ИНТЕГРАЦИЯ БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ В РОССИЙСКОЕ ВОЗДУШНОЕ ПРОСТРАНСТВО: ВЫЗОВЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

INTEGRATION OF UNMANNED AIRCRAFT SYSTEMS INTO RUSSIAN AIRSPACE: CHALLENGES, PROSPECTS AND RECOMMENDATIONS

Timur Murzagulov

cadet, Branch of the Air Force Academy named after. Professors Zhukovsky and Yu.A. Gagarin,

Russia, Chelyabinsk

Alexander Cherkasov

Cadet, Branch of the Air Force Academy named after. Professors Zhukovsky and Yu.A. Gagarin,

Russia, Chelyabinsk

Vladimir Vanin

scientific supervisor, teacher, Branch of the Air Force Academy named after. Professors Zhukovsky and Yu.A. Gagarin,

Russia, Chelyabinsk

АННОТАЦИЯ

Данная статья рассматривает актуальные вопросы интеграции беспилотных авиационных систем (БАС) в воздушное пространство Российской Федерации. С ростом использования БАС возникает неотложная потребность обеспечить их безопасное перемещение в любой точке и в любое время. В статье проводится анализ различных подходов к управлению беспилотной авиацией, включая концепции UTM и U-Space, разработанные НАСА и Европейским союзом соответственно.

ABSTRACT

This article examines the current issues of integration of unmanned aircraft systems (UAS) into the airspace of the Russian Federation. With the increasing use of UAS, there is an urgent need to ensure their safe movement at any point and at any time. The article analyzes various approaches to the management of unmanned aircraft, including the UTM and U-Space concepts developed by NASA and the European Union, respectively.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, современные технологии, Российская Федерация, бортовая и наземная радиосвязь, авиационная инфраструктура.

Keywords: unmanned aerial vehicles, modern technologies, Russian Federation, on-board and ground radio communications, aviation infrastructure.

С увеличением использования беспилотных авиационных систем (БАС) возрастает потребность в обеспечении их безопасной и надежной интеграции в воздушное пространство. В России сейчас происходят обсуждения относительно нормативных требований и технологических решений, которые позволят успешно интегрировать БАС в воздушное пространство Российской Федерации.

На данный момент АО "АСТРА" предлагает реализацию проекта "RUTM1", который предоставляет необходимые информационные сервисы для безопасного управления движением БАС и пилотируемых воздушных судов в общем воздушном пространстве. Этот проект базируется на использовании бортовых и наземных систем кооперативного наблюдения АЗН-В(автоматической зависимой наблюдательности) с применением 1090 ES, многопозиционной системы наблюдения (МПСН), и создании системы наземного базирования для обнаружения и предотвращения столкновений в воздухе [1].

С увеличением объема операций, выполняемых БАС, становится необходимой интеграция беспилотных авиационных систем (БАС) и пилотируемой авиацией в более широком масштабе. Эта эксплуатационная концепция называется интеграцией БАС и ОрВД и предполагает два новых типа операций, определенных на основе правил полета: правила полета низкого уровня для полетов ниже 500 футов и правила полетов высокого уровня для полетов выше FL600.

Для управления воздушным движением используются структуры, называемые "зонами БАС", в соответствии с правовыми ограничениями воздушного пространства, установленными в рамках ICAO, такие как опасные, ограниченные и запретные зоны. Эти "зоны БАС" включают следующие категории:

1. Бесполетные зоны БАС: области, где полеты БАС запрещены

2. Ограниченные зоны БАС: области, в которых БАС могут выполнять полеты, но с ограничениями и правилами.

3. Особые зоны БАС для незапланированных операций БАС: зоны, предназначенные для непредвиденных ситуаций или экстренных операций БАС.

4. Особые зоны БАС для запланированных операций БАС: зоны, предназначенные для планирования и выполнения операций БАС в соответствии с установленными процедурами.

5. Выделенные маршруты БАС: определенные маршруты, предназначенные исключительно для использования БАС.

Для обеспечения безопасности инфраструктуры, людей и других транспортных средств, вводится понятие "геоосведомленности". Эта функция позволяет выявить потенциальные нарушения границ воздушного пространства и предоставляет удаленному оператору БАС необходимую информацию и предупреждение, чтобы принять эффективные меры для предотвращения таких нарушений. Геоосведомленность включает в себя, но не ограничивается следующими элементами:

- "Гео-клетку": это функция, предотвращающая вылет БАС за пределы заранее заданного объема воздушного пространства. Например, она может использоваться для ограничения движения БАС при проверке фюзеляжа или внутри ангара.

- Гео-исключение: это мера, направленная на предотвращение полета конкретного БАС или группы БАС в заранее определенный объем воздушного пространства. Это может включать в себя установление защитных зон вокруг источников помех, чтобы избежать маскировки или предотвратить повреждения БАС от электрических перегрузок и других опасных факторов.

Для достижения полной интеграции беспилотных авиационных систем предлагается двухэтапный подход, включающий адаптацию и интеграцию в рамках блочных модернизаций авиационной системы, согласно Глобальному аэронавигационному плану ICAO.

В процессе исследования были выявлены ряд недостатков в отечественном проекте по управлению БАС под названием "RUTM1", который основан на использовании АЗН-В, включая следующие проблемы:

1. Ограниченное количество уникальных 24-битных адресов, что ограничивает количество БАС, которые могут быть одновременно отслеживаемыми.

2. Отсутствие кибербезопасности на линии передачи данных, что делает систему уязвимой к кибератакам.

3. Высокие нагрузки на наземное оборудование, что требует дополнительных ресурсов и инфраструктуры.

4. Внутрисистемные помехи, которые могут воздействовать на работу пилотируемых воздушных судов.

После анализа систем UTM и U-Space, основанных на применении цифровых сервисов и современных технологий мобильной телефонной радиосвязи 4G LTE и 5G, были выявлены следующие преимущества:

1. Наличие готовой инфраструктуры мобильной телефонной радиосвязи, что устраняет необходимость создания новой инфраструктуры.

2. Высокая скорость передачи данных, обеспечивающая быструю и надежную передачу информации.

3. Меньшие затраты для реализации проекта, что делает этот подход более экономически эффективным.

Исходя из этого анализа, можно утверждать, что использование цифровых сервисов и технологий мобильной телефонной радиосвязи предоставляет более перспективный и эффективный подход к управлению БАС, чем применение АЗН-В.

По нашему мнению, первоочередной шаг следует сделать в направлении внедрения операций на очень низком уровне (Very Low Level Operations), осуществляемых на высотах менее 500 футов в воздушном пространстве Российской Федерации. Этот шаг, в первую очередь, может быть направлен на использование воздушного пространства для деятельности, связанной с аэродромами, что поможет упростить и оптимизировать работу аэродромных служб и, как следствие, сократить затраты материальных и временных ресурсов.

Также важно отметить, что на данный момент существуют потенциальные возможности для использования БАС в целях настройки огней PAPI (Precision Approach Path Indicator), облета оборудования ILS (Instrument Landing System) и прогонов птиц в районе аэродромов. Эти операции могут значительно повысить эффективность и безопасность деятельности на аэродромах.

Обе эти инициативы стремятся создать системы управления БАС, которые поддерживают безопасные беспилотные операции как в городских, так и в не городских районах. Эти системы строятся на высоком уровне автоматизации, так как ожидается, что объем беспилотных операций и сложные окружающие условия потребуют такого подхода. Это будет отличаться от систем управления воздушным движением (ОВД), так как количество БАС будет значительно больше, и среда работы более сложная.

Эти инициативы являются шагом в направлении обеспечения безопасного и эффективного интегрирования БАС в воздушное пространство и становятся ключевыми для развития беспилотной авиации в будущем.

Список литературы:

1. Шишов, О. В. (2018). Беспилотные авиационные системы. Авиационная техника, (3), 21-32.
2. Лихачев, Д. А., Иванов, П. С. (2020). БПЛА в авиации. Авиационная безопасность, 15(2), 45-53.
3. Дырков, А. Н. (2019). Авиация России. Авиационная промышленность, (4), 34-42.
4. Савельев, В. М., Клыков, И. С. (2017). Воздушное пространство России. Технические средства безопасности, 12(1), 56-67.