Китай учит дроны исчезать под водой. Зачем им SkyX

Подготовлено RD media

Представьте беспилотник, который летит к цели как самолёт. Над морем снижается, складывает крылья и ныряет. Под водой продолжает движение, выполняет задачу, всплывает, снова раскрывает крылья — и улетает.

В Китае такую машину уже испытывают.

Это SkyX, механическая летучая рыба. Самое интересное в ней — внутри.

Китайские инженеры пытаются создать беспилотник, для которого границы между небом и морем не существует.

Самолёт превращается в подводный аппарат

SkyX разрабатывает компания Changsha Nighthawk Intelligent Technology из города Чанша.

В воздухе он летит по самолётной схеме с раскрытыми крыльями. Перед погружением аппарат меняет геометрию: крылья складываются вдоль корпуса, уменьшая сопротивление воды.

После всплытия происходит обратная трансформация.

Разработчики прошли уже пять поколений прототипов и испытывают аппарат в естественных водоёмах.

Заявленные характеристики выглядят впечатляюще:

• до 1 часа полёта в воздухе;
• до 50 км/ч под водой.

Но со второй цифрой есть важный нюанс.

50 км/ч — заявление разработчика. Независимого испытательного отчёта, подтверждающего такую скорость SkyX под водой, в открытом доступе мы не нашли.

А это имеет значение: 50 км/ч — почти 14 метров в секунду под водой. Для небольшого аппарата, который ещё должен уметь летать, это очень серьёзный показатель. Для миниатюрных аппаратов на аккумуляторах такие скорости под водой встречаются редко, что делает независимую проверку особенно важной.

Если он подтвердится.

Самое трудное начинается при всплытии

Кажется, что главная инженерная задача — заставить самолёт плавать.

На практике одна из самых сложных операций происходит за несколько секунд:

вода → поверхность → воздух.

Вода примерно в 800 раз плотнее воздуха. Конструкция мгновенно попадает в совершенно другую физическую среду. Меняются сопротивление, плавучесть и нагрузки, а затем крылья должны раскрыться и создать достаточную подъёмную силу.

SkyX уже демонстрировал переход между двумя средами. Однако разработчики продолжают работать над устойчивостью аппарата после выхода из воды.

После решения этой проблемы компания рассчитывает перейти к серийному производству.

SkyX не готов к массовому выпуску.

🇨🇳 SkyX — только часть гораздо большей истории

Китайские исследователи занимаются воздушно-подводными беспилотниками уже несколько лет.

В 2023 году совместная команда Tongji University и Chinese University of Hong Kong представила TJ-FlyingFish.

Это аппарат массой около 1,6 кг с двумя винтами. В воздухе они работают в режиме мультикоптера, на воде меняют угол лопастей и скорость вращения, утягивая машину под поверхность.

Есть и более масштабная китайская программа — Nezha Шанхайского университета Цзяо Тун.

Одна из последних версий, Nezha IV, прошла испытания в прибрежных водах при слабом волнении Sea State 2. Университет сообщает о многократных переходах между воздухом, поверхностью и водой, максимальной глубине погружения 100 метров и полезной нагрузке 7 кг.

Появились также Nezha-X, Nezha-SeaDart и другие экспериментальные конструкции.

Инженеры исследуют складные крылья, автономный выход из воды, новые системы управления и навигации.

Перед нами уже не один эффектный китайский дрон.

Постепенно возникает целый класс транссредных беспилотников.

🎯 Зачем дрону способность нырять

Воздушный беспилотник способен быстро преодолеть большое расстояние.

Но в небе он заметен.

Подводный аппарат гораздо сложнее обнаружить, зато быстро перебросить его в удалённый район трудно.

Транссредная машина потенциально объединяет преимущества двух миров:

взлетела → быстро добралась до района → нырнула → продолжила движение под водой → выполнила задачу → всплыла → улетела.

Для гражданского применения это мониторинг моря, обследование инфраструктуры, поиск объектов и спасательные операции.

Есть и потенциальное оборонное применение.

Разведывательный аппарат может быстро прибыть в заданный район по воздуху, а последний участок пройти под водой.

Именно здесь технология становится значительно интереснее красивой формы «летающей рыбы».

⚠️ Главные проблемы начинаются под водой

Универсальность даётся таким машинам дорогой ценой.

Под водой практически исчезают привычные GPS и радиосвязь. Значит, беспилотнику требуется автономная навигация или специальные каналы связи.

Есть проблема энергии: аппарат несёт системы, необходимые сразу для двух совершенно разных способов движения.

Есть проблема глубины: более прочный герметичный корпус означает дополнительную массу, которую затем приходится поднимать в воздух.

И наконец — море.

Спокойно вынырнуть из озера и стабильно взлететь среди волн — две совершенно разные инженерные задачи.

Сегодня главный вопрос для исследователей — насколько надёжно аппарат способен повторять переход между средами при регулярной эксплуатации.

📌 Так SkyX — технологический прорыв?

Нет достаточных доказательств, чтобы считать SkyX технологическим прорывом.

Воздушно-подводные беспилотники существовали до SkyX. Китайские университеты испытывают их годами. Складные крылья и бионические конструкции тоже уже появлялись в исследованиях.

Интрига SkyX находится в другом.

Если разработчикам удастся совместить час полёта, скорость до 50 км/ч под водой, полезную нагрузку и надёжный многократный переход вода ↔ воздух в серийном аппарате, лабораторная экзотика превратится в практически полезную платформу.

И тогда у беспилотника появится очень необычное свойство:

он сможет прилететь туда, где его ждут в небе, — и исчезнуть под водой.

Судя по количеству параллельных китайских проектов, именно эту способность сейчас и пытаются довести до практического применения.

Источники: Shanghai Jiao Tong University; Chinese University of Hong Kong; IEEE ICRA 2023; исследования в Ocean Engineering и Journal of Marine Science and Application; публикации и интервью разработчиков Changsha Nighthawk Intelligent Technology.