Бъдещето на безпилотните летателни апарати: бикоптери, народен автопилот, свръхбързи ИИ дронове

Трудно е да се намери по-актуална тема в инженерните форуми от тази за безпилотните летателни апарати. Техническият прогрес в тази област се измерва не с години, а с месеци. Може би по-бързо, отколкото в областта и шумотевицата около LLM.

За няколко години безпилотните летателни апарати (БЛА) се превърнаха в интелигентни, свръхманеврени системи с усъвършенствано машинно зрение. Развива се базираният на отворен код софтуер, като например програмата за автопилот ArduPilot, нашумяла на 1-ви юни 2025 г. благодарение на случилото се в Руската федерация, а именно, операцията „Паяжина“. Техническият аспект на използваните дронове определено заслужава повече внимание.

Нека разгледаме някои обещаващи разработки на БЛА и какво крие бъдещето.

Автопилотът

Съвременният БЛА е не само хардуер, но и софтуер. Тъй като ArduPilot привлече такова внимание в началото на месец юни, логично е да го споменем.

ArduPilot е универсален автопилот с отворен код, който може да работи без GPS. Пълният набор от софтуерни инструменти поддържа почти всеки вид безпилотен транспорт: дронове, мултикоптери, традиционни хеликоптери, самолети, лодки и катери, подводници, роувъри, безпилотни трактори и др.

Съвременният БЛА е не само хардуер, но и софтуер. Тъй като ArduPilot привлече такова внимание в началото на месец юни, логично е да го споменем.

ArduPilot е универсален автопилот с отворен код, който може да работи без GPS. Пълният набор от софтуерни инструменти поддържа почти всеки вид безпилотен транспорт: дронове, мултикоптери, традиционни хеликоптери, самолети, лодки и катери, подводници, роувъри, безпилотни трактори и др.

Сорс кодът се разработва от голяма общност от професионалисти и ентусиасти. На 1-ви юни 2025 г. един от основните разработчици пише, че изобщо не е очаквал световна слава, а просто е искал да създава малки летящи автомобили:

Платформата ArduPilot се състои от няколко части:

• Безпилотно превозно средство. Действителното устройство, което се движи (дрон, хеликоптер, автомобил, подводница и др.).
• Компоненти, части. Това са периферните сензори, контролерите и изходните устройства, които служат като очи, уши, мозък и ръце на транспортното средство. Почти всяко устройство може да бъде превърнато в дрон, ако вградите в него малък „хардуерен пакет“ от сензори и контролер, който получава сигнали от сензорите и изпраща изходни сигнали към сервоусилвателите, стабилизаторите и др.
• Наличен е фърмуер за коптери, самолети, роувъри, подводници и антени за проследяване, които следят местоположението на дроновете и се насочват към тях.
• Софтуер. Интерфейс към контролера, работи на персонални компютри и мобилни устройства. Нарича се още „наземна контролна станция“ или GCS (Ground Control Station).
• Наземната станция за безпилотен летателен апарат е система за комуникация и управление. Обикновено се използва от оператора на дрона за комуникация с БЛА, предава видео и данни в реално време.
• Планиращ мисията. Усъвършенствана GCS. Взаимодейства с хардуера чрез посочване с пръст (или мишка) на точки, писане на потребителски скриптове и моделиране.

Планиране на мисията, която ще се изпълнява в режим на автопилот: посочвате точки на картата и избирате действие за всяка точка:

Дронът може да се управлява чрез мобилен интернет от всяка точка на света: той има LTE модем с Ethernet изход, към който са свързани едноплатков компютър и уебкамера, от която се излъчва картина и се подава на ArduPilot UART канал за подаване на команди за управлението на дрона.

По подробна информация за планирането на мисиите ще намерите в документацията.

Въпреки че ArduPilot не произвежда никакъв хардуер, този фърмуер се инсталира на хардуера на различни производители, включително и на търговски продукти.

В наши дни почти целият софтуер за дронове е достъпен с отворен код. Освен ArduPilot това са контролерите Betaflight и iNavFlight, радиокомуникациите ExpressLRS на ESP32/ESP8285 и софтуерът ESC, който контролира работата на електронните регулатори на скоростта на двигателя: AM32 и Bluejay. Всичко за самостоятелно сглобяване на евтин FPV. Цените на комплектите „Направи си сам“ паднаха изключително много и можете да намерите подробни инструкции как да сглобите и конфигурирате несложни дронове със собствените си ръце, с инсталиран ArduPilot:

ArduPilot стартира през 2007 г. заедно с любителския уебсайт DIYDrones.com и първия самоделен безпилотен летателен апарат, изработен от конструктор Lego, като цяло това беше любителска общност на самоделни безпилотни летателни апарати. Проектът е стартиран от БЛА ентусиастите Крис Андерсън (бивш главен редактор на списание Wired), Жорди Муньос и Джейсън Шорт, споменати по-горе.

Първата версия на програмата за автопилот е написана през 2009 г. Към днешна дата по ArduPilot работи екип от професионални инженери, учени и изследователи. Софтуерът значително е разширил областта на своето използване, като днес е особено популярен в САЩ, Индия, Украйна и Руската федерация.

ArduPilot е инсталиран в повече от 1 милион автомобила по света и системата бързо се разраства. Чрез множество доставчици на периферни устройства и различни интерфейси се разширява екосистемата от сензори, придружаващи компютри и комуникационни системи.

Този софтуер е инсталиран в автомобилите на някои производители.

Той се използва и за тестване и разработка от големи агенции и корпорации като НАСА, Intel и Boeing, както и от безброй колежи и университети по света.

Дроновете с изкуствен интелект

На 14-ти април 2025 г. управляван от изкуствен интелект автономен дрон зае първото място в международната надпревара A2RL Drone Championship в Абу Даби и след това победи трима бивши световни шампиони в Drone Champions League, т.е. най-добрите пилоти. Това е първата в историята победа на ИИ над човека в реално състезание на хардуер на трети страни, а не в лабораторна среда и с лабораторно оборудване.

Този дрон е проектиран от организаторите на състезанието, за да може да се използва в надпреварата от всички – както от екипите с изкуствен интелект, така и от пилотите. Всички имаха един и същ състезателен дрон.

Невронната мрежа пилотираше между препятствията при много ветровити условия със скорост до 95,8 км/ч. Основната разлика от хората е, че тя изпраща команди директно към двигателите на дрона, а не към устройство за управление.

Първият прототип на тази невронна мрежа е разработен от екипа за усъвършенствани концепции на Европейската космическа агенция в рамките на проекта Guidance and Control Nets през 2023 г., а сега е доработен от екипа на MAVLab от университета TU Delft.

Създава се впечатление, че бъдещето на пилотирането е в ръцете на невронните мрежи, които превъзхождат хората по отношение скоростта на обработка на информацията и времето за реакция.

Освен това безпилотните самолети могат да издържат на много по-големи претоварвания, отколкото самолетите с човек в тях. Това означава, че те са много по-маневрени и по дефиниция имат предимство пред хората във въздушните боеве.

Бикоптерите

В развитието на дроновете освен софтуерни подобрения има и хардуерни усъвършенствания. Ако разгледаме новото поколение безпилотни летателни апарати, сред най-обещаващите технологии можем да посочим по-маневрените бикоптери с две витла вместо с четири. Например, като V-Copter Falcon Mini на Zero Zero Zero Robotics. Това е първият в света бикоптер, който тежи по-малко от 250 г. Цената му е 269 долара.

Техните главни особености включват изключително тихи двигатели, 4K видеокамера с три оси на свобода, 6-кратно увеличение и режим за нощно снимане.

Компанията-разработчикът вярва, че бъдещето е на бикоптерите с две витла.

Витлата се накланят в различни посоки, за да правят остри завои и прецизни маневри. Според разработчика V-образното оформление на бикоптера осигурява „светкавично ускорение“ и „ненадмината маневреност“ в сравнение с квадрокоптерите от този клас.

Автоматичното регулиране наклона на бикоптера е 0,01° по всяка ос в реално време. За да демонстрира доброто балансиране, дронът може да държи монета върху тялото си по време на полет откъм оребрената си страна.

В момента американската армия тества апаратите за вертикално излитане Bell V-280 с подобна конструкция, с две витла. В бъдеще тези коптери ще заменят хилядите Black Hawk и Apache във въздушния флот:

В момента те се тестват в рамките на програмата Future Long-Range Assault Aircraft (FLRAA), чиято цел е да се избере летателен апарат с повишена скорост, маневреност и обхват, който да замени съществуващите хеликоптери през 2030 г. Максималната му скорост е 556 км/ч, обсегът му е увеличен до 4500 км, а максималното му тегло при излитане е около 14 тона.

Bell спечели този договор през 2022 г., побеждавайки концепцията Defiant X на Sikorsky (компания на Lockheed Martin) и Boeing с двуосни роторни витла.

Въздушните таксита

Няколко проекта за въздушни таксита (авиотаксита) се доближават до комерсиална експлоатация, които в бъдеще също ще станат безпилотни (отначало пилотът също ще трябва да управлява). Първата в света търговска услуга за въздушни таксита е планирана да стартира в Дубай в началото на 2026 г.

Ще бъдат пуснати в експлоатация мултикоптерите на JOBY Aviation:

По разписание въздушното такси трябва да излита и да каца на четири „летища“:

Но има вероятност китайските конкуренти да ги изпреварят. Китайското аеротакси EHang EH216-S вече е преминало всички необходими тестове за сертифициране от Администрацията за гражданска авиация, а през януари 2025 г. в Шанхай се състоя първият демонстрационен полет:

Първоначално той ще лети по туристически маршрути покрай реката:

Освен безпилотни „автомобили“ могат да се появят и „въздушни мотоциклети“. Например полският изобретател на едноместния безпилотен самолет Jetson One неотдавна представи друг ховърбайк – Volonaut Airbike, приблизително като щурмоваците на Империята от „Междузвездни войни“.

Едноместният дрон на Jetson One:

Ховърбайкът на въздушна възглавница Volonaut Airbike, задвижвано от турбореактивни двигатели:

Всичко това е много интересно, но техническият прогрес е много по-бърз в областта на чисто автономните БЛА, където изобщо не се предвижда да се поставя човек. Роботите могат да се справят перфектно с всички задачи без човешка помощ, а в екстремни случаи – с участието на оператори. А в бъдеще дистанционното управление ще стане ненужно благодарение на невронните мрежи с машинно зрение.

Обмислят се също така варианти за използване на рояк от десетки дронове, синхронизирани помежду си. В Китайската армия неотдавна бе усвоена подобна система с име Military Drone Swarm.

Бъдещето на безпилотните летателни апарати е обещаващо, насочено към все по-голяма автономност, интелигентност и специализиран дизайн, които ще променят начина, по който взаимодействаме със света около нас. ИИ дроновете ще трансформират редица сектори, предлагайки невиждани досега възможности за наблюдение, логистика и специални операции.