С увеличением числа беспилотников в городах, шум стал важным фактором, ограничивающим их использование. Для небольших беспилотников основной источник шума связан с вращением лопастей. Традиционные способы уменьшения шума включают изменение формы лопастей, но это не всегда эффективно, так как не учитывает распределение нагрузки по всей длине лопасти.
Специалисты из Самарского университета предложили новый способ, который использует сложные компьютерные модели и алгоритмы для улучшения формы лопастей. Этот метод позволяет сделать беспилотники тише, изменяя их геометрию на глобальном уровне, а не только локально.
Учёные разработали новый воздушный винт для дронов. Он состоит из двух лопастей и имеет 28 параметров, которые определяют форму лопастей. Во время испытаний этот винт показал, что он сильнее тянет и меньше шумит, чем старый. Тяга увеличилась на 15,9%, а шум стал меньше почти в два раза.
Испытания проводились в лаборатории университета. Учёные сравнивали новый винт с обычным. Они проверяли, как сильно он тянет, сколько энергии тратит и какой шум издаёт. Оказалось, что новый винт работает тише при той же скорости вращения. Чтобы он тянул так же сильно, как старый, ему нужно вращаться на 3% медленнее.
Раньше учёные пытались уменьшить шум, изменяя только концы лопастей. Это сложно делать и дорого. Но новый метод позволяет изменять всю форму лопастей, что делает их более эффективными и тихими.
Этот новый способ проектирования винтов для дронов помогает сделать их более мощными и менее шумными.
Если говорить о том, где можно использовать результаты таких исследований, то они пригодятся не только в обычной жизни, но и в военных целях. Особенно важно уменьшить шум для маленьких и средних разведывательных беспилотников (БПЛА), потому что шум влияет на то, как их обнаруживают и как они работают. Если беспилотник сможет работать тише, расходуя меньше энергии, он сможет летать дольше и его будет труднее услышать.
Для ударных беспилотников и тех, которые управляются в реальном времени (FPV), эффект от уменьшения шума не такой большой, но всё же полезный. В этих беспилотниках шум – это только один из факторов, который делает их заметными. Однако, если изменить форму лопастей и как они вращаются, можно сделать беспилотник более эффективным и стабильным в полёте. В целом, это позволяет беспилотникам работать лучше, учитывая их способность летать и не издавать много шума.
Результаты этого исследования были представлены на международной конференции ACM SenSys, которая прошла во Франции с 11 по 14 мая 2026 года. Авторы работы – специалисты из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва. Они работают на кафедрах, которые занимаются конструкцией и проектированием летательных аппаратов, автоматическими системами и киберфотоникой, а также в центре, который занимается интеллектуальной мобильностью беспилотных авиационных систем.
Справочно> * Дифференциальная эволюция – это интеллектуальный алгоритм поиска, который многократно улучшает потенциальные решения для оптимизации задач по принципу эволюции. Его разработали Райнер Сторн и Кеннет Прайс в середине 1990-х годов. Метод дифференциальной эволюции стал популярным для решения сложных задач оптимизации в силу своей эффективности и гибкости, он хорошо работает для нахождения глобального минимума или максимума недифференцируемых, нелинейных, мультимодальных функций от многих переменных. Метод дифференциальной эволюции успешно применяется в различных областях:
- настройка гиперпараметров моделей;
- оптимизация алгоритмов ранжирования (например, в поисковой системе Яндекс);
- машинное обучение и нейронные сети;
- обработка изображений;
- инженерные расчёты и проектирование;
- финансовые модели;
- биоинформатика…