Удивительные роботы для обслуживания самолётов. Россия рискует отстать ещё больше

В предыдущих статьях мы рассмотрели вопросы технического и концептуального отставания России от США в вопросах наземного обслуживания авиации:
1. Как долго Россия будет глупо терять свои самолёты
2. Как работает военная авиация

В заключение мною было сформулировано следующее:


Однако в комментариях к статьям ряд читателей ВО сочли подобные идеи слишком фантастическими. Поэтому сегодня я предлагаю взглянуть, какие наработки в данном направлении есть уже сейчас, и существуют ли реальные перспективы тотальной роботизации всей сферы обслуживания авиации – как гражданской, так и военной.

1. Роботы MRO

В 2015 году компания Blue Bear Systems Research представила общественности одного из первых дронов, призванных помочь наземному персоналу и повысить безопасность авиаперевозок.

В дальнейшем класс подобных дронов получил обозначение Maintenance, repair, and overhaul (MRO).

По задумке, данный дрон должен был выполнять облёт авиалайнера по заданной траектории и предоставлять операторам и авиационным инспекторам высококачественные фотографии планера.

В качестве следующего этапа предполагалось написание специального алгоритма, способного самостоятельно анализировать полученные изображения и сигнализировать о присутствии на элементах конструкции механических повреждений.

По некоторым оценкам, применение данных дронов снижало время осмотра самолётов в 3 раза.

Наиболее интересные кадры продемонстрированы в данном фрагменте:




То есть инженеры, ведущие осмотр, могут работать не на улице, а в комфортных оборудованных помещениях, получая на свои мониторы всю необходимую информацию.

Диаграмма ниже демонстрирует предварительные расчёты снижения стоимости обслуживания самолёта и уменьшения времени простоя.

2. Робот-заправщик

Самое первое, что было упомянуто мною в предыдущих статьях – робот-заправщик.

Существующие экспериментальные образцы выглядят примерно так:


Перед проектом ставилось несколько задач, в числе которых:

- снижение интервала между вылетами;
- снижение рисков для людей, связанных с нахождением персонала в зоне заправки;
- снижение количества необходимого обслуживающего персонала.

Стоит отметить, что инженеры столкнулись с рядом проблем, в частности, были сложности с заземлением, но все эти проблемы прорабатывают, и медленно, но верно проект развивается.

Спрос на подобную технику будет и в гражданском сегменте (особенно в нём), ведь крупные аэропорты мира постоянно работают в плотном графике.

3. Роботы от Rolls-Royce

Весьма интересную концепцию разрабатывает производитель двигателей Rolls-Royce.

Суть заключается в следующем: внутрь самого двигателя встраивается специальный модуль, имеющий в своём составе несколько подвижных зондов, которые уже расположены внутри труднодоступных мест (то есть не нужно тратить время для получения доступа в эту часть двигателя).

И в режиме реального времени эти модули могут автономно осматривать и контролировать критически важные элементы. Такая система может автономно выявлять неисправность максимально быстро и уведомлять об этом инженерные службы, сразу отправляя им всю необходимую информацию.

Может работать и в режиме ручного управления, когда саму проверку инициирует инженер.

Ниже приведён кадр из демонстрационного ролика, на котором изображено, как специальный датчик сканирует поверхности лопаток двигателя.


Параллельно разрабатываются и отдельные решения аэродромного базирования для двигателей, не оснащённых такой системой.

Очевидно, что в будущем подобные системы могут быть разработаны не только для двигателей, но и для других наиболее важных узлов и механизмов.

Примечательно, что подобные решения не отдельные проекты, а являются частью концепции IntelligentEngine, которая охватывает все жизненные циклы двигателя – разработка, производство, эксплуатация, ремонт.

По своей сути данная концепция является логичным развитием идей самодиагностики.

Роботы для снятия краски и нанесения покрытий

Данные решения на основе лазера позволяют снимать покрытие тончайшим слоем – в процессе работы практически не образуется отходов, а сама процедура становится намного быстрее и дешевле.

Поменяв насадку, наоборот, можно наносить различные покрытия, в том числе и радиопоглощающие.

Робот намного лучше контролирует толщину наносимого слоя, и результат получается стабильней при минимально возможном расходе материала.

4. Холодное распыление (Cold Spray)

Ещё одна очень перспективная технология.


Суть данной технологии заключается в нанесении тонкого «ремонтного» слоя на изношенную деталь.

Безусловно, есть детали, срок использования которых ограничивается усталостью материала, однако достаточно и таких, износ которых происходит главным образом в локальных зонах трения. Применяя данную технологию для таких деталей, пропадает необходимость перерабатывать старую и заново изготавливать новую – достаточно просто восстановить изношенный слой.

По расчётам, при применении этой технологии стоимость ремонта некоторых узлов может снизиться в несколько раз.

5. Детали, напечатанные на 3D-принтере

Ещё одним направлением, активно развивающимся во всём мире, является изготовление деталей на 3Д-принтерах.

Сначала это воспринималось как детская забава, однако технологии не стоят на месте, и современные решения добрались и до авиакосмической отрасли.

Так, для F-22 уже изготовлены первые детали по этой технологии.



Такая технология позволяет резко снизить нагрузку на военную логистику и нивелировать простои техники из-за отсутствия нужных запчастей.

В дальнейшем США планируют постоянно расширять список напечатанных деталей, допущенных к эксплуатации на самолётах.

Программа получила государственную поддержку, и в 2018 году в штате Иллинойс были начаты работы по созданию центра аддитивного производства для нужд армии (не только авиации) США.


Планируется, что центр начнёт полноценную работу в середине 2021 года, пока же персонал осваивает новое оборудование и проводит необходимые тесты, параллельно составляя списки того, что в первую очередь подходит для подобного производства.

6. Робот-буксировщик Mototok

Строго говоря, работы над превращением этого малыша в полноценного робота только ведутся, а пока же он существует в управляемом через пульт варианте.


А вот как обычно происходит буксировка у нас:


Mototok также имеет непревзойдённые показатели маневренности, так как расположен на оси вращения передней стойки шасси и может повернуть её буквально на месте, в то время как буксировщику с классическим «водилом» для изменения угла поворота стойки требуется движение вперёд, что значительно увеличивает радиус поворота.


Данные свойства будут особенно востребованы на авианосцах и вертолётоносцах с учётом плотной компоновки техники в их ангарах.

7. Роботы XYREC

Изначально роботы задумывались как платформа для покрасочных работ, однако на неё можно навешивать абсолютно любое оборудование, благодаря чему платформа может стать универсальной.

Выводы

Авиация занимает всё большую роль в современных конфликтах, при этом отставание в технологиях обслуживания увеличивает общие издержки на содержание парка самолётов, снижает безопасность полётов, увеличивает небоевые потери, увеличивает время между боевыми вылетами, а также скорость ремонта. Если самолёты больше стоят в ремонтном ангаре – значит, их меньше на боевом дежурстве.

В совокупности все эти факторы взаимно усиливают эффект друг друга.

В связи с этим России крайне важно не упустить современные тенденции, тем более что внедрение некоторых из них не связано с выделением на эти цели больших денег или с привлечением огромного количества научных работников, но в то же время позволяет существенно поднять обороноспособность страны. Главное, чтобы это осознали нужные люди и как можно быстрее приняли решение.

Некоторый оптимизм внушает и тот факт, что российские компании уже начали осваивать новые технологии.

Так, к примеру, Газпромнефть ещё в 2018 году запустила роботизированную систему заправки:


И в завершение ещё одно небольшое видео о том, как «работает кто-то другой», в данном случае робот: