Аэрокосмические системы

Профиль интегрирует в себе решения различных инженерно-технических задач, требующих одновременно глубоких знаний физики: от кинематических законов движения до основ радиосвязи, от основных принципов расчета инженерных конструкций до схемотехники и электроники, а также умений и навыков программирования, анализа данных, системного моделирования и управления процессами разработки.

На первом отборочном этапе проверяются знания и навыки участников по физике и информатике, кроме того, им предлагаются комплексные задачи по программированию на Python, Arduino и ROS.

Задачи по физике направлены на выявление базовых знаний из области механики (расчет сил и кинематики движения), электричества на (расчет цепей по закону Ома) и основам схемотехники. Задания по информатике призваны проверить подготовку по практическому программированию и сформировать понимание о тех разделах информатики, которые потребуются во втором отборочном и заключительном этапах профиля.

В целом, инженерный тур представляют собой предварительный отборочный этап, во время которого участники начинают знакомиться с требованиями, предъявляемыми к ним на следующих этапах.

Второй отборочный этап проводится с ноября по декабрь (полтора месяца) в онлайн-формате на интернет-платформе Яндекс.Контест с помощью инженерных онлайн-симуляторов, а также виртуальных стендов на платформах разработчиков профилей — технологических компаний или вузов.

Здесь предлагаются задачи по тематике профиля, поэтому в большинстве случает требуется командная работа, и участники объединяют свои усилия и компетенции.

Этот этап не только отборочный — он формирует у школьников необходимые профильные знания, умения и сквозные компетенции: программирование на языках Python и C++, электроника, схемотехника и работа с микроконтроллерами, алгоритмы компьютерного зрения, 3D-моделирования и САПР.

Отборочные этапы сопровождаются различными подготовительными мероприятиями, среди которых:

• вебинары;
• онлайн-курсы для самостоятельной подготовки;
• интенсивы, направленные на получение практических навыков.

Для формирования команд и подбора членов команды проводятся специальные встречи, интенсивы, очные курсы на площадках по подготовке мероприятия, направленные на командообразующую деятельность.

По итогам второго отборочного этапа определяется список участников заключительного этапа на основании рейтинга и количества мест в финале. Оно зависит от вместимости площадки и обеспеченности оборудованием для проведения очных соревнований.

На заключительном этапе участникам предлагается комплексная инженерно-техническая задача, предполагающая технологическое решения, включающее в себя подзадачи:

• по 3D-моделированию и изготовлению полноценного навесного оборудования ровера-планетохода — пример широкого спектра задач по проектированию и созданию частей и элементов всех типов устройств, используемых в аэрокосмической отрасли;
• по администрированию в среде Robot Operating System (ROS) и программированию под ROS на языке Python — данная мета-операционная система является стандартом в робототехнике и широко используется ведущими аэрокосмическими компаниями и агентствами для прототипирования и создания собственных робототехнических комплексов;
• по программированию платформы Arduino — примеры задач по программированию микроконтроллеров, управляющих всеми системами аэрокосмических аппаратов.

Для успешного решения необходимо применить все или большинство навыков, полученных в ходе решения задач второго отборочного этапа. При этом требуются знания из различных областей физики и информатики, в том числе те, которые проверялись на первом и втором этапах.

Задача заключительного этапа оставляет за участниками свободу выбора методов, алгоритмов и применяемых технологий конструирования и производства:

• возможность использования станков лазерной резки;
• программирования мета-пакетов для ROS;
• решения физических проблем навигации и радиосвязи.

На протяжении нескольких лет победители и финалисты профиля зачастую формируют вокруг себя ядро будущих студенческих коллективов. Призеры, победители и финалисты профиля поступают в ведущие вузы страны и успешно ведут в них проектную деятельность по инженерным направлениям как в аэрокосмической отрасли, так и вне ее. Знания и навыки, которые нужны для успешного отбора в финал профиля Аэрокосмические системы, востребованы в дальнейшей проектной работе в высшей школе и на производстве.