В МАИ спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике

Московский авиационный институт, 17 января 2022 года

Специалисты Московского авиационного института и Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН спроектировали уникальный для России беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Цимлянин». Аппарат предназначен для метеорологических исследований и мониторинга погоды в арктических широтах. В настоящее время он прошёл лётные испытания.

Работа над аппаратом ведётся в кооперации с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН и Центральной аэрологической обсерваторией.

Новый беспилотник позволит исследовать турбулентную структуру пограничного слоя атмосферы — нижней части газовой оболочки нашей планеты. В перспективе разработка может быть использована для создания сети метеорологического мониторинга в Арктике на базе БПЛА, а также оперативного отслеживания и прогнозирования ледовой обстановки вдоль Северного морского пути и в акваториях северных портов России.
БПЛА в метеорологии

Беспилотные летательные аппараты в последние годы всё чаще используются в метеорологии, в основном — с исследовательской целью, что обусловлено их экономичностью и простотой применения. Данные аэрологического зондирования на разных высотах, получаемые с них, дают исследователям существенно более полную информацию, чем точечные наблюдения на метеорологических станциях. Кроме того, использование беспилотных летательных аппаратов позволяет увеличить частоту и расширить зону измерений.

Особенно актуально использование беспилотников в труднодоступных районах, где немногочисленные метеорологические и аэрологические станции располагаются на большом расстоянии друг от друга. Именно такая проблема существует сейчас в Арктике: точность прогноза погоды здесь оказывается существенно ниже, чем в средних широтах.

Набирающее темп освоение Арктики требует повышения надёжности прогнозов таких неблагоприятных и опасных погодных явлений, как штормовое волнение, порывистость ветра, облачность, оледенение, осадки и др. Под эту специфическую задачу и создавался беспилотный аппарат самолётного типа «Цимлянин».

"Основное назначение аппарата «Цимлянин» — измерение с высокой частотой влажности, температуры и определённых параметров ветра на разных высотах в пределах 1,5 км от поверхности земли или морского льда — так называемой подстилающей поверхности, — рассказывает руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН Дмитрий Чечин. — Уникальной является возможность исследования с помощью беспилотника перестройки турбулентности на границе различных областей подстилающей поверхности, например суши и воды, леса и поля, воды и льда".

«Цимлянин» был впервые испытан на полигоне Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН в Цимлянске — отсюда его название. Он представляет собой беспилотный аппарат вертикального взлёта и посадки, которые осуществляются как у коптера — за счёт работы четырёх подъёмных винтов. Полёт происходит в самолётном режиме и обеспечивается работой лишь одного толкающего винта. Такая конструкция «Цимлянина» была разработана специалистами центра компетенций «Беспилотные летательные аппараты» МАИ.

"«Гибридная» схема аппарата была выбрана из-за нескольких факторов, — говорит заместитель директора центра «Беспилотные летательные аппараты» МАИ Максим Калягин. — В первую очередь, её преимущество заключается в мягком и контролируемом режиме взлёта и посадки, что снижает риск повреждения дорогостоящей аппаратуры на борту. «Цимлянин» не требует специальных взлётно-посадочных площадок, что облегчает его использование в условиях Арктики. Кроме того, при стандартной коптерной схеме вращающиеся винты создают возмущения воздушных потоков, что влияет на показания датчиков. «Гибридная» схема практически лишена этого недостатка". 

Размах крыла «Цимлянина» составляет 2,4 м, масса полезной нагрузки — до 1,5 кг, крейсерская скорость — до 20 м/с, а продолжительность полёта превышает 60 мин. Аппарат оборудован автопилотом и может выполнять полёт по заранее заданному маршруту. Некоторые из метеорологических приборов, установленных на его борту, являются уникальными и разработаны специально для данного беспилотника.

Помимо конструкции БПЛА, специалисты Московского авиационного института отвечали за его электронную «начинку», позволяющую получать, обрабатывать и запоминать информацию с датчиков, передавая её в реальном времени на наземные пункты мониторинга. Эта часть работ проводилась под руководством доцента кафедры 704 «Информационно-управляющие комплексы летательных аппаратов» МАИ Николая Бодункова.
Перспективы проекта

Работы над проектом ведутся за счёт гранта Российского научного фонда.

Сейчас исследователи проводят эксперименты по сбору информации с помощью беспилотника и передаче её на наземные пункты, а также занимаются изучением энергообмена над полыньями и разводьями, которые образуются на полях морского льда. В дальнейшем планируется разработка математической модели и программного обеспечения, повышающих точность метеорологического прогнозирования в Арктике.

Следующий этап — создание пилотной зоны метеорологического мониторинга в арктических условиях с помощью БПЛА. Предполагается, что использование подобных «летающих метеостанций» позволит повысить точность прогнозирования различных погодных явлений в Арктике на 10%, что увеличит безопасность как мореплавания, так и авиационных перелётов в регионе. В таком результате заинтересованы крупнейшие отечественные компании, осуществляющие эксплуатацию ледокольного транспорта, морские изыскания, добычу природного газа, а также российские аэропорты, Росгидромет, МЧС и Минобороны России.




Сообщения компаний:

Архитекторы технологического лидерства: проекты «Российских космических систем» завоевали высшие награды салона «Архимед-2026»
АО "Российские космические системы"

Авиакомпания Smartavia отмечает семилетие своего бренда
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Прочный как сталь, но в 3 раза легче: в МИСИС представили новый композит
Университет МИСИС

Авиакомпания NordStar подвела итоги реализации федерального проекта «Производительность труда» на примере собственного центра технического обслуживания воздушных судов за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Группа «Аэрофлот» предлагает более 300 маршрутов в летнем сезонном расписании
ПАО "Аэрофлот"

ОДК в отечественных инженерных программах создает элементы двигателей ПД-14 и ПД-8
АО "ОДК"

Ваш билет вас дождется: новая услуга «Фиксированная дата» авиакомпании NordStar
АО "Авиакомпания "НордСтар"

«Москва Карго» участвует в деловой программе TransRussia 2026
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«АльфаСтрахование» представила решения по страхованию рисков авиационного техобслуживания на конференции ТОиР ВС в России 2026
АО "АльфаСтрахование"

ГТЛК закрыла книгу заявок по размещению четырехлетних ESG-облигаций серии 002P-12
АО "ГТЛК"

ОДК повысила эффективность использования тысяч станков с помощью системы цифрового мониторинга
АО "ОДК"

Red Wings запустит новые рейсы из Казани в города Западной Сибири
АО "Ред Вингс"

Предприятие КРЭТ в полтора раза увеличит финансирование социальных проектов
АО "КРЭТ"

Аэропорт Братск подвёл итоги работы в зимний сезон
Аэропорт Братск

ОДК создает единую платформу управления данными на основе российского ИТ-решения
АО "ОДК"

Геоскан и Авиалесоохрана будут совместно обучать специалистов лесного хозяйства применять беспилотники для мониторинга пожаров
ГК "Геоскан"

КрасАвиа эвакуировала заболевшего члена экипажа с морского судна в Северном Ледовитом океане
АО "КрасАвиа"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы из Москвы в Нячанг
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы Белоярский – Москва (Жуковский) с 18 апреля
АО АК "РусЛайн"

В МАИ провели стратегическую сессию, посвящённую отбору участников проекта по созданию кампусов будущего
Московский авиационный институт