Презентация_проекта_АгроСкай_АгроКоптеры_v_2_1

1. "Разработка прототипа гибридного БПЛА для мониторинга сельскохозяйственных угодий"

"Разработка прототипа гибридного БПЛА для
мониторинга сельскохозяйственных угодий"
Номинация: «АгроКоптеры»
Региональная площадка: ФГБОУ ВО СПбГАУ
Санкт-Петербург, г. Пушкин
2025

2.

Команда АгроСкай
СЕМЕНЧУК СВЕТЛАНА
БАЖАНОВ СЕРГЕЙ
11 класс
МОБУ «Волховская СОШ № 6»
г. Волхов
6 класс
МБОУ «Гатчинская СОШ № 9 с
углубленным изучением
отдельных предметов»
г. Гатчина
ПОНАРОВКИН КОНСТАНТИН
8 класс
МБОУ СШ № 93
г. Архангельск

3.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА
У любых сельских хозяйств и концернов
есть проблемы, такие как: заболоченность местности в
определённых местах, мониторинг территорий, борьба с
вредителями. Данные проблемы актуальны как для больших
концернов до 500 гектар, так и для маленьких хозяйств. Одним
из наиболее современных решений – это использовать
гибридный БПЛА, который совмещает в себе признаки дрона
самолётного типа, а также признаки квадрокоптера. Чем же он
полезен? К примеру: найти участок заболоченности почвы,
человеку требуется в несколько раз больше времени, чем
дрону.
Основная загвоздка в том, что малым хозяйствам
банально не выгодно покупать квадрокоптер, БВС самолетного
типа или конвертоплан. Им куда выгодней купить какую – либо
сельскохозяйственную технику. Мы же предлагаем гибридный
БПЛА за меньшие деньги, чтобы и малые хозяйства могли его
себе позволить.
Оперативный мониторинг — ключевое конкурентное
преимущество в современном агропромышленном комплексе.
Он трансформирует сельское хозяйство:
→ От «лечения последствий» к предупреждению рисков;
→ От затратных практик к точной экономии ресурсов;
→ От интуитивных решений к управлению на основе данных.
Для малых и средних хозяйств это вопрос выживания: там, где
крупные предприятия компенсируют потери масштабом,
фермеру нужна скорость.
Гибридный БПЛА обеспечивает ее в формате «взлетел → быстро
долетел → увидел → принял решение → спас урожай».

4.

Обоснование предлагаемого способа решения
проблемы в сравнении с альтернативными
Таблица по сравнению гибридных коптеров
Название
Иностранные
компоненты
Отечественные
компоненты
Производитель
Цена БПЛА
2 300 000 рублей
Гибридный коптер
Optiplane S2
Моторы коптера
произведены, за
рубежем
Рама,элементы
управления,
система GPS
ООО "Оптиплейн
Аэродинамика")
Конвертоплан
Supercam SX350
Моторы,
а так же и элементы
управления
Рама ,
Система GPS
ГК "Беспилотные
системы"
11 000 000 рублей
Рама,
элементы управления
Моторы ,
Система GPS
Компания "Luftera"
2 400 000 рублей
Luftera LT-1

5.

Особенности конструкции гибридного БПЛА
Концепция гибридного БПЛА
(беспилотного летательного аппарата)
обычно
подразумевает
сочетание
вертикального взлета и посадки (VTOL) с
эффективным
горизонтальным
(крылатым) полетом. Это позволяет
работать
без
взлетно-посадочной
полосы, но летать быстрее, дальше и
дольше, чем обычный мультикоптер.
Основные конструктивные вызовы:
Сложность: Интеграция двух принципиально разных режимов полета.
Вес: VTOL-система (двигатели, винты, контроллеры, арматура) и система перехода добавляют значительный вес.
Аэродинамика: Минимизация сопротивления от элементов VTOL в горизонтальном полете.
Переходный режим: Обеспечение устойчивости и управляемости в самом сложном этапе полета.
Надежность: Требования к надежности всех систем, особенно критичных в переходном режиме и при посадке.
Стоимость: Как правило, выше, чем у специализированных мультикоптеров или БПЛА самолетного типа, но можно
удешевить.

6.

Аэродинамическая основа гибридного БПЛА
За основу нашего гибридного БПЛА взята модель БВС «летающее крыло», просчитанная и
изготовленная командой «Флагман 9» МБОУ «Гатчинская СОШ № 9 с УИОП» для конкурса СКАТ 2025
Размах крыльев, мм
Длина, мм
Высота, мм
1110
290
55
Диаметр винта,
мм
236
Масса: 1,1 кг

7.

Техническая инновация
1. Для уменьшения массы «летающего крыла» оклеить его
углеволокном (карбон), масса уменьшится до 0,8 кг, замена АКБ на 6000
мА/ч.
2. Имплантировать импеллеры в силовой каркас фюзеляжа.
3. Произвести перерасчет силовой установки
Все расчёты гибридного БПЛА произведены теоретически, летных
испытаний
(кроме «летающего крыла») не проводили.

8.

аппаратная платформа
ПО: iNav (inavflight.com)
Наземная Станция (GCS): iNav Configurator - Основная программа
для настройки автопилота, калибровки датчиков, прошивки,
планирования миссий. Похож на Betaflight Configurator
Затраты:
БПЛА «летающее крыло» порядка 40 000 руб
Автопилот: Matek F411-WSE – 2400 руб
GPS+Компас: BN-880 – 1600 руб
Приемник: ELRS EP1 (2.4ГГц) – 1200 руб
Датчик Воздушной Скорости: Matek Pitot MS4525 – 800
руб
Лазерный Высотомер: TFmini – 1600 руб
Телеметрия: ESP8266 WiFi Module - 400 руб
BEC: 5V/3A – 400 руб
Итого: ~ 48 400 руб.

9.

Итоги и вектор развития
1. Использование гибридных БПЛА высокоцелесообразно для мониторинга сельскохозяйственных
угодий, особенно:
Для малых и средних агропредприятий (до сотен га).
В регионах с большими массивами полей.
Для задач, требующих одновременно широкого охвата и возможности детального осмотра.
Когда критична оперативность получения данных по большой площади.
Где отсутствует инфраструктура для взлета/посадки самолетных БПЛА.
2. Концепция работоспособна, но текущие параметры (тяга импеллеров впритык, аккумулятор маловат и подвержен высоким
нагрузкам) делают гибридный БПЛА критичным по энергии и запасу тяги на висении. Увеличение емкости АКБ и/или тяги
импеллеров при сохранении (или снижении) массы значительно повысит надежность и практическую полезность аппарата. Для
улучшения аэродинамики можно:
Добавить небольшие кили на концах крыла.
Установить дефлекторы для перенаправления струи импеллеров.
3. Упрощенный, но функциональный вариант, основанный на доступных компонентах и ПО:
Простота > Максимальная Автономия: Фокус на базовой стабилизации, ручном/полуавтоматическом управлении, простых миссиях.
Бюджетность: Использование недорогих, но проверенных компонентов.
Доступность ПО: Бесплатные, открытые прошивки с понятными инструкциями.
Безопасность: Акцент на предварительных тестах, ограничениях (геозона), работе на привязи.
Образовательность: Понятные принципы, возможность поэтапного усложнения.

10.

Итоги и вектор развития
4. Затраты:
БПЛА «летающее крыло» порядка 40 000 руб
Автопилот: Matek F411-WSE – 2400 руб
GPS+Компас: BN-880 – 1600 руб
Приемник: ELRS EP1 (2.4ГГц) – 1200 руб
Датчик Воздушной Скорости: Matek Pitot MS4525 – 800 руб
Лазерный Высотомер: TFmini – 1600 руб
Телеметрия: ESP8266 WiFi Module - 400 руб
BEC: 5V/3A – 400 руб
Итого: ~ 48 400 руб.
Факторы риска:
Аварии: Поломка БПЛА в первые полеты →
дополнительные 10 000–15 000 руб. на ремонт.
Моральное устаревание: Новые технологии делают
платформу неактуальной через 1–2 года.
Сложность сертификации: Коммерческое использование
требует регистрации в Росавиации – затраты от 50 000
руб.
Квалификация операторов и наличие сервиса критически
важны для реализации преимуществ гибрида и
минимизации простоев.
Планы на будущее:
1. Для увеличения времени полета:
попробовать в использовании солнечные батареи (даже не
смотря на климат нашего региона)
Использовать силовую установку литиевый АКБ+ДВС
2. Автоматизированный мониторинг состояния сельхозугодий на
предмет выявления болезней растений
Запрограммированный облет территории
В параллельном потоке БПЛА делает фотографии
территории
Составление карты расположения пораженных растений
(грибковыми, бактериальными и вирусными болезнями)
Заранее обучить нейросеть для определения пораженных
растений
После приземления все фото склеиваются в одну карту с
помощью библиотеки OpenCV
Каждый кусок карты обрабатывается классификатором и
подсчитывается количество инфицированных объектов и их
расположение.
Автоматизированный мониторинг на основе нейросетей
трансформирует защиту растений, делая ее прогнозируемой,
прецизионной и эффективной.