Мультикоптер из магазина игрушек уже показал, на что способен

495

В теме дронов меня больше всего веселит явное сходство развития мультикоптеров военного назначения с развитием самолетов до и во время Первой мировой войны — машины, изначально созданные для увеселительных полетов, как-то приспосабливались для войны. Как тогда на полотняные бипланы прикручивали пулеметы и приспосабливали бомбы, так и теперь к квадрокоптерам прикручивают сбросы, гранаты, заряды.

Вот наш подход во всей красе. Скотч как заменитель авиапромышленности!
В авиации сразу после Первой мировой войны довольно быстро наступило осознание того, что следует строить самолеты, изначально спроектированные для выполнения тех или иных видов боевых задач. Дроны же пока что не вышли на этот этап, но он стал уже фактически неизбежным.
Судя по многочисленным съемкам применения дронов, их развитие фактически остановилось. Новых типов не появляется уже довольно давно. Причем привлекает внимание то, что очень часто дрон-камикадзе добивает уже подбитую и брошенную противником технику. Понятно, что это можно оправдать, что, мол, дрон все равно дешевле, чем автомобиль, но это уже явно нерациональное применение. Здесь хватило бы, скажем, выстрела какой-нибудь гранатой. Первые попытки прикрутить РПГ-26 на «Гортензию» были еще в сентябре 2024 года, потом были попытки стрелять с РПГ с дрона в 51-й армии на красноармейском направлении в августе 2025 года, вроде бы даже достаточно успешные. Насколько можно судить, массовым это не стало.
Почему? Потому что технические возможности мультикоптеров, созданных либо для увеселительных полетов, либо для сельскохозяйственных целей и собираемых из готовых покупных компонентов, практически исчерпаны. Дальше следует уже серьезная конструкторская работа и промышленность, но те, кто сейчас занимается дронами, не могут сделать ни шагу от схемы дрона из магазина игрушек.

Контейнер, труба, балка...

Получается, что многое из того, что сейчас в сфере производства называется «заводом» или «конструкторским бюро», в действительности представляет собой более или менее масштабные сборочные мастерские по сборке дронов из готовых компонентов, максимум из комплектующих. В этом деле есть свои нюансы, требующие определенных познаний и навыков, но это не конструирование в собственном смысле слова.
Обращает на себя внимание, что «конструкторские бюро» держатся, как слепые стены, Х-образной схемы квадрокоптера или многолучевой схемы гекса- или октокоптера. Думается, потому, что таковы комплектующие из магазина игрушек. Между тем есть и другие, выгодные схемы.

Для грузового дрона выгоднее рамная схема, позволяющая в центре рамы разместить место и захваты для груза, нетяжелого, но объемного, например, пакета или пластикового контейнера.

Хороший пример квадрокоптера рамной конструкции. Сразу хорошо цепляются два гранатомета. В этом же изделии видны робкие попытки использовать фермы, что будет обсуждаться ниже
Вообще, японские разработки системы PD-ANY показывают, что в квадрокоптер можно превратить почти любой предмет, если к нему прикрепить четыре мотора, работающие согласованно под управлением одного процессора. Так у них получился летающий стул.

Если пойти по этому пути, то появляется весьма целесообразная схема дрона с корпусом в виде прямоугольного контейнера, по углам которого расположены моторы. Это может быть транспортный дрон, бомбардировщик, например, для сброса напалма, носитель какого-то оборудования.
Для сброса можно использовать схему с центральной балкой, по концам которой на консолях установлены моторы, а боеприпасы крепятся к балке в той или иной системе захватов. В зависимости от калибра боеприпасов, их размещение может быть в один ряд вдоль балки, в два, в три ряда, насколько позволяет грузоподъемность.

К балке гранатомет тоже крепится гораздо удобнее и прочнее, чем к Х-образному дрону. Впрочем, как верный адепт бессмертного и верного учения Генриха Альтшуллера, я считаю, что сама по себе пусковая труба должна быть одновременно несущей балкой конструкции дрона. Но это надо, чтобы отечественный ВПК быстро освоил и производил в приличествующих количествах некий боеприпас для выстрела из такой трубы, на что, впрочем, надежды мало.

Вот примерно то, что имелось в виду под балочной конструкцией. Эта конструкция неплоха, но даже на глазок избыточно тяжелая и сложная, с лишними деталями
Но даже и так, в такой конструкции должен вполне прилично себя показать стреляющий РПГ-7, и даже РПГ-2, если он еще где-то остался. Хорошим вариантом для балочной схемы будет РПО «Шмель» или РШГ-2. Вот это было бы хорошим средством для того, чтобы «почистить» многоэтажки перед штурмом.
Почему этого не было сделано? Наверное, потому, что в магазине игрушек детали для такой конструкции не продаются. Их придется конструировать, рассчитывать, изготовлять, испытывать... Это не на «Алибабе» купил и собрал.

Летающие фермы

Читая многочисленные публикации по дроностроению, я довольно быстро заметил, что в них отсутствует совершенно даже малейшие признаки знакомства с фермами. В создании дронов для увеселительных полетов фермы, может, были излишними, в силу чего появилось широкое применение карбоновых трубок, более прочных и легких, чем алюминиевые трубки и профиль. Но в военных дронах фермы дают больше возможностей, в частности, возврат к алюминию в качестве конструкционного материала.
Почему алюминий, а не более легкий и прочный карбон? Во-первых, легкость обработки прокаткой, штамповкой; легкость соединения сваркой или заклепками; при необходимости конструкцию можно вообще отлить целиком методом литья под давлением. Карбон трудно обрабатывать, требуются инструменты с алмазным напылением; требуется защита от мелкой очень раздражающей кожу и электропроводной карбоновой пыли. Карбоновые детали соединяются главным образом клеем, а в дронах часто пластиковыми переходниками. Во-вторых, у карбона есть поганое свойство вызывать электрохимическую коррозию металлов, в силу чего металлический крепеж должен быть изолирован от карбона. В-третьих, алюминий — весьма устойчивый материал, тогда как карбон надо покрывать специальным лаком для защиты от ультрафиолетового излучения, разрушающего эпоксидную смолу.
Рама квадрокоптера, к примеру, может быть двухпоясной параллельной фермой с раскосной или треугольной решеткой, которая может быть сварена или склепана из тонкого алюминиевого уголка, сварена из алюминиевых прутков или трубок. В сечении она может быть квадратной, прямоугольной, треугольной или круглой, приближающейся к фюзеляжу.

Вот попытка создать большой квадрокоптер на основе ферм. Но именно попытка, поскольку потенциал ферм в конструкции тут явно не раскрыт; такое ощущение, как будто конструкторы этого изделия боялись легких раскосных или треугольных ферм и держались за трубы. Получилось аляповато, тяжело, громоздко. Как говорил великий А. Н. Туполев, некрасивый самолет не полетит
Узлы дрона и его моторы могут быть установлены внутри фермы, что ощутимо повысит его живучесть при падениях, столкновениях с предметами, при попытке перехвата.
Фермы также позволяют создавать, к примеру, сдвоенные квадрокоптеры — то есть на одной несущей ферме установлено два квадрокоптера, управляемых согласованно. Или две соединенные фермы со сдвоенным квадрокоптером в каждой. Также на основе конструкций из ферм могут быть построены летающие пространственные конструкции, например, антенн различного назначения.
Это уже совсем другая техника, чем то, что предлагает магазин игрушек. Правда, она требует немалых познаний в специфических науках и хорошей промышленной базы.

Крыло

Следующий пункт программы — крыло. Крыло дает дрону существенную прибавку в подъемной силе, что позволяет, к примеру, экономить заряд батарей при горизонтальном полете. Например, крыло с коэффициентом подъемной силы 1, при скорости 25 метров в секунду (90 км в час) и площади 0,25 кв. метров (100 х 25 см или 50 х 50 см) дает 101 ньютон или 10,3 кг подъемной силы. Если у дрона четыре мотора по 4 кг подъемной силы, то выйдет 64 % к подъемной силе моторов.
Однако, как нетрудно убедиться, сплошь и рядом в дроностроении крыло противопоставляется пропеллерам, а попытки создать гибрид оказались не слишком удачными. Проблема тут заключается в том, что крыло с его постоянной подъемной силой на определенной скорости начинает мешать пропеллерам. При попытке поворота на скорости приходится прилагать усилия, чтобы передавить подъемную силу крыла с той стороны, в какую выполняется поворот. Возникают проблемы и при переходе на скорости из горизонтального полета в снижение, и так далее.
При этом так и остается неясным, что мешало использовать уже опробованную в авиации схему складных крыльев (крыло с изменяемой геометрией), использовать выдвижные крылья и так далее. Что-то мешало. Думается, что конструктору дрона для увеселительных полетов крылья были совершенно не нужны, а вот тем, кто приспосабливал эти дроны к военным целям, попросту не хватило специальных познаний и изобретательности.
Хотя крыло прекрасно интегрируется даже в Х-образную схему дрона, а бессмертное и верное учение Генриха Альтшуллера позволяет выработать методы, позволяющие «включать» и «выключать» подъемную силу крыла почти в любой произвольный момент.

Неплохая заявка на создание квадрокоптера с крыльями
Да, это необычная задача, поскольку в авиастроении все усилия были направлены на увеличение подъемной силы, а не на ее устранение, но, тем не менее, решаемая.

Без настоящей промышленности никак

Эти обстоятельства позволяют понять, почему множество разговоров об «огромных перспективах» мультикоптеров, что в военном деле, что в гражданском транспорте, неизменно оказываются пшиком. Мультикоптер из магазина игрушек, сконструированный, надо сказать, близким к идеалу именно для своего изначально предназначения, уже показал почти все, на что способен. Да, этого хватило, чтобы серьезно изменить характер боевых действий. Мультикоптер с зарядом вытеснил большую часть минометов, часть артиллерии, потеснил специализированные управляемые снаряды, если говорить о средствах поражения. Но раскрыть дальнейший потенциал мультикоптеров имеющаяся конструкция уже не в состоянии, потому что ей много чего не хватает: тяги, запаса энергии, подъемной силы, ряда конструктивных особенностей, необходимых для превращения в истинно боевые машины.

И для этого уже нужна полноценная промышленность дроностроения, с настоящими заводами, а не гипертрофированными мастерскими по сборке из покупных деталей, и с настоящими конструкторскими бюро, способными разработать и довести до металла совершенно новую конструкцию.
Я прекрасно понимаю, что тема вызовет бурную дискуссию с попытками нападок на меня. Как обычно, обещаю не брать в плен.