Первый элемент. Последняя ступень перед финалом

В последний день апреля в подмосковной Черноголовке на огромной территории Института проблем химической физики было оживленно. На одной из полян между деревьев был привязан крупный коптер, вокруг которого собрались сосредоточенные люди с компьютерами и измерительными приборами.

Так проходило тестирование для команд-участниц Технологического конкурса Up Great «Первый элемент. Воздух», который курирует Центр компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии ИПХФ РАН. Тестирование стало последним испытанием перед финалом, после которого команда-победитель может получить 60 миллионов рублей. Для победы в конкурс предстоит преодолеть технологический барьер энергоемкости источника питания, который устанавливается на беспилотный летательный аппарат.

По условиям конкурса, приз получит та команда, которая сумеет достичь уровня удельной энергоемкости водородного топливного элемента (именно поэтому конкурс носит название «Первый элемент»), устанавливаемого на квадрокоптер, в 700 Вт*ч/кг. То есть уместить мощность 1,3 киловатта в массу меньше семи килограммов. На сегодняшний день таких устройств в мире не существует.

Что даст разработка компактного и мощного источника энергии для рынка беспилотных авиасистем? Это позволит создать экологичные и бесшумные (в отличие от дронов с двигателями внутреннего сгорания) летательные аппараты, которые смогут летать во много раз дольше современных беспилотников на аккумуляторах, для которых время полета ограничено примерно получасом.

«Преодоление этого барьера позволит технологии выйти на новые рынки. Речь идет, прежде всего, о роботах и квадрокоптерах. Робототехника активно развивается, и энергоемкость источников питания для этой отрасли крайне важна, – пояснил организатор конкурса Up Great «Первый элемент», руководитель Центра компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии ИПХФ РАН Юрий Добровольский. – Что касается квадрокоптеров, то чем больше будет энергоемкость и меньше масса топливного элемента, тем дольше они будут летать. Квадрокоптеры можно будет использовать для выполнения сложных поручений, скажем, для решения задачи «последней мили» в логистике или для картографической съемки».

Конкурс Up Great «Первый элемент» - один из пилотных технологических конкурсов НТИ. Одновременно с ним стартовал конкурс «Зимний город», который посвящен созданию технологий управления беспилотным автомобилем в условиях русской зимы. Финал конкурса «Первый элемент. Воздух» состоится в июле, финал «Зимнего города» по понятным причинам состоится позже – в декабре 2019 года.

Подобных конкурсов в нашей стране еще не было, однако зарубежные аналоги известны. Так, например, хорошо известны конкурсы прорывных технологий X Prize, в которых можно было получить $10 млн, например, за два частных cуборбитальных полета в течение одной недели (эта премия уже вручена) или за создание технологии, которая без участия врачей диагностирует заболевание. Не так давно все услышали о премии Google Lunar X-Prize и израильском луноходе «Берешит», который не успели создать и отправить на Луну в срок, оговоренный конкурсом, да и во время посадки луноход разбился. Но в итоге результатом конкурса все равно стал первый в истории частный космический аппарат, который достиг нашего спутника.

Но вернемся в Черноголовку.

Всего на участие в конкурсе было подано 12 заявок от инженерных команд, коммерческих компаний и научных организаций со всей России. По итогам квалификационного отбора и очной экспертизы конкурсных изделий в финал вышли три команды: «НаукаСофт» (ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт», Москва), «БВС» (АО «Беспилотные вертолетные системы», Москва) и «ПолиТех» (консорциум ЮРГПУ им. М.И. Платова, Сколтеха и компании «ИнЭнерджи», Ростовская область и Москва). Именно эти команды и собрались для тестирования своих разработок на полигоне.

На первом этапе конкурса главным для разработчиков стало «знакомство» источника питания и команды с летательным аппаратом, на котором он будет размещен.

Это очень ответственный этап, ведь командам нужно узнать, какой профиль энергопотребления у каждого из двигателей коптера на всех этапах отрыва от земли, посмотреть центровку аппарата и способы крепления источника питания, проверить грузоподъемность. На этой стадии испытаний можно было привозить не только готовый источник, но и его массогабаритный макет или даже просто кожух, в котором он будет располагаться. Участники примеряли свои устройства к тестовой платформе, которая для всех трех команд будет одна и та же, записывали данные, полученные с двигательных установок коптера, попытались поднять дрон с топливным элементом в воздух.

Теперь у команд осталось два месяца на то, чтобы настроить свои источники энергии под профиль энергопотребления уже существующей платформы, максимально облегчить их массу, продумать схему крепления на коптер. И если хотя бы одной из команд улыбнется удача в финале, она получит не только миллионы рублей на развитие своего устройства, но перед ней откроется огромный рынок, который она, по сути, и будет создавать. Точнее – рынок есть, и он ждет только одного: преодоления технологического барьера.