Российские новостные ленты облетела информация о работе ученых Севастопольского госуниверситета над созданием уникального беспилотного летательного аппарата, построенного на принципиально новом подходе к аэродинамике. Будучи внешне похожей на самолет, разработка инноваторов способна взлетать и совершать посадку вертикально, аналогично вертолетам. Наш сегодняшний собеседник — один из участников проекта, старший научный сотрудник лаборатории «Динамика полета», доцент кафедры проектирования беспилотных летательных аппаратов СевГУ Павел Кузнецов.

— Интересоваться наукой я начал еще со школьных лет, за что благодарен своему отцу, который довольно часто занимался ремонтом и разработкой различных электронных устройств, — рассказывает Павел. — К девятому классу прочитал практически все интересующие меня книги по радиотехнике и электронике из городской библиотеки. А после прочтения всегда появлялось желание собрать очередное устройство и исследовать его работу. С поступлением в университет желание заниматься научной деятельностью только усилилось, тем более что на это повлиял выбор специальности — «Возобновляемые источники энергии», учебная программа которой включала множество дисциплин, посвященных малоизученным, но перспективным энергетическим ресурсам и инновационным методам их преобразования.

В то время молодой ученый даже не предполагал, что займется разработкой уникального летательного аппарата, а сосредоточился на том, чего в Крыму всегда было в избытке — солнце.

— В процессе обучения мы проводили большое количество научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке новых методов получения электрической и тепловой энергии, используя возобновляемые энергоресурсы, — продолжает Павел. — Такой опыт сформировал потребность непрерывно искать новые способы создания и улучшения существующих способов получения энергии, а не зацикливаться на известных классических технологиях. Кроме этого, для исследования возобновляемых источников энергии требуется глубокое знание электро- и теплоэнергетики, гидро- и аэродинамики, электро- и теплотехники, а также физики, химии, механики. Одновременно с обучением в аспирантуре занимался преподавательской деятельностью, которая не препятствовала, а напротив — способствовала развитию многих научных идей. Меня всегда вдохновлял живой интерес в глазах студентов к научным разработкам, хотелось вовлечь их в исследовательскую деятельность, подключить к более серьезной работе, позволяющей не только получать гранты, но и решать важные производственные задачи, требующие нетрадиционного подхода. Кроме этого хочу отметить, что немаловажное значение на формирование моего научного и системного мышления оказало знакомство с руководителем моей кандидатской диссертации доктором технических наук Леонидом Юферевым, а также заведующим кафедрой «Возобновляемые источники энергии и электрические системы и сети» доктором технических наук, профессором Борисом Якимовичем.

В 2017 году Павел Кузнецов представил изобретение, увеличивающее производительность солнечных электростанций в зимнее время. Интеллектуальное устройство отбора максимальной мощности и согласования фотоэлектрических модулей позволило получить на 75 процентов больше солнечной энергии в зимнее время, чем обычно. Разработку проверили в действии на одном из блоков севастопольской солнечной электростанции, и способ молодого инноватора подтвердил работоспособность опытным путем.

— Идей было всегда много, но реализовать удалось далеко не все, — отмечает Павел Кузнецов. — В основном это всегда связано с нехваткой ресурсов, причем обычно временных, поэтому всегда приходится выбирать компромисс между проектами, которые являются наиболее интересными и близкими для меня в научном плане, но не всегда имеющими явное практическое значение, и задачами, являющимися полезными для конкретных предприятий с очевидной пользой от их внедрения. Поэтому наибольший интерес и вовлеченность вызывали проекты, которые одновременно соответствовали двум этим критериям. И, честно говоря, именно они в результате оканчивались наиболее успешно. Повышение энергетической эффективности солнечных электростанций является одним из таких проектов. Нам с коллегами удалось нивелировать одну из серьезных проблем солнечной энергетики — существенное снижение энерговыработки, возникающее в результате частичного затенения фотоэлектрических модулей. На данную технологию мы получили патент и внедрили ее на нескольких солнечных электростанциях Крыма и Севастополя.

Еще одним необычным проектом Павла Кузнецова стал электромобиль, переданный СевГУ Сарапульским электрогенераторным заводом для модернизации. Ученые планируют улучшить и доработать современное транспортное средство, в частности, создать для него эффективную систему зарядки.

— Этот проект еще не завершен, однако мы уже получили несколько интересных технологий, являющихся довольно важными для этой отрасли. В частности, была разработана технология создания мультифункционального модуля, позволяющего решать задачи с получением холода за счет использования солнечной энергии, эффективно отапливать кабину водителя и подзаряжать аккумуляторную батарею, — уточняет изобретатель. — Кроме этого, под руководством доктора технических наук Валерия Завьялова мы находимся на завершающей стадии разработки системы беспроводной зарядки. Кроме этих проектов к успешным и интересным можно отнести разработанные технологии автоматической диагностики фотоэлектрических модулей; создания комбинированной энергоустановки, позволяющей получать синергетический эффект от одновременного использования нескольких источников энергии; прямого преобразования тепловой энергии в механическую.

— В проект, направленный на создание беспилотных авиационных систем, имеющих уникальные свойства, не применяемых сегодня в пилотируемой авиации, меня пригласил директор Института национальной технологической инициативы Сергей Дудников, — продолжает рассказ Павел Кузнецов. — В виду того, что до этого я не имел прямого отношения к авиации, у меня сразу возникли сомнения о пользе моего участия в данном проекте. Однако, ознакомившись с основными задачами проекта, я увидел для себя много интересного и даже знакомого. После этого просто не смог отказаться. В процессе работы над проектом интерес к данной отрасли существенно вырос, и в настоящее время, кроме работы в лаборатории «Динамика полета и управление беспилотных авиационных систем», я еще являюсь руководителем образовательной программы по профилю «Проектирование и обслуживание беспилотных летательных аппаратов». К слову, в этом году мы успешно осуществили уже второй набор магистров на данное направление. В настоящее время сотрудниками лаборатории разработан прототип беспилотного аэротакси, который по транспортной производительности и стоимости летного часа должен вдвое превосходить вертолеты класса «Робинсон 44». Этот проект не случайно имеет такое необычное имя — «Три по 200». Предполагается, что наше аэротакси сможет перемещать 200 килограммов полезного груза на максимальное расстояние в 200 километров со скоростью 200 километров в час. Кроме этого разработан экспериментальный беспилотный летательный аппарат с грузоподъемностью 25 килограмм, имеющий в качестве основной силовой установки микрогазотурбинный двигатель, а также механическую трансмиссию с возможностью изменения шага винта. Также в рамках реализации проекта был спроектирован и изготовлен уникальный измерительный стенд, позволяющий проводить широкий комплекс экспериментальных исследований динамики полета беспилотных летательных аппаратов массой от 2 до 200 килограмм. В проекте занято множество специалистов, но я особо отмечу его идеолога, заместителя лидера рабочей группы НТИ «Аэронет», доктора физико-математических наук Павла Булата. Оценивая опыт, научный потенциал, а также динамику работы сотрудников лаборатории, я довольно оптимистично смотрю на успешное завершение проекта и считаю, что у него есть все основания для совершения настоящего прорыва в авиации, но для этого нам еще предстоит большая работа.

За время разговора молодой ученый неоднократно подчеркивал, что непременными слагаемыми успеха в научной и инновационной деятельности является поддержка родного учебного заведения и научного коллектива. Одиночество отлично подходит для вдохновения, но оставаться в авангарде науки можно лишь сообща.

— В основном разработка и реализация идей происходит в стенах университета, однако только работой я это назвать не могу. Это уже стало некоторым стилем жизни. У меня нет определенного времени суток, когда я занимаюсь научной деятельностью. Обдумывание проектных задач или новых научных или технических идей у меня происходит практически непрерывно. Я рад тому, что работаю в Севастопольском государственном университете. Здесь созданы комфортные условия, как для студентов, так и сотрудников. Ежегодно университет предоставляет большое количество грантов на реализацию научных проектов. Отмечу также хорошие материально-техническую и лабораторную базы, которые были значительно расширены и модернизированыза последние годы. Раньше я считал, что мне больше подходит одиночный стиль работы, но мне посчастливилось познакомиться и поработать с людьми, являющимися хорошими специалистами в других областях. Теперь я твердо считаю, что команда действительно является важным элементом для достижения целей. В настоящее время, в основном, я работаю в научном коллективе с Дмитрием Ворониным, Владиславом Евстигнеевым, Владиславом Кувшиновым, Максимом Сперанским и Николаем Смокталем. Вместе с ними мы специализируемся на выполнении масштабных проектов в области энергетики, урбанистики, беспилотной авиации и электротранспорта.

Сегодня, кроме проектов, связанных с разработкой беспилотников и развитием электротранспорта, Павел Кузнецов участвует еще в нескольких интересных работах, в одной из которых он является научным руководителем. Вместе со своим аспирантом Дмитрием Котельниковым, ученый разрабатывает автоматизированную систему мониторинга и диагностики солнечных электростанций с использованием беспилотного летательного аппарата, оснащенного развитой нейросетевой технологией детектирования.

— Этот проект позволил объединить два моих любимых направления — возобновляемую энергетику и беспилотную авиацию, — говорит Павел. — Кроме этого нашей командой выполняется проект по созданию проактивной методологии цифровой трансформации города Севастополя для обеспечения его устойчивого развития в условиях меняющегося климата. Также в рамках внутреннего гранта Севастопольского государственного университета мы выполняем проект по развитию гетерогенных технологий мезомасштабного метеорологического мониторинга при использовании высокопроизводительных вычислительных систем.

Фото из личного архива Павла Кузнецова