Решают задачи на лету
Новые рынки: дроны
фото ZALA Aero
Беспилотные воздушные суда уже вовсю используются в коммерческих целях. Развитие нового рынка в России тормозят правовые барьеры и недостаток мощных отечественных дронов
Мы начинаем серию публикаций, посвященных формированию в глобальном масштабе новых высокотехнологичных рынков. Важная черта этих рынков — сквозные технологии, уже сегодня оказывающие влияние на развитие традиционных отраслей: добычу полезных ископаемых, энергетику, строительство, металлургию, машиностроение, агропромышленный комплекс, банковский сектор, сферу услуг.
Компании, использующие беспилотные авиационные системы, элементы искусственного интеллекта, машинное зрение, предиктивную аналитику, могут получить существенные преимущества перед конкурентами в части сокращения затрат на производство продукции, оптимизации логистики, применения более экологичных технологий и материалов и т.д. Важно, что новые рынки формируются и в нашей стране, а потому заслуживают изучения с точки зрения становления национальных компаний-чемпионов, внедрения кейсов новых технологий, преодоления имеющихся барьеров.
Революция сверху
Первый обзор посвящен новому рынку беспилотных воздушных судов (БВС, а проще — дронов) и возможностям их коммерческого применения. Если во второй половине XX века дроны использовались преимущественно военными США, то в начале XXI века беспилотники стали активно применяться для личных и коммерческих нужд. Подлинную революцию в гражданском секторе произвели такие компании, как китайская DJI и американская 3D Robotics Inc: они стали выпускать аппараты по цене до 1000 долларов. Добиться удешевления удалось в первую очередь за счет ориентации на непритязательный, но массовый потребительский сегмент, использования дешевых материалов, слабомощных аккумуляторов и электромоторов. В коммерческой сфере БВС, естественно, в разы дороже: их стоимость зависит от мощности аккумуляторов и применения различной полезной нагрузки, например, видеокамер и тепловизоров. Но и здесь в последние годы прослеживается четкая тенденция удешевления.
В сегменте перевозок есть потребность в более надежных и дешевых беспилотных системах с радиусом полета до 200 км и полезной нагрузкой от 50 до 200 кг
Возможности использования дронов в бизнес-процессах все время расширяются благодаря развитию технологий: автоматической координации, в том числе роев беспилотников; машинного зрения; беспроводной связи; систем передачи HD-видео и навигации вплоть до дециметрового уровня; систем беспроводного мониторинга узлов дронов, накопления и анализа телеметрической информации, интеллектуальных роботизированных систем манипуляторов и др. Глобальный рынок БВС сегодня включает тысячи производителей дронов и их комплектующих, разработчиков программного обеспечения, интеграторов, школ пилотирования, а также сервисных компаний, оказывающих услуги на основе применения беспилотников.
По оценкам аналитического центра AeroNet, объем мирового рынка беспилотных воздушных судов в 2019 году превысил 14 млрд долларов, а к 2024 году составит 43 миллиарда при среднегодовом росте 20,5%. Interact Analysis прогнозирует, что к 2022 году в мире будет продано свыше 620 тысяч только коммерческих дронов (т.е. не считая потребительский сегмент), из них 12 тысяч — высокоавтономных аппаратов (оснащены функциями обнаружения на траектории полета и самостоятельного обхода препятствий; несколькими аварийными системами, так что если одна из них выйдет из строя, дрон все равно будет работать). Однако сегодня эти цифры уже представляются заниженными. Федеральное авиационное управление США (FAA) признало, что оно недооценивало скорость распространения дронов: по его прогнозам, число коммерческих БВС в США должно было вырасти до 450 тыс. аппаратов к 2022 году, однако этот показатель был превышен уже в 2019 году.
Емкость российского рынка дронов составляет, по разным оценкам, от 5 до 10 млрд рублей, на нем работают около 200 отечественных компаний. В основном они состоят из четырех-семи сотрудников и занимаются продажей импортных беспилотников либо их ручной сборкой на основе дешевых китайских комплектующих, предоставлением услуг по эксплуатации БВС, разработками программного обеспечения. Например, екатеринбургская компания «Энергоскан», работая под брендом Terradrones и являясь официальным дистрибьютором китайской DJI, помимо собственно продажи БВС занимается обучением пилотов промышленных дронов и предоставляет услуги обследования при помощи беспилотников (построение 3D-моделей, тепловизионный контроль строительных объектов, обследование сложных инженерных сооружений).
— Наш учебный центр существует три года. Первый год активность была минимальной, нам приходилось объяснять людям, зачем им это нужно. А сейчас мы даже не справляемся с наплывом желающих пройти обучение. Проводим обучение в Москве и Екатеринбурге, причем всегда с аншлагом. К сожалению, пандемия коронавируса вмешалась в наши планы, но это временно, — рассказывает директор Центра беспилотных технологий TerraDrones Василий Семянников. — У нас имеется несколько программ подготовки. Есть профессиональные курсы, в рамках которых мы готовим пилотов для промышленных инспекций, выполнения каких-то сложных задач, связанных с использованием беспилотников. Здесь возрастная категория от 25 до 40 лет, иногда старше. К нам приходит много бывших военных, вышедших в отставку офицеров, которые хотят связать свою жизнь с беспилотниками. Также приходит большое количество представителей среднего класса (как правило, 80% — мужчины), которые тоже хотели бы изменить род деятельности и освоить новую профессию, за которой, как они считают, будущее. Человек может быть из любой сферы — строители, геодезисты, энергетики, которые хотели бы применять в профессиональной деятельности беспилотники для решения определенных задач. Клиент может быть обычным свадебным фотографом, но как только он обретает новую компетенцию и начинает использовать беспилотники, повышается цена на его услуги и лояльность клиентов. То же происходит со строителями, энергетиками, с представителями многих других профессий.
Крупных российских компаний (со штатом 100 и более сотрудников), занимающихся разработкой и производством дронов, единицы. Они базируются в Москве, Санкт-Петербурге и Ижевске. Так, ижевская ZALA Aero Group (входит в концерн «Калашников») помимо военных дронов выпускает беспилотники для коммерческого использования, в том числе конвертопланы и БВС вертолетного типа. Кроме того, эта компания является ведущим в стране поставщиком комплексных услуг по дистанционному зондированию земли для нефтегазовой промышленности.
— В 2008 году беспилотные авиационные комплексы ZALA Aero впервые были привлечены к выполнению комплексных работ по мониторингу трубопроводов на объектах добычи углеводородных ресурсов, — сообщили в пресс-службе компании. — В 2020 году ZALA Aero реализовала более 32 тыс. полетов на объектах добычи и транспортировки нефти Роснефти, «Газпром нефти», ЛУКойла, ИНК и других компаний топливно-энергетического комплекса. Общий налет по выполненному авиационному мониторингу всех объектов составил 36 тыс. часов. Для выполнения летных заданий ZALA Aero привлечено 90 летных отрядов, или более 200 высококвалифицированных специалистов: операторы наземной станции управления БВС, техники, дешифровщики, прошедшие обучение в лицензированном учебном центре. Подготовка специалистов составляет месяц, в течение которого курсанты получают теоретические и практические знания по управлению беспилотными комплексами на объектах нефтегазовых предприятий. Курсанты также обучаются навыкам обработки фото- и видеоматериала с применением программного обеспечения на базе нейронных сетей и искусственного интеллекта.
Почему компании ТЭК нуждаются в дронах? В частности, для оперативного выявления утечек метана на трубопроводах и производственных площадках. Традиционная схема обследования поиска утечек метана предполагает применение пилотируемой авиации, что весьма затратно и требует много времени на организацию и проведение работ. В октябре 2020 года ZALA Aero провела на линейной части трубопроводов и производственных площадках Самотлорнефтегаза опытно-промышленные испытания БВС самолетного типа ZALA 421-16Е с целевой нагрузкой ДЛС-ЛА (выявляет места и концентрацию утечек метана), а также программного обеспечения для обработки полученных данных. Сообщается, что система ДЛС-ЛА с использованием дрона показала высокую эффективность применения за счет точной стабилизации прибора и его способности отсекать место утечки метана от естественного фона. В процессе выполнения полетов данные о местоположении и значении превышения показателей содержания метана в атмосфере передавались представителям заказчика в режиме реального времени для оперативного реагирования и подтверждения результатов измерения с последующим составлением отчетных карточек выявленных «нарушений».
Затянувшиеся эксперименты
Благодаря совершенствованию технических характеристик БВС и непрерывному расширению спектра навесного оборудования существуют уже десятки сфер коммерческого применения дронов. Из всего разнообразия наиболее перспективными считаются дистанционное зондирование и мониторинг Земли; перевозки; поиск и спасение; связь и телекоммуникации.
Дистанционное зондирование Земли дронами ведется в том числе для картографирования и обследования объектов наземной инфраструктуры, повышения безопасности мест массового скопления людей, изучения дорожной ситуации, состояния протяженных и масштабных сооружений во все время их эксплуатации, строительства сложных сооружений. В сельском хозяйстве мониторинг на основе БВС осуществляется для картирования почв, создания 3D-моделей полей для оптимального построения систем ирригации и мелиорации, обустройства лесополос, а также определения индекса вегетативности с целью эффективного внесения удобрений, борьбы с вредителями и болезнями.
В сегменте перевозок реализуется ключевое технологическое преимущество дронов: возможность быстрой адресной индивидуальной доставки товаров и грузов непосредственно потребителю без использования традиционной транспортной инфраструктуры (дорожной сети, складских терминалов, локальных дистрибьюторских пунктов, курьеров). В сфере доставки наиболее активно использует летающие беспилотники американский интернет-гигант Amazon. Компания отправляет грузы весом до 2,5 кг, коммерческая система транспортировок в США уже запущена. В Поднебесной у крупных интернет-магазинов также имеется авиапарк дронов, китайские компании вынуждены предварительно уведомлять военных о каждой доставке, однако это все равно менее хлопотно, чем отправлять грузы по дорогам. Время доставки при помощи БВС сокращается в два раза. Кроме того, это намного дешевле. Большинство дронов выдерживают вес около 15 кг и могут развивать скорость до 100 км/ч.
В России отдельные компании также пробуют использовать дроны в сфере доставки, но пока на уровне экспериментов. В 2014 году в Сыктывкаре «ДоДо Пицца» вместе с российским стартапом «Коптер Экспресс» осуществляли доставку пиццы дронами. В качестве клиентов выступали обычные жители города, гулявшие в людных местах. К ним подходил представитель компании и предлагал сделать заказ пиццы, которую им в течение 15 минут доставлял по воздуху дрон, спуская на тросе. Представитель снимал пиццу с троса, передавал ее покупателю и производил с ним денежный расчет. За эти действия руководителя «Коптер Экспресс» оштрафовали на 50 тыс. рублей. Позже штраф был отменен в судебном порядке, но в дальнейшем «ДоДо Пицца» такой способ доставки не применяла.
Сбербанк попробовал в полете инкассаторский дрон. Он пролетел 10 км и успешно доставил деньги до места назначения (о преследовании со стороны государства не сообщается). В то же время дрон «Почты России» разбился во время тестовой перевозки груза (первый полет грузового беспилотника не состоялся из-за помех Wi-Fi-сетей).
А в Китае уже испытывают пассажирские БВС. Первый полет китайского дрона-такси с пассажиром на борту состоялся в начале 2018 года и прошел успешно. В мае 2020 года власти Поднебесной первыми в мире разрешили полеты тяжелых пассажирских дронов: китайский регулятор сертифицировал двухместный электрический беспилотник EHang 216 пока на полеты с грузом массой до 150 кг, но разрешение на пассажирские перевозки также ожидается в скором времени. В пассажирской модификации EHang 216 рассчитан на двух человек и оснащен восемью парами роторов, расположенными вокруг двухместной кабины. Его крейсерская скорость — 100 км/ч, аккумулятора хватает на 21 минуту полета.
Применение дронов в таком направлении, как «поиск и спасение», повышает эффективность эвакуации людей, терпящих бедствие на суше и на море, ускоряет доставку им жизненно необходимых медицинских препаратов, улучшает координацию действий спасателей и вероятность обнаружения пострадавших в кратчайшие сроки. По состоянию на октябрь 2019 года в парке беспилотной авиации МЧС России находилось 1820 беспилотных авиационных систем, из них 1688 единиц вертолетного типа, 38 — самолетного типа; 132 дрона оснащены тепловизорами. Эти аппараты задействованы также в разведке и тушении лесных пожаров, поиске пропавших судов, изучении ледовой обстановки на реках и пр.
В сегменте «связь и коммуникации» дроны могут использоваться в качестве временного или постоянного ретранслятора сигналов систем телекоммуникации и спутниковой связи. Стоит отметить, что полноценно решить задачу с постоянным покрытием сетями связи позволит запуск БВС в стратосферу (свыше 12 км) по заданным траекториям. За счет более простой конструкции, простоты запуска и эксплуатации дронов стоимость производства услуг может быть ниже текущих цен на спутниковую связь. Например, Facebook планирует распространить на Африку дешевый интернет через стратосферные беспилотники на солнечных батареях.
Соруководитель рабочей группы Аэронет Национальной технологической инициативы (НТИ), президент Московского космического клуба Сергей Жуков отмечает, что значительную долю российского рынка дистанционного зондирования Земли и развлечений (это прежде всего легкий сегмент БВС) занимают беспилотники иностранного производства, а сегмент перевозок с помощью дронов совершенно не развит:
— В сегменте перевозок есть потребность в более надежных и дешевых беспилотных системах с радиусом полета до 200 км и полезной нагрузкой от 50 до 200 кг. Перспективна ниша БВС грузоподъемностью 500 кг радиусом полета до 500 км (аэротакси) и грузоподъемностью в полторы-три тонны и радиусом до 1500 км (аэрогазель). Когда началась эпидемия коронавируса, мы провели смотр имеющихся в нашей стране беспилотных грузовиков. Увидели россыпь машин — не очень больших по размерам, взлетной массе и полезной нагрузке. Были вертолеты, самолеты, мультикоптеры и даже конвертопланы, но нигде не оказалось серии. За исключением, пожалуй, «малышей». К примеру, компания «Коптер Экспресс Технологии» производит аппараты с полезной нагрузкой в полтора килограмма или немного больше. Неплохие машинки, но рынок требует чего-то побольше. В России реализуются несколько проектов создания беспилотников нужной грузоподъемности: московской компании «ВР-Технологии» (вертолеты с полезной нагрузкой более 50 кг; пока не прошли испытания и сертификацию), воронежского КБ «Русь» (нет сертификации), российско-белорусской компании «Тайбер» (несколько беспилотников с полезной нагрузкой 10 — 15 кг летают в Белоруссии в экспериментальном режиме, серийное производство не налажено). Московская компания «Индустриальные дроны» направила заявку на государственную регистрацию тяжелого беспилотника Braeron под условным названием «летающий трактор»: он способен перевозить грузы до 200 кг на расстояния до 300 км, но это тоже пока только экспериментальный вариант.
Помимо технологических проблем в развитии отечественного рынка дронов есть и правовые. Все беспилотники весом от 250 граммов необходимо регистрировать в Федеральном агентстве воздушного транспорта. Но и в случае регистрации каждый полет беспилотного воздушного судна должен осуществляться только по разрешению в специально закрываемом воздушном пространстве. Владелец дрона рискует подвергнуться административному наказанию, запуская БВС даже в собственном дворе. Воздушным кодексом РФ предусмотрено обязательное страхование ответственности эксплуатантов и владельцев дронов перед третьими лицами. Но застраховать сам беспилотник пока невозможно. Здесь страховщики столкнулись с определенными сложностями, так как трудно определить, по какой именно причине упал дрон: осознанно ли внешний пилот врезался в какой-то объект и разбил аппарат, чтобы получить страховую премию, или это произошло из-за отказа бортовых систем.
Дополнительные материалы:
Таблица. Применение беспилотных воздушных судов для решения коммерческих и социальных задач