Беспилотники и совместное использование воздушного пространства: домыслы и реальность

08.02.2016

Беспилотники и совместное использование воздушного пространства: домыслы и реальность
В декабре 2015 г. в России был принят закон об изменениях в Воздушном кодексе в части использования и регистрации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Закон призван положить начало регулирования массового распространения БПЛА и ограничить их бесконтрольное использование. За управление и эксплуатацию незарегистрированных беспилотников во многих странах предусматриваются высокие штрафы.

Однако одна процедура регистрации не может решить всех проблем, связанных с полетами беспилотной авиации в едином воздушном пространстве (ВП). Беспилотники все больше конфликтует с пилотируемыми воздушными судами (ВС), а система организации воздушного движения (ОрВД) в силу своей контролирующей роли, оказалась главным препятствием распространения полетов и оппонентом сообщества гражданских операторов БПЛА. 

Против вседозволенности дронов выступают и ассоциации пилотов, и правоохранительные органы, и множество людей, считающих, что с помощью беспилотников идет вмешательство в частную жизнь человека.

Вместе с тем, с ростом числа эксплуатантов БПЛА требования разрешить повсеместное их использование становятся все настойчивее. В середине 2015 г. руководство подразделения беспилотников компании Amazon, второго в мире по величине интернет-магазина, предложило для доставки заказов покупателям по воздуху выделить воздушные зоны и трассы в нижнем сегменте ВП класса G для полетов БПЛА. Для интеграции в структуру ВП были предложены буферные высоты с запретом полетов между зонами, используемыми БПЛА и пилотируемой авиацией.

Инициатива оказалась больше рекламной, чем профессиональной, поскольку ВП не может быть структурировано без обеспечения технического контроля со стороны системы ОрВД; кроме того, предложение выдвигалось от одной корпорации и не накладывало ответственности на остальных операторов БПЛА.

Другим примером упрощенного подхода к использованию беспилотников служит публикация на сайте "Ассоциации малых беспилотников" в России. Своей целью ассоциация ставит, цитируем: "Добиться в городах РФ разрешения в уведомительном порядке полетов малых беспилотников". Там же поясняется, что БПЛА весом менее 2,2 кг рассматриваются ими как игрушки, поэтому для них не требуется ни регистрация, ни маркировка.

Два килограмма при столкновении с ВС на скорости 250–400 км/ч уже будут иметь совсем другую пробивную способность, чем игрушка, и с попаданием в стекло кабины или двигатель неминуемо приведут, в лучшем случае, к летному происшествию, а в худшем, к катастрофе и гибели людей. Ассоциация линейных пилотов Европы со ссылкой на авиационные сообщества ведущих стран в марте 2015 г. указала, что для летящего ВС опасен беспилотник даже весом в один килограмм. События наглядно доказали это.

При уведомительном праве полетов в городских условиях, читай бесконтрольном, опасность начинается с вероятности непреодоления дроном препятствий в виде электропроводов, строений и конструкций, и заканчивается сбоем в управлении над головами горожан. Намного хуже, если БПЛА с уведомительной системой начнут использоваться криминальными или террористическими кругами.

Непонимание опасности нахождения технического средства в воздухе и безответственность новых покорителей "пятого океана" являются одним из главных препятствий начала совместных полетов пилотируемых и беспилотных ЛА.

В авиации, прежде всего, важна дисциплина; те, кто имеет профессиональное авиационное образование, знают, что многие правила, требования и наставления "написаны кровью" погибших экипажей и пассажиров. 

Основным требованием безопасности полетов является визуальный контроль или индикация каждого ЛА в ВП, а также четкое электронное отображение и идентификация на мониторах органов ОрВД. Эти требования должны распространяться на всех участников воздушного движения, включая БПЛА.

Очевидно, однако, что развитие беспилотной авиации ускоряется, рост коммерческого и индивидуального потребления заставляет расширять производство БПЛА. Идет поиск новых решений, на всех авиасалонах беспилотная авиация выступает демонстратором последних достижения науки и техники.

Состоявшаяся 28–30 июля 2015 г. конференция NASA в научно-исследовательском центре Эймса (США) своим названием показывает значение, которое придает авиационная общественность этим исследованиям: "NASA. Системы управления движением БПЛА 2015: новая эра авиации". На этой и других конференциях предпринимаются попытки систематизировать технические и формальные вопросы организации контроля за полетами БПЛА и интеграции беспилотной авиации в единое ВП.

Тем не менее ключевые проблемы совместного использования ВП сохраняются. Мешает техническое несовершенство аэронавигационной инфраструктуры и систем объективного контроля за движением не только беспилотной, но и легкомоторной авиации на малых высотах. Радиолокационные комплексы, используемые в службах ОрВД, способны эффективно распознать летательный аппарат, только если его отражательная площадь более 10–15 кв. м. Кроме того, на высотах до 200–400 м из-за низкой проходимости и помехоустойчивости сигналов, вызывающих погрешность, достоверной точности опознавания достичь не удается.

Отсутствие у органов ОрВД информации о точном местонахождении ЛА на низких высотах является вторым препятствием совместного использования ВП (ИВП) малой и беспилотной авиации.

В качестве единственного одобренного на международном уровне решения рассматривается использование для ОрВД на высотах ниже нижнего безопасного эшелона системы автоматического зависимого наблюдения АЗН-В (анг. ADS-B). Принцип действия заключается в автоматическом определении аппаратом с помощью бортового ГЛОНАСС/GPS-модуля собственных координат и их передачи через бортовой приемо-передатчик (транспондер) в систему ОрВД и другим летящим рядом ВС.

В России после ряда катастроф легкомоторных ВС под Москвой в августе 2015 г. с несанкционированными вылетами (погибли 10 чел.) также предложено внедрить систему АЗН-В с использованием глобальной спутниковой системы (ГСС) ГЛОНАСС. Ряду министерств и госпредприятий дано поручение по созданию оборудования АЗН-В для внедрения в московском регионе для обязательной установки на все ВС малой авиации; о беспилотниках речь не шла. 

Вместе с тем, малая авиация и гражданские БПЛА имеют общие особенности эксплуатации и характеристики, создающие одинаковые проблемы по контролю за ИВП органам ОрВД. К ним относятся: использование для полетов нижних сегментов ВП, малая отражательная поверхность, эксплуатация по правилам визуальных полетов и др. 

Учитывая общие технические особенности малой и беспилотной авиации, на наш взгляд, необходимо рассматривать и создавать единую систему аэронавигации и организации воздушного движения для нижнего, пока неконтролируемого, сегмента ВП класса G.

Анализ технологических и технических характеристик системы АЗН-В приводит к выводу, что ее использование для малой авиации и, особенно, легких беспилотников имеет ряд проблем.

Первое: зоны территориального покрытия официальными сертифицированными приемниками системы ADS-B, подключенными к диспетчерским пунктам ОрВД, кроме аэроузловых центров, отсутствуют. Огромное количество ВС малой авиации и БПЛА, по самым скромным подсчетам, более 50%, будет невидимо для диспетчеров.

Второе: бортовое оборудование, используемое в системах ADS-B, производится до сих пор габаритным, тяжеловесным (более 1,5–2 кг) и энергоемким. Для беспилотников это пока непреодолимая нагрузка.

Третье: для пилотируемой малой и беспилотной авиации аэронавигационные услуги на основе оборудования ADS-B и его стоимость оказываются очень дорогими. Следует добавить, что развитие системы ADS-B в США включает внедрение система ADS-B Link Augmentation System или ALAS, которая передает ADS-B сигнал на наземные станции через спутники. Это увеличивает дальность и расширяет зоны покрытия передающих сигналов, но требует большей мощности и больших расходов на оборудование и, соответственно, на эксплуатацию ЛА.

Четвертое: темпы роста производства и распространения БПЛА и легкомоторных ВС намного опережают национальные программы внедрения системы ADS-B во многих государствах. Даже в США, которые только магистральную авиацию переведут на ADS-B в 2020 г., беспилотников будет летать сотни тысяч, если не миллионы. 

Перечисленные и другие проблемы показывают, что цель ОрВД по обеспечению безопасности полетов не будет достигнута по причине игнорирования владельцами легкой авиатехники и БПЛА установки дорогостоящей аппаратуры и дороговизны аэронавигационного обслуживания. Требование безальтернативного использования системы ADS-B малой и беспилотной авиацией может стать еще одним препятствием на пути их развития.

Разрешением проблемы должно стать использование и внедрение всех имеющихся  успешных разработок в области радиосвязи. Одним из выдающихся достижений человечества последних десятилетий стала система мобильной GSM/GPRS связи. Массовость распространения мобильной телефонии и интернета достигнута созданием сети наземных базовых станций в виде вышек, тысячами расставленных как соты на территориях всех континентов. 

Технология GPRS, т. е. пакетной передачи данных, позволила одновременно с мобильной телефонией использовать сети GSM для передачи потокового вещания, включая Интернет, мобильное ТВ и, самое важное, отслеживание местонахождения абонентов и объектов мониторинга. Последнее осуществляется, как и в системе ADS-B, трансляцией по GPRS-каналам на мониторы диспетчеров собственных координат объекта, устанавливаемых приемником ГЛОНАСС/GPS, совмещенным с GSM/GPRS-модулем.

Спутниковый мониторинг наземного транспорта имеет многолетнюю практику коммерческой эксплуатации, в нем идет постоянное совершенствование элементной базы, достигнуты высокая степень миниатюризации и низкого энергопотребления. Вес модулей-транспондеров не превышает нескольких десятков граммов, что приемлемо для беспилотников массой до 2 кг.

Другое достижение мобильной связи — совершенствование технологий обеспечения качества связи. Это использование нескольких несущих частот, технология "перескока по частоте" (Frequency Hopping), позволяющая уменьшить ошибки приема-передачи переходом на другие частоты внутри диапазона, а также применение технологии Handover, которая позволяет абонентам не быть привязанным к какой-либо географической точке и дает возможность передвигаться в пределах сети оператора без разрыва соединения.

Главным фактором для авиационной связи являются частотные диапазоны приема-передачи телефонных сигналов, используемые в мобильной GSM/GPRS связи — 900, 1800, 1900 МГц. Система ADS-B использует примерно те же диапазоны несущих частот: 1090 МГц для передачи и 1030 МГц для приема, а также вспомогательную — 790 МГц. Благодаря этому появляется возможность использования в навигационных системах единого оборудования с незначительной доработкой.

Использование системой ОрВД коммуникаций сетей GSM/GPRS связи и технологий спутникового мониторинга, при необходимости совмещенных с оборудованием ADS-B, позволяет вывести на индикаторы диспетчеров отображение всех ЛА, находящихся в ВП на малых высотах.

Таким образом, техническая западня, которая заключается в отсутствии на сегодняшний момент средств объективного контроля полетов на сверхмалых высотах и которая встала на пути развития и внедрения малой и беспилотной авиации, вполне преодолима.

Теперь перейдем к определению путей сближения позиций и поиска компромиссов для осуществления совместных полетов пилотируемой и беспилотной авиацией и обеспечения их взаимодействия с системой ОрВД. 

Решение таких масштабных задач требует диалога с авиационными властями на национальном и межнациональном уровне, вести который должна представительная организация, объединяющая большую часть сообщества операторов БПЛА. Заметим, до сих пор не создано полноценных саморегулируемых ассоциаций, готовых взять на себя ответственность за соблюдение большинством операторов авиационных законов и исключение воздушного хулиганства. А дисциплина и безопасность в воздухе служат сегодня одним из условий начала диалога и, тем более, совместных полетов.

В качестве примера авторитетных организаций можно назвать AOPA (Ассоциацию владельцев самолетов и пилотов), созданную в 1939 г. в США, и ДОСААФ, которое функционирует в РФ с 1951 г.; это общества, которые имеют право осуществлять начальную подготовку пилотов. Таких авиационных сообществ, имеющих свои кодексы и уставы, в мире много. В них отработаны системы обучения, дисциплины, защиты корпоративных интересов, а, главное, накоплен опыт ведения диалога с авиационными властями.

Для значимости на первом этапе диалога представлять интересы беспилотной авиации должны два сообщества: союз эксплуатантов и владельцев БПЛА и ассоциации крупных компании-производителей беспилотников, как DJI Innovations, Blade Helis, ZALA AERO, Parrot и т. д. (мы рассматриваем только гражданские БПЛА). Вместе с тем, учитывая идентичность технических характеристик, соизмеримость высот полетов и вероятную конфликтность в нижнем ВП, перед дискуссиями с властями и органами ОрВД представителям беспилотной авиации необходимо наладить диалог с ассоциациями малой пилотируемой авиации — общего назначения, вертолетной, экспериментальной, спортивной и др.

Найдя точки взаимопонимания в обеспечении безопасности полетов с главными оппонентами в воздухе, с их участием можно будет переходить к формированию структуры ВП, разработке принципов и правил совместных полетов.

Только после такой кропотливой подготовительной работы следует начинать диалог с авиационными властями стран и межнациональными воздушными организациями. 

Второй частью диалога — готовностью системы ОрВД к координации совместных полетов — должны заниматься государственные и международные структуры воздушного транспорта. 

Следует признать, что сегодня большая магистральная авиация живет независимой жизнью от малой. Как и беспилотникам, малой авиации без особого разрешения нельзя летать в районах аэроузловых центров. ОрВД для малой авиации осуществляют отдельные органы, называемые местными диспетчерскими пунктами, которые в ВП класса G предоставляют полетно-информационное обслуживание. 

Совершенствование системы ОрВД в части развития технических средств контроля использования ВП класса G и его структуры поднимает вопрос создания региональных автономных систем координации полетов малой авиации и БПЛА, что сблизит позиции оппонентов и сторонников полетов БПЛА в едином ВП.

В последние годы государства вложили значительные средства в создание систем экстренного реагирования (СЭР) при авариях и других нештатных ситуациях на дорогах. В России это ЭРА-ГЛОНАСС, в Европе — eCall, в США — NG 9-1-1. В ряде стран они должны стать основой для развития навигационно-информационных систем, сервисов и оборудования для транспорта.

Тесная взаимосвязь малой и беспилотной авиации с региональной инфраструктурой, ограниченная география полетов и локальность задач делают реальной возможность создания на основе сетей GSM/GPRS-связи и коммуникационно-программных комплексов СЭР региональной навигационной инфраструктуры не только для малой авиации в нижнем ВП класса G, но и всей транспортной системы.

Александр Алдюхов, старший аудитор департамента внутреннего аудита авиакомпании "Аэрофлот", к. э. н.



Подписан указ о создании Национального центра развития робототехники

2015-12-16
Подписан указ о создании Национального центра развития робототехники
Президент России Владимир Путин подписал указ о создании Национального центра развития технологий и базовых элементов робототехники. Соответствующий документ был размещен в среду, 16 декабря, на официальном интернет-портале правовой информации.

Эксперты: беспилотники станут трендом экономики

2015-12-12
Эксперты: беспилотники станут трендом экономики
Беспилотники, локальные энергосистемы и выпуск индивидуального питания через 20 лет станут одними из основных направлений развития мировой экономики. Новые перспективы технологического рынка представили участники форума "Экосистема инноваций", организованного в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ).

Рекордные перелеты экспериментальных самолетов на электрической тяге

2015-12-11
Рекордные перелеты экспериментальных самолетов на электрической тяге
В настоящее время наблюдается значительный прогресс в создании пилотируемых ЛА на электрической тяге. Электролеты установили ряд рекордов, повторив путь развития самолетов с ДВС,пройденный столетие назад. 

 Легко ли угнать дрон?

2015-12-09
Легко ли угнать дрон?
Согласно статистическим данным, предоставленным аналитиками Teal Group, суммарный годовой объем мирового рынка БПЛА сегодня составляет $4 млрд. Из их же прогнозов следует, что в течение ближайших 10 лет этот показатель возрастет до уровня $93 млрд. ежегодно и продолжит расти далее. 

 Вертолетный форум споосбствует уменьшению разрыва между практикой и законодательством вертолетной индустрии

2015-11-30
Вертолетный форум споосбствует уменьшению разрыва между практикой и законодательством вертолетной индустрии
В Москве 27 ноября 2015 года завершил работу ежегодный Вертолетный форум. Наряду с Международной выставкой HeliRussia это одно из ключевых мероприятий вертолетной индустрии России. Прошедший Вертолетный форум стал уже 8-м по счету. Его тема в этом году - "Изменения воздушного законодательства: новые требования и возможности". Организатор Форума, Ассоциация Вертолетной Индустрии, приступила к формированию резолюции, которая будет опубликована в ближайшее время.

Что мешает беспилотникам развиваться?

2015-11-23
Что мешает беспилотникам развиваться?
Несмотря на обширные перспективы перед отраслью беспилотников возникает ряд определенных проблем и вызовов, связанных с различными аспектами их функционирования.

Совместный проект СГУ и Института природных ресурсов Финляндии позволит повысить эффективность лесного хозяйства страны

2015-11-11
Совместный проект СГУ и Института природных ресурсов Финляндии позволит повысить эффективность лесного хозяйства страны

Презентованный в рамках представления научно-инновационного потенциала СГУ им. Питирима Сорокина проект малозатратной высокоточной технологии ведения лесного хозяйства «Тайга 5D» направлен на получение информации о динамике лесных ресурсов в пространстве и во времени. Работа над его реализацией началась только на прошлой неделе, но в перспективе «Тайга 5D» может быть направлен на решение задач не только республики, но и всей России.

ArmRobotics начал регистрацию участников конкурсов роботов-саперов и беспилотников

2015-11-04
ArmRobotics начал регистрацию участников конкурсов роботов-саперов и беспилотников

ArmRobotics начал регистрацию участников конкурсов роботов-саперов и беспилотников, сказал в среду журналистам исполнительный директор Союза компаний по информационным технологиям Армении (UITE) Карен Варданян. 

ЖЕЛЕЗНАЯ СТАЯ

2015-10-26
ЖЕЛЕЗНАЯ СТАЯ

DARPA с помощью проекта Gremlins собирается заполонить небо над полем боя неуязвимыми и дешевыми беспилотниками.

Компания Battelle представила винтовку DroneDefender для борьбы с беспилотниками

2015-10-22
Компания Battelle представила винтовку DroneDefender для борьбы с беспилотниками
В последнее время разнообразные беспилотные летательные аппараты пользуются все большей популярностью. При этом используют их не только в военных целях. В целом у дронов сегодня очень много областей применения. К примеру, они могут использоваться для съемки спортивных соревнований, доставки небольших грузов и товаров первой необходимости в труднодоступные районы и многое другое.


Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 След.

Возврат к списку