Русская смекалка: Фанерные квадрокоптеры камикадзе1
Никто не верил что они полетят. Вопреки хейтерам удалось импортозаместить карбоновые рамы дронов дешёвой фанерой.
К началу 2023 года стало очевидно, что дроны, особенно дроны-камикадзе, выходят в на одну из главных ролей в современной войне. FPV-тематика, ранее интересная лишь узкому кругу энтузиастов, оказалась в центре внимания. В России резко появилась острая нехватка инфраструктуры, квалифицированных специалистов, производителей дронов и комплектующих, как и самих пилотов. В этой критической ситуации, когда потребность в дронах была немедленной, а необходимых ресурсов у солдат на фронте практически не было, возникло общенародное волонтёрское научно-техническое движение. Эти энтузиасты, инженеры и программисты оперативно взяли на себя роль учебных центров для пилотов, сборочных предприятий и конструкторских бюро, в гаражах, на предприятиях после смены и просто у себя дома энтузиасты начали разрабатывать и собирать сами дроны, РЭБ, системы сброса и даже электронные компоненты.
Вес рамы аналогичен карбоновой, жесткость не уступает.
Одним из таких спонтанно образовавшихся волонтёрских объединений стало КБ70 из Томска, состоящее из промышленного дизайнера Алексея Кремлёва и инженера-тест-пилота Андрея Кузнецова. Говорить о чёткой структуре в волонтёрской среде сложно – она подобна течению и постоянно меняется, имея огромное количество горизонтальных связей по всей стране. В проекте участвовали самые разные люди: инженеры, ученые, другие волонтёрские объединения, такие как «Так точно! 70» или «Одеяло 70», а также ветераны томских и северских спецподразделений.
При острой нехватке комплектующих для сборки дронов, которые на начальном этапе приходилось заказывать в частном порядке, в розницу с китайских маркетплейсов, ребята из КБ70 решили решить проблему дорогостоящих карбоновых рам, вокруг которых собирается сам квадрокоптер. Задача была чётко определена: «Массово, быстро и дёшево производить рамы для сборки беспилотников».
Разведчики - диверсанты готовятся кошмарить врага в тылу.
Выбор конструкции и материала
К тому времени существовало два основных способа изготовления рам, схожих с подходами в автомобилестроении: рамная конструкция, вырезаемая из листового материала, и объёмный несущий кузов, как у дронов типа «Mavic». Поскольку изготовление объёмных пластиковых деталей было посильно только крупным предприятиям с большими инвестициями, было решено остановиться на более простом и дешёвом способе – раме из листового материала. Вариант изготовления матриц для композитных корпусов на основе эпоксидных смол и волокнистых наполнителей также был рассмотрен, но отброшен как технологически сложный и долгий.
Функционал фанерной рамы.
Следующим этапом исследования стал поиск доступных листовых материалов для дешёвого и быстрого производства рам. Углепластики оказались слишком дорогими и сложными как в производстве, так и в закупке готовых листов. Стеклотекстолит марки СТЭФ можно приобрести в виде листов, но его транспортировка в Томск с Урала, где он производится, означала бы сложную логистику и возможные задержки в поставках. Стоит отметить, что в центральной России многие разработчики в итоге выбрали СТЭФ для производства рам.
Листовой алюминий оказался слишком дорогим как в приобретении, так и в раскрое, что оказалось в итоге под силу только крупным производителям с солидным финансированием. В итоге из доступных и распространённых материалов остались только фанера и алюминиевый композит. Первые же тесты алюминиевого композита показали его недостаточную прочность и полное отсутствие упругости, при перегрузке на вираже дрон мог просто «сложиться» и упасть. Оставалось только попробовать фанеру.
Волонтёрские дроны.
Первые эксперименты с фанерой превзошли все ожидания. Оказалось, что этот простой и доступный материал обладает достаточной прочностью и упругостью для создания рам дронов. Фанера легко поддается обработке, что позволяло быстро изготавливать необходимые детали. Более того, её доступность и низкая стоимость делали этот материал идеальным для массового производства. «Мы были приятно удивлены свойствами фанеры», — вспоминает Андрей Кузнецов. «Она не только оказалась достаточно прочной, но и эффективно гасила вибрации, что положительно сказывалось на стабильности дрона в полете».
Раскладка рамы на листе, минимум отходов.
Алексей Кремлёв готовится к первой отправке.
Быстро, дёшево, много: принципы производства
«Поскольку конечному потребителю дронов — оператору на фронте — дрон должен был приезжать уже собранным, настроенным и готовым к полёту, то с точки зрения производства рам не было никакого смысла делать их разборными», — поясняет Алексей Кремлёв. «Дешевизна фанеры означала, что нет необходимости в экономии материала при раскрое листа. Добавляем к этому лишний вес крепёжных метизов и снижение жёсткости в местах крепления лучей к центральной части дрона.
Производство верхней части рамы на СО2 лазере, каждая деталь несёт в себе заложенный функционал.
Рама квадрокоптера состоит из 2 частей, что увеличивает скорость сборки и снижает вес.
Поэтому основная часть дрона представляет собой просто одну деталь, что упрощает и значительно ускоряет процесс сборки квадрокоптера». Конструкция рамы представляла собой цельную фанерную пластину с вырезами для установки компонентов. Дополнительная верхняя фанерная пластина служила площадкой для аккумуляторной батареи и для установки курсовой камеры с помощью выламываемых из неё же вертикальных стоек.
В итоге для производства рамы дрона требовались только фанера двух видов, пластиковые стойки и метрический крепёж формата М3 и М2, доступный в специализированных магазинах.
Первые испытания и запуск в серию
Первые же полётные испытания показали, что конструкция удачная. Фанера гасила паразитные вибрации, и не требовались дополнительные настройки программного нивелирования вибраций. Испытания семидюймового дрона с нагрузкой в виде полуторалитровой бутылки с минеральной водой тоже прошли успешно.
Первый полёт фанерного квадрокоптера.
Было решено запускать производство рам в серию. К этому моменту на фронте начали появляться трофейные детали с упавших и не взорвавшихся вражеских поломанных квадрокоптеров, и наличие фанерной рамы дало возможность пересобирать дроны и отправлять их обратно.
Изначально раму рассылали всем желающим бесплатно, но быстро выяснилось, что многие заказывали их только ради халявы. В итоге было принято решение распространять рамы по себестоимости, а чертежи выдавать другим волонтёрским техническим объединениям для самостоятельного производства. Вскоре появились «фанерные братья» в других регионах.
Сброка фанерных дронов на урале.
Было налажено крупное производство квадрокоптеров на Урале, а также волонтёрское производство рам в Воронеже. Множество дронов собрали на северо-западе России и в Ханты-Мансийском автономном округе (ХМАО).За 2023–2024 годы было выпущено более 2000 фанерных квадрокоптеров-камикадзе на рамах «Кром».
Помимо ударных дронов на семи-, девяти- и десятидюймовых пропеллерах, по запросу одного из воинских подразделений на Запорожском фронте была разработана учебная пятидюймовая рама для тренировок и обучения. Эта рама нашла применение не только в российских силовых структурах, но и в силах специальных операций Республики Беларусь.
Учебно-тренировочный дрон "Кром-5"
Сейчас чертежи учебного дрона «Кром-5» распространяются бесплатно и доступны для самостоятельного изготовления, что позволяет экономить более чем в 10 раз на этой детали.К концу 2023 года себестоимость рамы для 7–10-дюймового дрона вместе с крепежом составляла около 230–250 рублей, в то время как карбоновая рама из Китая на AliExpress стоила около 3500 рублей. Производство рам было развёрнуто во многих мебельных цехах, оснащённых стандартным ЧПУ-оборудованием.
Инструкция по сборке
Змей горыныч на основе фанерной рамы.
Закат «фанерных костылей»
Ко второй половине 2024 года ситуация с производством квадрокоптеров-камикадзе стабилизировалась. В России появились крупные поставщики с большими бюджетами, которые наводнили фронт десятками тысяч ударных дронов. Потребность в «фанерном костыле» отпала.История фанерных рам «Кром» – это впечатляющий пример того, как изобретательность, прагматизм и кооперация могут решить критически важные задачи в условиях дефицита и ограниченных ресурсов.
Волонтёры собирают дроны камикадзе
Это пример эффективного инженерного решения, адаптированного к конкретным нуждам и возможностям. Проект явно сыграл свою роль в обеспечении фронта ударными дронами в сложный период времени. Это история успеха, демонстрирующая, как небольшая группа энтузиастов из провинциального гаража в гаражном кооперативе, применяя инновационный подход, может внести заметный вклад в общее дело.
Дрон перехватчик
Пилот-испытатель-инженер Андрей Кузнецов
Проект КБ70 после завершения эпопеи с фанерными дронами перешёл к выпуску уникальной экипировки для операторов FPV
И БЭК радиоуправляемая лодка, но про неё позже.
