Ассоциация аэронет

Ассоциация эксплуатантов и разработчиков беспилотных авиационных систем

Цикл мнений: современные задачи развития беспилотных авиационных систем

Валиев Амир Вильевич

Технический директор - Главный конструктор ООО"Птеро"

Экспертные мнения
21 февраля 2018, 12:50
704

Развитие беспилотных авиационных систем (БАС) и беспилотных воздушных судов, в них входящих, существенно ускорившееся за последние несколько лет, отличается от развития других транспортных средств несколькими особенностями:

  • Отсутствием установившихся стандартов и правил при наличии аналогий из других транспортных систем;
  • Бурным ростом рынков применения и возможной сверхприбылью при «попадании в нишу»;
  • Относительно низкой стоимостью «вхождения на рынок», привлекающей венчурные инвестиции даже без сложившихся финансовых инструментов.

Отсутствие стандартов и правил, с одной стороны, никак не сдерживает фантазии в поиске способов применения, с другой стороны, мешает, не позволяя выходить на сложные и финансово доходные задачи, диктуемые потребителем. Возможны существенные финансовые риски как для Заказчиков (упущенная выгода от несоответствия возможностей ожиданиям), так и для Исполнителей (невозможность оказать услугу из-за законодательных ограничений).

Бурный рост рынков применения и низкая стоимость входа на них привлекает много команд, создающих множество разных конструктивных решений, в основном за счёт венчурных инвесторов, из которых эволюционным путём остаются только востребованные на рынке. Причём эволюция происходит исключительно по экономическим законам: на рынке остаются те, кто смог сначала найти своего инвестора, а затем потребителя. Этот критерий одинаково относится и к гражданскому, и к военному рынку. Причем экономический фактор относится не только и не столько к конкретному БАС и БВС, в него входящему, сколько к инфраструктуре для пользователей, делающей комфортным полный цикл решения задачи. Из-за отсутствия независимой экспертизы побеждают не всегда лучшие. Большую роль играет лобби, особенно на военном рынке.


1. БАС как транспорт

Независимо от способов применения, можно сказать, что БАС представляют собой именно транспортную систему. Фактически с помощью БАС могут решаться две задачи: или возить на себе различные полезные нагрузки, или оказывать услуги транспортировки. И в первом, и во втором случае использование БАС может дать существенный экономический эффект по сравнению с уже существующими способами.

И если считать, что БАС - это транспорт, более того, очень массовый транспорт, можно ожидать в ближайшем будущем «пробки» при их использовании. Хотя самой большой проблемой сейчас являются не пробки при массовом использовании БАС, а их «пропуск» в небо, уже занятое пилотируемой авиацией.

Проводя аналогии с другими транспортными системами, можно сказать, что развитие БАС больше похоже на развитие современных морских судов, чем автомобилей. Для автомобилей экономически выгоднее ездить по дорогам, то есть для них необходимо создание дорогостоящей инфраструктуры. Из-за малых расстояний между автомобильными транспортными средствами при их движении, из-за внезапно возникающих на дорогах препятствий автоматизация движения автомобилей – существенно более сложная задача, чем автоматизация движения морских судов или самолётов.

Перемещение летательных аппаратов в воздухе очень похоже на перемещение морских судов – отсутствие дорог в море и в небе (нет инфраструктуры), большое расстояние между транспортными средствами, позволяющее в крейсерском режиме маневрировать, как материальным точкам, практически не обращая внимания на габариты других участников движения и на окружающие помехию. Необходима (да и то не всегда) только инфраструктура в точке взлёта и приземления – аэродромы, как и морские порты. Правда есть одна существенная разница – летательный аппарат движется существенно быстрее морских судов и не может остановиться в воздухе, выключив двигатель. Но, как ни странно, эта разница практически не накладывает каких-либо особенностей  на системы управления. Аэропортами, впрочем, как и морскими портами, оборудованными системами автоматической посадки, вполне могут пользоваться воздушные суда, вовсе ими не оснащенные.

Экономика мореходства в последние несколько десятков лет привела к тому, что во-первых, визуальные правила расхождения судов на пересекающихся курсах, выработанные за почти тысячу лет активного мореходства человечества, успешно реализованы в автоматических алгоритмах. А во-вторых к тому, что на всех судах, движущихся через моря и океаны, установлена AIS (Automatic Identification System).

AIS полностью решила проблемы предотвращения столкновений между судами, ею оборудованными. AIS является системой точка-точка, позволяющей морским судам успешно «видеть» друг друга даже в плотном тумане, при полном отсутствии поддерживающей их наземной инфраструктуры, что очень похоже на основные режимы полётов БАС по уже сложившимся задачам, приносящим деньги эксплуатантам. В настоящее время можно констатировать, что подавляющая часть трафика морских судов, перевозящих грузы, проходит в автоматическом режиме (понятно, что под контролем человека, но в большинстве случаев от порта до порта экипаж к штурвалу не притрагивается) уже более двух десятков лет!На всех этих судах, перевозящих миллионы тонн грузов, экипаж составляет два-три человека, в основном для обслуживания лоцманов при заходе в порт и принятия критических решений, на которые автоматика не рассчитана. То есть на судне всегда есть капитан, который полностью подготовлен для того, чтобы заменить автопилот.

Почти аналогичная картина сложилась и на современных пилотируемых воздушных судах, перевозящих пассажиров и грузы по воздуху. Большинство современных аэропортов и самолётов оснащены системами автоматического управления, позволяющими пилотам не вмешиваться с управление самолётом с начала разбега до посадки. Существующая статистика уже подтверждает, что причиной подавляющего большинства аварийных ситуаций или инцидентов является человеческий фактор.

Если вернуться к обсуждению аналога AIS в авиации, такие системы уже давно созданы. Их обобщённое название ADS-B (automatic dependent system – broadcasting) , на русском языке эта аббревиатура звучит, как АЗН-В (автоматическое зависимое наблюдение – вещание). Основной целью подобных систем является предотвращение столкновений в воздухе и диспетчеризация использования воздушного пространства. В настоящее время оборудование аэропортов позволяет такие же задачи решать при рулении самолётов по перрону аэропорта.


В рамках работы ИКАО создано два стандарта передачи данных, один из которых объективно получил фактически монопольное распространение в целях ADS-B, в связи с тем, что был более удобен для развертывания в целях обеспечения полётов реактивной пассажирской авиации, это ES1090 или расширенный сквиттер. Второй стороной этой медали является то, что для того, чтобы окупить вложения в этот стандарт, компании, его создававшие, стараются внедрить этот стандарт для всей авиации, но это не слишком у них получается.

Второй стандарт, называемый VDL-4, появился в более позднее время, объективно он лучше ES1090, но из-за больших затрат, уже понесённых на освоение стандарта 1090 крупными американскими компаниями и нежелание отдавать рынок, они всячески лоббируют ES1090 и торпедируют VDL-4. И у них это получаетcя, несмотря на существенно меньшую стоимость ADS-B на базе VDL-4 – в буквальном смысле разница в стоимости в десятки раз не в пользу стандарта 1090!

Получается, без решения проблемы всеобщего внедрения АЗН-В, без принятия законодательных решений, без создания технической инфраструктуры, основанной на этих законодательных решениях, развитие БАС происходить не будет.

Продолжение читайте в следующей публикации. 

Оцените публикацию:

Комментарии

Бобряков Валерий. разработчик НМА
20 сентября 2018, 13:17
Только в РФ не менее 1000,0 ЛА используют спутниковую сеть Иридиум, которая без затрат будет вскоре заменена на отечественную сеть "Сфера". Для решения задачи ситуационной осведомленности о воздушной обстановке всех типов ВС нет только федерального оператора, которому эта задача должна быть поручена. И на всех вертолетах ЮтЭйр имеются трекеры Иридиум и этого достаточно для задачи предупреждения опасных сближений. Просто это нужно сделать. И Птеро летает с такими трекерами. Зачем же вы хотите их заменить на VDL-4? А разве нужно призывать из фарша опять получить мясо? С уважением,
Показать полностью
Бабинцев Г.В.
24 сентября 2018, 12:45
Трекеры ставят, уважаемый Валерий Григорьевич, с одной узко корпоративной целью - видеть местоположение своего ВС. Не более. Информация про тысячи бортов сильно преувеличена.

Вопрос - как Вы считаете, должны ли для безопасных полетов БВС быть решены вот такие, например, задачи:

Мгновенная (без задержки) доставка управляющих команд пилотов на борт БВС;

Мгновенная (без задержки) доставка уведомлений пилоту об отработке команды бортом БВС;

Доставка пилоту БВС данных и голосовых команд от диспетчера УВД и обратно;

Обмен данными между внешним пилотом БВС и другими ВС беспилотными и пилотируемыми;

Получение внешним пилотом БВС актуальной метео и аэронавигационной информации;

Устойчивость всех каналов передачи данных и голосовых сообщений против хакерского вмешательства;

Если да, важны, то как это решено в предлагаемой Вами трекерной технологии через Иридиум?
Показать полностью
Бобряков Валерий, разработчик НМА
24 сентября 2018, 18:50
Уважаемый Глеб Владимирович, 1000 трекеров это только >500 АОПА и 400 ЮтЭйр. Цифра гарантировано занижена. Я же прошлым комментом просто просил обратить боьше внимание на реальные решения сегодня, а меньше на фантазии.
1. Лично я сторонник реализовывать ситуационную осведомленность БВС и малой авиации через ГЛОНАСС и "Сферу".
2. Все перечисленные "для безопасности" задачи совсем и не надо решать в таком ключе.
Давайте попробуем предотвратить столкновение 2-х вертолетов, на волне чего построены эти статьи.
а. Пусть имеется БД ситуационной осведомленности о полетах, например, rks.flightrf.ru.
б. Все ВС региона (и БВС) имеют единый инструментарий ввода и наблюдения заявок на полеты. И диспетчера внетрассового сектора ЗЦ и ЦУП авиакомпании, и Инспекциями, САБ и т.д.
в. За N минут до вылета траектории полета этих двух вертолетов появляются на экране и мигают, ожидая запрещения (разрешения) ЗЦ на взлет. КАТАСТРОФА НЕ МОГЛА ПРОИЗОЙТИ. (на борту в данной ситуации звенеть бесполезно, так как все ТСАS выключают из-за ложных тревог.).
Итого. Это все уже сделано. Давайте что-нибудь внедрять, дорогая ассоциация!
Показать полностью
Бабинцев Г.В.
25 сентября 2018, 10:53
Как следует из официальных открытых источников, Сфера полноценно выйдет на орбиту не раньше 2028 года. Каким будет этот планируемый космический интернет - неизвестно.

Близкие к проекту специалисты считают, что после запуска Сферы она еще долго будет не применима для авиации, а ряд необходимых задач и вовсе решен не будет.

Но оставим это специалистам.

Что касается трекеров на Иридиуме, это предложение идентично тому, чтобы строить систему УВД на данных Флайтрадара. Утопия.

Что касается очередного упоминания ПТЕРО в качестве пользователя таких трекеров, то это вопрос многократно обсуждался, и оба руководителя синхронно считают, что предлагаемая технология полезна только в качестве функционала АОС и в качестве дополнительного мониторинга за полетами БВС уполномоченными (силовыми) структурами РФ.

Никакой возможности для полетов БВС в общем воздушном пространстве (особенно в классе G) совместно с пилотируемой авиацией данная технология не предоставляет, а еще более усложняет процесс организации полетов и их администрирование (наблюдение в целях управления и исключения столкновений в воздухе).

Уверен, с этой позицией Вы знакомы.

Задержки сигнала, которые на практике достигают 30 секунд являются абсолютно неприемлемыми в критически важных, с точки зрения организации воздушного движения, информационных потоках.

Технология даже не дает 100% точную информацию по ситуации, которая была накануне, не говоря уже о моменте времени, приближенном к реальному.

Полагаю, более весомо смогут прокомментировать вопрос именно представители ПТЕРО, обкатавшие на себе предлагаемую технологию.
Показать полностью
Бобряков Валерий, разработчик НМА
25 сентября 2018, 14:09
Я же Вам говорю, что я вижу решение в ГЛОНАСС и "Сфере", Вы меня опять на ИРИДИУМ сватаете. Когда будет - тогда и будет. А пока готовимся к этому.
Почему Ассоциация разработчиков БВС+институт бортового оборудования предлагает решения по организации ОрВД? Я же вам показал на примере 2-х вертолетов как решать вопрос безопасности.
Давайте определим общую точку. Нужна ситуационная осведомленность о ВСЕХ полетах у федерального оператора. Я говорю - "Да". Если вы, ассоциация, говорите тоже "да", то давайте это и сделаем. Почему в самом проблемном БВС регионе "Север Сибири" службы ОВД, САБ, ФСБ, МО и пр. не видят ни БВС, ни вертолетов?
Они же все оснащены трекерами. Это никому не надо? Вот именно поэтому и разбились. См. ранее как это просто уже давно следует решить.
Эмир Вильевич, никаких технологий на Иридиуме я никому не предлагал, не продолжайте статьи про VDL-4. Спасибо, за понимание.
Показать полностью

Для добавления записи необходимо авторизоваться или зарегистрироваться на портале