Арктика является одним из крупнейших регионов России, и государство обращает на Арктику самое пристальное внимание, что следует из принятых стратегических документов инновационного развития. Освоению Арктики придается большое геополитическое значение с точки зрения обеспечения национальной безопасности и устойчивости развития Российской Федерации (рис. 1).
Рисунок 1. Геополитическое деление Арктики
2035 г. является опорной точкой стратегических документов, регламентирующих развитие Арктической зоны РФ (АЗРФ). Президентом РФ подписан Указ «О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года».
Документ разработан в целях реализации «Основ государственной политики РФ в Арктике на период до 2035 года», а также определяет меры, направленные на выполнение основных задач развития Арктической зоны, этапы и ожидаемые результаты реализации этих мер. Согласно тексту Стратегии, выполнение основных задач в сфере социально-экономического развития АЗРФ обеспечивается путем реализации различных мер, в том числе запланирован ввод в эксплуатацию образцов робототехники и беспилотных транспортных систем. Несмотря на то, что реализация ряда проектов в АЗРФ в связи с недостаточностью технологических или финансовых ресурсов может быть перенесена на более поздний срок, чем 2035 г., их актуальность, равно как и внимание со стороны государства, несомненна.
Правительство России также утвердило «Стратегию развития беспилотной авиации на период до 2030 г. (и с перспективой до 2035 г.)». Действие стратегии распространяется на области разработки, производства и безопасной эксплуатации беспилотных авиационных систем (БАС), услуги, предоставляемые с применением БАС, развитие сквозных технологий и сервисов, развитие системы обучения и подготовки кадров, развитие безопасной инфраструктуры и создание научно-технического задела, необходимого для формирования и развития отрасли беспилотной авиации.
Беспилотная авиация представляет собой развивающуюся отрасль экономики, связанную с разработкой, изготовлением и эксплуатацией БАС, в том числе в ходе выполнения авиационных работ. Это и интересная игрушка, и сложное техническое средство. Поэтому мы становимся очевидцами новых по масштабам изменений. Технологии применения дронов меняют бизнес-модели и формируют новые условия деятельности в различных отраслях. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) состоят из большого количества технологически развитых и конструктивно сложных компонентов, от которых зависит эффективность их работы, безопасность, надежность и стоимость, пока еще достаточно высокая для массового профессионального применения. Но по мере развития промышленной революции мы будем ожидать снижения стоимости дронов, появления новых технологий конструирования и изготовления.
Сектор производства беспилотников для Арктики только начинает развиваться, прорабатываются варианты их использования в коммерческой деятельности, решаются вопросы государственного регулирования. Климатические, логистические и социально-экономические особенности АЗРФ с одной стороны, усложняют применение БПЛА в этом регионе, а с другой стороны, показывают необходимость их более активного внедрения.
Потенциал рынка дронов значительно расширится с появлением новых типов источников питания, двигателей и материалов для изготовления корпусов. Производители работают над созданием водородных топливных элементов, значительно более эффективных, чем аккумуляторные батареи, что позволит снизить вес аппаратов, увеличить время и дальность полета. Усовершенствованы будут информационные технологии и обработка данных. Начинается внедрение нейронных сетей, позволяющих в автоматическом режиме осуществлять не только взлет и посадку, но и выполнять поставленные задачи, а автономные бортовые системы позволят предотвращать столкновения и прокладывать оптимальный курс. Эти технологии уже используются на небольшом числе аппаратов, но требуют дальнейшего усовершенствования.
Пилотируемая авиация в арктических и северных территориях РФ является единственным круглогодичным средством транспортного сообщения и выполняет жизненно важную функцию. В перспективе аналогичный статус могут получить и арктические БАС. Главное преимущество любых беспилотных транспортных средств – неограниченная работоспособность. Оснащенные системой автономного управления (искусственного интеллекта) аппараты не устают, не ошибаются на маршрутах даже в условиях низких температур и сложных метеоусловий.
Беспилотные технологии в логистике, разведке и добыче природных ресурсов, науке и туризме в Арктике открывают невероятные перспективы. Компании и местные жители смогут быстро получать грузы, доставки которых сейчас приходится ждать неделями или месяцами. Ученые будут исследовать изменение климата и миграции животных с воздуха. С помощью дронов можно найти экспедицию, попавшую в беду, и оказать ей экстренную помощь.
БАС также используют для аэрофотосъемки и мониторинга с воздуха. Добывающие компании с их помощью наблюдают за разработкой месторождений и следят за целостностью трубопроводов. Природоохранные организации и управленческие структуры МЧС России получают сведения о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. Так как самые загруженные и самые коварные транспортные пути в Арктике – морские, то дроны оценивают ледовую обстановку и уточняют прогноз погоды, что позволяет ледоколам проводить суда, избегая айсбергов и опасных участков.
Основные преимущества использования БАС в Арктической зоне РФ:
- более низкая стоимость производства работ, чем пилотируемой авиацией;
- значительное уменьшение количества регламентных операций;
- простота запуска;
- отсутствует необходимость в высококвалифицированной технической помощи для их обслуживания;
- не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ;
- отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БАС по сравнению с пилотируемым воздушным судном;
- возможно использование в более сложных метеоусловиях по сравнению с пилотируемыми воздушными суднами.
Ученые также прорабатывают методы использования технологий искусственного интеллекта (ИИ) при создании и управлении крупномасштабными интеллектуальными БАС. Исследования призваны обеспечить возможности БАС действовать и принимать решения самостоятельно, в зависимости от развития обстановки. При этом управление БАС – не управление каждым отдельным беспилотным летательным аппаратом, а управление всей группой в целом. По оценке экспертов, разнообразие и масштаб групп будут возрастать: от нескольких аппаратов до крупных групп информационно связанных, разнородных по возможностям и выполняемым функциям дронов.
К примеру, беспилотное воздушное судно (БВС) «Геоскан 201» работает полностью автоматически (рис. 2). Оператор (внешний пилот) указывает территорию съемки на интерактивной карте, а задачи исполняет БВС. Для запуска самолета достаточно просто поставить его на катапульту и запустить с наземной станции управления. Закончив полет, БВС плавно спустится на парашюте в точку запуска. Умный автопилот рассчитан на безотказную работу даже в сложных условиях эксплуатации, с помощью множества датчиков он постоянно отслеживает такие параметры полета, как воздушная скорость, высота, ориентация планера в пространстве и заряд батареи.
Рисунок 2. БВС «Геоскан 201»
В случае нештатной ситуации, БВС «Геоскан 201» сам вернется к месту старта или совершит аварийную посадку. Следя за полетом с наземной станции, оператор всегда может отменить миссию по первому требованию.
Таким образом, технология дронов может раскрыть весь свой потенциал только тогда, когда выбор и анализ данных достигают высочайшего уровня автоматизации. Массовое применение БПЛА в ближайшем будущем будет иметь большую роль в реализации новых разноплановых проектов в Арктической зоне России также, как и имела огромное значение Полярная авиация в советский период освоения Арктики и Крайнего Севера. Сегодня мы не всегда готовы точно спрогнозировать возможности БПЛА новых поколений и их сферы применения, но потребители и эксплуататоры будут создавать условия для необычного применения дронов, а регулирующие органы идти в ногу с инновациями и оперативно менять нормативно-правовую базу, сохраняя безопасность жизнедеятельности человека.
Ссылки на источники, используемые в статье, были удалены. Библиография доступна в оригинальной публикации.
Авторы статьи: Третьяков А.А, Мельник А.А. (оба — Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, Россия), Демьянов В.А. (Санкт-Петербургский Военный институт физической культуры, Россия).
Опубликовано в журнале «Вопросы науки», 2024, № 2, стр. 110-115.