Внуки лунохода
Наконец это случилось – меня пригласили в инженерный центр беспилотных технологий «Яндекса» на Аминьевское шоссе. Тот самый, где проектируют и собирают беспилотные автомобили и роботов-доставщиков.
Попав внутрь, я долго не мог избавиться от дежавю: казалось, что уже бывал в похожем месте. И в конце концов вспомнил: почти 20 лет назад я провел день на марсодроме в НИЦ им. Бабакина в Химках, где разрабатывались советские луно- и марсоходы. На небольшом полигоне, засыпанном песком, навечно застыли прототипы внеземных роботов – именно их мне напомнили полуразобранные доставщики «Яндекса». С этой аналогии мы и начали разговор о роверах третьего поколения с директором по продукту беспилотных технологий «Яндекса» Павлом Воробьевым.
СССР – родина планетоходов
Планетоходная промышленность зародилась в нашей стране в 1963 году, когда Сергей Королев озаботился средствами передвижения космонавтов по Луне. Разработку лунного шасси поручили ленинградскому ВНИИТрансмашу, который исторически занимался танками. Прежде всего следовало решить вопрос, какой принцип движения использовать. Рассматривались десятки вариантов движителей – от экзотических роторно-винтовых и прыгающих до шагающих и гусеничных, но реальными были признаны только два: гусеницы и колеса. Гусеницы оказывали более низкое давление на грунт и обеспечивали меньшую массу шасси при равной проходимости. Однако гусеничный привод страдает классической танковой болезнью, так называемой расклинкой: если между ведущим или направляющим колесом и гусеницей попадет камень или грунт, это может привести к сбросу гусеницы. В итоге для лунохода был выбран колесный вариант, танковая независимая подвеска с продольным качанием рычагов. Трансмиссия же была сильно упрощена за счет применения оригинального решения – мотор-колеса, при котором каждое колесо объединялось с отдельным тяговым электромотором.
Земное происхождение
Услышав о моем дежавю, Павел Воробьев смеется: «Несмотря на то что у нас тоже применяются мотор-колеса и ровер может "по-танковому" развернуться на месте, мы точно не вдохновлялись луноходами. Просто задачи у них похожие: ездить по поверхности, где рано или поздно столкнешься с препятствием – бордюром или сугробом. Хотя прототипов было много – более 20 вариантов подвески. И гусеницы рассматривались. Можно создать платформу, которая будет преодолевать что угодно. Но тут должен быть разумный компромисс».
Ровер получил шесть ведущих колес со встроенными электромоторами и балансирную подвеску двух передних осей. В первых поколениях роботов использовали готовые мотор-колеса от гироскутеров, но в один прекрасный день их сняли с производства. К тому же в мокрую погоду они часто выходили из строя из-за недостаточной влагоизоляции и вдобавок крепились крайне неудобно. Поэтому в прототипах второй версии ровера моторы спрятали внутрь корпуса, передавая крутящий момент с помощью системы шкивов и ремней. Решение оказалось неудачным: моторы были тяжелыми, габаритными и дорогими, варианты с редуктором тоже стоили недешево, при этом имели меньшую надежность и высокий уровень шума; моторы, расположенные внутри корпуса, перегревались, а преодоление препятствий ухудшилось. В итоге вернулись к изначальной схеме. Нашли поставщика хороших, стабильных и герметичных мотор-колес с удобным способом крепления. А рессорно-балансирную подвеску перенесли на две задние оси: такой робот лучше преодолевает бордюры. Получили роверы и сезонную резину – как раз во время моего визита нескольким роботам меняли летние шины на зимние.