Самарские ученые разработали уникальный тренажер, который упростит и ускорит обучение пилотов БПЛА

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П.Королева разработали первый в России учебно-тренировочный комплекс для пилотов БПЛА, объединяющий в себе виртуальную реальность и реальный дрон. Разработка позволит обучающимся осваивать в безопасном режиме тонкости реального пилотирования того или иного дрона, не опасаясь при этом повредить или разбить зачастую весьма дорогой беспилотный летательный аппарат.

По словам одного из авторов разработки, руководителя Центра беспилотных систем Самарского университета Давида Овакимяна, уникальность данного учебно-тренировочного комплекса, созданного при поддержке правительства Самарской области (1), заключается в том, что он не является чисто программным, "софтовым". Обычно в качестве подобных тренажеров для обучения будущих пилотов БПЛА выступают виртуальные симуляторы, похожие на компьютерные игры, в которых физика полета и многие тонкости пилотирования лишь приближены к реальности (2).

В самарской разработке также есть симулятор полета - виртуальная часть, в которой можно, глядя на монитор, управлять виртуальным дроном в самых разных локациях - например, в городе или на природе и при различных погодных условиях. Однако в учебных полетах на этом тренажере участвует и самый настоящий дрон. Чтобы сделать его полет полностью безопасным, исключив всякую возможность повреждения БПЛА, разработчики придумали для дрона своего рода "детские ходунки" или, точнее сказать, "летунки": участвующий в полете дрон подвешивается в специальном кубе на конструкции "кольцо в кольце". Дрон находится в центре колец и может занимать любое положение, оставаясь при этом на месте.

"Уникальность нашего комплекса в том, что его конструкция позволяет обучающемуся одновременно управлять и виртуальным дроном в компьютерной реальности, и настоящим дроном, который установлен внутри учебно-тренировочного комплекса, - рассказал Давид Овакимян. - Оба дрона, виртуальный и настоящий, синхронизированы, и все, что происходит с коптером в виртуальной реальности, сразу же дублируется на дроне настоящем. То есть, обучающийся видит, как ведет себя реальный летательный аппарат в результате тех или иных маневров, к примеру, при сильном ветре, под дождем или снегом, на каких критических углах атаки он, например, может "свалиться". В ходе обучения будущему пилоту очень важно видеть, как реагирует реальный дрон, а не нарисованный на компьютере".

Как отметил руководитель Центра беспилотных систем, в России уже несколько лет существует профессия "внешний пилот" - так теперь официально называются операторы БПЛА, и Самарская область - в числе регионов-лидеров по количеству образовательных учреждений, где обучают специалистов данной профессии. Количество беспилотных летательных аппаратов, применяемых в различных сферах, постоянно растет, соответственно, растет и потребность во внешних операторах дронов. В Самарском университете уже второй год в рамках Института дополнительного образования и Центра беспилотных систем проводятся занятия по подготовке внешних пилотов на квадрокоптерах. Самарские разработчики планируют сделать тренажер соответствующим ФГОС – федеральному государственному образовательному стандарту.

"Комплекс позволит обучающимся гораздо быстрее и проще осваивать учебный курс по подготовке внешних пилотов. Они смогут в безопасном режиме отрабатывать на нем те навыки пилотирования, которые достаточно сложно изучить при полете на улице, в полевых условиях. Сейчас образовательный процесс по данной специальности представляет собой изучение теории и сразу после этого начинаются практические занятия по запуску дронов на улице. Нет какой-то промежуточной стадии, наподобие лабораторных работ, которая подготовила бы студентов к правильному обращению с техникой", - подчеркнул Давид Овакимян.

Конструктивно учебно-тренировочный комплекс сделан так, что на конструкции "кольцо в кольце" можно разместить БПЛА почти любого типа - самолетный, квадро-, гексо-, октокоптер и другие разновидности дронов. Характеристики соответствующих летательных аппаратов внесены в электронную начинку учебно-тренировочного комплекса. В рамках проекта ученые подготовили заявки на два патента - один на конструкцию куба, где размещается беспилотник, второй на программное обеспечение - симулятор полета БПЛА.

В перспективе учебно-тренировочный комплекс планируется усовершенствовать. Уже сейчас этот тренажер можно использовать в условиях дистанционного обучения - разработчики предусмотрели для пользователей возможность подключаться к нему по Интернету и управлять дроном дистанционно: обучающийся видит в таком случае у себя на мониторе две картинки - виртуальную реальность и видеоизображение куба с настоящим беспилотником. Кроме того, учебно-тренировочный комплекс можно использовать в научных целях - в качестве образовательного стенда. У него есть возможность подключения пакета программ MATLAB и различных сред моделирования и программирования.

"Это по сути образовательный стенд. На нем можно моделировать движение летательного аппарата, это хороший плацдарм для написания научных работ и подготовки будущих ученых. С помощью комплекса можно будет ставить эксперименты в сфере баллистики, динамики и управления движения - для подобных экспериментов это универсальная, практически идеальная установка, которая может подойти многим исследователям", - сказал Давид Овакимян.

Справочно

1) Проект учебно-тренировочного комплекса разработан в рамках гранта Инновационного фонда Самарской области при софинансировании Самарского университета и поддержке регионального Минобрнауки.

2) По данным из открытых источников, поведение ряда существующих в настоящее время компьютерных тренажеров для летательных аппаратов в некоторых случаях кардинально отличается от техники пилотирования в реальных условиях, что может привести к возникновению нештатной ситуации или даже катастрофе.

Фото: Анар Мовсумов