CC BY
142
УДК 629.7
РОССИЙСКИЙ РЫНОК ТЕХНОЛОГИЙ БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ.
ОСОБЕННОСТИ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
Э.Г. Багдасарян
Российская индустрия беспилотных авиационных систем гражданского применения состоит сегодня из аппаратов класса до 30 кг и по своим возможностям приближается к мировому уровню. Аппараты более тяжелых классов находятся в стадии разработки. Спектр возможного применения беспилотной техники очень широк, однако реальный объем рынка авиаработ в России на два порядка отстает от рынка боевого применения БАС. Научно-технический потенциал наших компаний позволяет им совершенствовать технологии и осваивать отечественный и зарубежные рынки. Для дальнейшего успеха требуется в первую очередь развитие нормативного правового и технического законодательств, а также структурные экономические реформы с целью создания высокотехнологического малого и среднего бизнеса.
Ключевые слова: беспилотные авиационные системы, технологии, Российская индустрия, гражданское применение, рынок, законодательство, малый и средний бизнес, перспективы.
Рынок технологий беспилотных авиационных систем (БАС) России развивается активно, несмотря на макроэкономические трудности. Его ежегодный рост в 2011-2015 годах измеряется двухзначной цифрой (иногда трехзначной). Происходит «наверстывание упущенного» в российских технологиях от мирового уровня в боевой составляющей и рост рынка гражданского применения. В России повторяются общемировые тенденции и пропорции нового растущего сегмента авиационной индустрии с учетом особенностей географии и природы. С одной стороны, значительные пространства, низкая интенсивность воздушного движения создают большие потребности и благоприятные возможности для развития гражданского рынка БАС, с другой стороны, суровый климат обусловливает более жесткие требования к технике.
Целями создания БАС являются решение прикладных инженерных, научных и других задач (мониторинг сооружений, природных объектов, сельскохозяйственных полей, геодезия, маркшейдерия, транспортировка грузов и т д.). Беспилотные технологии придают большую эффективность и новые возможности всему авиационному комплексу, поэтому имеет смысл говорить о «рынке технологий БАС».
Сегодня российский, как и весь мировой рынок беспилотных технологий, состоит из трех основных составляющих, которые развиваются по своим законам:
- БАС военного назначения (Military),
- гражданские системы (Civil industry),
- беспилотные игровые системы (Models).
Динамика российского рынка по данным экспертов Ассоциации эксплуатантов и разработчиков БАС показана на рис. 1.
МЛН РУБ.
Military
Рис.1. Структура и динамика российского рынка технологий БАС
Наблюдается несопоставимое соотношение (100:3) сегментов Military и Civil industry. Гражданская составляющая рынка индустриальных технологий БАС сегодня (~450 млн руб.) эквивалентна годовому бюджету одной компании среднего бизнеса (-350...400 сотрудников). Его качественная картина приведена на рис. 2.
Рис. 2. Качественная картина российского гражданского рынка индустриальных технологий БАС
Структурно индустриальный гражданский рынок технологий БАС (Civil industry) находится на начальном этапе своего развития. Интерес для инвесторов представляют не столько его сегодняшние возможности, сколько темпы роста и перспективы развития. К примеру, инвесторов БАС для сельского хозяйства обнадеживает «прорывной» проект японского беспилотного вертолета Yamaha Rmax, способного нести и распылять до 28 кг реагента. Он успешно используется фермерами Японии (более 2500 зарегистрированных операторов) и Австралии. Однако говорить о масштабном индустриальном использовании БАС для гражданских отраслей пока не приходится как в России, так и в мире.
Другой сегмент рынка, называемый «игрушки», значительно превышает рынок гражданского индустриального применения БАС за счет массовости. В нем на мировом и российском рынках лидирует китайская компания DJI с годовым оборотом ~1 млрд долларов США и темпом роста до 100 % в год.
Впрочем, грань между игрой и коммерческим использованием условная. Частные российские пользователи ведут воздушные съемки, инженерный мониторинг, охрану и др. с помощью массовых беспилотных летательных аппаратов (БЛА) мультикоптерного типа, развивая еще нелегити-мизированный рынок услуг. Устойчивую нишу нашел рынок беспилотной аэрокартографии для геодезии, маркшейдерии и строительной инженерии. На этапе опытно-промышленной эксплуатации находится сегмент воздушного мониторинга объектов топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и электроэнергетики. Сегодня ряд отечественных так же, как и зарубежных компаний ТЭК, осмысляют накопленный опыт и разрабатывают концепции промышленного использования БАС. В случае добывающих отраслей, работающих в сложных природных и климатических условиях, у БАС очевидные конкурентные преимущества по сравнению с пилотируемой авиацией. Техническое совершенство и возможности «магазинных» летательных аппаратов стремительно растут, и в этой связи ряд отечественных экспертов опасаются «наступления зарубежных игрушечных компаний», обладающих значительными производственным и финансовым потенциалами, на отечественный индустриальный гражданский рынок.
На общем мировом рынке беспилотных авиационных технологий ключевые позиции занимают: США (65 %,), Израиль (6 %), Китай (5 %), Россия (4 %), страны Европейского союза (3 %). Суммарный объем оценивается ~6,7 млрд долларов, а среднемировые темпы ежегодного роста ~ 8 %. Опережающими темпами (до 15 %) растут рынки Латинской Америки, Европы, Китая, Юго-Восточной Азии. «Технологическими локомотивами» беспилотной индустрии являются оборонный и отчасти «игрушечный» (класса «микро») сегменты.
Структуру общего рынка БАС, отдельных его сегментов, как и бюджет отдельной компании, можно представить в виде:
^ОБЩИЙ — ^НИОКР + ^ПОСТАВОК + ^УСЛУГ
Military = 20...30 % + 80...70 % + 0 %
Civil = 20.30 % + 30 % + 50.40 % Models = 5 % + 95 % + 0 %
Отметим значительную долю затрат на НИОКР в области БАС (20.30 % и выше) в общих затратах компаний - особенность, которую подтверждают зарубежные источники. Это говорит о высокотехнологическом характере продукции и о том, что беспилотные технологии активно развиваются. Вместе с тем, отчетливо видно различие в том, что компании Military зарабатывают на поставках готовой продукции, а компании Civil -на оказании услуг. Причина в том, что гражданские заказчики не готовы к риску приобретения и эксплуатации несертифицированной техники, которая непрерывно модернизируется, и потому предпочитают заказывать услуги. Как правило, разработчик, производитель и эксплуатант БАС выступают в одном лице.
От использования «военных» беспилотных комплексов в «мирных» целях процесс естественным образом развивается в направлении создания специализированных гражданских систем. Здесь, как в пилотируемой гражданской авиации, на первом месте - рентабельность, ресурс, цена. Эти потребительские качества гражданской продукции civil industry предъявляют особые, более жесткие требования к технике по надежности и ресурсу, а также в части:
- затрат на законное использование воздушного пространства, обеспечивающее безопасность использования БАС (сертификация, страхование и т. д.);
- рентабельности эксплуатации БАС в конкуренции с традиционными технологиями;
- затрат на специальные исследования смежных технологий на этапе НИОКР (сельское и лесное хозяйство, строительство и эксплуатация объектов, в том числе авто- и железных дорог, ЛЭП, нефте- и газопроводов, энергетика, нефтегазовая промышленность, геодезия и маркшейдерия, экология и т д.).
Проводя аналогию между беспилотной техникой и пилотируемой авиацией (в классах Military и Civil industry), а также между беспилотными «игрушками» и малой авиацией (рис. 3 и 4) в части развития рынка, можно предположить схожий сценарий процесса, обнадеживающий современных инвесторов.
По опыту пилотируемой авиации можно предвидеть поступательное развитие беспилотных технологий с последовательным преодолением технических проблем в интересах захвата одного рынка за другим. В итоге, гражданская летающая робототехника должна уверенно «обогнать» по объему рынок военных применений.
1900 1910 1920 1980 2000 2015
Рис. 3. Мировой пилотируемый авиапром. Тенденции рынка
производителей
2000 2005 2010 2015 2025
Рис. 4. Мировой беспилотный авиапром. Тенденции рынка производителей и эксплуатантов
Помимо значительных перспектив, отметим такие безусловные преимущества гражданского рынка, как:
- меньшая подверженность влиянию политических факторов;
- большая устойчивость и прогнозируемость в развитии;
- более широкая аудитория. Если потребительский рынок военных технологий БАС для России ограничен развивающимися странами пророс-сийской ориентации, то для эффективной высокотехнологичной гражданской продукции открыты коммерческие рынки всего мира.
Гражданский сегмент воздушной робототехники представлен сегодня в России реально эксплуатируемыми комплексами класса «микро», аппаратами самолетного и мультикоптерного типов взлетной массой до 30 кг компаний Геоскан (г. Санкт-Петербург), Финко и ZALA AERO (г. Ижевск), АэроКартаКомплекс и Птеро (г. Москва) и другими. Исключение
составляет беспилотный комплекс вертолетного типа компании Радар-ММС, взлетной массой 37 кг. Ряд частных компаний разрабатывает более тяжелые системы различных аэродинамических схем.
В военном сегменте ситуация аналогичная. Разработаны и приняты на вооружение отечественные системы ближнего радиуса действия, взлетной массой до 30 кг. Исключение составляют применяемые БАС самолетной схемы «Форпост» (приобретаемый в Израиле Searcher II, взлетная масса 440 кг), вертолетной схемы «Горизонт Эйр S-100» (австрийский Schiebel, 200 кг) и беспилотный авиационный комплекс (БАК) «Ворон» (разработки СКБ МАИ, 120 кг). Последний - самый крупный отечественный беспилотный комплекс, прошедший государственные испытания и выпускаемый серийно (рис. 5).
Рис. 5. Российский БАК «Ворон» разработки СКБ МАИ
В России активно разрабатываются более тяжелые беспилотные авиационные комплексы. Их полноценный ввод в строй ожидается в ближайшие 3...4 года, первоначально в интересах Министерства обороны. В последующем они станут использоваться для решения задач внутренней безопасности и для выполнения авиаработ.
После решения ключевой проблемы, урегулирования законодательства в сфере применения гражданских БАС, возникнут условия для раскрытия новых сегментов. Эксперты Ассоциации эксплуатантов и разработчиков БАС уверены, что большое будущее отрасли в сферах, где рутинные, иногда опасные для здоровья и жизни операции, более эффективно решаются с помощью робототехники:
- транспортировка грузов, в том числе почты;
- мониторинг, диагностика состояния, обработка полей в сельском хозяйстве;
- дистанционное зондирование земли (ДЗЗ);
- поиск и спасание людей.
Нельзя не отметить, что сегодня поставщики БАС силовым ведомствам (Министерство обороны, МВД, ФСБ, МЧС) это преимущественно частные малые и средние компании, вошедшие в рынок «без приглашения» и создающие БЛА в инициативном порядке с 2005-2007 гг. Это само по себе можно считать особенностью отрасли на фоне государственной оборонной промышленности России. Малые и средние бизнес-компании создают уникальные технологии и продукты мирового уровня, а также оказывают услуги, занимая 100 % гражданского рынка. Они осваивают и зарубежные рынки, поставляя продукцию в страны Европы, Ближнего Востока, Африки, в Мексику, Китай и другие страны. Это безусловный факт признания и подтверждения перспектив развития отечественной индустрии БАС.
Отметим основные проблемы отечественного гражданского рынка беспилотных технологий БАС:
- отставание нормативного правового законодательства в области использования воздушного пространства и коммерческого применения БАС. Проблема находит свое первоначальное решение в Федеральном законе «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации в части использования беспилотных воздушных судов». Ожидаемое принятие Закона и его дальнейшее развитие в подзаконных актах должны придать импульс развитию отрасли;
- неразвитость нормативного технического законодательства, отсутствие стандартов, системы сертификации, регистрации и т. д.
Согласно упомянутому выше проекту Федерального закона, обязательная государственная сертификация и регистрация БЛА взлетной массой меньше 30 кг не предусматривается. В этой связи предполагается, что решение проблем нормативно-технического обеспечения для аппаратов класса «микро» должна будет взять на себя Ассоциация эксплуатантов и разработчиков БАС, пользуясь статусом саморегулируемой структуры, имеющей полномочия по выработке отраслевых стандартов организации разработки, проведения сертификации и применения беспилотной техники. Впрочем, детали правовой конструкции будут вырабатываться после подписания Закона Президентом РФ;
- ограниченность инвестиций в НИОКР гражданских технологий БАС ввиду неразвитости потребительского рынка и недостаточного собственного потенциала компаний-разработчиков.
Положительную роль в поддержке гражданского сегмента БАС играют государственные институты развития: фонд «Сколково», Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и др. На мировое лидерство отечественной индустрии в стратегической перспективе нацелен проект Агентства стратегических инициатив по фор-
мированию и продвижению амбициозной программы развития гражданского рынка, так называемой Дорожной карты «АэроНэт», развиваемой в рамках проекта национальной технологической инициативы (НТИ);
- традиционная «закрытость» экспортной политики в отношении продукции двойного назначения затрудняет отечественным производителям «опору» на мировой потребительский рынок и ограничивает возможности развития отрасли. Высокотехнологические рынки сегодня мировые. Компании, «опираясь» на потребителей всего мира, обеспечивают массовые продажи и удешевляют производство, что способствует ещё большему захвату рынков. Изоляция ведет к росту цен, технологическому отставанию и «выталкиванию» с рынков. До недавнего времени зависимость от импортных комплектующих отечественных БАС класса «микро» (источники питания, двигатели внутреннего сгорания (ДВС), привода, винты, конструкционные материалы, датчики движения, электронные компоненты, парашютная ткань и др.) достигала 95 %. Так, к примеру, БАК «Ворон»: авионика, двигатель, винты - 100 % импортные, трансмиссия - 90 % импортная, несущая конструкция (металлическая рама) - отечественная. Сегодня наметилась положительная тенденция на либерализацию экспортной политики и на импортозамещение.
Одна из глобальных проблем - неразвитость высокотехнологического бизнеса в России, структурный перекос в сторону оборонной индустрии в лице крупных государственных компаний. Мировая практика показывает: современные высокотехнологические гражданские рынки - это бизнес-рынки, стратегия развития и интеграция продукции - это крупный бизнес, передовые технологии и комплектующие - это малый и средний бизнес, доля которого в конечной продукции достигает 60.. .70 %.
В заключение коснемся одной из ключевых проблем отрасли - легитимности выполнения полетов БЛА в общем воздушном пространстве. В российских условиях у этой задачи есть две составляющие:
- обеспечение безопасности окружающих, более комфортное и оперативное применение существующих БАС, создание условий для развития рынка как задача сегодняшнего дня;
- обеспечение совместных полетов пилотируемых и беспилотных аппаратов - «интеграция БАС в открытое (несегрегированное) воздушное пространство», то есть реализация полетов, аналогично малой авиации -по уведомительному принципу как отдаленная перспектива.
Первая задача предполагается разрешиться к моменту вступления в силу изменений и дополнений в Воздушный кодекс РФ, ориентировочно через 1,5.2 года.
Решение второй проблемы видится консервативным и последовательным. Сегодня к массовому и либеральному использованию БЛА призывают ряд коммерческих компаний. В их числе Google и Amazon, а также некоторые российские компании.
В первую очередь к массовым полетам в открытом пространстве пока не готова техника. Недопустимо высока аварийность современной беспилотной авиации, прежде всего самого массового класса «микро» (до 30 кг), о котором в первую очередь «пекутся» Google и Amazon, которые, кстати, не являются разработчиками и эксплуатантами, это IT и торговая компании. Ведущие специалисты научных учреждений и разработчики против поспешных шагов в этом направлении. С большими БЛА больше определенности, они близки по конструкции к пилотируемым ЛА, поэтому, к примеру, уже ставится вопрос о сертификации и разрешении на полеты в европейском воздушном пространстве американской БАС самолетного типа «Предейтор В» взлетной массой более 1 т.
С другой стороны, к эксплуатации БАС не подготовлены законодательство, системы сертификации и организация полетов.
К массовым полетам БАС не готово и общество. Чтобы БЛА летали в «открытом» воздушном пространстве, должен пройти естественный процесс, аналогичный тому, который десятки лет происходил в пилотируемой гражданской авиации. С опорой на уже существующий опыт организации и обеспечения безопасности полетов интеграция БАС в открытое воздушное пространство займет несколько лет и этапов:
- технологическое совершенствование систем и комплектующих на этапе разработок и экспериментов (системы управления и связи, системы предотвращения столкновения, силовые агрегаты и др.) до приемлемого уровня надежности. Полеты БЛА в «изолированном» воздушном пространстве. На данном этапе мы сегодня находимся;
- создание системы сертификации, отработанных методик наземной эксплуатации БАС и взаимодействия со структурами организации воздушного движения (ОрВД), выработка норм летной годности, стандартов и правил разработки;
- массовая практика полетов БАС в условиях, когда риски для окружающих минимальны (выделенные зоны в безлюдных российских просторах, в океане, Арктике и Антарктиде). «Локомотивом» легитимной беспилотной авиации, вероятно, будут большие БЛА, применяемые в «мало-нагруженном» воздушном пространстве. Можно предположить, что для БЛА разного класса найдутся свои, индивидуальные пути в «открытый воздух», а параллельно идущее развитие «беспилотной» автоиндустрии поспособствует интеграции БАС в единое воздушное пространство в общественно-психологическом аспекте.
Только в завершение осторожного поступательного процесса разработчики БАС, органы сертификации, ОрВД, эксплуатанты, власти, а главное - граждане обретут уверенность и воспримут массовые полеты БАС.
Таким образом, российская индустрия технологий БАС гражданского применения состоит сегодня, преимущественно, из аппаратов класса до 30 кг и по своим возможностям соответствует мировому уровню. Рос-
сийский рынок авиаработ привлекателен для беспилотной авиационной техники. Научно-технический потенциал позволяет компаниям успешно развивать технологии и осваивать отечественный и зарубежные рынки. Для дальнейшего успеха требуется в первую очередь развитие нормативного правового и технического законодательств, создание экономических условий для развития высокотехнологического малого и среднего бизнеса, государственная поддержка индустриальной и экспортной политики, привлечение в отрасль инвестиций.
Список литературы
1. Циркуляр ИКАО 328. Беспилотные авиационные системы (БАС). Montreal: Международная организация гражданской авиации, 2011. 66 с.
2. Growth Opportunity in Global UAV Market. Lucintel Brief [Электронный ресурс] // Lucintel - Global Management Consulting and Market Research Company: [сайт]. [2011]. URL: http: //www.lucintel.com/LucintelBrief/-UAVMarketOpportunity.pdf (дата обращения: 28.12.2015).
3. Darryl Jenkins, Dr. Bijan Vasigh. The Economic Impact of Unmanned Aircraft Systems Integration in the United States. AUVSI Economic Report // Robohub - a non-profit online communication platform: [сайт]. [2013]. URL: http:// robohub.org/ uploads/ AUVSI New Economic Report 2013 Full.pdf (дата обращения: 28.12.2015).
4. UVS International RPAS Yearbook 2014, 12th edition. // UVS INFO
- the International Remotely Piloted Systems Information Source: [сайт].
[2014]. URL: http://uvs-info.com/index.php/yearbooks/yearbook-2014 (дата обращения: 25.12.2015).
5. UVS International RPAS Yearbook 2015, 13th edition. // UVS INFO
- the International Remotely Piloted Systems Information Source: [сайт].
[2015]. URL: http://uvs-info.com/index.php/yearbooks/yearbook-2015 (дата обращения: 25.12.2015).
6. Состояние и направления развития беспилотных авиационных систем в интересах гражданской авиации Российской Федерации: аналитическая записка. М.: Ассоциация предприятий индустрии БАС, 2014. 78 с.
Багдасарян Эдуард Гарикович, генеральный директор ЗАО «АЭРОКОН», вице-президент Ассоциации эксплуатантов и разработчиков беспилотных авиационных систем, e.g. bagdasaryan@gmail.com, Россия, Жуковский, ЗАО «АЭРОКОН»
DEVELOPMETS ON THE RUSSIAN MARKET OF UNMANNED AERIAL SYSTEMS. FEATURES, PROBLEMS, TRENDS
E.G. Bagdasarjan 120
The industry of civil unmanned aerial systems here in the Russian Federation deals mostly with vehicles of the class "micro " (maximum takeoff weight of 30 kg). Nowadays it is a world competitive industry. Vehicles of more serious classes are under development. Although the range of UAS civilian use is very broad, the corresponding market size is by a factor of hundred smaller than that of military use. And with it the scientific and technical potential of Russian companies is high enough to develop home and international markets with ad-vancedproducts. To achieve this goal it is absolutely necessary to improve regulatory legislation in the fields of technology, engineering and service, as well as to implement structural economic reforms for the benefit of small-to-medium high-tech businesses.
Key words: unmanned aerial systems, high technology, Russian civil industry, civilian use, market size, regulations, legislation, small and medium businesses, trends.
Bagdasarjan Eduard Garikovich, Chief Executive Officer of the AEROCON corporation, vice-president of the AERBAS association, e.g. hagdasarvan a gmail. com, Russia, Zhu-kovsky, AEROCON corporation
УДК 681.51
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ СИСТЕМ
КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Ю.Н. Дзюба
Рассмотрено применение методов нелинейной динамики (синергетики) к синтезу систем конфиденциальной передачи информации в каналах связи с хаотической несущей. Предложенный подход базируется на методе глобальной реконструкции динамической системы с применением синергетического наблюдателя для восстановления переданных сигналов по одномерной реализации процесса хаотических колебаний. В качестве несущего сигнала выбраны колебания генератора динамического хаоса на основе «странного» аттрактора Рёсслера. Для передачи информации используется параметрическое модулирование информационными сигналами параметров генератора динамического хаоса. Работоспособность данного подхода демонстрируется на примере передачи двух черно-белых изображений.
Ключевые слова: хаосодинамическая система, аттрактор Рёсслера, синерге-тический наблюдатель, реконструкция динамической системы.
В последнее время в значительной мере возрос интерес к хаотическим схемам связи. Это обусловлено тем, что даже простейшие из них обладают определенной степенью конфиденциальности, так как посторонний наблюдатель должен иметь достаточно подробную информацию об используемой в передатчике хаотической системе, чтобы иметь потенциальную возможность для организации перехвата информации.
Начиная с 1992 года был предложен ряд схем передачи информации, использующих хаотическую динамику [1]: хаотическая маскировка, переключение хаотических режимов, схемы с нелинейным подмешивани-
