CC BY
190
УДК 338.12.017:656
DOI 10.52375/20728689_2022_1_141
беспилотные авиационные системы в грузоперевозках
матюха С.Б., к.х.н, заместитель генерального директора ООО «Аэросвет»
Представлено современное состояние по использованию беспилотных авиационных систем различного типа в авиационных перевозках. В мировой практике широко применяются беспилотные летательные аппараты, в том числе и с искусственным интеллектом, для доставки коммерческих грузов, почты, медикаментов. В Российской Федерации необходимо срочно завершить создание нормативно-правовой базы, регулирующей использование БПЛА, что обеспечит возможность широкого применения беспилотной техники в региональных авиаперевозках, особенно в труднодоступных районах Арктической зоны, Сибири и Дальнего Востока.
Ключевые слова: беспилотные авиационные системы (БАС), беспилотные летательные аппараты (БПЛА), беспилотники, грузовые дроны, искусственный интеллект (ИИ), коммерческая доставка грузов, региональные авиаперевозки.
UNMANNED AERIAL SYSTEMS IN CARGO TRANSPORTATION
Matyukha S., Ph.D., Deputy General Director of Aerosvet LLC
The current state of the use of unmanned aerial systems of various types in air transportation is presented. In world practice, unmanned aerial vehicles, including those with artificial intelligence, are widely used to deliver commercial cargo, mail, and medicines. In the Russian Federation, it is urgent to complete the creation of a regulatory framework governing the use of UAVs, which will ensure the possibility of widespread use of unmanned vehicles in regional air transportation, especially in hard-to-reach areas of the Arctic zone, Siberia and the Far East.
Keywords: unmanned aerial systems (UAS), unmanned aerial vehicles (UAVs), drones, cargo drones, artificial intelligence (AI), commercial cargo delivery, regional air transportation.
В предыдущих наших исследованиях [1-3] показано, что в Российской Федерации созданы беспилотные авиационные системы различных типов и назначения, в том числе и с искусственным интеллектом; определено, что технические возможности БПЛА могут обеспечить решение большого круга задач в научных исследованиях и хозяйственной деятельности, включая региональные авиаперевозки; отмечено, что широкому использованию беспилотных летательных аппаратов препятствует отсутствие нормативно-правовой базы, регулирующей использование БПЛА.
Цель настоящей работы - представить современное состояние в мире по использованию беспилотных авиационных систем различного типа в авиационных перевозках и определить причины, сдерживающие широкое использование в Российской Федерации беспилотных летательных аппаратов в региональных авиаперевозках.
В мировой практике широко применяются беспилотные летательные аппараты, в том числе и с искусственным интеллектом, для доставки коммерческих грузов, почты, медикаментов. Более детально рассмотрим обстановку в странах, которые можно признать ведущими в этом отношении. По оценке исследовательской компании Gartner в мире к 2026 году появится более миллиона беспилотников для транспортировки грузов. В настоящее время их насчитывается 20 тысяч, что обусловлено нерешенными проблемами в области законодательства. Особенно трудно вписываются БПЛА в городскую инфраструктуру [4]. На основании обзора литературных данных можно прийти к заключению, что «не смотря на существующие административные барьеры, энтузиасты и корпорации вкладывают миллионы долларов в перевозку коммерческих грузов беспилотниками» [5]. При транспортировке грузов предпочтение отдается грузовым дронам - беспилотным летательным аппаратам, способным перемещать груз на большие расстояния. Дальность полёта и масса груза определяется конструкцией и комплектацией модели [6].
Модельный ряд грузовых дронов широкий и разнообразный, а назначение у них одно - доставка грузов как в гражданской, так и военной области. Общеизвестно, что лучшие идеи, новейшие достижения в науке и технике, в том числе и по доставке грузов, реализуются прежде всего в военной сфере. Беспилотные летательные аппараты используются для доставки грузов войскам в боевой обстановке, особенно на позиции в отдалённой или труднодоступной местности. Главное преимущество БПЛА в этом сегменте - быстрая доставка груза и исключение смертельного риска для экипажей пилотируемых машин.
В США новые БПЛА серии TRV (Tactical Resupply Vehicle) предназначены для подвоза грузов войскам в боевых условиях. Грузоподъёмность TRV50 - 23 кг, TRV80 - 36 кг TRV400 -180 кг
[7]. Аэрокосмическая компания Kaman разработала транспортный беспилотник KARGO (дальность полёта 926 км, грузоподъёмность 453 кг) для пополнения запасов в подразделениях морской пехоты, дислоцированных на отдалённых островах [8]. В США испытали одноразовые грузовые беспилотники для доставки грузов на позиции. По проекту Silent Arrow масса перевозимого груза колеблется от 227 до 454 кг в зависимости от модели [9, 10]. Экспедиционный корпус армии США на Ближнем Востоке длительное время использует с этой целью беспилотный вертолет Kaman K-MAX. В частности, в Афганистане в 2011-2013 годах два таких беспилотных вертолета перевезли более 900 т различных грузов для снабжения военных формирований на удаленных позициях (600 вылетов, в общей сложности 700 ч в воздухе) [11].
Беспилотные авиационные системы разрабатываются всеми ведущими мировыми авиационными фирмами, научно-исследовательскими центрами, корпорациями: Boeing (США), Airbus (Евросоюз), IAI (Израиль), AVIC (КНР), Группа «Кронштадт» (Россия). В последние два-три года программы создания транспортных беспилотных авиационных систем гражданского назначения активно развиваются и, что естественно, с учётом достижений по беспилотникам военного применения. Для грузовых дронов выбраны определяющие критерии: дальность полёта, взлётная масса, грузоподъёмность, скорость (крейсерская и максимальная), практически потолок, продолжительность полёта. Особый интерес к созданию транспортных БПЛА проявляют логистические компании-гиганты, осуществляющие доставку грузов как внутри страны, так и в другие страны, в том числе и через океан. Это подталкивает разработчиков транспортных БПЛА к созданию машин, способных преодолевать дальние расстояния с большой массой полезного груза с высокой скоростью, находясь длительное время в воздухе.
В США разработан транспортный БПЛА Chaparral (дальность полёта - 500 км, грузоподъёмность - 100-220 кг). Грузовой дрон имеет 7 пропеллеров, из которых 6 обеспечивают вертикальный взлёт и приземление (взлётно-посадочная полоса не требуется), а седьмой пропеллер, расположенный в хвостовой части, - высокую скорость полёта. В носовой части находится «гибридная электрическая силовая установка» (рисунок 1). В аппарате нет грузового отсека, груз пристёгивается в специально оборудованном контейнере [12].
Описанный вариант БПЛА Chaparral принят за прототип для дальнейшего совершенствования - превращения его в грузовой гибридный дрон. Теперь 8 электрических винтов (4 на балках со стороны фюзеляжа, 4 на крыле) осуществляют вертикальный взлёт и посадку. Маршевый газотурбинный генератор обеспечивает полёт беспилотника с заданной скоростью [13].
Грузовой дрон, разработанный Boeing, перемещает грузы до 227 кг [6].
Рис. 1. Транспортный БИЛА Chaparral, разработчик: Elroy (США) [12].
Европейский союз в разработке и во внедрении беспилотных авиационных систем стремится занять лидерские позиции наравне со США. Ио оценкам, европейский рынок БАС будет составлять 10 млрд. евро в год к 2035 году и более 15 млрд. евро в год к 2050 году [14]. Европейский концерн EADS (European Aeronautic Defence and Space Company), образованный слиянием компаний Daimler-Benz Aerospace AG (Германия), Aerospatiale-Matra (Франция) и CASA (Испания), является крупнейшим центром аэрокосмической промышленности (второй в мире по величине после концерна Boeing), где разрабатывают БИЛА различных назначений, включая и грузоперевозки [15].
В Федеративной Республике Германии компания Volocopter создала грузовой дрон VoloDrone (максимальная взлетная масса - 600 кг, большая часть которой приходится на аккумуляторы, грузоподъёмность - 200 кг, дальность полёта - 40 км). Летательный аппарат имеет 18 винтовых электродвигателей, размещённых на круглой раме диаметром 9,15 м. Высота беспилотника 2,15 м (рисунок 2) [16].
В Японии создан большой дрон-вертолет Yamaha Fazer RG2. Ио внешним признакам его конструкция типичная для традиционных вертолётов. Существенное отличие от беспилотников этого типа -бензиновый двигатель вместо аккумуляторов (высота полёта - 2,8 км, дальность полёта без дозаправки - 90 км, скорость - 72 км/ч, грузоподъёмность - 35 кг). Широкий диапазон применения дрона в промышленности и сельском хозяйстве, а также по доставке грузов в труднодоступные местности. Дрон-вертолёт оказался настолько удачным, что его закупают в США [17]. В Японии появляются новые возможности по транспортировке грузов беспилотными летательными аппаратами в связи с изменением законодательства по использованию БИЛА: масса груза увеличена от 100 кг до 150 кг, исключены ограничения по перемещению [18].
В Китайской Народной Республике создан транспортный БИЛА АТ-200 на базе новозеландского серийного самолета короткого взлета PAC P-750 XSTOL (взлётная масса - 3,4 т, грузоподъёмность - 1,5 т, дальность полёта - 2000 км, максимальная скорость - 313 км/ч, продолжительность полёта - 8 ч). Китайская логистическая фирма SF Express намеревается образовать национальную сеть воздушных грузовых перевозок с большим парком подобных транспортных
БПЛА, которые заменят обычные грузовые самолёты. Формат доставки груза потребителям - 24 ч [11]. Вариант доставки груза из глубинных районов КНР (предгорья Тибета) в порт Шэньчжэнь с помощью автомобильного транспорта и БПЛА показан на рисунке 3. Воздушная перевозка груза на расстояние 1880 км с учётом перегрузки в терминалах занимает всего 5,5 ч.
В России на территории Дальневосточного региона и Арктической зоны с применением демонстратора грузового беспилотного летательного аппарата разворачивается проект по регулярной доставке различных грузов (от медицинских препаратов до технологического оборудования) по всей указанной территории [19]. Для России целесообразно использовать грузовые беспилотные летательные аппараты вертолетного типа. На её большой территории много районов, где строить аэродромы сложно и дорого или неэффективно по экономическим соображениям [20].
Малоразмерные дроны используются для доставки товаров электронной торговли, медицинских материалов, почтовых отправлений мировыми компаниями DHL, FedEx, Amazon, Google. Лидером по внедрению дронов являются США, Amazon регулярно доставляет грузы массой до 2,5 кг [6]. В США беспилотники Zipline (скорость - до 128 км/ч, масса груза - до 1,8 кг) перевозят медицинские расходные материалы и средства индивидуальной защиты в медицинский центр в городе Шарлотт (штат Северная Каролина). В 2019 году беспилотники Zipline перевозили кровь, вакцины и медикаменты в две тысячи медучреждений Ганы. Курьерская служба UPS США имеет разрешение на перевозку лекарств с помощью дронов [4].
«Почта России» планирует запустить экспериментальную сеть по беспилотной аэродоставке грузов, включающую 48 маршрутов в четырех регионах - Чукотском автономном округе, Камчатском крае, Ямало-Ненецком автономном округе и Ханты-Мансийском автономном округе [3].
В России начинает развиваться индустрия доставки товаров с применением беспилотных летательных аппаратов. Транспортные БПЛА для бизнеса поставляет «Центр беспилотников ARMAIR». В ассортименте легкие транспортные беспилотные средства, средне-магистральные БПЛА, тяжёлые беспилотные аппараты [21].
Рису 2. Грузовой дрон VoloDrone, разработчик: Volocopter (ФРГ) [16].
Рис. 3. Схема доставки груза из глубинных районов в индустриальный центр КНР с использованием автомобильного транспорта и
беспилотного летательного аппарата [11].
Таким образом, на основании даже этих выборочно представленных данных можно утверждать, что рынок применений гражданских беспилотных авиационных систем быстро развивается. Чтобы оказаться в выигрышном положении, Россия (страна с высокотехнологичной авиационной отраслью) должна раньше других занять производственные, эксплуатационные, сервисные, финансовые позиции на этом рынке.
В Российской Федерации необходимо срочно завершить создание нормативно-правовой базы, регулирующей использование БПЛА, что обеспечит возможность широкого применения беспилотной техники (с использованием её преимуществ, в частности, затраты на производство и обслуживание беспилотных летательных аппаратов меньше в 10-100 раз, чем у пилотируемых летательных аппаратов [22]) в региональных авиаперевозках, особенно в труднодоступных районах Арктической зоны, Сибири и Дальнего Востока. Успешному продвижению беспилотных транспортных технологий в Российской Федерации будут способствовать географические особенности её территории, наличие больших расстояний, а также больших пространств с минимальным воздушным движением. Это позволит выделять воздушное пространство для применения беспилотных воздушных судов в региональных авиационных перевозках без ущерба полетам на регулярных авиалиниях.
Литература:
1. Матюха, С. В. Беспилотные авиационные системы в региональных перевозках / С. В. Матюха // Транспортное дело России. - 2021. - № 1. - С. 100-102.
2. Матюха, С. В. Анализ перспективы использования беспилотных летательных аппаратов в авиаперевозках / С. В. Матюха // Транспортное дело России. - 2021. - № 3. - С. 26-27.
3. Матюха, С. В. Возможные сферы использования беспилотных летательных аппаратов в Арктической зоне Российской Федерации / С. В. Матюха // Транспортное дело России. - 2021. - № 5. - С. 96-98.
4. К 2026 году в мире появится более миллиона... [Электронный ресурс] - URL: https: // plus-one.rbc.ru>economy/bespilotniki-dlya-dostavki
5. Обзор мирового опыта коммерческой доставки грузов... [Электронный ресурс] - URL: https: // habr.com>ru/post/402475/
6. Грузовые дроны: популярные модели, преимущества... [Электронный ресурс] - URL: https: // mentamore.com>transportnaya... gruzovye-drony.html
7. Использование БПЛА для перевозки грузов в США [Электронный ресурс] - URL: https: // russiandrone.ru>news/ispolzovanie_ bpla.. ,v_ssha/
8. В США представили грузовой БПЛА для Корпуса... [Электронный ресурс] - URL: https: // yandex.ru>news/story/VSSHA_ predstavili.. .BPLA...
9. В США испытали одноразовые грузовые беспилотники... [Электронный ресурс] - URL: https: // topwar.ru>155748-v-ssha... odnorazovye.. .bespilotniki...
10. Американцы испытали одноразовые грузовые... [Электронный ресурс] - URL: https: // nplus1.ru>news/2019/03/20/gliders
11. Беспилотные авиасистемы для грузоперевозок.. .[Электронный ресурс] - URL: https: // ato.ru>.. .bespilotnye-aviasistemy... gruzoperevozok.. .2
12. Elroy Chaparral .[Электронный ресурс] - URL: https: // airwar.ru>enc/bpla/chaparral.html
13. Американцы представили предсерийную версию дро-на... [Электронный ресурс] - URL: https: //russiandrone.ru>news/ amerikantsy.. ,versiyu_drona...
14. Анализ существующего состояния международного... [Электронный ресурс] - URL: https: // russiandrone.ru>.. .1... bespilotnykh-aviatsionnykh_/
15. Производство БПЛА в Европейском союзе.. .[Электронный ресурс] - URL: https: // info.wikireading.ru>250911
16. В Германии протестировали тяжёлый транспортный дрон... [Электронный ресурс] - URL: https:// habr.com>ru/news/t/583690/
17. Обзор большого дрона-вертолета Yamaha Fazer [Электронный ресурс] - URL: https:// chudo.tech>2017/03/22/obzor.. .vertoleta-yamaha...
18. Новейшие беспилотные вертолеты Yamaha готовы... [Электронный ресурс] - URL: https:// robogeek.ru>.. .roboty.. .bespilotnye-vertolety-yamaha...
19. Беспилотные авиасистемы для грузоперевозок: оценка... [Электронный ресурс] - URL: https:// ato.ru>content/bespilotnye-aviasistemy-
20. Грузовой БПЛА российской разработки - стоимость... [Электронный ресурс] - URL: https:// zen.yandex.ru>Яндекс.Дзен>./ bespilotniki-gruzoviki.
21. Транспортные БПЛА для бизнеса от ARMAIR ... [Электронный ресурс] - URL: https:// bespilotnik24.ru>Транспортные БПЛА
22. Основные термины и определения [Электронный ресурс] -URL: https:// apr.moscow>content/data/3.. .Каталог_отчет_дроны.pdf
