Всем представителям индустрии беспилотников знаком термин “BVLOS-полеты”. И все же, несмотря на статьи о прошлом, настоящем и будущем этой темы, полеты дронов за пределами визуальной линии видимости остаются ограниченными из-за регулирования. В некотором смысле, вся отрасль как будто затаила дыхание в ожидании утверждения и вступления в силу нормативных актов, чтобы широкомасштабные полеты BVLOS могли официально стартовать. Но такие события, как создание FAA “Хартии UAS BVLOS ARC” в июне 2021 года, позволяют предположить, что полеты BVLOS в скором времени станут более регулярными, поэтому мы хотим вернуться к теме того, почему и как компании должны использовать полеты BVLOS.
Чем полеты BVLOS отличаются от VLOS и EVLOS
В операциях VLOS (визуальная прямая видимость) расстояние, на которое беспилотник может удалиться от пилота, обычно ограничено примерно 500 м (и многие авиационные власти устанавливают это максимальное значение в правилах). Это означает, что если пилот хочет расширить зону действия за пределы этого ограничения, то дрон, пилот и все оборудование должны постоянно перемещаться на новое место для продолжения работы в радиусе еще 500 метров. Типичное применение беспилотников VLOS происходит в непосредственной близости от пилота – например, инспекция ветряных турбин, картирование строительной площадки, аэрофотосъемка для недвижимости или киносъемок. Но для некоторых видов бизнеса, таких как доставка грузов с помощью дронов, это не просто неэффективно, это делает эксплуатацию дронов практически невозможной.
Операция EVLOS (extended visual line of sight) увеличивает рабочий радиус дрона за счет использования визуального наблюдателя в качестве дополнительной пары глаз. Связанный по радио/телефону, наблюдатель может предупредить пилота, когда это необходимо. Хотя это и увеличивает оперативный радиус, но требует больше рабочей силы и материально-технических затрат. Для расширения масштабов эксплуатации беспилотников в условиях EVLOS требуется пропорционально растущая команда наблюдателей, что снова создает проблему эффективного использования ресурсов.
Чтобы полностью раскрыть экономический потенциал коммерческих беспилотников, полеты должны осуществляться за пределами визуальной прямой видимости (BVLOS). Это позволяет беспилотникам просто достичь большего за один полет и, в конечном счете, дает операторам выгоду от эксплуатации беспилотников на больших расстояниях, обеспечивая максимальную экономическую эффективность. Среди прочего, операции BLVOS включают полеты за зданиями в городских районах, транспортировку грузов с берега на морскую нефтяную вышку или удаленное управление из другой страны на расстоянии тысяч километров. После вступления в силу нормативных актов, позволяющих широко применять BVLOS-полеты, компании смогут использовать потенциал беспилотников в полной мере.
Эффективное использование полетов BVLOS
Экономически эффективное использование беспилотников означает использование всех возможностей запрограммированного летающего робота. Чтобы определить экономическую эффективность сегодня и в будущем, важно различать разные режимы работы. Хотя в некоторых случаях пилот необходим и будет необходим (например, при активном поиске повреждений во время инспекции), отказ от участия человека в управлении еще больше повысит общую эффективность работы беспилотников. Итак, чтобы подчеркнуть, какое влияние операции BVLOS могут оказать на использование беспилотных технологий, давайте воспользуемся аналогией.
Точно так же, как стиральная машина может заменить ручную стирку, беспилотник может заменить доставку товара человеком. Первый шаг как для беспилотной доставки, так и для стиральной машины все равно потребует ручного управления устройством человеком. “Работа в режиме VLOS” предполагает, что человек будет следить за скоростью и температурой стирки (или полетом дрона) и активно управлять последовательностью от предварительной стирки до стирки и отжима (или траекторией полета от A до B и C). Между тем “работа в режиме BVLOS” означает, что человек может сидеть вдали от машины/дрона, не глядя на нее, но все равно должен активно контролировать весь процесс.
Операция “VLOS-на путевых точках” эквивалентна заранее запрограммированному мытью или полету, но человек все равно должен присутствовать и визуально контролировать каждую последовательность действий, чтобы убедиться, что все работает правильно. “BVLOS в путевых точках” подразумевает наблюдение за процессом издалека, но возможность вмешаться в случае необходимости. Самый высокий уровень замены – “BVLOS и полная автоматизация”, что означает, что процесс запускается и останавливается сам по себе без участия оператора. Это то, к чему большинство из нас привыкло в настоящее время в отношении стиральных машин, и именно так выглядела бы идеальная доставка грузов беспилотниками, но в последнем случае мы еще не достигли этого. Полная автоматизация и безопасное исключение человека-оператора из уравнения позволит добиться наибольшей продуктивности и прибыльности использования дронов для всех типов бизнес-приложений.
Конечно, это чрезмерное упрощение все еще имеет некоторые проблемы. Первая проблема заключается в том, что автоматизация, эксплуатация и интеграция воздушного пространства дронов намного сложнее, чем использование стиральной машины в домашних условиях. Несмотря на то, что многие игроки отрасли справедливо утверждают, что их решения технически способны работать полностью автономно, многие нормативные вопросы и вопросы ответственности все еще остаются без ответа. В сценарии “BVLOS по путевым точкам” ответственный оператор несет полную ответственность за любую аварию, даже если он/она может находиться в другой стране во время управления дроном. На данный момент также не существует нормативно-правовой базы для “BVLOS и полной автоматизации”, хотя вполне вероятно, что подход, основанный на разрешении или учете рисков, в конечном итоге позволит осуществлять такие операции.
Время полета: Естественно, беспилотник имеет ограниченное время автономной работы. Однако это можно преодолеть, если использовать правильный беспилотник для правильной задачи. Вместо того чтобы использовать многороторный дрон для дальних расстояний, можно использовать стационарный дрон, который собирает данные не хуже и летает эффективнее (в восемь раз). Другое решение – размещение зарядных площадок вдоль линейной инфраструктуры. И еще одно возможное решение – разместить базовую станцию беспилотника в месте нахождения цели.
Сенсорные данные: Хранение и передача данных – это не специфическая проблема BVLOS, а скорее проблема, которая будет усиливаться в полетах BVLOS. Чем дольше полет, тем больше данных может быть собрано. Для решения этой проблемы существуют два способа: 1. загрузка всех данных во время подзарядки дрона на базовой станции дрона и отправка их в операционный центр по наземной линии или 2. передача данных в операционный центр через сотовую сеть (4G/5G).
Производительность: В сложных технических системах могут возникать сбои. Это может начаться с загрязнения линз на датчиках, но может дойти до чрезмерного потребления энергии, снижения емкости батареи или других технических проблем, таких как износ, повреждение в результате применения физической силы, короткое замыкание и т. д. Эти проблемы трудно решить без физического присутствия для их устранения, особенно в сценариях, когда беспилотник работает вдали от оператора (например, в офшорной ветряной электростанции). Одним из решений является постоянный мониторинг производительности (профилактическое и предиктивное обслуживание), который позволяет проверить, все ли системы на 100% исправны, и отслеживать состояние беспилотника с течением времени. Это позволяет устранять потенциальные проблемы во время планового технического обслуживания до того, как они окажут влияние на работу беспилотника.
Заключение
Учитывая все вышесказанное, неудивительно, что отрасль в целом ожидает того дня, когда полеты BVLOS можно будет выполнять с меньшими ограничениями. Позволив компаниям использовать BVLOS на более высоком уровне автоматизации, технология беспилотников наконец-то раскроет свой разрушительный потенциал. Процессы станут более быстрыми и эффективными, данные будут получены с более высоким качеством, при этом работники не будут подвергаться опасности, и все это будет иметь гораздо меньший экологический след. Именно поэтому многие с нетерпением ждали появления BVLOS и именно поэтому расширение границ станет существенным толчком для развития мировой индустрии беспилотников.