Дроны на производстве: не игрушка, а способ решения сложнейших задач

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или просто дроны способны решать множество задач: осмотр конструкций в шахтах, забор проб воздуха, наблюдение в труднодоступных местах. В уроках «Цифроникеля» мы можете познакомиться с тем, как они устроены и какие преимущества дает их использование. 

Дроны сильно отличаются между собой по массе, времени нахождения в воздухе, максимальной высоте, на которую они могут подниматься, и по другим техническим характеристикам. 

Несмотря на все различия, у всех них есть общие элементы. Ни один дрон не обходится без пропеллеров и регуляторов оборотов, двигателей, контроллера полета, сенсоров и приемопередатчика управляющих сигналов.

Дроны делятся на классы в зависимости от высоты, на которую они могут подняться. Беспилотники класса А способны подниматься в воздух на 5 с лишним километров, а дроны класса G взлетают, максимум, на 360 метров. 

Большая часть дронов создана для применения на открытом воздухе. Таким БПЛА находят множество применений. Например, «Газпром нефть» использует их для мониторинга трубопроводов и другой инфраструктуры, а также для слежения за экологической обстановкой на объектах. 

Есть беспилотники, которые применяются в ограниченных пространствах или помещениях. Так дроны Flyability, которые производит швейцарская фирма Elios, используют для изучения трещин в ледниках, контроля над состоянием паровых котлов и шахтных установок.

Дроны могут заглянуть в такие места, куда сложно попасть. Поэтому их часто используют для фото- и видеосъемки интересующих объектов, особенно в условиях, при которых есть риск для жизни или здоровья человека. Например, в Польше на целлюлозно-бумажном комбинате с их помощью провели мониторинг качества сварных швов цистерн. Раньше эта процедура могла занять целую неделю: нужно было сооружать вокруг цистерны леса, чтобы по ним могли подняться инспекторы. Дрон совершил полный облет и сделал все необходимые для изучения снимки за считанные часы. 

Корпорация «Ростех» применяет дроны, чтобы находить проблемные участки и обнаруживать сломанное оборудование на линиях электропередачи. Раньше для этого нужно было обесточивать сети и вызывать для поиска проблем промышленных альпинистов. 

БПЛА могут оснащаться не только видеокамерой, но и тепловизором, что дополнительно расширяет их возможности. Так с помощью таких дронов можно мониторить пожароопасные участки леса, искать дефекты в теплоизоляции различных строений, искать людей, которые оказались под снегом после схода лавин или под обломками зданий. 

Крупные дроны с мощными двигателями можно использовать для перевозки грузов. «Газпром нефть» успешно испытала беспилотный грузовой вертолет «Тайбер», который доставил на отдаленное арктическое месторождение посылку весом в 150 килограмм. Дронам доверяют и ценные грузы. Сбербанк тестирует скоростные БПЛА-инкассаторы, которые могут перевозить наличность со скоростью 180 км/ч. 

У дронов есть несколько преимуществ по сравнению с другими видами техники. Самые главные из них: скорость и маневренность. В Великобритании БПЛА используют в полиции и дорожных службах при реагировании на сообщения о ДТП. Дрон, особенно в условиях затрудненного автомобильного движения в мегаполисах, быстрее прибывает на место аварии, чем наряд полиции, и у сотрудников служб появляется возможность более оперативно разобраться в ситуации и, в случае необходимости, должным образом подготовить прибывающие на место ДТП расчеты. 

Конечно, у дронов есть свои ограничения. Как и любая другая летательная техника с небольшой массой, они сильно зависят от погоды. Холод уменьшает емкость аккумуляторов и, следовательно, сокращает расстояние, на которое может передвигаться дрон. Сильный ветер снижает управляемость техникой и может стать причиной аварии. 

В «Норникеле» беспилотники планируют использовать для осмотра зданий и сооружений. В первую очередь на открытых пространствах и в опасных зонах, где возможны обвалы или возгорания.

У компании есть прототип дрона, которого можно использовать под землей. Эта модель обладает зачатками искусственного интеллекта. Она способна самостоятельно взлетать, проходить по заданному маршруту и садиться. Её будут применять для осмотра шахт. Благодаря компактным размерам и встроенной подсветке дрон сможет передавать изображения из узких рудоспусков, вентиляционных шахт и других мест, куда человеку трудно добраться.

В «Норникеле» также разрабатывают специальной комплекс лазерного сканирования Hovermap, который можно устанавливать на дронах. Такое оборудование способно изучать пространство вокруг себя и строить полные трехмерные карты горных выработок и других труднопроходимых мест. Установленное на дроне ПО способно самостоятельно корректировать маршрут, облетать препятствия. БПЛА не нуждается в том, чтобы его постоянно контролировал оператор, что особенно важно под землей, где радиосигналы быстро затухают за изгибами шахт. Оператору достаточно лишь установить начальную и конечную точку исследования.

Масса дрона составляет около 6 килограммов, лазерного сканера — меньше двух килограммов. Время полета колеблется в зависимости от нагрузки и сложности траектории: от 35 до 55 минут. 

Если испытания прототипа пройдут успешно, то в «Норникеле» планируют широко использовать дроны на производстве. А значит, вырастет потребность в специалистах, которые смогут использовать такой вид техники. Начать его изучение можно на уроках программы «Цифроникель».