Пресс-релизы и другие материалы для СМИ

Новости в RSS-формате

Номер 32, лето 2006

Лесные помощники — летающие роботы

Н. Коршунов, начальник лётно-производственной службы Красноярской авиабазы
Р. Котельников, главный инспектор лётно-производственной службы ФГУ «Авиалесоохрана»

В скором времени помогать охранять леса будут дистанционно-пилотируемые летательные аппараты.

Россия обладает самыми обширными лесными богатствами. Сохранение этих богатств требует огромного приложения сил. Слишком много факторов могут легко уничтожить живой лес, слишком он раним и без должной охраны может быстро исчезнуть. На столь обширных просторах без использования авиации проведение лесоохранных работ просто невозможно. Борьба с лесными пожарами, защита от вредителей и болезней, экологический мониторинг, проведение лесоустройства, мониторинг лесопользования — вот спектр применения авиации в лесном хозяйстве. С 1931 года в составе лесного ведомства существует специализированная авиапожарная служба «Авиалесоохрана». На неё возложена функция управления авиакомплексом в лесном хозяйстве, обеспечение и проведение авиационных работ для большинства подразделений лесной службы. Только для обнаружения и тушения лесных пожаров «Авиалесоохраной» ежегодно привлекается более 400 самолётов и вертолётов, из которых более 100 единиц — это собственная ведомственная пожарная авиация.

До начала девяностых годов лесная служба страны обладала значительными возможностями в реализации лесоохраной политики. Низкая стоимость эксплуатации авиатехники, развитие государством малой авиации, наличие значительной аэродромной сети во всех уголках страны и развитость их инфраструктуры позволяли лесной службе выполнять охранные работы в полном объёме. За долгие годы оттачивалась технология работ, отлаживалось взаимодействие различных лесных и авиационных служб, вырабатывались и уточнялись необходимые нормативные документы. Львиная доля авиационных работ приходилась на борьбу с лесными пожарами, налёт привлекаемых 700 воздушных судов составлял более 150 тыс. часов ежегодно. Процент обнаружения лесных пожаров самолётами «Авиалесоохраны» не опускался ниже 95, оперативность тушения была на высочайшем уровне. Имеющиеся ресурсы позволяли Лесной службе проводить политику борьбы абсолютно со всеми пожарами в лесном фонде страны. Специализированные лесоавиационные услуги оказывались всем ведомственным потребителям по мере необходимости.

В начале 90-х ситуация резко изменилась. Экономический кризис в стране негативно отразился во всех сферах общества. Постоянное недофинансирование лесного комплекса, пе-ределы собственности в авиационной отрасли, реформы в лесном ведомстве — всё это привело к снижению эффективности работы авиапожарной службы. Уменьшился парк авиатехники малой авиации в стране, значительно сократилась аэродромная сеть, пригодная для эксплуатации, резко возросла стоимость аэронавигационных и аэропортовых услуг, ремонта воздушных судов, авиационного топлива, ухудшилось нормативно-правовая база проведения полётов. Изменились подходы к работе с авиакомпаниями. За прошедшее десятилетие стоимость лётного времени воздушных судов возросла в три раза и более. Следствием этого стало резкое сокращения объёмов лесоавиационных работ, в настоящее время до непозволительно низкого уровня — около 30 тыс. лётных часов в год. В некоторых лесхозах и авиаотделениях речь уже идёт не просто об ухудшении производственных показателей, а о невозможности выполнения своих функций. Во многих районах лесного фонда полёты проводятся эпизодически.

В настоящее время авиалесоохранные работы фактически проводятся «по мере возможности». Где выход из сложившейся ситуации? Простое увеличение выделяемых денег до величины соответствующей прежнему уровню, с учётом инфляции, не сможет изменить ситуацию. Несоизмеримо возросла себестоимость авиалесоохранных работ, а ведь главная доля затрат, как и в прошлые годы — это найм воздушных судов. Как обеспечить проведение авиационных работ в необходимом объёме при сложившихся экономических условиях?

Давайте разберемся, какие основные задачи решает авиация в лесном хозяйстве страны. Авиация используется для решения двух фундаментальных задач:

1. Воздушное наблюдение — выявление очагов лесных пожаров, осмотр действующих пожаров, лесопатологическое обследование, аэрофотосъемка, мониторинг лесонарушений.

2. Оперативная доставка людей и средств к месту работу — парашютные и десантные пожарные команды, различные средства тушения, исследовательские команды, группы по пресечению незаконных действий.

Многолетняя практика проведения авиалесоохранных работ показывает, что только в 65-70 % случаев полёты сочетаются с транспортной задачей. Основной акцент в «Авиалесоохране» всегда делался на оперативную доставку лесных пожарных к месту пожара. Самолёты производили патрулирование лесов непосредственно с парашютистами-пожарными на борту и сразу после обнаружения пожара группа высаживалась и приступала к тушению. В современных условиях во многих регионах в целях сокращения затрат всё чаще применяется пассивное патрулирование — только обнаружение и передача сообщения о лесном пожаре. К обнаруженному пожару с авиаотделения (лесхоза) направляется дежурная команда на вертолете или дешёвым наземным транспортом.

Что это означает? Треть полётов поводятся с одной целью — «око в небе», значит, выполнение этой задачи можно осуществлять воздушными судами практически любого класса с различной стоимостью лётного времени. Естественно, воздушные суда с малым взлётным весом имеют наименьшую стоимость. В начале XXI века в гражданской авиации появилось ещё одно направление, которое гораздо дешевле — беспилотные технологии или дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА), в частности малые ДПЛА.

В 90-х годах прошлого века в развитии ДПЛА произошёл мощный научно-технический прорыв. Огромный скачок в развитии элементной базы дал инженерам колоссальные возможности. Одна лишь глобальная спутниковая навигация упростила и удешевила разработку беспилотных комплексов на порядки. Особенностью современной беспилотной техники является прогрессивное уменьшение их габаритов и массы, стоимость и доступность приближается к уровню бытовых технологий. Появились беспилотные аппараты не только мини-, но и микроклассов. «Эти летательные аппараты дёшевы, в недалекой перспективе их цена может быть снижена до цены дорогой игрушки для подростков», — замечает главный конструктор Н. В. Чистяков (НПКЦ «Новик-XXI»). Сложились объективные условия, при которых беспилотная авиация, которая всегда имела исключительно военное применение, может успешно использоваться в гражданской сфере.

Американская компания MLB уже сейчас предлагает покупателям беспилотный аппарат «Bat-3» весом 6 кг с необходимым оборудованием, умещающимся в багажнике легкового автомобиля, за 48 тыс. долларов США. В перспективе цена за комплекс будет снижена до 20 тысяч долларов. За эти деньги любое частное лицо получает возможность по своему усмотрению проводить воздушную разведку (ближняя разведка, воздушное картографирование и т.п.) в радиусе 10-30 км с продолжительностью до 6 часов. Снаряжение аппарата — цветные и инфракрасные видеокамеры, фотоаппараты, спутниковая навигация GPS. Исчезает зависимость от необходимости найма дорогостоящих самолётов и вертолётов.

В США планируется к 2012 году использовать в коммерческих и муниципальных службах около 8 тысяч беспилотных аппаратов различного назначения и класса. Три четверти из них будут составлять аппараты класса малых ДПЛА. Компания Teal Group в своём последнем прогнозе предполагает, что продвижение в невоенную сферу начнётся с пограничных, полицейских и лесоохранных структур.

Форсированными темпами в мире формируется рынок коммерческих ДПЛА, признаки жёсткой конкурентной борьбы иностранных компаний за обладание российским рынком уже отчётливо проявляются в отечественных средствах массовой информации.

А что же российские разработчики, обладающие колоссальным опытом проектирования крупных ДПЛА военного назначения? Общеизвестно как эпоха политических преобразований и экономических трудностей отразилась на состоянии отечественной науки. За последние десятилетия по многим научно-техническим направлениям отмечаются отставания. Несмотря на это, именно в области мини- и микроДПЛА никакого отставания Россия не испытывает. В настоящее время отечественные учёные имеют наработки и предлагают готовые изделия, не уступающие западным аналогам и даже пре-восходящие их. НИОКР в данной области не требуют больших средств, поэтому большинство аппаратов разрабатываются в инициативном порядке. Российская авиастроительная корпорация «Иркут» уже сейчас предлагает потенциальному потребителю целую линейку беспилотных аппаратов от 2,8 до 850 кг. В своих конструкциях «Иркут» использует наработки российской компании «Новик-XXI» и израильской Aeronautics Defense Systems. В зависимости от комплектации, выбора полезной нагрузки и других факторов, стоимость комплекса может колебаться в пределах от 60–80 тыс. до 4–5 млн. долл. США. К сожалению, существует игнорирование этой техники как государством в лице заинтересованных структур, так и крупными корпорациями. Пока только МЧС, ФСБ и МВД официально заявили о начале опытной эксплуатации беспилотной техники в своих ведомствах.

В мире уже сложились определённые классификации беспилотной техники: по массе (микро — менее 5 кг, мини — менее 200 кг и макси — свыше 1000 кг), по продолжительно нахождения в воздухе (менее 1 часа, до 3 часов, до 12 часов, 24 и более), по высоте полёта и так далее.

Для малых беспилотных аппаратов практика постепенно определила две наиболее привлекательные весовые ниши: до 20-50 кг (старт по самолетному или с транспортно-пусковой установки) и 2-5 кг (старт с руки). Современный комплекс ДПЛА состоит из: летательного аппарата, радиоприёмопередающей станции, пульта управления на базе персонального компьютера и пусковой установки. Весь комплекс в зависимости от массы и размеров размещается на автомобильном шасси или просто в «большом рюкзаке». Управление осуществляется посредством обыкновенного «ноутбука» и не требует от оператора непосредственного пилотирования самолетом. Достаточно задать маршрут и запустить в полёт. Самолёт может быть оснащен цветной, черно-белой или инфракрасной камерами, системами спутниковой навигации (американской GPS или российской ГЛОНАСС). Видеоинформация передаётся в режиме реального времени. Оператор может изменять курс самолета в процессе полёта.

Наиболее отработанным зарубежным микроДПЛА считается «Dragon Eye» компании AeroVironment (США). Планер из стеклопластика весом 2,7 кг запускается с руки. Способен на двух электродвигателях выполнять часовой полёт в радиусе до 10 км при скорости 80 км/час на рабочей высоте 400 метров. Стоимость комплекса от 10 тысяч долларов в зависимости от комплектации. Опыт эксплуатации «Dragon Eye» был использован при создании аппарата «Raven». 2-килограмовый самолет способен вести разведку в течение 1,5 часов. Компания AeroVironment объявила о выпуске к началу 2006 года более 3 тысяч этих аппаратов, которые налетали свыше 18,5 тысяч часов. «Raven» стал победителем тендера на поставку 550 «рюкзачных» комплексов для армии США. Активно ведутся эксперименты по использованию этих аппаратов в интересах полицейских и пожарных служб.

Яркими представителями в этом классе являются израильские 5-килограмовый «Skylark» компании Elbit Sistem и 6,5-килограмовый «Orbiter» от Aeronautics Defense Systems.

Российский аналог в микроклассе представлен комплексом «БРАТ» созданным НПКЦ «Новик-XXI». При сходных характеристиках и схемах эксплуатации 2,5-килограммовый самолет обладает значительной путевой скоростью (до 100 км/час), хорошей аэродинамикой, производственной технологичностью и большой кратностью применения (до 1000 раз). Наличие вариантов с электрической или поршневой силовой установкой делает его более «гибким» для выполнения различных задач. На подобной конструктивной схеме выполнены белорусский ДПЛА «Мошкарец» и российский «Иркут-2». На прошедшей в августе прошлого года авиационной выставке МАКС-2005 ЗАО «Эникс» продемонстрировало новый комплекс дистанционного наблюдения Т23 «Элерон». Самолёт выполнен по схеме «летающее крыло» с электрической силовой установкой. При взлётной массе в 2,8 кг на скорости 60-105 км/ч «Элерон» способен в течение 60-80 минут вести разведку на высоте до 3000 м. Складной планер можно упаковать в небольшой плоский контейнер. Рассказывает главный конструктор предприятия Ильдар Якупов: «Покупателей может привлечь компактность аппарата, который переносится одним оператором, его сравнительно небольшая цена, простота в эксплуатации (старт с руки, посадка с парашютом), многоразовость использования и малое время подготовки к применению — до 5 минут».

Классические самолётные решения использованы в зарубежном аппарате миникласса «Aerolight» (Aeronautics Defense Systems). 40-килограмовый самолет имеет длину 2,5 метра и 4-метровый размах крыльев, малогабаритный поршневой двигатель. Обеспечивает 4-часовой полёт на скорости до 180 км/ч. В зависимости от задач возможно применение на удалениях до 150 км. Для взлета и посадки могут использоваться любые ровные участки дорог длинной в пару сотен метров.

В классе миниДПЛА широко известен отечественный комплекс «ГрАНТ» (НПКЦ «Новик-XXI»). 20-ти килограммовый аппарат производит взлёт с транспортно-пусковой установки. Воздушная скорость до 200 км/час, высота — до 5 км. Способен осуществлять четырёхчасовой полёт в радиусе до 70 км. В качестве силовой установки используется бензиновый двигатель. В сочетании с большой дальностью действия и значительной целевой нагрузки ЛА способен выполнять широкий спектр задач: от воздушной разведки с получением информации в реальном времени, картографирования до ретрансляции радиосигналов. Комплекс из двух аппаратов, пусковой установкой и станцией управления располагается на двух автомобилях УАЗ. Цена комплекса на уровне 140 тыс. долларов. Разработками подобных комплексов также известны ЗАО «Кулон» и ОАО КБ «Луч».

Заявленные характеристики современных беспилотных аппаратов уже указывают на возможность выполнения множества задач в лесном комплексе. Какие задачи могли бы выполнять малые ДПЛА, и какие выгоды это сулит?

В области борьбы с лесными пожарами специалистам известно, что самым сложным и затратным является тушение крупных пожаров. Значительная протяжённость горящей кромки с различными лесопирологическими условиями, высокая интенсивность горения, местами переходящая в верховые пожары, образование пятнистых пожаров, большое число задействованных пожарных команд и специальной техники, сложности взаимодействия и управления — это обуславливает острую потребность в ежедневной и ежечасной комплексной информации о состоянии и развитии пожара. Без комплексной пространственной информации, для получения которой существует только один способ — осмотр с воздуха, добиться эффективной борьбы с крупными пожарами, взаимодействия и безопасности пожарных команд задействованных на них, невозможно! Это аксиома всех опытных руководителей по тушению крупных лесных пожаров. Зачастую на практике летчик-наблюдатель, осуществляющий кратковременный осмотр действующего пожара обладает несравненно лучшей осведомленностью о его текущем развитии и перспективах тушения, чем наземный руководитель тушения, находящийся на пожаре постоянно. Сейчас главная проблема состоит в том, что фактически большую часть времени наземный руководитель получает информацию о развитии ситуации лишь о тех участках действующей кромки огня, где непосредственно находятся пожарные команды и не более! К этому следует добавить и финансовую проблему, когда для поведения 15-минутного облёта требуется затратить до одного часа и более на перегон воздушного судна к месту пожара. Сверхмалые ДПЛА могут успешно решить проблему обеспечения разведки «за ближайшим холмом». Портативный комплекс ДПЛА мог бы применятся парашютно-десантной пожарной группой или наземным руководителем тушения крупного пожара самостоятельно. Применение одного аппарата класса «Элерон» при тушении крупного пожара способно сократить число необходимых вылетов дорогостоящих воздушных судов, а это экономия в среднем 1,5-2 часов лётного времени. В течение пожароопасного сезона один мобильный комплекс может быть задействован в среднем на 5-10 крупных лесных пожарах. Зная стоимость ДПЛА, его эксплуатации, а также стоимость лётного времени воздушного судна, нетрудно подчитать экономические выгоды. Но главное, новая менее затратная схема работы позволяет обеспечить потребителей — наземные команды тушения нужной информацией по мере её необходимости, а не по мере возможности, как это происходит в настоящее время. Всё это способно поднять эффективность тушения крупных пожаров на порядок.

Наличие недорогих беспилотных комплексов в некоторых удалённых лесничествах может способствовать решению проблемы защиты посёлков от угрозы лесных пожаров в районах, где в настоящее время организация постоянной авиационной охраны не проводится из-за технических и финансовых трудностей.

Известно, как нехватка аэродромной сети и её неравномерность очень усложняет организацию оперативной работы авиакомплекса лесной службы, что значительно удорожает проведение авиалесоохранных работ. Даже для того, чтобы оперативно провести воздушное лесопатологическое обследование в некоторых удалённых районах необходимо либо заблаговременно создавать пункты дозаправки, либо производить полёты с дальних аэродромов при максимальном запасе топлива. В некоторых случаях решением этой проблемы может стать замена пилотируемого воздушного судна беспилотным аппаратом. Мобильный комплекс класса «ГрАНТ» на автомашинах может быть направлен в район работ, и на время проведения полётов будет базироваться на территории ближайшего лесничества.

Не секрет, что часто провести за короткий период наземное освидетельствование большого числа разноудаленных лесосек на территории некоторых лесхозов крайне трудно. Организация авиационного освидетельствования очень дорога. Применение одного мобильного комплекса миниДПЛА с фотоаппаратурой способно оперативно решить эту задачу при даже меньших финансовых затратах, чем проведение наземного освидетельствования. Подобный приём мониторинга лесопользования позволяет оперативно выявить нарушения, собрать убедительную доказательную базу и принять меры по исправлению негативной ситуации.

При средней стоимости серийных аппаратов микрокласса от 5 тыс. долларов становится совершенно реальным насыщение ими авиационных и наземных пожарных команд на уровне авиаотделений и лесничеств. А при цене и эксплуатационных расходах от 20-40 тыс. долларов на один летательный аппарат мини-класса возможна эксплуатация этой техники на уровне авиабаз и некоторых лесхозов.

Какие проблемы возникнут при применении ДПЛА и на какие вопросы пока не получены ответы от конструкторов и пользователей? Может ли аэровизуальная оценка развития пожара по средствам телевизионных камер ДПЛА заменить глаза лётчика-наблюдателя, находящегося непосредственно на борту воздушного судна? Каковы перспективы снижения требований к квалификации пользователя и сможет ли лесник самостоятельно управляться с такой «игрушкой» в будущем? Какова надёжность аппаратов, связанная со специфическими условиями эксплуатации? Техническая проблема состоит в том, что в лесном хозяйстве требуются не просто беспилотные летательные аппараты, пусть и с уникальными характеристиками, а полноценные системы, способные выполнять определённые функции, дешёвые и простые, не требующие квалифицированного обслуживания. Любой продукт должен быть адаптирован к задачам и условиям применения. В стране пока слишком мал опыт эксплуатации аппаратов данного типа, но эти проблемы, несомненно, будут решены в ближайшее время.

Как любой новый летательный аппарат, ДПЛА совсем не лишён «врождённых» недостатков. При внедрении обязательно будут возникать проблемы. Основными недостатками современных ДПЛА являются:

* Незначительна осматриваемая площадь. Небольшой угол захвата существующей регистрирующей аппаратуры для ДПЛА, не позволяет использовать аппараты для контроля большой территории, несмотря на большую дальность и продолжительность полёта. Вносит своё влияние и низкая скорость. Это ставит под сомнение экономическую эффективность при использовании беспилотных аппаратов для проведения авиапатрулирования на значительных площадях, в сравнении с лёгкой пилотируемой авиацией.

* На данный момент практически не отработана аппаратура и технологии для автоматического мониторинга. Например, пока невозможно обнаружение лесных пожаров без участия человека, а необходимость непосредственного видеонаблюдения через монитор приводит к большой нагрузке на оператора, и соответственно к большому числу пропусков и ошибок. Попытки автоматического детектирования лесных пожаров только по тепловым аномалиям, имеют большую погрешность и не дают полной информации о пожаре, которую способен выявить профессиональный лётчик-наблюдатель.

* Эффективная работа возможна только в зонах прямого постоянного радиоконтакта между летательным аппаратом и комплексом управления. В среднем для миниДПЛА это 70-100 км.

* Для использования и обслуживания ДПЛА нужны подготовленные специалисты. Пройдёт ещё много лет, прежде чем благодаря массовости применения появится сеть мастерских, а пока даже незначительный ремонт или техобслуживание могут быть произведены только в условиях фирмы производителя.

* Для малых ДПЛА маленькая масса делает их зависимыми от погодных условий, особенно от ветра и конвекционных потоков. Наличие значительной турбулентности вблизи лесных пожаров сильно затрудняет их облёт.

* При экономической эффективности ДПЛА, нужно учитывать, что аварийность таких аппаратов на пару порядков выше, а их ресурс несравненно ниже, чем у обычных воздушных судов.

* Отсутствие на борту человека увеличивает риск столкновения с другими летательными аппаратами. Вероятней всего свободное применение будет разрешено только до минимальной безопасной высоты полёта воздушных судов (в зависимости от рельефа 100 — 500 метров). Всё остальное потребует постоянного согласования с органами управления воздушным движением.

К сожалению, главной проблемой является то, что на данный момент в стране практически полностью отсутствует нор-мативно-правовая база для применения беспилотной техники. Речь идёт о необходимости создания базы для сертификации ДПЛА и их интеграции в существующую систему управления воздушным движением. Комплексно эта проблема пока не решена нигде в мире, несмотря на значительные усилия. Работники МЧС, проводя опытную эксплуатацию техники, уже столкнулись с этой проблемой.

Будем честны, на сегодняшний день в стране пока отсутствует опыт применения ДПЛА для обнаружения и тушения лесных пожаров. Только после проведения натурных экспериментов может быть определён оптимальный облик беспилотной системы для решения лесоохранных задач, технологические схемы её применения и пути интеграции в работу подразделений лесной службы.

Несмотря на все проблемы, некоторые из которых вполне могут быть успешно решены в ближайшее время, применение ДПЛА открывает новые заманчивые перспективы в ведении лесного хозяйства. При несравненно меньших финансовых затратах, высокоэффективно решение такого спектра задач, как осмотр пожаров, воздушное лесопатологическое обследование, экологический мониторинг, контроль лесного фонда, освидетельствование мест рубок, борьба с лесными ворами.

Органичное включение беспилотных комплексов в существующую систему авиационной охраны лесов может существенно уменьшить эксплуатационные затраты, значительно снизить технические требования к наличию и качеству аэродромной сети, наличию запасов авиаГСМ. «Авиалесоохрана» повысит оперативность и гибкость проведения необходимых лесоохранных работ.

По мнению экспертов, беспилотный аппарат вряд ли в ближайшие 10-15 лет сможет конкурировать с обычной авиацией при проведении лесоавиационных работ на значительных площадях. Себестоимость работы обычного самолёта (вертолёта) с базового аэродрома на площадях 3-5 млн.га значительно ниже, чем создание сети оперативных точек с комплексами ДПЛА. Они не смогут заменить пилотируемую авиацию в охране лесов, так как не обеспечивают выполнения главной задачи — доставки сил и средств к месту работы.

Беспилотная техника может успешно решать определённый узкий спектр важных задач. Оперативное адресное применение и охрана небольших локальных участков лесного фонда — вот ниша использования беспилотной техники. Именно это способно поднять техническую сторону проведения охранных работ в лесном хозяйстве на ка-чественно новый уровень. Ещё 5-10 лет назад подобное звучало как фантастика, сегодня это становится объективной реальностью и острой необходимостью. Современные экономические условия требуют от Лесной службы идти в ногу с прогрессом, искать эффективные способы снижения производственных затрат при улучшении качества проводимых лесоохранных мероприятий. Сложилась ситуация, когда вектор развития беспилотной авиации и интересы лесного хозяйства пересеклись в одной точке. Лесникам и инженерам необходимо начать совместную работу, чтобы в ближайшее время получить новое эффективное средство охраны лесов. Несмотря на имидж консервативного ведомства, исторический путь содержит много примеров, когда российская лесная служба была пионером в освоении самых новых передовых технологий. Роботы над лесом — это реальность!

Использованы фотографии с сайтов:
www.aeronautics-sys.com, www.aerovironment.com, www.dpla.ru, www.elbitsystems.com, www.spyplanes.com

Обсудить статью вы можете на нашем форуме.

Share |

Семейство сайтов Forest.RU: Всё о российских лесах | Дубы Евразии | Всероссийское Движение "Возродим наш лес" | Всё о сибирском кедре и его родственниках | Выращивание кедра сибирского в Средней полосе России

К началу этой страницы	На входную страницу рублей Яндекс.Деньгами на счёт 41001289093796 (Интернет-портал Forest.RU)	Напишите нам!