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.



Концерн "Калашников" продолжает удивлять новыми продуктами

2017-08-21
Концерн "Калашников" продолжает удивлять новыми продуктами
Концерн "Калашников" (входит в Ростех) продолжает удивлять новыми продуктами — возобновляет производство легендарных мотоциклов "Иж", создает боевые модули с нейросетевым интерфейсом, разрабатывает многотонных роботов. И это далеко не все, над чем сейчас работает крупнейший в России производитель стрелкового оружия.

Концерн «Калашников» проводит испытания нового беспилотника с двигателем внутреннего сгорания

2017-06-21
Концерн «Калашников» проводит испытания нового беспилотника с двигателем внутреннего сгорания
Концерн «Калашников», входящий в Госкорпорацию Ростех, проводит этап заводских летных испытаний оперативно-тактического комплекса беспилотной воздушной разведки и наблюдения ZALA 421-16Е5.

Беспилотники применяются  для учета численности охотничьих животных

2017-04-13
Беспилотники применяются для учета численности охотничьих животных
Вопрос применения беспилотных летательных аппаратов для учета численности охотничьих животных Экологическим фондом изучался не один год. Это новое высокотехнологичное направление в учете диких животных в последние годы получило особенно интенсивное развитие.

В Англии создают полицейский «отряд дронов»

2017-03-20
В Англии создают полицейский «отряд дронов»
В Англии начался набор в полицейский отряд, который будет управлять беспилотными летательными аппаратами для выполнения различных задач, направленных на борьбу с преступностью.

Дронам поручили подсчет птиц

2017-02-21
Дронам поручили подсчет птиц
Исследователи из Геттисбергского колледжа (Пенсильвания, США) предложили использовать малые беспилотники для подсчета птиц в труднодоступных районах. Статья опубликована в The Auk.

Государственным беспилотникам написали военный устав

2017-02-11
Государственным беспилотникам написали военный устав
Российское военное ведомство разработало правила эксплуатации летающих дронов для всех федеральных органов исполнительной власти. Федеральные авиационные правила производства полетов беспилотных летательных аппаратов государственной авиации (есть в распоряжении «Известий») регламентируют практически все аспекты применения БПЛА. Начиная от их технического обслуживания и правил воздушного движения и заканчивая временем отдыха операторов и опасными погодными явлениями. Сейчас документ проходит согласование в профильных министерствах и ведомствах.

Американцы создали справочник беспилотников мира

2017-02-02
Американцы создали справочник беспилотников мира
Центр исследования беспилотников в Бард-колледже в Нью-Йорке и американская организация CNAS создали справочник беспилотных летательных аппаратов, серийно выпускаемых в мире. Согласно сообщению Бард-колледжа, база данных формируется специально для того, чтобы заинтересованные специалисты могли оценить тенденция развития беспилотной авиации.

Интеллектуальные боеприпасы против беспилотников

2016-10-24
Интеллектуальные боеприпасы против беспилотников
Малоразмерные беспилотные аппараты уже широко используются в зонах боевых действий, а в дальнейшем их использование будет только возрастать, поскольку возрастает и спектр успешно выполняемых ими боевых задач. 

WiB: Британии нужно разработать стандарты применения беспилотников

2016-09-26
WiB: Британии нужно разработать стандарты применения беспилотников
Великобритания должна поддержать США в создании международной правовой рамки для экспорта и использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), однако, прежде всего, Лондону необходимо решить проблему собственного применения БПЛА, пишет Абигэил Уотсон в статье для War is Boring.

В России появятся беспилотники для радиоэлектронной борьбы

2016-09-04
В России появятся беспилотники для радиоэлектронной борьбы
Террористы стали использовать беспилотные летательные аппараты, поэтому в России появятся своего рода "охотники на дронов" - средства борьбы с беспилотниками.Подробности новых разработок сообщил в интервью ТАСС заместитель гендиректора по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам техники радиоэлектронной борьбы и инновациям генконструктор концерна "Радиоэлектронные технологии" Юрий Маевский.


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

Возврат к списку