Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони
Фото: Андрій Пуляєв, Павло Косолапкін и Віталій Гитченко

Українські інженери зі стартапу Matrix UAV створили мультироторний безпілотний літальний апарат, здатний працювати без акумулятора — живлення для нього подається по кабелю з землі або виробляється генератором, встановленим на самому дроні. Коли незвичайний український безпілотник потрапить на озброєння ЗСУ та МНС дізнавався «Дім інновацій».

Урбаністичний пейзаж промислової зони столичних Позняків — те місце, де українські інженери з компанії Matrix UAV створюють інноваційні безпілотні літальні апарати — БПЛА, що по-англійськи як раз і називається UAV — Unmanned Aerial Vehicle. Перше знайомство з по-справжньому українськими безпілотниками для «Дому інновацій» організував Михайло Петях, проектний менеджер стартапа. Всього команда Matrix UAV на даний момент налічує два десятки людей — це електронники, інженери, конструктори, дизайнери.

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Починався стартап як волонтерський проект. А коли в лютому 2017 року для підтримки цього проекту вдалося залучити інвестиції, його офіційно зареєстрували як підприємство. Ядро команди — це фахівці, зайняті в розробці і створенні українських безпілотників з перших днів існування проекту. Андрій Пуляєв, головний конструктор, який сьогодні очолює фірму, а також Павло Косолапкін і Віталій Гитченко провели для «Дому інновацій» демонстрацію можливостей БПЛА «Химера-Т» та показали особливості моделі «Химера-Н».

Якщо б не було війни…

З початком конфлікту на Донбасі в 2014 році багато волонтерів кинулися добувати будь-якими шляхами безпілотники. «Добробати» з радістю приймали будь-яку допомогу — від черевиків і медикаментів до зброї, — на яку скидалися усім миром. Але якісні безпілотні апарати, які підходять для роботи в зоні військового конфлікту, коштують чимало. Так в країні почалося масове доопрацювання недорогих іноземних дронів і створення українських безпілотників, які змогли б замінити світові аналоги ціною в десятки і сотні тисяч доларів.

— По суті, справжніх українських «виробників дронів» можна по пальцях перерахувати, а решта найчастіше купують готові безпілотники, як-небудь їх доопрацьовують, і продають як продукт «Made in Ukraine», — каже Михайло Петях. — Але в наших безпілотниках практично все створено нашою командою.

Нам показали цех з виготовлення рам, майстерню, де розробляють електронну начинку, місце дизайнера. І навіть коридори будівлі, де розмістилася команда Matrix UAV, не стоять порожніми — там розташовані 3D-принтери, в яких створюють дрібні пластикові деталі для дронів.

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

«Химера», якій судилося втілитися

Лінійка дронів «Химера», розроблена київськими умільцями, являє собою мультироторную платформу, що може бути адаптована для виконання різних завдань. На БПЛА з шістьма моторами можна встановити камеру, ретранслятор сигналу. До нього можна навіть прикріпити контейнер для доставки вантажу: проклавши маршрут на ПК, планшеті або смартфоні, можна відправити «Химеру-Н» в автономний політ, і, досягнувши заданої GPS-координатами точки, дрон скине контейнер з парашутом, доставивши цінний вантаж до місця призначення. При цьому електронні системи радіозв’язку, визначення положення — електронні компаси та GPS — мають потрійне резервування, і вивести їх з ладу, навіть навмисно, дуже непросто.

— Варто розуміти, що безпілотник — це просто інструмент, — говорить Андрій Пуляєв. — Тільки те, як і з якою метою ви його використовуєте, визначає, чим він є — «зброєю», «шпигуном», базовою станцією зв’язку або чимось ще.

Рама з легкого композитного матеріалу, шість фірмових імпортних моторів з пропелерами, та електронна начинка всередині чорного корпусу — ось і вся основа дрона «Химера». Хитрість в тому, звідки отримують живлення мотори і електроніка.

Зазвичай для живлення дронів використовують акумулятори, але у них є цілий ряд обмежень. По-перше, вони важкі, і щоб їх нести звичайний «побутовий» квадрокоптер витрачає левову частку енергії. По-друге, вони досить малоємкі — нечасто мультикоптер може протриматися в повітрі довше 20-30 хвилин. По-третє, їх вартість висока. І, по-четверте, взимку, коли акумулятор холодний, його ємність падає настільки, що час польоту може скоротитися в два і більше разів.

Виходів із складного становища українські інженери знайшли відразу два. Перший: зробити величезний «подовжувач», і подавати живлення для такого «прив’язного» безпілотника з землі — так працює дрон «Химера-Т». Другий вихід — використання генератора: знизу під дроном кріпиться японський бензиновий мотор з карбюратором і паливним баком, та імпортний генератор, що перетворює енергію обертання мотора в електрострум — так працює модель «Химера-Н». Відповідно, гібридний БПЛА «Химера-Н» (від англ. Hybrid) може літати до двох годин зі швидкістю до 40-45 км/ч, а «прив’язний» дрон «Химера-Т» (від англ. Tethered) може перебувати в повітрі практично нескінченно довго — час його польоту обмежений тільки ресурсом моторів. Точніше, надійністю його підшипників, на які виробник дає гарантію в 600 годин безперервної роботи, тобто 25 діб.

«Химерою» зазвичай образно називають недосяжну мрію, ідею, яку неможливо втілити. Але цю «химеру» — дрон, який може літати місяць без посадки, — українським інженерам вдалося втілити в життя.

Обидві моделі дрона «Химера» вже не раз були випробувані «в полі» і показали себе відмінно як в умовах суворої української зими, так і арабського жаркого літа: в діапазоні температур від -20°C до +35°C («В тіні!» — уточнюють конструктори БПЛА) дрони працюють без збоїв. Для захисту від перегріву вузлів «Химера-Т», наприклад, передбачено три незалежних системи охолодження: крім штатного охолодження кожного з шести двигунів тут використаний радіатор для охолодження перетворювача струму і активна система охолодження електроніки всередині рами: повітря з-під дрона втягується вентилятором, воно охолоджує електронні компоненти і відводиться через «промені» — довгі трубчасті елементи рами, на кінцях яких встановлені мотори з пропелерами.

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Птах невисокого польоту

По суті, прив’язний дрон «Химера-Т» — це мобільна щогла, яка швидко піднімається і на яку можна встановити широкий спектр обладнання. Це може бути і «мирний» Wi-Fi для масових заходів, і «око в небі» для служб МНС, а ще зв’язок, візуальне спостереження для військових цілей, і все інше, що тільки можна вигадати.

— Ми вже запускали безпілотник з військовим обладнанням для забезпечення тактичного зв’язку. Наприклад, на ньому кріпився модуль зв’язку, який роздавав на 20 км Wi-Fi з «криптуванням», — каже Андрій Пуляєв. — А з встановленою на дроні гіростабілізованою камерою з 30-кратним оптичним зумом можна з відстані в 2-3 км пізнати людину, а на більшій відстані, з 4-5 км, можна чітко побачити, озброєна людина чи ні, який транспортний засіб рухається по дорозі, не кажучи вже про те, щоб просто засікти рух.

Для забезпечення візуального контролю «всевидюче око» піднімається на висоту в десятки метрів. Для прив’язного БПЛА «робоча» висота становить 30-100 метрів, а для гібридного — від 50 до 300 метрів.

— Ми можемо підняти «Химеру-Н» і на кілометр, але в цьому немає сенсу, — кажуть інженери. — Якщо потрібно забезпечити спостереження за периметром, наприклад, за територією великого підприємства або лісового масиву, то 100 метрів цілком достатньо. Те ж стосується і тактичного зв’язку.

Зараз електронники та інженери-конструктори чаклують над приводом для лебідки, яка буде розмотувати і змотувати кабель, що подає живлення в 1,5-1,6 кВт для «Химери-Т». Планується, що автомобіль з встановленим на нього приводом і прив’язним безпілотником буде під’їжджати на потрібне місце, і в лічені секунди дрон вже займе свою позицію в небі. У разі відмови наземної системи подачі живлення дрон сам опуститься — енергії резервного акумулятора (тут резервування має практично все) на це вистачить. Система аварійної посадки вже реалізована в поточній версії БПЛА.

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Сторожова вежа на мотузочці

Уявіть собі зону стихійного лиха або будь-якої іншої надзвичайної ситуації — пожежа, повінь, землетрус. Зазвичай в таких випадках, щоб скоординувати дії, мінімізувати збиток, знайти і врятувати людей, які потрапили в біду, потрібно забезпечити візуальне спостереження і зв’язок для проведення аварійно-рятувальних робіт. «Химера-Т» зможе оперативно забезпечити і те, і інше. Перевага цієї моделі в тому, що вона підходить для тривалого спостереження. Наприклад, в разі пожежі на складі нафтопродуктів, в лісопосадці або на хімзаводі не потрібно піднімати вертоліт або ризикувати життями людей, працюючи «наосліп». Досить одного прив’язного дрона на платформі, яка під’їде на безпечну відстань в 300-500 метрів і буде годинами допомагати фахівцям МНС візуально контролювати процес гасіння пожежі.

Для військових це теж знахідка. Наприклад, командний центр і два дрона допоможуть супроводити розвідгрупу в тил на 15 км з відмінним каналом зв’язку. Альтернатива — дві 30-метрові щогли, кожну з яких підвозить команда з шести осіб на двох автомобілях. Тривалий і трудомісткий процес розгортання щогл можна замінити швидким запуском двох дронів «Химера-Т».

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Більш того, для розміщення командного центру зазвичай вибирають «висоту» — місце, розташоване на височині, для кращого огляду і більшої дистанції зв’язку без перешкод. А всі висоти поблизу лінії зіткнення в зоні бойових дій «пристріляні». Для дрона з антеною або камерою спостереження немає таких обмежень — безпілотник можна запустити і з низини, вибравши будь-яку зручну улоговину, і підняти на десятки метрів з тим же ефектом.

— А якщо такий безпілотник зможе засікти противник?

— Візуально його помітити дуже складно. Максимум — з 500 метрів, і то, якщо приблизно знаєш, що шукаєш. А засоби РЕБ (радіоелектронної боротьби — Ред.) намагаються засікти сигнал розвідувальних апаратів в діапазоні висот від 300 метрів і вище. Вони засікають частоту, на якій йде передача, і починають придушення — вони можуть придушити сигнали зв’язку, GPS, що завгодно. Але «Химера» літає нижче рівня, на якому засоби РЕБ противника шукають розвідувальні безпілотники, — пояснюють інженери Matrix UAV.

Пропозиція, що породжує попит

Коли військові дізнаються про можливості БПЛА Matrix UAV, вони, як засвідчують розробникі дронів, щиро дивуються не тільки тому, що таку техніку виробляють в Україні, але навіть тому, що вона взагалі існує.

— Міноборони України замовляє для армії те, в чому є потреба. А в дронах такого класу потреби поки немає тільки тому, що військові в Україні просто не знають про їхні можливості, — каже Андрій Пуляєв. — Це в Ізраїлі, де конфлікт триває десятки років, армія в курсі всіх високотехнологічних новинок військової техніки, і ефективно використовує їх.

Поки що Matrix UAV бере участь в профільних виставках військового обладнання в Україні та за кордоном, щоб познайомити українських і іноземних військових зі своєю технікою. І, звичайно ж, паралельно українські БПЛА проходять сертифікацію в профільному інституті, без якого не можна взяти участь у закупівлях для армії — це Державний науково-випробувальний центр Збройних Сил України. Український сертифікат, за словами стартаперів, відкриє шлях і на міжнародні ринки: коли якість твоєї продукції і придатність її для армійського застосування підтверджено українською військовою установою, довіра до неї зростає і у іноземних військових.

Matrix UAV: українські дрони, які змінюють уявлення про дрони

Але вже і зараз інтерес до дронів проявляють військові та МНС з ОАЕ, країн Африки, Європи — команда зі своїми розробками вже була в Арабських Еміратах на військовій виставці. Інтерес є, тому що, наприклад, прив’язний дрон — непоширене рішення: їх роблять хіба що в Ізраїлі.

Стартапери поки не заявляють затверджених ринкових цін на свої безпілотники: вони все ще в процесі розробки. Інвестор, який підтримав проект, не вимагає швидкого повернення інвестицій. Розробка такого рішення — трудомістка і наукомістка робота, тому процес триває довго і коштує дорого.

Вартість «Химера-Н» і «Химера-Т» буде «нижче вартості іноземних аналогів», стверджують конструктори українських дронів: питання ціни для України дуже важливий. Адже в Matrix UAV кажуть: українські військові розповідають, як суперсучасне дороге устаткування закуповується, але лежить на складах… тому що чиновники бояться, що в процесі експлуатації його можуть зіпсувати.

— Найближчим часом ми плануємо вийти на ринок з нашими дронами і компанія почне приносити прибуток, — говорить Михайло Петях.

Але, як стверджують представники команди Matrix UAV, і для них, і для інвестора в першу чергу важливо, щоб створені в Україні безпілотники допомагали захищати країну і рятувати життя людей як на фронті, так і в умовах мирного цивільного життя.