Непростая математика: интеграция беспилотников в единое воздушное пространство
В дали голубой летят перелетные … дроны – поэтический пейзаж, возможный в обозримом будущем. Небо сегодня все больше не голубое или серое, ясное или пасмурное, а «цифровое», и беспилотие постепенно внедряется в нашу жизнь. Предупреждение ЧС, сельское хозяйство, логистика, геодезия, картография, строительство, производственный сектор, ТЭК – сферы, где дроны активно «принимаются на работу». Они прокладывают линии электропередач, служат летающими рекламными щитами. В Японии, например, дроны защищают городскую инфраструктуру от молний, а в Дубае – вызывают дождь. Беспилотники завоевывают все большее пространство, приближая серьезные перемены в воздушном движении.
Классические подходы по управлению движением пилотируемых судов к беспилотным не применимы. Поэтому сегодня в России работа ведется одновременно во многих направлениях: от нормативно-правового до инфраструктурного и технологического. В Государственном научно-исследовательском институте авиационных систем (ГосНИИАС) сейчас занимаются большим интеграционным проектом. Путь беспилотникам в воздушное пространство ученые прокладывают с помощью математических методов – компьютерного имитационного моделирования. О модели «единого неба» мы поговорили с заместителем начальника научного подразделения ГосНИИАС, членом рабочей группы Минпромторга России по интеграции беспилотных авиационных систем (БАС) в единое воздушное пространство Андреем Поповым.
– Андрей Сергеевич, вы являетесь руководителем НИОКР, которые институт выполняет по теме «Технологии организации безопасных полетов пилотируемых и беспилотных воздушных судов в едином воздушном пространстве класса G». Какие задачи предстоит решить?
– Наш проект рассчитан на два года, выполняется по заказу фонда «Национальной технологической инициативы». Проект сложный. В итоге мы должны определить, каким образом необходимо интегрировать беспилотники в единое воздушное пространство, как они будут «уживаться» с действующей пилотируемой авиацией и, самое главное, какое оборудование должно быть на беспилотниках и какими характеристиками оно должно обладать.
Выделенная полоса
С августа 2025 года в воздушном пространстве России действует новый, четвертый класс – Н, веденный специально для беспилотников. Класс Н охватывает пространство на высоте до 150 м, где действуют упрощенные правила для дронов взлетной массой до 30 кг, а также специальные маршруты до высоты 3050 м. Другие классы воздушного пространства:
G – предназначен для полетов на высоте от 350 до 4500 м. В нем могут летать сверхлегкие самолеты, гражданские вертолеты, дельталеты и беспилотники. В этом классе действует уведомительный порядок использования воздушного пространства.
Класс С охватывает высоту до 8100 м. В этом диапазоне летают грузовые и легкомоторные самолеты, которые могут выполнять визуальные полеты или по приборам, но только под контролем диспетчеров.
Класс А начинается от 8100 м, предназначен для магистральных воздушных судов разных видов авиации, двигающихся по воздушным трассам. Полеты выполняются по приборам под контролем диспетчеров.
Беспилотники, объединяйтесь!
– Учитывая введенный в большинстве российских регионов режим запрета на полеты БПЛА, каковы возможности продвигать работу по интеграции БАС? Многие говорят о проблемах, например о нехватке зон для тестирования и так далее…
– Вопрос интересный и сложный. Что касается зон для тестирования, на территории некоторых регионов сейчас действуют экспериментальные правовые режимы (ЭПР). Это Томская область, Ямало-Ненецкий округ, Камчатка… в общем, те районы, где ниже интенсивность полетов и меньше влияние на пилотируемую авиацию. ЭПР – это область воздушного пространства, в которой упрощена процедура планирования и выполнения полетов БАС. Зона, в которой можно сказать: «Испытывайте, что хотите!» Однако должен быть коммерческий интерес, дроны должны идти по конкретным целеуказаниям, иметь логистику, не должно быть излишней зарегулированности. А когда говорят: «Вот лес-тайга, полетайте», – это мало помогает. Поэтому ЭПР есть, но они находятся не там, где хотелось бы и зачастую не отвечают реальным потребностям эксплуатантов БАС. Закрытое воздушное пространство – это действительно проблема для развития беспилотной авиации. Сегодня она гораздо больше развивается в военной сфере, в условиях СВО. Но все понимают, что рано или поздно все закончится и беспилотники «хлынут» в гражданскую сферу. А пока проблемы интеграции как таковой не возникает просто потому, что сейчас еще нет такой интенсивности полетов.
– Таким образом, когда мы перейдем от абстрактных автономных зон к конкретным, появятся условия для «взрывного» роста БАС?
– Все верно. Сегодня производители беспилотников предлагают различные решения. Но давайте поговорим о спросе. Миссии беспилотников и условия их эксплуатации совершенно разные. И здесь вопросы: «Какой рынок? В какую сторону он качнется? Кто будет этим заниматься?» Взять, к примеру, доставку грузов в удаленные поселки, труднодоступные районы. Есть распространенное мнение, что гораздо дешевле доставлять грузы с помощью беспилотников. За счет снижения расходов на оплату труда (пилотов), увеличения скорости доставки и экономии топлива. Но тут есть подводные камни. Первое – это инфраструктура, специально оборудованные площадки (аэродромы), которые должны обеспечить зарядку и многое другое. И второе, а на самом деле первое: безопасная интеграция беспилотников в единое воздушное пространство. И наша работа сейчас – понять, каким образом все лучше сделать.
Мультисценарий: матрица ответов
– Чтобы понять, нужно смоделировать огромное количество разных вариантов?
– Это вообще то, что мы проповедуем многие годы: компьютерное имитационное моделирование. В ГосНИИАС разработан комплекс имитационного моделирования системы организации воздушного движения. Он поставлен Госкорпорации по организации воздушного движения. Прежде обходились без него: «Давайте сразу нарисуем, попробуем». Но это очень дорого! Имитационное моделирование позволяет обкатать самые разные варианты на математических моделях и найти ту концепцию, которую можно продвигать в жизнь. Мы моделируем все, что связано с полетами пилотируемой авиации: сам полет воздушного судна, окружающую воздушную обстановку, то есть поток воздушных судов, действия диспетчеров, аэродром и различные операции на аэродроме – противообледенительная обработка, запуск двигателей и так далее. Со всем этим работает сложная имитационная модель с оптимизационными процедурами. По сути, это некий цифровой двойник, с точки зрения огромной системы. Когда эта система полностью смоделирована, можно получать конкретные показатели и отвечать на вопрос «что, если?» Причем, быстродействие модели позволяет получить ответ довольно быстро. А дальше специалисты уже выберут то или иное решение.
– И сейчас в данную имитационную модель вам предстоит добавить БАС и все связанные с ними параметры?
– Да, на основе наших компетенций по имитационному моделированию будет разработан КИМ БАС – комплекс имитационного моделирования беспилотных авиационных систем. Беспилотные воздушные суда с их правилами поведения, целями, маршрутами необходимо интегрировать с учетом функционирования пилотируемой авиации. Но даже, если не брать пилотируемую авиацию, встает вопрос: как беспилотники будут уклоняться друг от друга в нижнем воздушном пространстве (класса «G»). Их же будет сколько! Для каждого дрона уже не выделят отдельную зону. Поэтому нужно понимать: какая информация должна быть на БАС, чтобы осуществлять бесконфликтные полеты. Если обратиться к накопленному опыту, то можно сказать, что у нас уже реализованы интересные модели по обнаружению потенциальных конфликтных ситуаций. Эти модели прогнозируют конфликты между пилотируемыми воздушными судами и предлагают варианты по их разрешению в классах воздушного пространства C и A.
Видеть друг друга
– Каковы подходы к обеспечению безопасности полетов беспилотников в едином воздушном пространстве?
– Эшелонирование БАС рождает новые проблемы, которых нет в пилотируемой авиации. Коммерческая авиация летает на высотах 9-11 тысяч метров, и диспетчер следит, чтобы не произошло опасного сближения. Если есть угроза, он говорит пилоту, «Снижайтесь», или «Набирайте эшелон». На борту БАС пилота нет. Дистанционное управление внешним пилотом имеет свои сложности, так как одно дело – прямая радиовидимость, другое – полет за ее пределами. И тогда могут быть задержки связи, критичные с точки зрения безопасности. Поэтому приоритетны автономные беспилотники. Для этого БАС должен обладать соответствующими оборудованием и алгоритмами.
– Встроенными алгоритмами…
– Да, встроенными, по разрешению. Это так называемое DAA (Detect-and-Avoid System – система предотвращения столкновения дронов в воздухе). И, конечно, мы понимаем, что беспилотник должен обладать информацией об окружающих дронах, чего нет сейчас в пилотируемых воздушных судах.
– Все это будет отрабатываться в данной имитационной модели?
– Да. Мы будем смотреть, какие средства наблюдения должны быть на борту беспилотников, какая информация должна поступать об окружающих воздушных судах. Кроме того, возникает еще одна проблема: оборудование дорогое и тяжелое, а габариты беспилотников в зависимости от их типов разные. На маленький дрон не все можно поставить. Поэтому мы балансируем между типами БАС и вопросами безопасности. Что касается алгоритмов: будем моделировать разное количество дронов и рассматривать различные методы по уклонению их друг от друга, чтобы с учетом норм безопасности, безопасных интервалов они могли спокойно пролететь и вернуться на исходную траекторию. Также важно выработать логику взаимодействия беспилотной и пилотируемой авиации. На пилотируемую авиацию много не повесишь. Можно предложить оборудовать ее новыми системами, но это дополнительные затраты, издержки для эксплуатантов. Поэтому необходимо, чтобы беспилотники видели пилотируемые воздушные суда и облетали их.
– Беспилотники планируется подключать к другим классам воздушного пространства?
– Все будут начинать с класса G, потому что беспилотники на низких высотах представляют основной интерес. Потом уже пойдут классы C, A, но в этом случае должны быть большие беспилотники, с высокими скоростями.
Автономный грузовик вертикального взлета и посадки
В Росавиации проходит сертификацию типа БТС ВАБ С-76 – принципиально новая беспилотная транспортная система разработки ОКБ Сухого, предназначенная для перевозки грузов. Максимальная взлетная масса свыше 1500 кг, дальность полета без дозаправки около 1000 км. Аэродром беспилотнику не требуется, как и непосредственное участие оператора: С-76 садится на небольшие площадки, а взлет, полет по маршруту и посадка выполняются полностью в автоматическом режиме.
– Для таких БАС, как С-76 какие будут предъявляться требования?
– Такие же, как и к пилотируемой авиации. В основном большие БАС будут базироваться на аэродромах. С точки зрения предъявления требований здесь проще, чем с организацией их полетов, так как уровень их оборудованности должен быть близок к пилотируемой авиации.
По данным Росавиации, за последний год количество учтенных дронов (с максимальной взлетной массой до 30 кг) в нашей стране выросло на четверть, превысив 145 тысяч. В 2025 году было 80 эксплуатантов БАС, а к 1 января 2026-го уже 168. Рост составил 110 %.
– Можно ли говорить сегодня, что развитие сферы БАС идет в ущерб пилотируемой авиации?
– Сегодня, конечно же, так говорить не стоит. Со временем – да, но это будет происходить очень плавно. Изначально количество экипажа сокращалось с учетом автоматизации бортовых систем – это естественный процесс. Штурманы, бортинженеры в гражданской авиации уходили как таковые. Сейчас у нас два пилота. Потом, все будет сведено к одному. Это шаг в сторону беспилотия. Если оно пугает, нужно просто посмотреть вокруг – мы уже «обрастаем» всем этим. Беспилотные поезда, трамваи… Авиация – не исключение. С точки зрения экономики, это будет выгоднее. Но мы перейдем на беспилотники только тогда, когда поймем, что закладываем технологии, отвечающие всем требованиям безопасности.
Текст: Инна Жебари