Развитие беспилотной авиации в России

Развитие беспилотной авиации (БПЛА) в России и в мире – это новая эра технологий. Они навсегда изменили принципы ведения боевых действий, всю военную науку и стали поводом для организации нового рода войск – беспилотных систем. Однако БПЛА нашли своё применение не только на поле боя, но и в мирной жизни. Технология уже сегодня активно используется в аграрном секторе для контроля за посевами и распылением удобрений, в полиции – для выявления нарушителей дорожного движения, в лесном хозяйстве – для обеспечения пожарной безопасности лесных массивов. В Саудовской Аравии при помощи дронов проводят разведку нефтяных месторождений, в Индии мониторят промышленную инфраструктуру.

Россия не является пионером в освоении технологии: раньше РФ беспилотники стали разрабатывать и применять в США и КНР. Однако последние события дали мощный импульс для развития отечественной отрасли беспилотной авиации. Гражданский парк дронов в 2024 году увеличился в три раза по сравнению с 2023. О том, во сколько раз увеличилось производство боевых дронов, можно только догадываться.

Президент России В. В. Путин поставил перед Правительством РФ и Минпромом задачу расширить изыскания в сфере модификации БПЛА, увеличить объёмы производства и к 2030 году вывести новую отрасль в мировые лидеры.

Развитие беспилотной авиации в России

В соответствии с задачей, поставленной Президентом, Правительство РФ разработало и утвердило Стратегию развития БПЛА до 2030 г. с перспективой до 2035 г. Её главная цель – сформировать новый рыночный сегмент, в котором инновационные летательные аппараты, комплектующие и материалы, из которых они созданы, а также технологические решения были бы полностью отечественного производства. Это полностью совпадает с другой приоритетной программой по импортозамещению, цель которой – минимизировать использование импортных технологий, чтобы усилить экономическую безопасность.

Стратегия развития беспилотный авиасистем (БАС) включает длинный перечень направлений, которые придётся задействовать для достижения результата:

• подготовку кадров (научных, инженерных, квалифицированных рабочих) и налаживание системы сквозного образования (от начальной школы до вуза);
• разработку принципов сертификации летательных аппаратов;
• разработку системы комплексной безопасности полётов (в обозримом будущем дроны начнут заполнять воздушное пространство над населёнными пунктами, поэтому необходимо сделать полёты безопасными для людей);
• разработку новых видов беспилотников для гражданского использования с учётом наработок военных предприятий (последние должны обеспечить безопасность отечественных дронов);
• наладить производство ключевых компонентов для сборки БПЛА, включая новые виды материалов, технологическую начинку, программные решения на базе ИИ;
• расширение возможностей гражданского применения дронов.

В стране уже открыто около полутора десятков дроносборочных предприятий – в Москве, Санкт-Петербурге, Тольятти, Самаре, Рязани, Нижнем Новгороде, а также в Татарстане, Удмуртии, на Дальнем Востоке. Всего по стране планируется открыть около 50 сборочных предприятий. Более 400 предприятий стали резидентами научно-производственных центров исследования и разработки беспилотников.

Особенности развития отрасли

Беспилотная авиация положила начало производству нового типа воздушных судов. Дистанционное управление предполагает, что вся полётная информация отслеживается автоматически и передаётся на землю, откуда и происходит управление полётом. Небольшие размеры гражданских БПЛА требуют соответствующей начинки: камеры, приборы, узлы должны быть миниатюрными. Потребность в таких комплектующих дала импульс для создания нового направления микроэлектроники.

Беспилотная авиация – это не один или два дрона, это множество аппаратов, выполняющих свою работу в воздушном пространстве. Поэтому отдельно придётся решать вопросы контроля и безопасности полётов, уклонения от столкновений с другими судами при взлёте, посадке, а также во время полёта. Раньше это обеспечивалось визуально, теперь нужны специальные технологии.

Отсутствие пилота в кабине позволяет отказаться от ряда систем безопасности жизнеобеспечения. Вместо них необходима установка более совершенных:

• навигационных приборов, снабжённых высокочувствительными камерами, сенсорами, способными самопозиционироваться;
• бортовыми компьютерами с мощными вычислительными возможностями на базе ИИ;
• оптико-электронных систем;
• автоматикой для автономного управления и предотвращения столкновений.

Появление нового вида транспортного средства требует специализированной системы сертификации, соответствующей внутренним и международным стандартам. Пока решено выделять 5 типов БПЛА:

• самолётный;
• вертолётный;
• укороченного взлёта и посадки;
• мультироторный;
• иные.

Сферы применения БПЛА

Выделяют 8 основных направлений – для:

• сбора и передачи данных;
• дистанционного наблюдения;
• разведки и обеспечения безопасности территорий;
• внесения веществ (удобрений, средств защиты растений);
• агрологистики (перевозки грузов в фюзеляже или на подвеске);
• обучения, образования, спорта (например, для развития инженерного мышления у школьников, обучения пилотов);
• организации визуальных инсталляций (рекламных, с применением пиротехники);
• внешних работ (тушения пожаров, аварийно-спасательных работ, мойки высотных объектов).

Очевидно в будущем появятся беспилотники для транспортировки пассажиров. Но здесь, помимо разработки сверхинновационных технологий, обеспечивающих безопасность, требуется ещё и изменение мировосприятия людей. Они должны быть готовы путешествовать на транспорте, управляемом роботом. Также придётся переосмыслить подходы к организации воздушного движения. Необходимо разработать новые цифровые платформы для организации полётов, системы контроля и навигации БПЛА, соответствующую инфраструктуру.

В 2022 году объём российского рынка БАС (беспилотных авиасистем) составлял всего 50 млрд руб. – менее 1% мирового рынка. И это притом, что по сравнениею с предыдущим годом рост рынка в среднегодовом выражении составил 27%. Российские беспилотники находят применение не только внутри страны, но и экспортируются в дружественные страны: в Венесуэлу, Судан, Узбекистан. Сейчас в гражданском секторе российской экономики дроны больше всего применяют:

1. Для мониторинга нефте-газоносных магистралей. Тысячи километров трубопроводов проходят через малонаселённые труднодоступные районы страны. Внедрение авиамониторинга значительно повысило надёжность и безопасность транспортировки углеводородов. В этом секторе задействовано около 40% ресурсов БПЛА.
2. Для обработки полей. Раньше распыление удобрений, веществ для защиты растений производилось с наземной техники. Однако тракторы тяжелы и являются одним из факторов разрушения плодородного почвенного слоя. Распыление химикатов с воздуха сделало процесс более экономичным и экологичным. Доля применения дронов в сельском хозяйстве составляет 20%.
3. В лесном хозяйстве. Леса в России занимают миллионы гектаров. Без применения авиации контролировать, обустраивать и защищать их невозможно. Внедрение БПЛА упростило задачу выявления очагов возгорания, наблюдения за лесной фауной, стало мощным орудием в борьбе с браконьерами.
4. При организации световых шоу во время массовых мероприятий в крупных городах.
5. Для обследования объектов капстроительства.
6. Для транспортировки мелких грузов. Например, в Тольятти в рамках эксперимента уже проводится доставка товаров потребления. Дроны летают от склада до пункта выдачи товаров. Это направление одно из наиболее перспективных. Ведь его главные преимущество – скорость, маневренность, экологичность. При помощи беспилотных летательных аппаратов можно доставлять корреспонденцию и лекарства в отдалённые, труднодоступные места Сибири и Крайнего Севера, наладить доставку заказов между районами, крупными городами, разгрузить наземные трассы.
7. Для картографирования и составления земельных кадастров.
8. Для аэромагнитной разведки.

Каких экономических эффектов уже удалось достичь

Внедрение БАС в разные сектора экономики уже принесло результаты:

1. В аграрном секторе: в 2 раза повысилась производительность труда, почти на 13% снизились расходы на мероприятия по защите растений, урожайность по разным видам культур выросла на 10-30%, а издержки – всего на 2-4%.
2. В энергетике: аварийность снизилась в 8 раз (благодаря повышению эффективности мониторинга линий электропередачи при помощи БПЛА), снизились расходы на содержание сетевой инфраструктуры, внедрение беспилотников привело к снижению травматизма сотрудников электросетей.
3. В нефтегазовом секторе: удалось в 3 раза снизить затраты на патрулирование нефтяных и газовых трубопроводов, на 70% снизилась длительность работ по патрулированию, в 5 раз снизилась аварийность, что является результатом повышения объективности мониторинга и своевременного выявления опасностей.
4. В строительном секторе: удалось на треть снизить затраты на земляные работы, средние сроки строительства снизились на 30%, благодаря повышениею качества надзора в 2 раза сократились риски обнаружения технических нарушений на поздних стадиях строительства.
5. Внедрение БПЛА сократило затраты на картографирование местности на 20%. При этом картографы смогли изучить труднодоступные районы и внести эти земли в кадастры.
6. Для государственного и муниципального секторов БАС сделали возможным усилить контроль за объектами. Например, стало проще отслеживать объекты, находящиеся в удалённых труднодоступных местах, а также определить те, что существуют на бумаге, но отсутствуют в реальности.
7. В лесном хозяйстве повысилась эффективность борьбы с лесными пожарами, а также браконьерами.
8. В сфере экологии применение беспилотников позволило инспекторам эффективнее отслеживать нарушения и своевременно реагировать на проблемы, не допуская развития катастрофических последствий.
9. Геолого-разведочные работы подешевели вдвое. При этом повысилась точность разведки и скорость выполнения работ.

Помогаем компаниям получить грантовую поддержку до 30 млн «под ключ»

Оставить заявку

Кадровый потенциал и подготовка специалистов

Обеспечение новой отрасли экономики квалифицированными кадрами – задача основополагающая. Без профильных специалистов её развитие невозможно. А нынешняя тенденция такова, что скорость появления инноваций значительно превышает возможности вузов готовить кадры. На подготовку грамотного инженера уходит 4-5 лет, а технологии изменяются каждый год. Получается, что когда выпускник со своими знаниями придёт на производство, технологии, с которыми ему придётся работать, будут гораздо сложнее, чем те, что он изучал в вузе. На их освоение вновь придётся тратить время. Такая ситуация формирует разрыв между знаниями и навыками специалистов и меняющимися требованиями к квалификации. Эта проблема требует немедленного решения, поскольку иначе достичь поставленных задач не удастся.

Для преодоления разрыва было принято решение создать систему непрерывного образования. Она предполагает начало знакомства с БПЛА детей в возрасте начальной школы или даже детского сада. Это вполне достижимо, поскольку действующие квадрокоптеры уже давно доступны детям в виде игрушек. Это можно считать отправной точкой образовательного процесса. Для детей, которым интересно управлять квадрокоптером, предлагается создавать кружки дополнительного образования на базах станций юных техников, клубов, где можно научиться разбирать и собирать аппараты, устанавливать на них дополнительное оборудование.

Программа обучения школьников в возрасте от 7 до 17 лет обращению с беспилотниками уже действует на базе технопарка «Кванториум». Здесь обучают конструированию, моделированию, программированию, работе с геоинформационными системами. Обучение в технопарке прошли более 100 000 школьников, а ещё более полумиллиона были задействованы в профильных мероприятиях: соревнованиях, марафонах, чемпионатах.

В рамках дополнительного образования школьников можно знакомить с азами:

• картографирования;
• программирования БАС;
• дистанционного мониторинга;
• съёмки местности.

Понимание азов беспилотной авиации с раннего возраста упростит, а главное, ускорит подготовку кадров для отрасли, поможет преодолеть имеющийся разрыв. Но для эффективного обучения важно, чтобы в образовательных учреждениях была создана соответствующая инфраструктура (например, полигоны с полосами препятствий), классы были оснащены нужным оборудованием, а руководили кружками высококвалифицированные педагоги.

В общеобразовательных школах педагогов с необходимыми знаниями пока нет, для их подготовки также необходимо открывать отдельные факультеты в университетах. Гораздо быстрее заполнить пустующую нишу можно за счёт переобучения кадров, имеющих опыт в отраслях, в которых БАС уже применяются, например, агрономов, геодезистов, программистов.

Ещё одно направление увеличения количества подготовленных кадров – это получение квалификации в сфере БАС при обучении по смежным специальностям. Например, студенты, изучающие программирование, могут параллельно освоить специальность «программист АСУП», студенты авиастроительных институтов – специальность «инженер производства малой авиации», студенты инженерно-технологических факультетов – специальность «технолог аддитивного производства беспилотных воздушных судов».

Квалифицированных педагогов не хватает не только в школах, но и в техникумах, колледжах, даже вузах. Пока это сильный ограничивающий фактор на пути реализации поставленных Правительством задач. Для быстрого наращивания кадрового потенциала принято несколько решений:

1. Создать обновляющийся цифровой реестр кадров в сфере БАС, в который будут вноситься сведения об актуальных специальностях, требующихся навыках и стандартах образования.
2. Обеспечить в колледжах и вузах условия для подготовки кадров, а также гибких форм организации учебного процесса.
3. Разработать программы и организовать курсы повышения квалификации для действующего профессорско-преподавательского состава колледжей и вузов.
4. Снижение барьеров для повсеместного применения БАС, что должно повысить востребованность специальностей, связанных с их созданием и использованием.

Перспективы отрасли

Развитие беспилотной авиации в России в ближайшем будущем будет определяться:

• разнообразием внедряемых технологий;
• возможностью оперативной корректировки назначения разных видов аппаратов;
• уровнем доступности управления для обслуживающего персонала;
• внедрением аппаратов двойного назначения (для мирного использования, но с возможностью быстрого перепрофилирования для военных нужд);
• налаживанием выпуска унифицированных комплектующих, которые будут востребованы в критических ситуациях внешнеполитического давления.

Прогресс отрасли сильно зависит от уровня развития технологий. Поэтому одной из основополагающих перспектив как раз и станет их совершенствование. Прежде всего инженерам предстоит разработать технологию интеграции БПЛА в воздушное пространство РФ, для чего надо создать:

• систему удалённой идентификации, позволяющую аппарату передавать различные данные (координаты, регистрационные данные, параметры движения);
• программно-аппаратные средства для организации полётов;
• системы организации воздушного движения в городской среде;
• цифровые радиолинии связи, контроля и управления;
• единые базы метеорологических и аэронавигационных данных;
• системы предупреждения столкновения в воздухе с пилотируемыми судами.

Отдельное направление связано с разработкой спецоборудования, приборов и систем управления:

• полётных контроллеров;
• различных систем управления – программных, алгоритмических;
• средств межаппаратных связей;
• приборов маршрутизации, сканирования местности, самоорганизации групп БПЛА.

Отдельно следует упомянуть об обеспечении информационной безопасности беспилотных судов. Повышенный интерес к технологиям испытывают не только учёные, мирные бизнесмены и госструктуры, но также экстремисты и террористические организации.

Российские инженеры разработали собственную систему защиты информации на основе криптографических методов. Однако внедрить их в полной мере пока невозможно. Проблема заключается в том, что многие российские криптографические механизмы не имеют международной сертификации. Поэтому контролировать полёты аппаратов с обеспечением должного уровня безопасности, собранных из иностранных комплектующих, пока невозможно. Программную составляющую обновить ещё можно, но изменить логику работы, заложенную в аппаратную часть, нельзя. Дефицит кадров, недостаток научных исследований значительно тормозят работу.

Перспективы развития отрасли также будут определяться:

• стабильностью спроса на продукцию со стороны госструктур;
• доступностью госфинансирования;
• снижением административных барьеров, препятствующих расширению сфер применения БПЛА;
• уровнем активности применения систем компаниями различных сфер;
• эффективностью решений, направленных на создание кадрового потенциала.

Преимущества, риски, вызовы

Развитие новых технологий открывает новые возможности перед человеком, но также всегда сопряжено с рисками. Бесспорным преимуществом беспилотных аппаратов является высокая мобильность. Небольшие размеры, малый вес и хорошая скорость обеспечивают аппарату лётные качества, недоступные крупным судам. Они:

• могут лететь на низких высотах;
• легко маневрируют, меняя направление движения, если надо уклониться от препятствия;
• не зависят от покрытия взлётно-посадочных полос, поскольку большинство конструкций взлетает и садится вертикально, что позволяет приземляться где угодно, включая крыши домов;
• могут работать 24 часа в сутки;
• не требуют посадки при необходимости сменить лётный экипаж: один оператор просто меняет за пультом другого, т. е. процесс полёта не прерывается;
• способны автономно выполнять задачи в условиях отсутствия сигналов со спутника или с пульта управления (при этом длительность полёта в подобных экстремальных обстоятельствах постоянно увеличивается);
• работают в условиях химического заражения, плохой видимости из-за погоды или тёмного времени суток.

Один лётный экипаж может дистанционно управлять сразу несколькими аппаратами, что увеличивает эффективность их использования. К преимуществам можно отнести и возможность расширения сфер применения.

Среди рисков:

• увеличение неправомерного использования дронов;
• повышение опасности нанесения ущерба наземной инфраструктуре и другим воздушным судам, находящимся в воздухе;
• зависимсоть от кибрзащищённости линий передачи данных (нарушение защиты может привести, например, к столкновению аппаратов в воздухе);
• усложнение идентификации дронов со стороны правоохранительных органов при их противоправном использовании.

Российская беспилотная авиация развивается в сложных технологических, политических и экономических условиях, замедляющих прогрессивное развитие.

Санкционное давление влияет на поставки сырья, компонентов, необходимых материалов. В нынешних условиях неопределённости в сфере экономики значительно снизился спрос на продукцию сектора. Технологический сектор требует перехода на цифровые технологии, перехода на более высокий технологический уровень при производстве БАС. Но главный вызов – это несовершенство нормативно-правовой и нормативно-технической баз.

Заключение

К сожалению, пока Россия значительно отстаёт от лидеров отрасли – США, Китая, некоторых европейских государств. Санкционное давление, нехватка кадров, недостаточный уровень развития технологий – это сильные сдерживающие факторы. Стратегия развития беспилотной авиации в России призвана преодолеть эти препоны и в течение ближайшего десятилетия вывести страну в лидеры.