В 2004 году над Кабулом произошло одно, к счастью, обошедшееся без жертв, но весьма примечательное авиапроисшествие. Беспилотный аппарат, принадлежащий военным из немецкого контингента, неожиданно подлетел слишком близко к выполнявшему полет пассажирскому самолету А300 и, попав в вихревой след лайнера, разрушился. Уже тогда стало ясно, что вопрос о безопасном сосуществовании пилотируемых воздушных судов и БПЛА встал в полный рост и на него срочно надо искать ответ.

Сшитый портрет Задачи картографирования решаются с помощью установки на БПЛА цифровой фотокамеры профессионального класса. Аэрофотосъемка выполняется с высоты 800 м, экспозиция производится через каждые 350 м. Фото делаются «внахлест», что дает возможность ПО найти в сотнях полученных кадров общие точки и «сшить» их. В настоящее время сшивка происходит на земле, однако в будущем эту работу, возможно, будет выполнять бортовое оборудование
Объекты инфраструктуры: трубопроводы, линии электропередач, железнодорожные пути, территории больших строек — идеальный объект для беспилотных систем. Использование пилотируемой авиации (преимущественно вертолетов) для целей мониторинга влечет за собой большие затраты. БПЛА выполняют ту же работу в несколько раз дешевле. Съемка с помощью тепловизора позволяет выявить дефекты трубопроводов и ЛЭП
В конструкции российских БПЛА приходится учитывать фактор низких температур и ветровых нагрузок

До сих пор во всем мире проблема полетов беспилотных аппаратов в неразделенном воздушном пространстве находится в стадии проработки. Как сказано в циркуляре 328 ИКАО от 2011 года, «безопасная интеграция БАС (беспилотных авиасистем) в несегрегированное воздушное пространство будет представлять собой длительную работу, включающую решение технических и процедурных вопросов и разработку нормативной базы». В переводе на всем понятный язык это означает, что сделать БПЛА равноправными участниками воздушного движения не решаются пока ни водной стране мира, в том числе, разумеется, и в России. Тем не менее решать проблему придется и нам, так как примерно с середины прошлого десятилетия интерес к беспилотным авиасистемам стал резко возрастать, причем не только у военных, но и со стороны энергетических компаний, которым необходим постоянный мониторинг инфраструктуры (высоковольтных линий, трубопроводов).

В ответ на спрос стали появляться и отечественные проекты производства беспилотных воздушных судов. К ним относится, например, БАС «Дозор-100», разработанная и испытываемая в настоящее время компанией «Транзас» из Санкт-Петербурга.

Уже не моделизм

«Мы намеренно стали заниматься не легкими беспилотниками, а машинами взлетной массой от 50 кг, — говорит Юрий Павлюк, заместитель главного конструктора БПЛА компании «Транзас». — «Дозор-100» еще тяжелее — 120 кг. Причина — потребности потенциальных заказчиков. В частности, энергетические компании нуждаются в средствах мониторинга своих объектов, расположенных в районах Крайнего Севера или даже в море. Ветровая нагрузка там такова, что, как показали испытания, аппараты весом несколько десятков килограммов просто сдувает с курса. Но есть и другая сторона вопроса. Если малоразмерные БПЛА и по аэродинамике, и по управлению еще близки радиоуправляемым авиамоделям (а фирмы, их выпускающие, зачастую основаны авиамоделистами), то в нашем массогабаритном классе уже начинается полноформатная авиация».

Большие дела для большой машины

Главное богатство БПЛА, используемого для разведки и мониторинга, — целевая нагрузка, то есть количество оборудования с разнообразным функционалом, которое можно разместить на борту (и это еще одна причина того, почему востребованы аппараты «серьезных» габаритов). На «Дозор-100» устанавливаются не только цифровые фотоаппараты, но и целые оптико-электронные системы с гиростабилизацией по двум осям. Они могут включать в себя лазерные дальномеры, видеокамеры и тепловизоры. Есть также возможность размещения нескольких камер, которые дадут 3D-изображение. «Все эти функции востребованы, — объясняет Юрий Павлюк. — Например, с помощью тепловизоров электроэнергетики проверяют свои линии на теплопотери, качество изоляции, наличие обрывов. Но им же необходимо наблюдать за подлеском, вырастающим на месте просек, которые были прорублены под ЛЭП. Стоит упустить время, и деревья повредят провода. Для этого и требуется 3D-съемка — она дает возможность изучать провода, опоры и деревья с разных углов».

В качестве экспериментальной платформы «Дозор-100» выполняет работы с разной целевой нагрузкой. Кроме мониторинга, аппарат задействуется в работах по картографированию местности. За час камера беспилотника делает 2000 фотографий. После посадки весь этот объем обрабатывается специально созданным ПО, которое на основе отснятого материала, а также полетной телеметрии (курс, крен, тангаж) производит идеальную сшивку карты в привязке к координатной сетке Google Maps. «Картографирование местности с небольшой высоты, — говорит Юрий Павлюк, — как оказалось, дало массу информации не только топографам, но и представителям других служб, которые обнаружили на детальных снимках незаконные свалки, самовольную застройку и прочие плоды самодеятельности незаконопослушных граждан». Функциональность аппарата сочетается с потенциально высокой автономностью. Уже сейчас он выполняет взлет в автоматическом режиме, а после установки более точного высотомера сможет и садиться самостоятельно. Это тоже требование, связанное с особенностями будущей коммерческой эксплуатации: заказчику можно будет сэкономить на пилоте, умеющем сажать ЛА, и держать в штате лишь оператора, который задаст «Дозору-100» маршрут и определит высоты. Все остальное аппарат сделает сам.

Шаг в общее пространство

«Дозор-100» — тяжелый аппарат с практическим потолком 3000 м и дальностью не менее 700 км. При несоблюдении требований безопасности такая машина вполне может стать помехой воздушному движению и привести к авиапроисшествию. Поэтому особое значение имеет четкое следование регламенту эксплуатации БПЛА. В новых Федеральных правилах использования воздушного пространства РФ говорится: «Использование воздушного пространства беспилотным летательным аппаратом осуществляется посредством установления временного и местного режимов, а также кратковременных ограничений в интересах пользователей воздушного пространства, организующих полеты беспилотных летательных аппаратов». На практике это означает, что перед полетом БПЛА необходимо «заказывать воздух» в Зональном центре УВД, дабы не допустить в него другие летательные аппараты. Но так не будет и не должно продолжаться всегда.

В мае прошлого года на аэродроме Сиверский в Ленинградской области были проведены первые в мире полеты пилотируемых и беспилотных воздушных судов в общем воздушном пространстве. В полетах участвовали два вертолета Ми-8, мотопланер АС-5 и два российских беспилотника — ижевский ZALA (легкий аппарат, запускаемый с резиновой катапульты) и «Дозор-100». Организация полетов проводилась с использованием Автоматического зависимого наблюдения радиовещательного типа (ADS-B) и компонентов этой технологии TIS-B и FIS-B на базе УКВ-линий передачи данных VDL-4.

Автоматическое зависимое наблюдение — это своего рода «небесный интернет», внедряющаяся в наши дни в Европе и США прогрессивная система обеспечения безопасности воздушного движения и повышения ситуационной осведомленности экипажей и диспетчеров. Суть системы в том, что воздушные суда оборудуются транспондером, который в режиме реального времени передает в открытый эфир свои GPS-координаты, а также другую информацию о ходе полета, включая сигналы бедствия. Эти сведения принимаются другими воздушными судами, пунктами управления ВД и специальными наземными ретрансляторами. В результате все знают всё обо всех, а на дисплее приемника ADS-B отмечается положение ВС, находящихся в окружающем пространстве, причем эта картинка точнее, чем данные радара. На этот же дисплей передаются сводки погоды. Среда, создаваемая ADS-B, значительно облегчает взаимодействие в воздухе как пилотируемых ЛА, так и БПЛА, что и было продемонстрировано в ходе экспериментальных полетов. Отрабатывались различные чрезвычайные ситуации, например прекращение связи между БПЛА и наземным пунктом управления, а также обрыв голосовой связи между экипажем вертолета и диспетчером. ADS-B помогла ВС не потерять ориентацию, а также выдала предупреждение о вероятном столкновении двух БПЛА, которые, согласно сценарию, шли встречным курсом на одинаковой высоте: беспилотники благополучно разминулись. Так был сделан важный шаг к небу, в котором будут безопасно соседствовать летательные аппараты с пилотом и без него.

Статья «Претенденты на большое небо» опубликована в журнале «Популярная механика» (№10, Октябрь 2012).