ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ В РФ И В МИРЕ Текст научной статьи по специальности «Физика»

Д.А. Борисов

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ В РФ И В МИРЕ

В статье рассматриваются вопросы обследования газопроводов при помощи беспилотных летательных аппаратов и перспективы данной методики.

Ключевые слова: обследование газопроводов, БПЛА, беспилотные летающие аппараты, газоанализатор.

Производство беспилотных летательных аппаратов в мире неуклонно растет, а рынок сбыта расширяется с каждым годом. Модели беспилотников совершенствуются и обзаводятся новыми функциями. Основным лидером по производству и разработке новых моделей беспилотной летательной техники на сегодняшний день остается США. Страны Евросоюза, Израиль, Россия, Китай в совокупности производят треть беспилотных аппаратов, см. Рис. .

Испания Иран Китай

Израиль

6%

США

33%

Рис. 1. Мировой рынок производителей беспилотников

Однако, подавляющее большинство разработок, направленных на совершенствование беспилотников, ведется не в гражданской, а в военной сфере. И военные, и гражданские конструкторы стремятся уменьшить габариты беспилотников, стараясь увеличить при этом время нахождения в воздухе, частично этого получается достичь, применяя для корпуса, винтов различные композитные материалы. Отдельные разработки ведутся в повышении емкости аккумуляторов, возможности применения альтернативных ис-

© Д.А. Борисов, 2023.

Научный руководитель: Осипов Владимир Александрович - кандидат экономических наук, Владимир, Россия.

точников энергии, эти разработки затрагивают не только сферу применения беспилотных летательных аппаратов, существующие на сегодня аккумуляторные батареи не отвечают требованиям и мобильной электроники, и автомобилестроения.

Конкретное применение беспилотной техники для обследования газопроводов в последнее несколько лет получило широкое развитие. ПАО «Газпром» после серии удачных испытаний беспилотных комплексов, об одном из которых было сказано в главе 3, с 2019 года использует для обследования газопроводов в режиме реального времени беспилотные комплексы на базе гексакоптера DJI Matrice 600, см. Рис. . Данные комплексы оборудуются компактным газоанализатором U10, а благодаря защите корпуса от пыли и влаги, комплексу не страшны сильные осадки, смог, частицы пыли и песка размерами более одного мм.

Рис. 2. Беспилотный комплекс с модулем газоанализатора

Наиболее интересны комплексные решения, когда промышленный беспилотный аппарат оснащается несколькими типами навесного оборудования: камерой (визуальной или тепловизионной), газоанализатором (или лазерным сканером LiDAR). При таком подходе устройство становится универсальным, а компания этом случае экономит значительные материальные ресурсы и получает реальную возможность выполнить сразу несколько задач. Именно над универсальностью применения беспилотных комплексов работают сегодня не только отечественные, но и зарубежные компании. В Китае достаточно активно внедряют универсальные комплексы с детекторами метана, быстродействие которых составляет 0,1 с, пороговая чувствительность с расстояния 100 м не превышает значения 100 pmm*m, а случайная погрешность составляет не более 2%. Применение такого прибора, позволяет произвести мониторинг трассы в 1 км, за

1___1,5 минуты, достичь такого показателя автомобильным, а уж, тем более, пешим бригадам обходчиков

не представляется возможным.

Отечественные разработчики производят готовые решения не только на базе импортной техники, но и на собственных разработках, не так давно, компанией АО «Пергам-инжиниринг», занимающейся разработками в сфере технологий безопасности, был разработан беспилотный комплекс для обнаружения утечек на магистральных трубопроводах - ДЛС-БПЛА ALMA G4 UAV. Этот комплекс построен на базе отечественного беспилотного вертолета с бензиновым двигателем, построенного в конструкторском бюро «Искатель» Московского авиационного института «Ворон 120», который является прямым аналогом военного беспилотника «Ворон 700». У данного беспилотного летательного аппарата есть несколько преимуществ перед импортными и отечественными аналогами, в частности это взлетная масса в 120 кг при собственном весе в 90 кг, т.е. аппарат может нести на своем корпусе 30 кг полезного навесного оборудования. Детектор метана ALMA G4 UAV на базе беспилотного вертолёта «В0Р0Н-120», см. Рис. , - самый производительный. Время подготовки комплекса ко взлёту составляет всего 10 минут, время полёта с установленным на борту детектором утечек ДЛС-ЛА составляет до 6 часов, при максимальной скорости в 100

км/час. Имея такие характеристики комплекс на одной заправке может обследовать участок газопровода до 600 км.

Рис. 3. Комплекс ДЛС-БПЛА ALMA G4 UAV

Из всего вышеизложенного можно сделать несколько выводов:

1.Развитие и использование комплексов для мониторинга различных объектов в различных сферах экономики на базе беспилотных аппаратов в России и в мире набирает все большую популярность, при этом в Российской Федерации отечественные разработки иногда превосходят зарубежные аналоги.

2.В газовой промышленности использование беспилотных аппаратов экономически оправдано и на это выделяется финансирование только в сфере магистральных трубопроводов, в обычных сетях газораспределения только в нескольких областях можно встретить парки беспилотных аппаратов, используемые для обследования газопроводов.

3.Правовой аспект с усложнением запуска беспилотных летательных аппаратов может стать серьезной преградой на пути решения вопросов с их использованием в качестве осмотра трасс газопроводов. Иногда возникает необходимость срочного осмотра участка газопровода в труднодоступной местности, на предмет утечки, однако бюрократические процедуры, связанные с оформлением разрешения на полет могут привести к возникновению аварийных ситуаций. Из этого следует, что государству нужно законодательно четко разделить гражданскую, развлекательную и служебную беспилотную авиацию, разрешив последней действовать по ситуации, с возможным отступлением от норм и требований.

4.В отдельный пункт можно выделить использование беспилотных комплексов, работающих под управлением искусственного интеллекта. В единую сеть можно будет свести все трубопроводы, а контроль за это возложить на несколько операторов, которые будут обслуживать десятки дронов, работающих по трассам газопроводов.

Библиографический список:

1. «Обзор беспилотных летательных аппаратов общего пользования и регулирования воздушного движения БПЛА в разных странах» А. Н. Бондарев, Р. В. Киричек, «Информационные технологии и телекоммуникации», СПб, 2016

2. «Использование беспилотников в газовом хозяйстве» Данилова А.А. Миденко М.А. Косогоров А.А. Тара-сенко В.И. Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых АО «Газпром газораспределение Владимир», г. Владимир, Россия

3. Villasenor J. "Drones" and the Future of Domestic Aviation // Proceedings of the IEEE. 2017

4. Gupta L., Jain R., Vaszkun G. Survey of Important Issues in UAV Communication Networks // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2016.

БОРИСОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ - магистрант, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.