Беспилотная авиация в России

В 2017 году темой первого выступления в рамках лектория Госкорпорации «Ростех» на базе Культурного центра ЗИЛ стали беспилотные технологии. С лекцией «Беспилотные технологии. Смогут ли дроны полностью заменить человека?» выступил Марат Тагиров — главный эксперт отдела управления проектами «Росэлектроники». Он рассказал об истории создания мультикоптерных летательных аппаратов в России и за рубежом, о принципах действия беспилотников, их основных характеристиках и решаемых ими задачах, а также о ключевых проектах, реализуемых объединенной «Росэлектроникой».

«То, что раньше казалось фантастикой, сегодня стало реальностью. Беспилотные летательные аппараты стали неотъемлемым средством не только в военной сфере, но и в повседневной жизни. В ближайшие годы мы планируем расширение линейки беспилотных летательных аппаратов малого и среднего класса, которые найдут широкое применение в различных отраслях отечественной экономики, в том числе в сельском хозяйстве, нефтегазовой промышленности и энергетике, строительстве и транспорте», — отметил Марат Тагировi.

Обзор проблемы

Согласно определению, одобренному Ассамблеей ИКАО, «беспилотный летательный аппарат (БПЛА, дрон) представляет собой воздушное судно без пилота..., которое выполняет полет без командира воздушного судна на борту и либо полностью дистанционно управляется из другого места с земли, с борта другого воздушного судна, из космоса, либо запрограммировано и полностью автономно».

Классификация дронов

Классификация БПЛА затруднена, так как их характеристики крайне разнообразны.

Одна из классификаций разделяет аппараты по следующим основным характеристикам:

  • по дизайну / конфигурации;
  • по типу взлета;
  • по целевому назначению;
  • по техническим характеристикам;
  • по типу питания силовой установки;
  • по полезной нагрузке;
  • по типу системы автоматизации;
  • по системе предотвращения столкновений;
  • по типу навигации;
  • по типам защиты от глушения сигналов;
  • по пропускной способности радиочастотного спектра;
  • по бортовой обработке данных;
  • по специализации программного обеспеченияiii.

В настоящее время наиболее распространены БПЛА самолетного и вертолетного типов. Каждый из них решает свой круг задач.

БПЛА самолетного типа применяются преимущественно для создания ортофотопланов территорий, цифровых моделей местности, мониторинга протяженных объектов. Основные преимущества: высокая крейсерская скорость, значительная дальность полета и автономность.

БПЛА вертолетного типа (вертолеты, квадро- и гексакоптеры) применяются в основном для перспективной съемки, мониторинга небольших территорий или обследования сложных конструкций (например, опор моста, в том числе и под дорожным полотном) и лидарной съемки (лазерного сканирования). Основные преимущества: малые размеры, взлет и запуск с любых площадок, возможность зависания над объектом обследования, увеличенная полезная нагрузка.

Другая классификация БПЛА, одна из наиболее простых и емких, включает четыре параметра: масса, время, высота и дальность полета (Табл. 1).

  Масса, кг Время полета, ч Высота полета, км Дальность полета, км
Сверхлегкие До 10 Около 1 До 1 До 100
Легкие До 50 Несколько часов До 3–5 100–350
Средние До 1000 10–12 До 9–10 350–1200
Тяжелые 1000 и более 24 и более 10-20 От 1200

Таблица 1. Классификация БПЛА


Тенденции мирового и российского рынка дронов

Обзор рынка

В 2016 году мировой рынок БПЛА оценивался в 7,3 млрд долларов. Прогнозируется, что он вырастет до 9,5 млрд долларов к 2020 году. Российский рынок БПЛА в 2016 году составил 147 млн долларов с потенциалом роста до 224 млн долларов к 2020 году.

Рис. 1 Оценка динамики мирового и российского рынка БПЛА в 2016–2020 гг. (млрд долл.)


В настоящее время Россия занимает небольшую долю в продажах дронов на мировом рынке: она составляет около 2%, но имеет высокий потенциал для дальнейшего роста. Стоит отметить, что в структуре продаж российского рынка на долю гражданских БПЛА приходится более 70% рынка, в которых основную долю занимают потребительские дроны.

Тенденции развития рынка

Можно отметить следующие ключевые тенденции развития рынка беспилотных летательных аппаратов:

  • дроны активно внедряются в сегменты, которые сегодня обслуживаются с помощью спутников и пилотируемых воздушных судов, при этом возрастает спрос на высококачественные данные воздушной съемки;
  • границы между профессиональными и потребительскими дронами начали сужаться, а средняя цена на все виды аппаратов будет снижаться;
  • формируется новый быстрорастущий сегмент — рынок услуг для геоинформационных сервисов, а разработки в области искусственного интеллекта и специализированных сенсоров поддержат развитие индустрии БПЛА.

Компания PWC оценивает общую стоимость доступного рынка для внедрения решений с использованием беспилотных устройств в 127,3 млрд долл. США, а стоимость доступного рынка для внедрения данных решений в инфраструктурной отрасли — в 42,2 млрд долл. СШАvi.

Приоритетные отрасли для внедрения решений на базе дронов

Впервые гражданское применение дронов анонсировала компания Amazon для доставки потребительских товаров в 2013 году. После этого рынок стал стремительно развиваться, открывая новые сферы коммерческого и частного применения. Помимо самих изготовителей беспилотных летательных аппаратов интерес к теме проявляют компании-дистрибутеры таких устройств, производители компонентов, оптики и систем компьютерного зрения, программного обеспечения, компании картографических сервисов и аэрофотосъемки, аграрный сектор, широкий круг государственных служб (полиция, скорая помощь, пожарные, аварийные службы), страховые и инвестиционные компании и другие.

Эксперты выставки беспилотных летательных аппаратов «UAV Show» считают наиболее перспективным применение БПЛА при решении задач инспектирования промышленных объектов, посевов, фотографирования местности и т.д. Они полагают, что у производителей есть хороший потенциал, реализация которого потребует поиска не только конструкторских, но и законодательных решенийvii.

Растущее применение беспилотных летательных аппаратов коренным образом меняет бизнес-модели нефтяных компаний и формирует новые условия деятельности в различных областях их присутствия.

Использование решений на базе беспилотных технологий дает большие преимущества нефтегазовым предприятиям, например, в части геологоразведки — от предварительного анализа перспективных участков до геодезических съемок для проектирования и подготовки сейсморазведкиviii.

Также к наиболее перспективным отраслям для применения беспилотных летательных аппаратов можно отнести:

  • сельское хозяйство;
  • экстренные службы (пожарные, полиция, скорая помощь);
  • энергетика и добыча полезных ископаемых;
  • строительство и девелопмент;
  • геодезия (картография);
  • страхование;
  • транспортировка и доставка;
  • государственные и муниципальные службы;
  • СМИ и медиа;
  • природоохранные организации;
  • наука и образование;
  • связь;
  • фото и видеосъемка;
  • спорт и развлечения.

В настоящее время российские компании, работающие на рынке БПЛА, в основном, относятся к сферам аэросъемки и проектирования. Кроме того, присутствуют компании из сфер образования, картографирования и т. д. (см. Рис.2)


Рис.2 Сферы деятельности российских компаний, работающих на рынке БПЛА


 

Трудности

Вместе с тем, как и любая инновационная отрасль, рынок БПЛА сталкивается с трудностями, которые предстоит преодолеть. В настоящее время можно выделить следующие барьеры развития рынка БПЛА.

Недостаточно ясное законодательство применительно к использованию потребительских и коммерческих дронов и запрет их свободного использования (лицензирование) в воздушном пространстве в России.

В конце 2015 года Государственной думой был принят закон «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации в части использования беспилотных судов», согласно которому в России вводится обязательная регистрация дронов. Несмотря на то, что необходимость в регламентации их использования и регистрации назрела давно, имеющаяся практика показывает, что непосредственно сама процедура непонятна ни для операторов, ни для регулирующих органов, что, в свою очередь, выводит частных операторов дронов из российского правового поля. Запуск не поставленного на учет дрона или другого малого беспилотника будет грозить владельцу штрафом до 5 тыс. рублейix.

Проблема осложняется еще и тем, что сегодня в мире нет единого авиационного законодательства и каждая страна самостоятельно внедряет те или иные правила и ограничения в отношении разработки и эксплуатации гражданских БПЛА. Специалистами особенно отмечается, что текущее авиационное законодательство фактически никак не учитывает возросшую интенсивность воздушного траффика из-за БПЛАx.

Спустя несколько недель после начала регистрации БПЛА в США (21 декабря 2015 года) в системе ФАА было зарегистрировано 181 тыс. БПЛА. С 19 февраля 2016 года за незарегистрированный БПЛА в США грозит штраф в размере $27,5 тысяч, а также уголовная ответственность вплоть до трех лет лишения свободыxi.

Отсутствие в России современной производственной базы, ориентированной на массовый потребительский и массовый коммерческий рынок, приводит к более высоким издержкам и повышению стоимости аппаратов. Кроме того, затруднен экспорт из России БПЛА. Аналогичная ситуация есть и в некоторых других странах, где существуют таможенные ограничения на импорт или экспорт данных аппаратов.

Кроме того, существует опасность создания проблем для других участников воздушного движения, а также транспортных средств, инфраструктуры и людей на земле. Есть серьезные опасения по использованию дронов не по назначению для вмешательства в частную жизнь и коммерческую тайну, по возможности перехвата и получения контроля за дроном другими лицами. Для снижения рассмотренных рисков в ряде стран существует требование обязательного страхования коммерческих БПЛА. Все это сдерживает развитие, и в результате частные венчурные инвестиции в проекты БПЛА пока явно недостаточны.

Основные производители БПЛА в России

Несмотря на трудности, вокруг производства БПЛА выстроилась целая экосистема, включающая производителей комплектующих, разработчиков ПО, интергаторов, сервисные компании, страховые компании, торговые площадки.


Рис.3 Цепочка создания ценности рынка БПЛА


Специфика российского рынка БПЛА заключается в преобладании производителей военных дронов и практически полном отсутствии производителей потребительских и коммерческих дронов. При этом преобладающая часть производителей военных БПЛА имеет в своем портфеле либо уже технически устаревшие модели, либо только опытные современные образцы, которые демонстрируются на выставках, но не поступают в массовое производство (для нужд государства или на экспорт). И несмотря на значительные бюджетные вливания со стороны государства продукция российских компаний ВПК сейчас не выдерживает конкуренции с западными образцами, например, с дронами Израиля.

Аналогичная картина и в сегменте потребительских БПЛА — весь рынок занят продукцией иностранных компаний, в большей степени китайских. И несмотря на то, что за последние 2–3 года в стране появились компании-стартапы, например, на базе Сколково, все они находятся на стадии разработки и тестирования прототипов или в лучшем случае первых штучных заказов и не осуществляют массовых продаж.

Среди основных российских компаний-производителей БПЛА можно выделить следующие: ZALA Aero Group (входит в концерн «Калашников» Госкорпорации «Ростех»); ООО «Беспилотные системы»; «Истринский экспериментальный механический завод»; ООО «Аэрокон»; ООО «Специальный технологический центр» и др.

Перспективы развития сектора БПЛА в России

J’son & Partners Consulting выделяет следующие ключевые перспективы развития рынка дронов в Россииxii:

  • применение полицией крупных городов;
  • применение пожарными;
  • применение в здравоохранении;
  • применение в картографии;
  • геоданные высокой четкости;
  • срочная доставка покупок, еды, запасных частей, батарей, кабелей;
  • курьерские услуги;
  • аэросъемка для нужд агробизнеса и точного сельского хозяйства;
  • мониторинг трубопроводов и ЛЭП;
  • использование в качестве последней мили для улучшения покрытия сетей;
  • выход на рынок БПЛА авиакомпаний;
  • использование в СМИ;
  • увеличение коммерческой активности в разработке программного обеспечения;
  • увеличение продаж дронов с высококачественными камерами и системами стабилизации.

Вклад Ростеха

Группа компаний ZALA AERO является ведущим отечественным разработчиком и производителем беспилотных летательных аппаратов. Компания входит в концерн «Калашников» Госкорпорации «Ростех» и занимается разработкой БПЛА для воздушного наблюдения при неблагоприятных внешних условиях в любое время суток с передачей видеоизображения в режиме реального времени.

С 2004 года команда ZALA AERO разработала и поставила на производство широкий модельный ряд беспилотных летательных аппаратов самолетного и вертолетного типа. Компания разрабатывает целевые нагрузки, программное обеспечение, пневматические и эластичные катапульты, маяки, наземные станции управления в различных модификациях (персональный компьютер/ноутбук, планшет или мобильный телефон) на базе автомобилей, морских судов или контейнеровxiii. Компания имеет собственный лицензированный учебный центр.

Область применения БПЛА, разработанных компанией, охватывает охрану государственных границ, разведывательные и спасательные операции, а также операции специального назначения. ZALA AERO имеет разработки и производит БПЛА для воздушного мониторинга и защиты объектов повышенной опасности, мест чрезвычайных ситуаций и научных исследований в суровых климатических условиях.

Одной из лучших моделей, созданных на предприятии, является оперативно-тактический комплекс для проведения беспилотной воздушной разведки ZALA 421-16Е5.

Беспилотник массой около 30 кг способен подниматься на высоту до 3,6 км. Кроме того, ZALA 421-16Е5 обладает большой автономностью и мобильностью: продолжительность полета составляет 6–7 часов, а дальность применения достигает 150 км, при этом площадь действия комплекса для контроля территории — более 21 тысячи кв. км с одного места запуска. В конструкции ZALA421-16Е5 предусмотрены отсеки установки специального оборудования массой до 5 кг, например, совмещенные тепловизор и видеокамера с возможностью увеличения изображения, аэрофотоаппарат или приборы радиоэлектронной борьбыxiv.

Подводя итоги

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы.

Стимулом к развитию беспилотной авиации во всем мире послужило успешное и широкое использование БПЛА армиями США и Израиля в ходе военных операций (Персидский залив, Югославия, Ближний Восток, арабо-израильские войны).

На сегодняшний день БПЛА производят более чем в 50 странах мира, десятки больших предприятий и малых фирм конкурируют на этом рынке. Несмотря на то, что запросы военных ведомств на БПЛА велики и разнообразны, многие компании, имеющие разработки в области БПЛА, склонны обращать внимание на перспективы применения БПЛА в гражданской и коммерческой сферах.

Основной интерес БПЛА представляют для ведомств, функции которых связаны с охраной, контролем и мониторингом объектов, ликвидацией ЧС, для предприятий ТЭК, а также для компаний, бизнес которых связан с получением пространственных данных (например, с проведением аэрофотосъемки в целях картографирования).

На сегодняшний день развитие рынка гражданских БПЛА тормозится отсутствием нормативно-правовой базы для интеграции БПЛА в единое воздушное пространство. Эта проблема не решена полностью ни в одной стране мира. В России пока предприняты только первые шаги в этом направлении. С 1 ноября 2010 года вступили в силу новые Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации. Кроме того, не урегулированы до конца вопросы сертификации, страхования, регистрации, несмотря на то, что в конце 2015 года Государственной думой был принят закон «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации в части использования беспилотных судов». Дополнительный негативный фактор — риск потери аппарата и оборудования — приводит к тому, что многие компании могут предпочесть покупать не БПЛА, а летные часы у организаций, которые бы специализировались на беспилотных запусках.

Тем не менее, с начала 2000-х годов отрасль БПЛА активно развивается в России. Так, группа компаний ZALA AERO, входящая в концерн «Калашников» Госкорпорации «Ростех», с 2004 года разрабатывает и поставляет на производство широкий модельный ряд беспилотных летательных аппаратов, а также разрабатывает целевые нагрузки, программное обеспечение, пневматические и эластичные катапульты, маяки, наземные станции управления в различных модификациях.