оптоволоконные БЛПА. Оптоволокно обеспечивает защиту от радиоэлектронного подавления и перехвата данных, что критически важно для спецприменений дронов в зоне СВО и на индустриальных объектах. По статистике только один из шести таких БЛПА достигает цели, а остальные рвут волокно, преодолевая всего 1-2 километра. Эксперименты исследователей ПНИПУ показали, что проблема в катушке, на которую наматывается оптоволоконный кабель. Из-за ее неправильного строения возникают микроизгибы и обрывы оптического волокна. Ученые разработали отечественную систему управления оптоволоконными БПЛА, которая не только минимизирует изгибы и предотвращает обрывание кабеля, но и способна передавать сигнал на 25 километров.
Статья по исследованию оптоволоконных датчиков опубликована в журнале Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Рынок систем управления БПЛА по оптоволоконной линии связи – это новый, но перспективный сегмент беспилотных технологий. Обычные дроны управляются по радиоканалу (Wi-Fi, Bluetooth, сотовая связь) или автономно (по GPS). Оптоволоконные БПЛА вместо радиоволн используют тонкий оптоволоконный кабель, который разматывается с катушки на дроне. Он устойчив к электромагнитным воздействиям, что позволяет защищать сигнал от помех и глушения, и способен передавать видео и команды без задержек на высокой скорости.
Оптоволоконные БПЛА бывают нескольких видов. Подводные – для разведки и ремонта подводных коммуникаций. Разведывательные – военные дроны, устойчивые к радиоэлектронной борьбе. Промышленные – для инспекции опасных объектов, например, атомных электростанций. Сейчас, особенно в зоне военных действий, в основном активно используются оптоволоконные аппараты китайских производителей, либо российские аналоги, похожие на них по конструкции.
Управление такими БПЛА проходит так: дрон с катушкой внутри поднимается в воздух, автоматически разматывая кабель, через который оператор им управляет. Проблема в том, что из-за неправильной системы размотки оптоволокна происходят перегибы и сигнальные потери, а в некоторых случаях – разрывы.
Студенты и выпускники Пермского Политеха разработали цифровую систему управления и передачи данных через оптическое волокно для БПЛА под шифром «Кукловод». Она позволяет управлять дронами на расстоянии до 25 километров. При этом для катушки создана конструкция, имеющая систему плавной размотки. Это не вносит изгибные потери в оптическое волокно и не позволяет ему обрываться.
– Проект «Кукловод» был запущен как попытка повысить надежность систем управления оптоволоконными БПЛА. Наш коллектив создал собственную конструкцию катушки и свое программное обеспечение. Система состоит из двух частей: встроенный внутрь воздушный модуль и наземная станция управления. Последняя имеет два варианта исполнения: мобильный и ПК-модуль, позволяющий подключиться к ноутбуку/планшету. Кроме того, мы использовали новые композитные материалы (углепластик производства ПНИПУ) в корпусах катушек и БПЛА, – комментирует Юрий Конин, младший научный сотрудник кафедры общей физики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Созданная учеными ПНИПУ технология повышает эффективность работы БПЛА в зонах, подверженных радиоэлектронной борьбе. Разработанная конструкция катушки позволяет более маневренно двигаться с высокой скоростью при управлении дронами от первого лица, преодолевая до 25 километров. Уже налажено мелкосерийное производство систем связи, найдены потенциальные покупатели. Созданная система управления БПЛА тестируется на полигоне для дальнейшего применения в зоне СВО.
На 2025 год запланировано масштабирование производства, расширение модельного ряда катушек и импортозамещение электронных плат. Ученые работают над второй версией программного обеспечения, в котором будет реализована поддержка ночного видения.