В 2019 году в России стартовал федеральный проект «Современная школа», нацеленный на улучшение условий для качественного образования в сельских районах и небольших городах. Одной из инициатив в рамках этого проекта стало создание сети образовательных центров «Точка роста», направленных на поддержку естественных наук, технологий и цифровой грамотности.
За период с 2019 по 2023 год я имел возможность поучаствовать в деятельности центра «Точка роста» как ученик, а впоследствии — помощник преподавателя благодаря своим высоким достижениям в учёбе. Центр предлагал разнообразные направления обучения, включая занятия по робототехнике, кибербезопасности, 3D-моделированию и шахматам.
Однако мой личный интерес привлекает тема беспилотных летательных аппаратов (дронов). Эти устройства становятся незаменимым элементом современной техники и широко применяются в разных областях нашей жизни.
Данная статья представляет собой отчёт о моём опыте работы с дронами в центре «Точка роста» и проводит сравнительный анализ двух популярных моделей: ки��айской DJI Ryze Tello и отечественной Geoscan Pioneer Mini.
Обзор производителей беспилотных летательных аппаратов
Используемые в проекте беспилотные летательные аппараты относятся к классу малых коптеров с дистанционным управлением. Они работают по принципу вертолетного полёта, поднимаясь в воздух с помощью четырех вращающихся винтов, аналогичных винтам вертолета. Устройство имеет небольшие размеры и компактную конструкцию с прямоугольным основанием, внутри которого расположены электронные компоненты: микропроцессор, сенсоры и контроллер управления. Из основания исходят четыре балки, на концах каждой установлен пропеллер с защитной решеткой.
DJI (Da Jiang Innovations)
Китайская компания DJI основана в 2006 году и специализируется на создании беспилотных воздушных систем для широкого спектра потребителей и предприятий. Её продукция предназначена для киноиндустрии, сельского хозяйства, правоохранительной сферы, спортивной видеосъемки и многих других отраслей. Благодаря инновациям и качеству продукции, DJI контролирует около 70% глобального рынка потребительских дронов и работает более чем в ста странах мира.
Геоскан (Geoscan Group Company)
Российская компания «Геоскан», созданная в 2011 году в Санкт-Петербурге, известна своими разработками в области беспилотных авиационных систем (БАС). Специализируется на создании малых спутников CubeSat, компонентов авионики, датчиков и оборудования для космической и воздушной разведки. Помимо коммерческих продуктов, «Геоскан» активно участвует в образовании, производя учебно-методическое оборудование для STEM-программ и роботехнических мероприятий.
Помимо производства дронов, компания оказывает широкий спектр услуг, включающих аэрофотосъемку (включая мультиспектральные и тепловые съемки), лазерное сканирование местности, геологическое обследование и мониторинг территории. Основные заказчики «Геоскана» — крупные государственные предприятия и ведомства, такие как «Газпром», СУЭК, Алроса, Росреестр, Министерство природных ресурсов и Министерства чрезвычайных ситуаций России.
Характеристика | DJI (Da-Jiang Innovations) | Geoscan (ГК «Геоскан») |
Страна основания | Китай | Россия |
Год основания | 2006 | 2011 |
Доля рынка | Более 70% мирового рынка | Более чем 10 стран мира |
Специализация | Широкий спектр: от потребительских дронов до профессиональных решений для кинопроизводства, экшн-съемки и сельского хозяйства | Прикладные задачи: аэрофотосъемка, геологоразведка, картография, мониторинг; применяется в кадастре, сельском хозяйстве, электро- и теплоэнергетике, градостроительстве, промышленности |
Типы продукции | Потребительские и промышленные дроны, системы стабилизации, камеры, оборудование для видеосъемки | Дроны мультироторного типа, БПЛА самолетного типа, спутники, ПО для фотограмметрической обработки данных |
Ключевые заказчики | Массовый потребитель по всему миру | Газпром , СУЭК, АЛРОСА , Росреестр , Минприроды, МЧС , Beeline, Oppo, Hyundai Motor, правительство Москвы |
Основные потребители | B2C, B2B, B2G | B2B, B2G |
Технические характеристики беспилотных летательных аппаратов
Представленные далее характеристики были получены из официальных публикаций и открытых источников самих производителей. Важно отметить, что указанные значения являются максимальными показателями, достигаемыми в оптимальных условиях испытаний. В реальной эксплуатации, особенно при выполнении специфических задач, фактические параметры, такие как продолжительность полета, расстояние передачи сигнала, точность позиционирования и другие показатели, могут заметно отличаться и ухудшаться.
Этот нюанс подробно рассмотрим в следующей части статьи, посвященной непосредственному опыту использования дронов в различных ситуациях.
Характеристика | Geoscan Pioneer Mini | DJI Ryze Tello |
Длительность полета | До 10 мин | До 13 мин |
Дальность управления | До 50 м | До 100 м |
Камера | 2 Мп, видео 1600×1200 пикс. | 5 Мп, фото 2592×1936, видео 720p |
Максимальная скорость | 20 км/ч | 28 км/ч (8 м/с) |
Взлетная масса | 120 г | 80 г |
Размеры | 175×140×38 мм, диаметр пропеллеров 65 мм | 98×92,5×41 мм |
Двигатели | 4 коллекторных | 4 коллекторных |
Аккумулятор | LiPo 1S, 1100 мАч | LiPo, 1100 мАч, 3,8 В |
Управление и функции
Обе рассмотренные модели дронов управляются посредством беспроводных каналов связи Bluetooth или Wi-Fi через специализированные мобильные приложения на смартфонах («Tello App» для продукции DJI и «Pioneer Station» или «Geoscan Jump» для Geoscan), а также могут контролироваться с помощью пультов дистанционного управления. Мобильные приложения содержат полный набор инструментов для управления летательным аппаратом, включая первичную настройку, калибровку, инструкции и команды управления. Интерфейс управления интуитивно понятен и построен по классической схеме: два виртуальных джойстика (тангаж/крен и газ/рыскание), кнопки для выполнения базовых команд – взлёта, посадки, фото- и видеосъёмки.
Приложения предлагают полный спектр инструментов для настройки и пилотирования аппарата: от первичной конфигурации и калибровки датчиков до детальной навигации и функций съемки. Интерфейс выполнен удобно и традиционно включает два виртуальных джойстика для тангажа/крена и газа/рыскания, а также кнопки для базовых действий — взлета, посадки, фотосъемки и видеозаписи.
Для обеих моделей предусмотрена настройка двух скоростей полета:
Slow — сниженный темп движения (рекомендован для помещений),
Fast — увеличенная скорость перемещения (подходит для открытого пространства).
Особенностью устройства Tello является обширный выбор встроенных интеллектуальных режимов полетов: Bounce Mode, Throw & Go, 8D-flips, а также специальные сценарии съемки EZ Shots. Эти возможности обеспечиваются процессором Intel, способным обрабатывать сложные вычисления, необходимые для стабилизации и автоматизации траекторий. Важно учитывать, что активация интеллектуальных режимов требует уровня заряда батареи минимум 50%.
Модель Pioneer Mini отличается поддержкой визуального программирования в стиле среды Scratch, позволяющей создавать автономные программы полётов и цепочки последовательных команд без написания текста программного кода. У этой модели предусмотрены светодиодные индикаторы вокруг корпуса, позволяющие изменять цвет подсветки в диапазоне RGB.
Ни одна из представленных моделей не поддерживает отключение гироскопической стабилизации, необходимой для полноценного FPV-пилотирования без автоматической коррекции.
Практический опыт
Обучение базовым навыкам управления беспилотниками проходило среди учеников 5–8 классов. Учащихся младшего возраста не привлекали к занятиям по соображениям безопасности и в силу возрастной готовности воспринимать сложный технический материал. Программа была организована добровольно и не являлась обязательной частью учебного процесса.
Процесс обучения состоял из трех ключевых этапов:
Теоретическая подготовка: изучение типов беспилотных летательных аппаратов, правил безопасности, основ аэродинамики и физики полета, а также сфер практического применения.
Начальное освоение практических навыков: приобретение первоначальных навыков управления — взлёт, посадка, удержание заданной позиции, выполнение простейших маневров.
Завершающая стадия: отработка умения ориентироваться в пространстве, прохождение тренировочных маршрутов, повышение точности управления и развитие навыков прохождения препятствий.
Продолжительность занятий составила одну-две недели с ежедневной интенсивностью 1–2 часа (возможна гибкая коррекция расписания). Этого периода оказалось достаточно для усвоения учащимися базовой квалификации пилотов БПЛА и общего понимания принципов управления.
Все тренировки проводились внутри помещения (спортзал). Полеты на открытой местности были нежелательны, однако допускались при благоприятных погодных условиях (отсутствии ветра) и строгом контроле квалифицированного инструктора.
Значительную поддержку в обучении оказывали интегрированные системы стабилизации, такие как гироскопические датчики, ультразвуковые локаторы и программное обеспечение для автоматического поддержания устойчивости аппарата.
При первом тестовом запуске весной российский дрон Geoscan (после набора высоты порядка 10 м) неожиданно утратил связь со смартфоном и совершил несанкционированное перемещение, завершившееся столкновением с оконной рамой второго этажа здания и последующим падением.
Проблемы с устойчивостью соединения возникли неоднократно даже при относительно низкой активности воздушных помех и слабом ветре. Сигнал Wi-Fi и Bluetooth оказался чувствительным к внешним факторам, таким как работа соседних электронных приборов или присутствие множества пользователей мобильной сети одновременно. Например, при проведении школьного мероприятия в спортзале, где присутствовало большое количество людей с активными мобильными устройствами, связь временами резко ухудшалась, вызывая перебои в передаче управляющих сигналов.
Несмотря на указанные трудности, публичная демонстрация полета прошла удачно и завершилась благополучно.
Конструкция корпусов дронов Geoscan выполнена из тонкого пластика, склонного к деформациям и трещинам при ударе. В сравнении с ним, корпус модели Ryze Tello изготовлен из более прочного и эластичного материала, способного эффективно поглощать удары и минимизировать вероятность повреждений внутренних компонентов.
Фактическое время непрерывного полета заметно отличалось от заявленного производителем и достигало заявленных значений лишь при оптимальных условиях окружающей среды.
Во время мероприятий с большим скоплением людей и активным использованием мобильных телефонов возникала типичная проблема: радиочастотные помехи негативно влияли на стабильность работы дронов. Так, во время празднования юбилея школы, проходившего в спортзале, зафиксированы серьезные нарушения связи и управляемости беспилотников, вызванные воздействием электромагнитных полей. Несмотря на возникающие проблемы, финальная презентация завершилась успешно.
Материал корпуса дронов Geoscan оказался недостаточно надежным: он изготавливался из хрупкого пластика, легко повреждаемого при ударах. Напротив, конструкция дрона Ryze Tello выполнена из более качественного, упругого пластика, способного выдерживать механические нагрузки и сохранять целостность конструкции даже при падениях.
Реальная длительность полета дронов значительно уступала обещанным показателям производителей. Длительное активное маневрирование сокращало заявленные сроки полета приблизительно на 3 минуты. Геоскановские аппараты расходовали батарею гораздо быстрее (около полутора раз больше) по сравнению с моделью Tello. Приложение Geoscan часто выдавало ошибочные показания уровня заряда аккумулятора.
Важно отметить, что управлять дронами Geoscan настоятельно не рекомендуется новичкам. В ходе экспериментов отмечалось заметное колебание стабилизирующих систем, особенно при старте, что создавало дополнительные сложности для начинающих операторов.
Наиболее значимым фактором различия между моделями является реализация алгоритма аварийной посадки при критическом уровне заряда батареи:
Ryze Tello: при приближении заряда аккумулятора к критическому уровню устройство автоматически активирует программу мягкого снижения и контролируемой посадки.
Geoscan: отмечены инциденты, когда дрон резко терял высоту и совершал резкое падение без запуска механизмов корректной посадки при существенном разряде аккумулятора.
Безопасность и эксплуатация дронов
Рекомендуется применять защитные сетки, чтобы предотвратить возможные повреждения оборудования и избежать травм. Однако в нашем экспериментальном проекте данные средства не использовались.
Необходимость замены запасных частей непосредственно зависит от числа участников образовательного проекта и частоты использования беспилотников. С 2022 года возникли серьёзные проблемы с доступностью комплектующих и техподдержкой производителя DJI для российских клиентов вследствие ограничения поставок и услуг.
В рамках соревнований задействовались дроны модели Tello. Участники выполняли задания по прохождению специальной трассы, состоящей из конусов с прикреплёнными дополнительными вертикальными конструкциями, а также пролёты через специально установленные круги с дальнейшим приземлением, используя систему дистанционного управления.
Одна из выявленных проблем связана с высоким износом оборудования. При значительных нагрузках (частые запуски, высокая интенсивность тренировок) один из пропеллеров был поврежден, что привело к снижению эффективности управления устройством. Причиной также послужила недостаточная подготовка учащихся к управлению с пульта дистанционного управления, так как основная часть занятий проходила с использованием мобильного телефона.
Наиболее продуктивной образовательной задачей, на мой взгляд, стала разработка учениками сценария автономного пилотирования дронов Geoscan через полосу препятствий. Учебники предусматривают самостоятельное создание алгоритмов и программирование маршрута обхода преград, что способствует развитию навыков инженерии и программирования.
Хотя теоретически беспилотные аппараты могут применяться для транспортировки небольших предметов, медицинских препаратов или мониторинга территорий, изучавшиеся нами учебные модели обладают крайне ограниченной грузоподъемностью и не рекомендованы производителями для решения таких задач.
Нюансы работы и основные проблемы эксплуатации дронов
Одной из существенных трудностей стали закупки запасных частей для дронов. Часто покупка комплектующих задерживалась на долгие месяцы, вынуждая сотрудников приобретать детали за собственный счёт. Причина задержки кроется в особенностях Федерального закона № 44-ФЗ, регламентирующего порядок закупок товаров и услуг для муниципальных учреждений образования. Этот документ обязывает проводить конкурсные процедуры, подбирать поставщиков и соблюдать многочисленные бюрократические требования.
Особенно остро данная проблема проявлялась при покупке запчастей для DJI Ryze Tello, так как ранее этот товар не числился в официальном перечне закупок. В период 2025–2026 годов потребность в деталях возросла многократно, однако решить её оперативно оказалось сложно.
Износ техники неизбежен, и дроны Tello, используемые на протяжении пяти лет без регулярного профессионального обслуживания, начали постепенно выходить из строя.
Заключение
Работа Центра «Точка роста» продемонстрировала, насколько эффективна интеграция беспилотных летательных аппаратов в образовательный процесс средней школы. Подобные занятия помогают развивать техническое мышление, прививать ученикам навыки управления техникой и знакомят их с основами программирования.
Сравнительный анализ моделей DJI Ryze Tello и Pioneer Mini от Geoscan выявил существенные отличия: Tello выгодно выделяется своей надежностью и стабильностью, в то время как Pioneer Mini ориентирован на углубленную работу с программированием, делая его идеальным инструментом для образовательных проектов.
Главные сложности возникают не из-за самих дронов, а из-за административных барьеров и недостатков инфраструктуры: длительные сроки закупок, быстрое старение оборудования, дефицит качественной учебно-методической литературы и профессиональных специалистов по обслуживанию техники.
Несмотря на существующие проблемы, введение беспилотных технологий в школьное образование сохраняет свою актуальность и открывает большие перспективы для повышения мотивации и заинтересованности учащихся в инженерных дисциплинах и цифровых технологиях.
