Concours pour un drone assistant à l’intérieur d’une station spatiale: retour en images et en explications

Les vainqueurs du concours.

Les vainqueurs du concours faisant voler leur drone

La société RKK Energuya a organisé un concours d'ingénierie pour créer un drone assistant, qui pourrait être d'une grande aide pour les cosmonautes de la future station orbitale russe.

Nous vous en avions déjà parlé avant-hier ici. Nous revenons sur ce sujet avec un peu plus d'infos et d'images.

Pendant trois jours, des équipes de jeunes ingénieurs ont dû concevoir, assembler, programmer et surtout tester un véhicule aérien sans pilote.

L'étape la plus spectaculaire - tester les caractéristiques de vol des drones - a eu lieu sur le site nommé d'après Vachnadze du musée de la société.

Six équipes y ont présenté les résultats de leurs travaux, dont deux de RKK Energuya. La société organise pour la première fois un concours de ce format, mais on peut déjà constater un intérêt important de la part des étudiants de diverses universités et des futurs ingénieurs.

« Aujourd'hui, l'une des tâches les plus importantes non seulement pour Energuya, mais pour toutes les entreprises de l'industrie des fusées et de l'espace dans son ensemble, est de créer les conditions permettant d'attirer les technologies modernes dans le circuit des entreprises et leur application dans la création de nouveaux types d'équipements. . C’est pourquoi nous recherchons pour cela des méthodes et des outils innovants. Parallèlement à l'accélérateur, nous voyons un tel potentiel dans les concours d'ingénierie. Il y a eu un essai sur le thème d'un drone - un assistant des cosmonautes. Je pense que ça s'est plutôt bien passé pour la première fois. De nombreuses universités et équipes nationales en général ont manifesté leur intérêt, y compris le grand intérêt des équipes de RKK Energuya. Pour la première fois, notre société a organisé un concours d'ingénierie dans un nouveau format - tout le monde pouvait y participer », a déclaré Pavel Krasnoperov, directeur du Centre de développement de la technologie et de l'innovation.

Bien entendu, les drones devaient être testés dans des conditions proches de l’apesanteur.

Comment les créer dans un concours ? N'effectuez pas de tests dans un avion spécial. Mais une montgolfière conviendrait tout à fait : un ballon météo est apparu dans la salle d'exposition du site de Vachnadze du musée de la société. Relativement petit - un peu plus d'un mètre et demi de diamètre. Les drones y étaient attachés. En bref, la portance du ballon doit être égale à la force de gravité agissant sur le drone pour simuler l'apesanteur.

Une suspension spéciale permettait aux drones de se déplacer librement le long de trois axes de coordonnées et d'effectuer des virages en tangage, lacet et roulis. Les participants devaient fabriquer un drone ne pesant pas plus de sept cent cinquante grammes et le tester. L'architecture et le principe de mouvement étaient libres. Le matériel a été fourni par la société, mais vous pouvez utiliser le vôtre si vous le souhaitez.

Sur Terre, les moteurs de drone-héliportés doivent combattre la gravité presque jusqu'à la limite, de sorte que les moteurs électriques consomment de l'énergie très rapidement. A la station orbitale, les conditions sont différentes. Le poids, principal problème de tout vol, n’est pas là. Mais il existe de l’air qui peut être utilisé. C'est vrai, un peu différent de sur Terre. Mais presque toute l’énergie du drone héliporté est mise en mouvement, ce qui constitue un avantage non négligeable.

L'équipe du Centre de Jeunesse du Projet MSTU « STANKIN », qui a remporté la première place du concours, a profité de cet avantage. Leur drone, recouvert d'un filet de protection, ressemblait en même temps fortement à un drone héliporté terrestre familier. Cependant, grâce à un logiciel spécial, il s'est montré très ludique et a géré les manœuvres avec brio.

« Notre idée principale était de minimiser le nombre de composants mobiles. Nous n'avons utilisé que quatre groupes d'hélices. Nous avons réécrit le système de contrôle afin de le rapprocher du fonctionnement en apesanteur, c'est-à-dire une rotation autour du centre de masse sans maintenir inutilement la masse dans l'air, car dans l'espace, cela n'est pas nécessaire et nous volerons simplement. Nous avons également développé un système qui introduit des barrières permettant aux humains d'interagir avec un cosmonaute, afin de ne nuire à personne. Nous avons développé notre propre logiciel, ainsi qu'un contrôleur de vol pour mettre en œuvre les tâches de stabilisation de l'air. Autrement dit, il ne s’agit pas seulement d’allumer et d’éteindre les moteurs, cette tâche est plus compliquée, elle utilise un système de navigation inertielle. Notre logiciel met en œuvre des méthodes de contrôle moteur plutôt non standard - avec possibilité d'alimentation inverse », - Semyon Korolyov, étudiant de 3e année au MSTU « STANKIN ».

Bien entendu, la principale exigence des spécifications techniques était également la sécurité. C'est la conception la plus fermée qui a assuré le succès des trois gagnants du concours. Néanmoins, les équipes développaient un assistant pour la station orbitale, où il faut s'occuper du matériel et, surtout, des cosmonautes. Les jeunes ingénieurs de l'équipe Astra, représentant notre société, ont abordé cette partie de la tâche avec la plus grande responsabilité. Leur drone hexagonal était blindé de plastique gris. Le boîtier a d'ailleurs été imprimé directement lors du concours - sur une imprimante 3D. À l’intérieur se trouvaient 16 très petites vis, semblables aux refroidisseurs que l’on trouve dans presque tous les ordinateurs. L’équipe a décidé de soumettre une candidature au tout dernier moment et a très rapidement produit un projet fonctionnel. Malheureusement, la puissance des hélices n'était pas suffisante pour les manœuvres et Astra a pris une honorable deuxième place.

«L'accent a été mis avant tout sur la sécurité, car dans les conditions de la station spatiale, toutes les hélices doivent être enfermées. Nous nous sommes assis et avons réfléchi : il y avait de nombreux concepts différents. Nous avons examiné les options européennes et américaines déjà mises en œuvre. Certains semblaient trop lents, d'autres trop difficiles. En conséquence, nous sommes arrivés à une option où l'ensemble minimum de ventilateurs nécessaire pour manœuvrer dans tous les directions - tangage, roulis, lacet, haut et bas, gauche et droite. En principe, la carte installée vous permet de la contrôler via Wi-Fi, Bluetooth et de connecter des contrôleurs supplémentaires. Comme nous l'a dit l'expert, en apesanteur, le mouvement aurait été plus visible ; en apesanteur avec le ballon, c'était plus difficile, car il fallait vaincre la résistance de la structure », Grigory Filyayev, ingénieur de catégorie 1 du département de soutien ergonomique et formation aux activités de l’équipage.

Les spécialistes novices d’Energuya d’une autre équipe appelée « Groupe-33 » ont également remporté le bronze.

Bien entendu, il n’était pas question de développer un appareil à part entière basé sur la concurrence. Et, malgré les prix - de dix mille pour la troisième place à soixante-quinze pour la victoire, pour les équipes de jeunes, c'est avant tout une expérience précieuse, une opportunité de faire ses preuves et d'obtenir les conseils des meilleurs experts.

En conclusion, nous répondrons à la question « Que peut faire un drone sur la station orbitale russe ? Au minimum, photographiez tout objet nécessaire sous différents angles, soyez des yeux fiables et mobiles pour le cosmonaute ou le MCC (Centre de Contrôle de Mission). Et ne sous-estimez pas un tel opérateur spatial. Ce n'est un secret pour personne que le ROS fonctionnera en mode visite, et avec un calendrier d'expériences chargé, un assistant capable de donner rapidement et clairement une image de ce qui se passe aiderait à automatiser de nombreux processus.

Nous félicitons les gagnants et notre corporation pour leur nouvelle expérience importante ; nous leur souhaitons de ne pas se reposer sur leurs lauriers et de diriger leur énergie dans la bonne direction !

Source et crédits photographiques: Energuya/Roscosmos

Expérience de vol d'un drone sous un ballon pour mimer l'apesanteur.

Expérience de vol d'un drone sous un ballon pour mimer l'apesanteur. En arrière-plan (à gauche) le module lunaire habité LK (qui n'a jamais volé) conçu dans les années 60, et (à droite) un étage d'injection D (lui aussi conçu dans les année 60) qui connaît aujourd'hui une nouvelle version (Orion) qui vient d'effectuer une mission test lors du lancement d'Angara-A5 depuis Vostochny.

Les gagnants du premier prix avec le PTK en arrière-plan.

Les gagnants du premier prix avec le PTK en arrière-plan.

Photo de groupe lors du concours de drones assitants.

Photo de groupe lors du concours de drones assistants (les vainqueurs sur la passerelle d'accès au PTK.

Conception d'un des drones.

Conception d'un des drones.

Conception d'un des drones.

Conception d'un des drones.

Fabrication de pièces à l'imprimante 3D.

Fabrication de pièces à l'imprimante 3D.

Conception d'un des drones.

Conception d'un des drones.

Le drone vainqueur.

Le drone vainqueur.