Повсеместное распространение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) обнажило целый ряд проблем, связанных с их проектированием и эксплуатацией. О том, какие вопросы стоят наиболее остро, и каковы могут быть пути их решения, "АвиаПорту" рассказал директор Центра экспертизы и сертификации авиационной техники (ЦЭСАТ) ФГУП "ЦАГИ" Владимир Шибаев.
- Прошедшее десятилетие охарактеризовано беспрецедентным ростом числа БПЛА. Но с беспилотным бумом связаны не только открывающиеся новые возможности, но и новые вызовы. С какими проблемами мы столкнулись при массовом внедрении БПЛА?
- Я бы предпочел говорить не столько о летательных аппаратах, сколько о беспилотных авиационных системах - сокращенно БАС. И их количество в мире действительно быстро растет. Например, число беспилотников в составе военно-воздушных сил и в армейской авиации США за 10 предыдущих лет возросло в 136 (!) раз - с 50 единиц в 2000 году до 6,8 тыс. в 2010 году. Как ожидается, в ближайшие тридцать лет их парк увеличится еще вчетверо. Всего же в 2009 году количество разработанных в мире типов беспилотных авиационных систем достигло 1190, из них третья часть двойного и гражданского применения. В России типов БАС пока немного, но с каждым годом становится все больше. Так их количество только за 2010 год увеличилось с 64 до 250 типов.
Увеличивается объем применения беспилотных систем, как в военных, так и в гражданских целях для решения самых различных задач. Их можно разбить на несколько групп, таких как получение информации и проведение контроля состояния различных объектов, ретрансляция сигналов, сельскохозяйственные, транспортные, исследовательские и специальные задачи. В настоящее время наиболее интенсивно развиваются БАС для получения информации и проведение контроля состояния различного рода объектов. Это обусловлено тем, что пока основными заказчиками такой техники являются министерство обороны и государственные службы: погранвойска, МВД, МЧС и другие ведомства, осуществляющие различного вида контроль. Из гражданских заказчиков выделяются "Газпром", энергетики и другие, которые регулярно проводят контроль состояния своих объектов.
Рост числа БАС и расширение масштаба их эксплуатации в интересах государственных и коммерческих заказчиков обнажили целый ряд проблем. На первое место я бы поставил достаточно высокий уровень аварийности БПЛА и необходимость обеспечения полетов БПЛА в едином воздушном пространстве с пилотируемыми летательными аппаратами.
- В чем заключается сложность использования беспилотных систем в общем воздушном пространстве?
- Отсутствие на беспилотных летательных аппаратах систем, предотвращающих их столкновение с пилотируемыми воздушными судами, высокая вероятность неконтролируемого падения на землю, делает невозможным полеты БПЛА в едином с гражданской авиацией воздушном пространстве, а также использование БАС в районах населенных пунктов.
В результате, теряется часть выгод от применения гражданских БАС, а в воздушном пространстве с напряженным воздушным движением и в районах населенных пунктов применение БАС становится полностью нецелесообразным, поскольку в этом случае на период нахождения в воздухе БПЛА приходиться закрывать воздушное пространство для гражданской авиации.
- Аварийность БПЛА выше, чем у пилотируемых летательных аппаратов?
- Исторически сложилось, что уровень аварийности беспилотных летательных, аппаратов достаточно высок - до 25%. Это несравнимо выше, чем у пилотируемых воздушных судов. Происшествия происходят и из-за неудовлетворительных характеристик устойчивости и управляемости БПЛА, недостатков в системе управления, линий передачи данных, недостаточной прочности, и, наконец, зачастую они связаны с плохими навыками оператора БПЛА.
Вообще отсутствие у разработчиков полной и современной нормативно-технической и регламентирующей документации приводит к принятию ошибочных решений в процессе создания беспилотной авиационной техники, своевольному толкованию фундаментальных норм и правил проектирования. Как следствие, порой на выходе получаются разработки низкого качества, получаемые результаты не соответствуют предъявляемым требованиям, сроки выполнения работ затягиваются, растут затраты на разработку новой техники.
За рубежом одновременно с разработкой БАС формируется нормативная база, охватывающая как сами такие системы, так и стандарты совместного использования единого воздушного пространства беспилотными и пилотируемыми воздушными судами. Это совершенно обязательное условие, так как в современной жизни невозможно продать на рынке продукцию, если она не соответствует требованиям нормативных документов по качеству, безопасности, воздействию на окружающую среду, а также не подкреплено признаваемыми в соответствующей сфере сертификатами.
В России же сохраняется двойственность ситуации: с одной стороны, нет запрета на создание беспилотной техники, а с другой - отсутствует четкая регламентация деятельности в данной области. Решением, как принято в авиации, является разработка Норм летной годности, руководств по испытаниям, эксплуатации и сертификация беспилотных систем, а также обучение операторов и технического персонала.
- Вы отметили, что частично проблемы высокой аварийности связаны с недостаточными навыками оператора...
- Несмотря на содержание в своем названии слова "беспилотный", БПЛА в основном управляются по командам оператора с земли или с воздушного командного пункта, а, следовательно, негативное влияние человеческого фактора сказывается и здесь. Известна печальная статистика: в катастрофах БПЛА Shadow и Predator, стоящих на вооружении армии США, человеческий фактор оказался виноват в 21% и 67% случаев соответственно.
Вообще взаимодействие "оператор - БПЛА" различается для различных систем. Для беспилотных систем с автоматическим полетом по маршруту и посадкой оператор только прокладывает маршрут, вводит его в систему автоматического управления и производит запуск БПЛА. Во время полета он не вмешивается в управление БПЛА, а только контролирует полет, и может только ввести дополнительные точки на маршруте или дать команду аварийной посадки. А для беспилотных систем с возможностью ручного управления полетом оператор может изменять маршрут по время полета и совершать различные маневры, а также производить взлет и посадку по-самолетному. В первом случае аварийность обусловлена в основном надежностью всех частей, входящих в беспилотную авиационную систему, во втором случае еще добавляется и квалификация оператора.
Учитывая, что на борту БПЛА нет человека, а системы теленаблюдения и линии передачи данных пока не позволяют оператору своевременно увидеть опасность или другой летательный аппарат, реализовать принцип полетов по правилам визуальных полетов "вижу-избегаю" весьма сложно. Реакция операторов на непредвиденные ситуации, как правило, запаздывает.
- Каким образом можно снизить те риски, которые привносит человеческий фактор?
- Очевидно, что организация обучения и подготовки персонала БАС - пилотов-операторов, операторов полезной нагрузки, обслуживающих специалистов - может существенно повлиять на уровень аварийности. Но сначала необходимо разработать единые требования и программы обучения операторов, единые требования к средствам обучения и к обслуживающему персоналу в зависимости от категории БАС.
Если говорить о средствах обучения, то тренажер должен обеспечить индивидуальную и коллективную подготовку операторов и совершенствование их квалификации в условиях моделирования сложной обстановки, вне зависимости от типов задействованных БПЛА, подсистем управления, а также с учетом наличия или отсутствия особых условий в воздушном пространстве в зоне действий.
На тренажеры возлагается отработка целого ряда задач, включая подготовку к полету, выполнение взлета и посадки в разных метеоусловиях, применение целевой нагрузки БПЛА по назначению, действий экипажа БПЛА в особых случаях полета. Характерно, что все эти задачи выполняются в условиях запаздывания канала передачи данных - такова специфика управления реальными БПЛА.
- Можно ли проводить параллели в использовании тренажеров для подготовки летного персонала пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов?
- В целом, эти два процесса имеют много общего. Тем более что оператор БПЛА должен обладать знаниями пилота-любителя (имеющего лицензию уровня PPL), поэтому он должен прослушать теоретический курс и сдать экзамен, уметь планировать полет и иметь пространственную ориентацию, знать основы управления воздушным движением.
Отработка полученных знаний и умений также должна проводиться на тренажере, где под руководством инструктора моделируются многочисленные отказные ситуации, и приобретается автоматизм и слаженность действий пилота-оператора и оператора полезной нагрузки. И в заключение программы обучения должны проводиться полеты с участием реальных БПЛА.
- Какова практика использования технических средств обучения операторов БПЛА за рубежом?
- В США и странах ЕС подготовка операторов БПЛА производится в учебных центрах. На начальном этапе - с помощью универсальных тренажеров определенной категории БПЛА, а затем на тренажерах конкретной беспилотной авиационной системы. Учебные программы формируются на базе стандартов подготовки операторов БПЛА, например STANAG 4670, CJCSI 3255.01, ASTM F 2635-07.
- А как дела обстоят у нас?
- В России применяются средства обучения отдельными фирмами на базе существующих станций управления для конкретных летательных аппаратов, например ООО "ZALA Аэро", ООО "АФМ-Серверс". Обучение проводится по программам, разработанным на предприятии.
В настоящее время рынок технических средств обучения только начинает складываться. Среди производителей - ЦНТУ "Динамика", ЗАО "Транзас-Вижн", ОАО "Концерн радиостроения "ВЕГА", ООО "Группа "Джей Си".
- Подводя итог, как вы оцениваете перспективы тренажеров операторов БПЛА?
- Общий вывод, который необходимо сделать - тренажеру быть! И быть в составе каждой беспилотной авиационной системы. Это уже сложившиеся на практике требования, как в Европе, так и США. И без этого невозможно дальнейшее развитие использования БПЛА.
Надо помнить, что на первом месте всегда стоят вопросы безопасности полетов. И один из главных аспектов - это подготовка операторов. Однако наличие тренажера в составе каждой БАС является необходимым, но не достаточным условием для организации полномасштабного обучения и тренировки операторов беспилотных систем.
В соответствие с принятой в Европе классификацией, все БПЛА в зависимости от веса и планируемой области режимов полета можно разделить на девять категорий, так и все тренажеры по конструктивному исполнению и их функциональному назначению также можно разделить на четыре категории. При этом одной и той же категории тренажера может соответствовать несколько категорий БПЛА. И оператор, обучившийся работе с соответствующей категорией БПЛА, в результате тренировок на тренажере соответствующего класса, в принципе, сможет пилотировать любой уже конкретный БПЛА, соответствующий этой категории. Это как при получении прав на вождение автомобиля: соответствующая категория дает право на управление автомобилем соответствующего класса, определяемого весом автомобиля и др., независимо от фирмы производителя автомобиля.
Обучение в этом случае целесообразно проводить в специализированных учебных центрах, оборудованных сертифицированными тренажерами БАС, по утвержденным авиационными властями программам обучения, с выдачей соответствующих лицензий операторам БАС. В результате, должна появиться новая профессия: оператор БАС.
Кстати, и страхование БАС целесообразно проводить по правилам, аналогичным автострахованию: если БАС управлял оператор без соответствующей лицензии, то в случае потери БАС эксплуатант никакого возмещения ущерба со стороны страховой компании не получит. Более того, если будет обнаружен факт управления БАС оператором без соответствующей лицензии, то, как и в случае с автомобилем, должно следовать наказание эксплуатанта.
Александр Прохоров
