Школьники из Якутии разработали грузовой дрон на водородном топливе

Недавно жители и гости Геленджика стали не только зрителями необычного шоу дронов, но и судьями. С помощью QR-кода на большом экране можно было отдать голос за понравившуюся команду, участвующую в конкурсе исследовательских проектов «Формируем будущее» в рамках Всероссийского технологического конкурса «Кибердром-2021».

Команда якутских школьников стала призером этого конкурса. Юные интеллектуалы разработали грузовой дрон на водородном топливе, способный переносить груз на дальние расстояния.

Будущее – здесь

Уже сегодня можно увидеть необычные дроны, которые удивляют, а порой и шокируют. Люди снимают видео с высоты птичьего полета, работники МЧС используют их в поиске людей, беспилотники можно применить для доставки товаров, да, в общем, где угодно.

Например, студент Делфтского университета разработал дрон, способный летать со скоростью 100 км в час. Основная цель – спасать жизни сердечников в крупных городах, где происходит много смертей по причине несвоевременной помощи из-за пробок на дороге. Дрон может в считанные минуты доставить к месту назначения дефибриллятор с прикрепленной инструкцией по эксплуатации.

 От фанеры до карбона

Одиннадцатиклассник средней школы №31 Якутска Данил Кауров давно в теме. Пять лет он занимается разработкой дронов в аэроквантуме во Дворце детского творчества.

Посоветовали занятия родители, так как Данил учится в физико-математическом классе. Да и в целом ему нравится изучать беспилотники и альтернативные источники энергетики. Старшеклассник намерен поступить в авиастроительный вуз.

– Чтобы попасть в Геленджик, нам пришлось пройти несколько этапов, с чем мы в принципе справились. Прошли обучение, сдали экзамены, участвовали в военных играх, на которых заняли 3-е место. Непосредственно в финале мы приняли участие в конкурсе проектов, куда и заявились с темой «Беспилотный летательный аппарат на водородном топливном элементе», – рассказывает Данил.

Цель проекта – создание гибридной системы энергообеспечения и популяризация перспективной водородной энергетики. В проекте приняли участие шесть школьников из СОШ №31, Международной арктической и учебного центра СВФУ.

Конечно, до участия в конкурсе ребята потрудились на славу. Корпус первой модели дрона был собран из фанеры, детали которой школьники вырезали на фрезерном станке. Но, по словам Данила, беспилотник потерял стабильность во время полета, упал и разбился.

Так, ребята пришли к мысли использовать в дальнейшем карбон. Аппарат, созданный юными исследователями, при полете использует два источника питания – аккумулятор и водород.

 Аналогов нет

– Пока у нас гибрид. В дальнейшем хочу перевести дрон на работу без использования аккумулятора, чтобы он управлялся на энергии, вырабатываемой из водорода. Это даст дополнительное время для полета. Теоретически это возможно, практически – пока таких аналогов не существует, как и подобных нашему проекту, – улыбается школьник. К слову, он основной разработчик проекта.

Тема несомненно интересная. Осенью в отдаленные арктические наслеги доставляли продукты питания на вертолетах и сбрасывали их на парашюте. Данил считает, что в будущем для таких целей можно использовать дроны, что более экономично и проще.

Кадры для цифровой промышленности

Данил увлекается и спортом, играет в футбол, правда, сейчас из-за нехватки времени пришлось сосредоточиться на главном – учебе и проектах.

А еще он любит часто бывать на природе и снимать видео. Для него это еще один вид практики управления дронами. Как признается мой собеседник, получается неплохо, по крайней мере, по сравнению с первыми видео.

– Увлекаюсь дрон-рейсингом – это гоночные соревнования на квадрокоптерах. До пандемии в Якутии проводили небольшие гонки, я участвовал в них. Там и дроны используются маленькие. В будущем хочу принять участие в самых сложных состязаниях, они проводятся по всему миру. Раньше все происходило в реале, очно, а теперь дистанционно на специальных симуляторах с пультом управления. У нас в Кванториуме есть такие, тренируюсь на них, – делится планами Данил.

Родители поддерживают сына, хотя увлечение не из дешевых, стоимость дронов немаленькая, да и комплектующие дорогие. Но для Данила – это подготовка к будущей профессии. Недаром стратегическая цель Всероссийского технологического конкурса «Кибердром-2021» – создание системы опережающей подготовки и переподготовки кадров нового поколения для цифровой промышленности.

Младший брат, первоклассник Егор также интересуется маленькими жужжащими и сверкающими аппаратами. По крайней мере, когда старший брат запускает их, он радостно кричит: «Ура!» и бегает за ними.

Корейский опыт

Кстати, Данил учился и в Международной летней школе ИТ и робототехники, организованной Малой компьютерной академией СВФУ и Высшей технической школой Сеула (ВТШС) при участии корейской компании HumanRC. Во время обучения ребята проходили тренинги по информационным технологиям и робототехнике, разрабатывали учебные проекты, знакомились с культурой и системой образования России, Кореи и США.

– Команда компании HumanRC под руководством ее президента Чунг Йоль Ли провела для нас занятия по управлению дронами. Вообще, мистер Ли очень любит Россию, и в его кошельке всегда находится сторублевая купюра, как талисман. Он часто приезжал к нам в Якутию и способствовал развитию  интереса к робототехнике у якутских школьников. Нам в этом смысле повезло, – считает школьник.

Кстати, в 8-9 классах Данил участвовал в международных соревнованиях по пилотированию дронов в Корее, которые проводила корейская Ассоциация спортивных беспилотников.

– Если в первый раз я занял 3-е место, то во второй – это были крупные соревнования в рамках Дня авиации, в которых соревновались 540 участников, я занял 33-е место. Считаю это неплохим результатом для себя, – говорит он.

 Водород из снега

На днях старшеклассник приступил к новому проекту, не дававшему ему покоя продолжительное время. Он планирует создать автономное устройство, которое будет вырабатывать водород … из снега.

– Это устройство с воронкой для снега, он там будет топиться, фильтроваться, дистиллироваться и преобразовываться в водородное топливо при помощи солнечной или ветряной энергии. Их в дальнейшем можно использовать в отдаленных наслегах, куда сложно доставить топливо. У людей появится своя станция по выработке топлива, с помощью которого можно будет отапливать помещения и вырабатывать электроэнергию, – рассказывает Данил.

Кроме того, у молодого исследователя есть идея использовать силу течения реки Лена также для выработки водорода.

На пути к идеальному прототипу

– Одна из главных проблем современных дронов – быстрая разрядка аккумуляторов. Поэтому дроны на водородном топливном элементе решат многие проблемы, в том числе увеличат дальность и продолжительность полета, а также сохранят экологию, – считает один из руководителей проекта, педагог «Кванториума» Денис Данилов.

По его словам, в России только недавно стали появляться заводы по утилизации аккумуляторов. Так что водородное топливо избавит планету от грязных отходов.

– Данил очень целеустремленный и усидчивый. Если берется за что-то, ставит задачу, то обязательно выполнит ее и не бросит на полпути. Отличное качество для исследователя. В планах – создать идеальный рабочий прототип дрона. Посмотрим, что получится! – гордится учеником педагог.

Подобные аппараты на альтернативном топливе пока не применяются  широко, можно даже сказать, что их практически нет. Таким образом, ноу-хау якутских школьников – отличная идея для исследований.