Молодые ученые физико-технического факультета Томского госуниверситета ведут разработку беспилотника, который поможет восстановить лес после пожаров. БПЛА доставит на проблемные участки семена со специальным субстратом, за один полет он сможет высадить несколько гектаров будущего леса. Проект реализуется в рамках программы развития ТГУ при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
Создать беспилотный летательный аппарат проектную команду подтолкнули лесные пожары, бушевавшие в Сибири в 2019–2020-х годах. На первом этапе команда конструкторов разработала беспилотник для мониторинга, который может определять наиболее вероятные участки возникновения пожаров. Это позволило перейти к новому этапу – разработке БПЛА по восстановлению сгоревших лесов.
– Мы обнаружили, что в основном для аэросева семян используются БПЛА мультикоптерного типа, – рассказывает Куат Исмаилов, сотрудник ФТФ ТГУ и руководитель проектной команды. – Но в таких задачах важна точность и заданная скорость, чтобы семена погружались в грунт на достаточную глубину. Беспилотники самолетного типа практически не использовались ввиду того, что высота и скорость полета довольно большая, отчего крайне низка точность и обеспечение скорости входа в грунт. В мультикоптерных же БПЛА это обеспечивается малой высотой полета и пневматическими пушками.
Однако пострадавшие участки леса могут являться труднодоступными, и беспилотник-коптер туда не долетит. Исходя из этого, конструкторы создали БПЛА самолетного типа с размахом крыльев в 4,32 метра и массой 29 кг. Он сможет вместить 1 000 семян со специальным субстратом, который поможет будущим деревьям прорастать. За час работы такой беспилотник способен высадить несколько гектаров леса.
Куат Исмаилов отмечает, что большая часть команды разработчиков – выпускники и сотрудники физико-технического факультета ТГУ, которые занимались баллистикой и динамикой летательных аппаратов, поэтому никаких трудностей с расчетом траектории попадания капсул с семенами в землю не возникло.
– В ходе дальнейших исследований мы проверяли поставленные гипотезы, изучали массу и состав биокапсул. По итогу можем уверенно сказать: да, использование беспилотника самолетного типа в таких целях возможно, но крайне важно определиться с механизмом сброса, технологией изготовления капсул, оценить с неба состояние «пострадавшего» грунта и грамотно выбрать необходимую точку посадки БПЛА, – добавляет Куат. – Мы выработали алгоритм, по которому аэросев будет эффективен. Для этого сначала необходимо отправить беспилотник, который сделает трехмерные снимки выгоревшей местности, отметить точки безопасной посадки и лишь затем отправить БПЛА-аэросев.
Идея разработчиков была поддержана в рамках стратегического проекта «Технологии безопасности» – одного из основных направлений развития ТГУ по федеральной программе «Приоритет 2030». Также проектом заинтересовалась компания «Сибирский кедр» – ее представители совместно с учеными Биологического института ТГУ предложили помощь и кооперацию. Однако, по словам авторов проекта, не все гипотезы еще проверены.
– Необходимо провести опытно-конструкторские работы, изготовить несколько вероятных опытных образцов – и только после этого мы сможем проверить большую часть наших гипотез, – заключил Куат Исмаилов.
Отметим, в Томском государственном университете ведется большая работа в сфере цифрового земледелия. Университет разрабатывает алгоритмы мониторинга и прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур в виде «облачного» сервис, реализует образовательные программы кадрового обеспечения и сопровождения проекта развития цифровых технологий точного земледелия.