Багинова Вера Владимировна – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой логистики и управления транспортными системами Российского университета транспорта (МИИТ), Москва, Россия.
Калмурзаева Дина Кусаинкызы – аспирант кафедры логистики и управления транспортными системами Российского университета транспорта (МИИТ), Москва, Россия.
Анализируются возможности беспилотных летающих аппаратов (дронов) в микрологистике будущего. Рассмотрен зарубежный опыт использования квадрокоптеров в доставке маловесных грузов. Определены векторы развития аналогичной технологии в России. По мнению авторов, интеграция такого вида транспортировки товаров, несомненно, позволит сократить расходы и увеличить скорость перевозки грузов, что отвечает основополагающим признакам логистики. Как и любая революционная технология, эта тоже связана с рядом законодательных, информационных, финансовых барьеров, преодолевать которые предстоит уже совсем скоро.
Ключевые слова: логистика, маловесные грузы, дроны, квадрокоптеры, беспилотные летающие аппараты.
Логистика естественным образом сочетает в себе научные и прикладные аспекты хозяйственно-экономической деятельности, системной организации товародвижения.Связанные с предметом её изучения задачи отвечают пяти основным принципам: доставить груз в нужное время, в нужное место, в необходимом количестве, качестве и с наименьшими затратами.
В данном случае эти принципы локализуются на уровне частном – в так называемой «быстрой логистике», то есть в таком сегменте логистического рынка, где перевозится легковесный груз (до 20 кг) в пределах одного города.И в первую очередь речь пойдёт об использовании квадрокоптеров.
Квадрокоптер или «дрон» представляет собой конструкцию, состоящую из рамы, на которой устанавливаются управляющие блоки с электроникой, пропеллеры, наружные стойки аппарата (неподвижные или складные), видеооборудование.Все квадрокоптеры нового поколения, а точнее их рамы, изготавливаются из лёгкого и одновременно очень прочного материала, который обеспечивает жёсткость конструкции.
Рис. 1. Пример строения квадрокоптера.
Рис. 2. Доставка грузов дронами.
Чем легче рама, тем выше манёвренность летательного аппарата.В качестве исходных используют пластик, армированный стекловолокном, карбон, текстолит или алюминий.Что касается корпуса дрона, то его изготавливают также из высокопрочных и устойчивых к ударам полимеров (рис.1).
Отдельного внимания заслуживают винты пропеллеров дрона, которые в тандеме с электрическими двигателями обеспечивают тяговое усилие, которое необходимо для полёта и различных манёвров.Они тоже требуют надёжных материалов, поскольку очень велика вероятность их деформации и поломки во время столкновений при полётах.Чаще всего производители комплектуют аппараты дополнительным набором пропеллеров на случай их выхода из строя [2].
Немаловажную роль выполняют наружные стойки, основным назначением которых является придание устойчивости летательному аппарату на горизонтальной плоскости при посадке или неподвижном «стоянии».К тому же стойки во многих конструкциях квадрокоптеров призваны защищать видеокамеру от возможных механических повреждений как во время полетов, так и на земле.
Летающие автономные аппараты, способные поднять и переместить груз, должны иметь подвижный центр тяжести, чтобы уравновесить нагрузку, и очень точную лёгкую механическую руку для захвата груза.
На сегодняшний день возможности летающих дронов могут быть реализованы как минимум в пятнадцати разных сферах деятельности: транспорт, логистика, агропромышленность, техническое обслужи вание, строительство, видеоконтроль, охрана, информационные технологии и проч.
Немецкая компания DHL в 2016 году провела экспериментальные перевозки грузов дронами в рамках программы Parcelcopter SkyPort, доставляя пакеты из немецкой общины Рейт-им-Винкль, расположенной в баварских Альпах на высоте около 1200 метров над уровнем моря.Система доставки была проверена в реальных условиях, люди приносили свои посылки на автоматизированную почтовую станцию DHL «Parcelcopter SkyPort».Этот объект с небольшой вертолётной площадкой наверху выполняет роль маленького почтового отделения.После установки пакета его захватывает Parcelcopter.Затем крыша SkyPort открывается и беспилотник отправляется с грузом к месту назначения.Вся система работает в автоматическом режиме, без вмешательства человека.
В ходе конструирования дрона необходимо было учесть быстро меняющиеся в этих местах погодные условия, чтобы Parcelcopter мог противостоять им [1].Беспилотный аппарат DHL имеет возможность подниматься вертикально, как вертолёт, а затем лететь, как самолёт.Он способен поддерживать скорость 70 км/ч с посылкой весом до 2,2 кг, покрывая расстояние чуть более 8 км.Это почти вдвое быстрее предыдущего варианта Parcelcopter, который достигал скорости 43 км/ч (рис.2).
В ходе проведённых исследований установлено, что доставка грузов от базовой станции до горного плато занимает всего восемь минут.Поездка автомобиля по горной дороге требует 30 минут.В процессе испытаний было выполнено 130 доставок пакетов.
Рис. 3. Схема разделения воздушного пространства.
Россия, надо заметить, не отстаёт в плане инноваций в сфере БПЛА.По прогнозу экспертной группы Агентства стратегических инициатив, глобальный рынок беспилотников с участием нашей страны составит к 2035 году более $300 млрд [4].
Ряд отечественных компаний в сфере информационных технологий активно распространяет идею использования дронов в доставке мелких посылок.В июне 2015 года одна из лидирующих компаний в сфере сотовой связи доставила симкарты примерно тысяче пользователей в Москве.В июне 2014 года в Сыктывкаре была реализована идея доставки пиццы дронами.Сегодня эта компания работает в восьми городах России, выручка сети составляет 180 млн рублей в год.
Очередным шагом на пути внедрения новой технологии доставки грузов дронами может стать создание для них выделенной зоны в воздушном пространстве, где беспилотники необходимо развести по скорости и возможностям.
В сегодняшнем загруженном воздушном пространстве над аэропортами и другими сложными зонами следует полностью исключить появление дронов.При этом предлагается в специально выделенном пространстве на высоте от 60 до 120 метров использовать маршруты под скоростное движение для более быстрых беспилотников дальнего радиуса действия, а зону ниже 60 метров оставить для относительно медленных аппаратов местного радиуса действия (рис.3).Зону от 120 до 150 метров сделать буферной, где не должно быть вообще никаких летательных аппаратов [3].
Безусловно, повсеместное внедрение подобной технологии достаточно трудоёмкий процесс.Однако развитие БПЛА открывает почти безграничные возможности для микрологистики: легко представить, как изменится дорожная ситуация в стране, если заботу о мелких курьерских отправках (документация, доставка пищи, маловесных товаров) возьмут на себя автономные летающие аппараты.Как совсем недавно мобильные телефоны смогли с помощью новых электронных технологий соединить не имевшие традиционной инфраструктуры связи удалённые районы, так и беспилотники готовы привести к подобным глобальным положительным последствиям.
Интеграция такого вида доставки товаров, несомненно, позволит сократить расходы и увеличить скорость доставки грузов, что отвечает основным концептуальным посылам логистики.Как и любая революционная технология, система беспилотников-курьеров потребует преодоления многих законодательных, информационных, финансовых барьеров.Однако передовыми компаниями и научным сообществом они наверняка будут преодолены, чтобы обогатить транспортную отрасль новым и по-настоящему перспективным инструментом логистики.
ЛИТЕРАТУРА
1.Попов Н. И., Емельянова О. В., Яцун С. Ф., Савин А. И. Исследование движения квадрокоптера при внешнем периодическом воздействии // Справочник.Инженерный журнал. – 2014. – Апрель. – С. 17–21.
2.Калмурзаева Д. К., Багинова В. В. Беспилотные летающие аппараты как инструмент логистики нового поколения // https://internationalconference.ru/ images/PDF/2017/24/bespilotnye-letayushchie-apparaty.pdf.Доступ 17.07.2017.
3.Попов Н. И. Исследование колебаний квадрокоптера при внешних периодических воздействиях // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 1. – С. 28–32.
4.Теплица социальных технологий.Как использовать дроны, чтобы не нарушить закон, и 18 полезных сайтов для поклонников беспилотников.[Электронный ресурс]: https://te-st.ru/2015/08/24/drones-law-websites/.Доступ 17.07.2017.