Немецкий стартап Quantum-Systems разработал новый тип многофункционального беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и считает, что сможет использовать свой продукт для участия в будущих тендерах для ВС Германии и армии США. Получивший название «Вектор» (Vector) дрон самолетного типа не только обладает возможностью вертикального взлета и посадки (VTOL), но и всего за несколько секунд простыми действиями может быть преобразован в аппарат вертолетного типа или, так называемый, коптер. В этом случае он называться «Скорпион» (Scorpion).
Основатель Quantum-Systems Флориан Зайбель
В интервью интернет-ресурсу Soldat&Technik основатель и генеральный директор Quantum-Systems Флориан ЗАЙБЕЛЬ (Florian SEIBEL), бывший офицер армейской авиации бундесвера, объяснил, как появилась система, и какие преимущества заложенная в нем концепция приносит вооруженным силам.
С технической точки зрения Vector – это так называемый БПЛА с неподвижным крылом (самолетного типа), способный взлетать и приземляться вертикально. Таким образом, система объединяет несколько преимуществ в одной концепции. В отличие от однотипных дронов, используемых в настоящее время бундесвером, таких как «Луна» (Luna) или «КаЦэО» (KZO), Vector не требует пусковой катапульты или взлетно-посадочной полосы. Для приземления не используются ни сеть, ни парашют.
Сборка БПЛА Vector перед запуском
БПЛА можно запускать и сажать, как беспилотный вертолет, с земли, с платформ - в том числе над морем - или вручную. Преимущество системы вертикального взлета и посадки перед дронами-коптерами, такими как «Микадо» (Mikado), заключается в значительно большем времени и скорости полета.
Ф.Зайбель, который основал компанию в последний год своей службы – в то время он работал научным сотрудником в университете бундесвера в Мюнхене, – отмечает, что у БПЛА вертикального взлета и посадки обычно есть недостатки. Как правило, возможности VTOL обычно приводят к более высокому весу системы и снижению полезной нагрузки, поскольку для создания подъемной силы в такие дроны должны быть встроены специальные роторы. Верно и то, что БПЛА с VTOL не обладают достаточной конструктивной прочностью. В итоге, БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой все еще тяжелее, чем БПЛА самолетного типа.
Однако, в Vector этот недостаток сведен к абсолютному минимуму, подчеркивает Ф.Зайбел, «потому что мы знали, куда идем». Всего три поворотных ротора – по одному на каждом крыле и один на хвостовом оперении – обеспечивают VTOL и полностью интегрированы в конструкцию дрона с начала разработки. В результате удалось добиться экономии веса и, несмотря на электрический двигатель, достичь времени полета в два или три часа, в зависимости от того, использовалась ли версия Vector с весом 6,5 или 7,5 кг. Для полезной нагрузки (сенсорного блока) доступны около 10% веса системы. Размах крыла Vector составляет 2,8 м, скорость полета 15-20 м/с, то есть до 72 км/ч. По словам Ф.Зайбеля, дрон способен работать при скорости ветра до 12 м/с.
Два в одном
Изюминкой запатентованной системы является возможность на уровне пользователя преобразовать дрон из аппарата с неподвижным крылом в дрон-трикоптер. При необходимости аппарат требуется реконфигурировать, без инструментов, с помощью системы защелок. Для этого снимаются крылья и заменяются кронштейны коптера, а также хвостовая часть. Получившийся дрон-трикоптер Scorpion примерно на один килограмм легче и обеспечивает время полета не менее 35 минут при скорости полета 1-15 м/с. Дрон шириной около 1,37 м может летать при скорости ветра до 10 м/с.
БПЛА Vector (на заднем плане) и коптер Scorpion (на переднем плане). Транспортный контейнер.
Перед запуском пользователь может определить, какой профиль развертывания ему нужен, и выбрать наиболее подходящую конфигурацию. В качестве трикоптера дрон подходит для пространственно ограниченных сред и стационарного использования, например, в густонаселенных городских районах. С другой стороны, Vector предлагает большую дальность полета или более длительное время пребывания над оперативной зоной. К этому добавляется низкий уровень шума, поскольку Vector обладает способностью к планированию и может оставаться в воздухе даже при работе одного ротора.
По словам Ф.Зайбеля, компания Quantum-Systems сначала разработала самолетный БПЛА вертикального взлета и посадки, а затем обнаружила, что его довольно легко преобразовать в коптер. Такая схема, по словам разработчика, позволяет компании участвовать в тендерах как на БПЛА с крылом, так и на дроны вертолетного типа. Например, согласно хорошо информированным кругам в бундесвере, в ближайшее время будут проведены тендеры по поиску преемников для БПЛА «Аладин» (Aladin, самолетного типа) и Mikado (дрон вертолетного типа).
По утверждению производителя, разница в производительности между Scorpion и чистокровным современным дроном-коптером невелика, но не так уж и мала, как у Vector по сравнению с БПЛА с жестким крылом. Однако концепция Quantum-Systems дает военным преимущества. По словам инженера, она лежат в сфере логистики и обучения.
О компании Quantum-Systems
Идея создания БПЛА с электрическим приводом появилась у бывшего военнослужащего в начале первого десятилетия этого века. Его первый патент в этой области датируется 2012 годом. Поскольку, в то время университет бундесвера не был заинтересован в финансировании проекта, Ф.Зайбел взял на себя все расходы, что, в свою очередь, позволило ему использовать полученный патент в коммерческих целях. В настоящее время компания, основанная в 2015 году, насчитывает 100 сотрудников и рассчитывает в 2021 году на двухзначную миллионную выручку. По утверждению Ф.Зайбеля, Quantum-Systems поставила больше летательных аппаратов, чем EMT Penzberg. Этот давний поставщик БПЛА для ВС Германии недавно объявил о банкротстве, и теперь его поглощает израильская государственная компания Rafael.
Штаб-квартира компании Quantum-Sys
На момент основания Quantum-Systems, основное внимание уделялось коптерам, и только в 2016 году был сделан разворот к фиксированным крыльям с функцией VTOL. Вначале разработка и производство велись только для коммерческого сектора. Работа в интересах органов власти и рынков вооружений началась с 2018 года. Этот переход казался логичным, поскольку было «видно, что у вооруженных сил тоже есть потребности», которые Quantum Systems может удовлетворить, а именно: беспилотные системы, которые могут обследовать большие территории в течение длительных периодов времени.
Разработка Vector началась в 2018 году, а сам БПЛА был выпущен на рынок в 2020 году. В настоящее время система находится в стадии «закалки». В отличие от коммерческого сектора, военные дроны должны летать в любое время суток и в сложных погодных условиях. Для этого нужны не только датчики, подходящие для разных спектральных диапазонов, но и повышенная надежность всех элементов изделия. Связь происходит по зашифрованным каналам передачи данных. В аварийной ситуации, в случае сбоя или нарушения навигационных сигналов, дрон также должен «уметь» перемещаться на основе изображений. Хотя разработка шла на самофинансировании, «заказчик, бундесвер, все еще может рассчитывать на то, что он получит полностью разработанный и испытанный аппарат, а не станет только бета-тестером», - поясняет Ф.Зайбель. По его словам, система Vector в настоящее время проходит испытания и в вооруженных силах США.
Инновационные подходы
По заявлению разработчика, помимо сложной конструкции оборудования, в изделие также намечено интегрировать современные концепции программного обеспечения (ПО). Конкретно, и Vector, и Scorpion начнут осваивать новые технологии с конца 2021 года. Помимо того, аппарат оснащен автопилотом Quantum Skynode последнего поколения. Автопилот разработан совместно с партнером Auterion и позволяет взаимодействовать как с закрытыми, так и с открытыми стандартами.
Открытый протокол позволяет пользователю управлять дроном с помощью любого подходящего блока управления. В частности, ВС США в настоящее время разрабатывают так называемую единую наземную станцию (Common Ground Station), которая позволит управлять дронами разных типов и производителей с одного и того же устройства. Предпосылкой для реализации этой возможности являются БПЛА, принимающие открытые протоколы. Эта концепция дает преимущества при обучении операторов, а также в логистике и модернизации дронов. ПО можно обновлять независимо от оборудования. По словам Ф.Зайбеля, внедряя этот подход, его компания намерена «оставаться впереди всех в области технологий».
Искусственный интеллект Vector отмечает обнаруженны
Аппаратный и программный модуль автопилота Quantum Skynode также обеспечивает дальнейшее развитие беспилотных платформы с точки зрения автоматизации. Эффект достигается, благодаря объединению точной навигации, компьютерного зрения, современного искусственного интеллекта (ИИ), и продвинутой сетевой связи. Это позволит надежно обрабатывать такие задачи, как независимая разведка местности и сообщение об обнаруженных на ней целях. Получаемые, при этом, преимущества варьируются от облегчения работы оператора до возможности применения БПЛА в среде, нарушенной электронными средствами противника. Согласно данным Quantum-Systems, будущие компетенции системы в целом будут расти. Новый функционал предусматривается загружать из «магазина приложений» и сразу использовать без необходимости вносить какие-либо изменения в конфигурацию оборудования.
По материалам ресурса soldat-und-technik.de
