Раздел "Вузовская наука и авиационно-техническое творчество молодежи" Международного авиационно-космического салона МАКС-2013 в этом году привлечет большинство основных аэрокосмических вузов из стран СНГ. О желании принять участие в работе раздела уже заявили более 10 ведущих университетов. Обширную демонстрационную программу подготовил и ведущий авиационный вуз России - Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет).

МАИ покажет публике сразу несколько серьезных инновационных разработок. Цель демонстрации - дать публике понять, что вуз - это не только обучение, но и высокотехнологичный участник производственных процессов в авиационной, космической и сопредельных с ними отраслях.

Летательные аппараты

Традиционно на стенде будут представлены летательные аппараты разработки и производства Отраслевого специального конструкторского бюро экспериментального самолетостроения МАИ. В этом году институт представит публике три типа самолетов (Авиатика-МАИ-890У, Авиатика-МАИ- 890 и МАИ-233 в двух модификациях), автожир МАИ-208 и гибридный аэростат "Колибри". Запланирована и летная программа: высший пилотаж на многоцелевом биплане Авиатика-МАИ-890 и полет на самолете МАИ-223.

Еще один летательный аппарат, макет которого будет представлен в экспозиции института, успешно прошёл государственные испытания и передан заказчику - силовыми структурам РФ. Комплекс, состоящий из двух беспилотных вертолетов и наземной базовой станции, способен решать широкий круг оперативных задач и может применяться как в мирное время, так и в боевых ситуациях. В основе комплекса - вертолёт, построенный по одновинтовой схеме с рулевым винтом. Он имеет взлетную массу 45 кг, может нести полезную нагрузку до 15 кг, способен двигаться со скоростью до 40 км в час на высоте до 3 км. Расчетное время его работы без штурманской прокладки маршрута - 1,5 часа. Гарантийная наработка вертолета на отказ - 250 часов, а гарантийный срок эксплуатации - 5 лет, обслуживание его проводится по состоянию. На внешней подвеске изделия установлена высокоточная гиростабилизированная оптическая система, также дополнительно на борту можно установить различные сбрасываемые грузы. "МАИ может поставлять до пяти таких комплексов в год, а с участием базовых предприятий - до 20, - говорит Дмитрий Дьяконов, главный конструктор СКБ 602 МАИ "Искатель". - Сам комплекс крайне конкурентоспособен, его стоимость - 17 млн рублей за два вертолета с полезной нагрузкой и наземной станцией против, к примеру, 15 млн за один вертолет разработки Швейцарии".

Основным преимуществом комплекса является то, что машиной фактически можно не управлять в полете. В компьютер загружается полётное задании, и вертолет обособленно ее выполняет. Тем не менее, оператор может взять на себя управление полетом для точного позиционирования траектории полёта вертолёта, например, в условиях городской застройки. "К сожалению, сейчас существует серьезная нехватка специалистов, способных управлять комплексом, - говорит Дмитрий Дьяконов. - На нашей базовой кафедре 602 "Авиационно-ракетные системы" мы готовим учебный центр по подготовке операторов для работы, но готовы работать и на своего рода аутсорсе с заинтересованными организациями, предоставляя в аренду комплекс вместе с оператором".

Системы и компоненты для авиации

В числе разработок института для авиационной отрасли так же будут представлены электрогидравлические приводы, РЛС и малогабаритные высотомеры для летательных аппаратов.

Существенным преимуществом электрогидравлического привода нового поколения, создаваемого в МАИ, является то, что одна из гидросистем (в традиционной схеме их две - основная и резервная), заменяется электрическим исполнительным устройством, - говорит один из разработчиков нового привода, аспирант кафедры №702 Артем Алексеенков. - Это дает дополнительную надежность за счет использования рабочих тел различной природы, а также значительный выигрыш по ряду параметров". По его словам, за счет исключения одной из гидросистем в контуре управления исполнительными агрегатами удастся существенно снизить массу всего летательного аппарата, что позволит уменьшить расход топлива, повысив тем самым эффективность перевозок. Также внедрение данной разработки позволит упростить обслуживание самолета и увеличит его ресурс.

Изначально данный привод разрабатывался в рамках импортозамещения компонентов, размещенных на самолете Sukhoi Superjet 100, однако в итоге система получилась унифицированной, и потенциально ее можно устанавливать на любой тип современных гражданских воздушных судов. Кроме того, при разработке инженеры института учли тенденции развития отрасли и сделали систему модульной, что позволяет уменьшить себестоимость производства ее компонентов.

"На сегодняшний день создан полностью работоспособный демонстрационный стенд, включающий все компоненты системы, в том числе и энергетическую. На выставке будут продемонстрированы все функциональные возможности нового привода с учетом реальных нагрузок, имитируемых дополнительным контуром", - говорит А. Алексеенков. Инженеры МАИ также не исключают, что российская авиационная отрасль примет новую разработку в эксплуатацию в ближайшее время и определит место ее серийного производства.

Для малой авиации и беспилотных летательных аппаратов МАИ представит малогабаритный лазерный высотометр. "На рынке сейчас отсутствуют легкие и недорогие лазерные высотомеры, которые могли бы быть интегрированы в бортовую систему. В то же время они крайне необходимы при полетах над холмистой местностью, в условиях городской застройки и других стесненных условиях, - говорит начальник научно-исследовательского отдела кафедры "Системы автоматического и интеллектуального управления ЛА" Владимир Чемоданов. - Мы смогли создать экспериментальный образец стоимостью примерно в 15 тыс. рублей". Устройство весом 200 г. не обеспечивает сверхвысокой точности, однако позволяет избежать столкновения с землей и другими препятствиями. Прибор может быть установлен на любой летательный аппарат.

Космические разработки

В космической части экспозиции МАИ подготовил для демонстрации мобильную платформу для марсоходов и новейшие разработки в области двигателей малой тяги для спутников. "Первое - это мобильная платформа повышенной проходимости напланетного применения, - объясняет заместитель декана факультета "Робототехнические и интеллектуальные системы" Виталий Полянский. - Она может стать основой перспективного комплекса для обследования поверхности Марса". Фактически разработка МАИ подразумевает автономную систему из нескольких роботов, каждый из которых будет выполнять свою уникальную функцию. Система должна быть независимой от оператора по причине того, что управляющий сигнал, преодолевая путь до "красной планеты", тратит на это несколько минут, что при выполнении роботом некоторых операций может стать критичным.

В рамках применения группировки аппаратов встроенный алгоритм позволит выделить головную машину - командный центр, который будет получать целевую комплексную задачу с земли, самостоятельно формировать частные подзадачи и выполнять их распределение в зависимости от функциональной нагрузки и ресурсов каждого из роботов в группе. Что касается системы позиционирования роботов в пространстве, то она будет основана на построении теплового или иного информационно-управляющего поля, сформированного на заданном участке дислокации группировки за счет установки по его периметру специальных датчиков. Внутри данного поля при наличии на борту аппаратов специальных маркеров будет определяться положение каждой машины. Несмотря на то, что задача локальной навигации уже решена в МАИ в трехмерном пространстве, что позволяет управлять различными объектами, в том числе и квадрокоптерами, на МАКСе будут представлены только колесные мобильные платформы, которыми при помощи специальных устройств сможет управлять любой желающий. С докладом же о данной разработке инженеры МАИ выступят в рамках работы площадки правительства Москвы.

Гражданская продукция

Еще одной уникальной разработкой гражданского применения является система искусственной вентиляции легких нового поколения. Существенным преимуществом данного прибора, в том числе и перед зарубежными аналогами, является то, что он позволяет вводить в легкие пациента вместе с кислородом различные анестетики и жидкие медикаментозные вещества. По словам разработчиков с кафедры №702 МАИ, возглавляемой доцентом Игорем Огольцовым, этот прибор может решать широкий круг задач современной респираторной поддержки при длительной транспортировке пациента, в том числе в условиях ограниченного запаса сжатого кислорода или его полного отсутствия.

В 2014 году такими приборами планируется оснащать реанимобили и реанимационные вертолеты: аппарат полностью сертифицирован и уже находится в серийном производство.

Одной из актуальных тенденций в области управления сложными человеко-машинными системами, к которым относится современный летательный аппарат, является создание интеллектуальных систем управления с несколькими каналами взаимодействия между человеком-оператором и машиной. В МАИ на кафедре "Системы автоматического и интеллектуального управления ЛА" разработана бесконтактная система управления подвижными объектами, основанная на распознавании направления взгляда оператора, дополненная каналом распознавания и передачи голосовых команд. Данная система расширяет возможности традиционных систем, использующих рычаги, штурвалы, тумблеры и т.п. В ходе работы над этим проектом, по словам начальника научно-исследовательского отдела кафедры Владимира Чемоданова, пришлось решить ряд проблем, в том числе обеспечение требуемой точности идентификации направления взгляда. Дело в том, что зрачок постоянно движется, даже когда мы смотрим в одну точку, и для целей управления важно фильтровать информацию об этом движении. В экспозиции МАИ будет представлен интерактивный макет подобной системы управления самолетом, с помощью которого любой посетитель сможет потренироваться в управлении им, не прикасаясь ни к каким кнопкам.

Наряду с авиационным применением, система допускает использование и в других сферах - например, для управления инвалидными колясками с электроприводом, когда пациент не может пользоваться ее штатным джойстиком и кнопками. Важный медицинский аспект применения разработки - исследование динамики углового движения глаз для диагностики ряда неврологических заболеваний. К этому направлению проявил интерес ряд медицинских организаций, в том числе Научный центр неврологии РАМН....