Будущее авиационного мониторинга

13.08.2010

В декабрьском номере журнала «Вертолетная индустрия» за 2009 год вышла статья о работе авиационного подразделения береговой охраны Италии. Помимо спасения, попавших в шторм, незаконных иммигрантов и патрулирования территориальных вод, воздушные суда Guardia Costiera практически в непрерывном режиме сканируют с помощью современных приборов земную поверхность и толщу прибрежных вод. На вооружении — цветные камеры высокого разрешения, тепловизоры, мультисканеры, распознающие температуру, концентрацию органики, локализацию водной растительности, и радары, определяющие зоны загрязнения морской поверхности.

Все это очень сильно отличается от того, с чем привычно ассоциируют работу пилотов. Транспортировка людей и грузов, работа на внешней подвеске, экстренная медицина, спасательные миссии – вот далеко неполный перечень уважаемых гражданских вертолетных «профессий». Уникальные возможности вертолетов и дальше будут использовать для поиска и спасения, для оперативной точечной транспортировки и пожаротушения, но по-настоящему преимущества этой техники будут востребованы службами разнообразного мониторинга. И это должно стать основной работой  вертолетов через 10-15 лет.

При всем при этом речь идет не о благотворительной деятельности или о работах во благо науки силами госавиации. Мониторинговый и изыскательский бизнес предполагает и неплохой заработок, кто бы не выступал в качестве заказчика – добывающие компании, отраслевые, природоохранные ведомства  или научно-исследовательские центры.

С большим экономическим эффектом

В плане использования вертолета как платформы для измерительного оборудования у России имеется богатый опыт. Достаточно вспомнить отечественный модельный ряд — Ми-6, Ми-8, Ми-10, Ми-26, Ка-32 – и самые невероятные промышленные операции в их исполнении.

В отличие от сиюминутной и строго регламентированной прибыли, обусловленной контрактами на перевозку грузов, использование вертолетов в качестве носителя измерительной аппаратуры сулит многократно больший экономический эффект. Он зависит от тематики изысканий, в которых летательный аппарат принимает участие. Так в рамках исследований внутреннего строения, гидродинамического режима и эволюции ледников в связи с изменением климата советская вертолетная техника стала незаменимой при изучении Шпицбергена в 60-х годах. Тогда в течение нескольких полевых сезонов гляциологи Института географии РАН с коллегами Силезского университета (Польша) и Норвежского полярного института проводили совместные исследования ледников Шпицбергена. Впервые в истории Шпицбергена на ледниках было удачно применено радиолокационное зондирование, когда про времени запаздывания и характеру отраженных радиосигналов удавалось определять профили толщины льда и подледного рельефа, а также изучать внутреннее строение ледника. С борта вертолета были выполнены радиолокационные исследования около 150 ледников разных типов и форм.

Российская практика

Стоит упомянуть современные российские разработки, позволяющие определять толщину и состояние снежного покрова с помощью воздушного лазерного сканирования. Правда, это сугубо прикладная тема, связанная, в первую очередь, с оперативным обеспечением снегомерной информацией различных потребителей, включая снеголавинные службы. Но и тут экономический эффект чрезвычайно высок. Новая для снего- и лавиноведения методика построения поля толщины снежного покрова разработана специалистами КубГУ и ООО «ИнжГеоГИС». Она базируется на современной технологии проведения топографо-геодезических съемок – трехмерном лазерном сканировании. Инструментальная часть системы в виде съемочной аппаратуры, устанавливается на вертолете. Лазерно-локационная съемка позволяет получать пространственные данные для создания крупномасштабных карт, ортофотопланов и трехмерных моделей местности. Говоря о новизне разработок, отметим, что перспективы развития этих методик трудно даже представить.

Использование вертолетной техники для экологических оценок территорий было традиционным в 80-х года в СССР. Тогда принципы фотометрии использовались для лесного мониторинга с воздуха. Исследования проводились с вертолета Ми-8 при оптимальной высоте полета 50 метров.

Пока в России экологическая составляющая экономического комплекса не более чем упражнение в риторике. Но изменения происходят, что уже фиксируется общественными наблюдателями последние 3-5 лет. По мнению исполнительного директора по России Международного Форума лидеров бизнеса (IBLF) Брука Горовица, в России вопросы охраны окружающей среды обычно не являются первоочередными. Однако ситуация меняется, так как российские компании инвестируют все больше средств в технологии, наносящие меньший вред природе. Всемирный фонд дикой природы, в этой связи отметил стремление к созданию таких систем управления и стандартов, которые предусматривают бережное отношение к окружающей среде. То есть, как и компании во всем мире, российские организации понимают, что им лучше самим занять соответствующую позицию, чем ждать, пока государственные органы примут за них решение или произойдет экологическая катастрофа.

Не последнее место занимают недостаточные объемы бюджетного финансирования сегментов экономики, не являющихся предметом коммерчески привлекательного бизнеса, но имеющих большое стратегическое значение. В результате происходит сокращение объемов применения вертолетов на ряде сегментов рынка (обслуживание геологоразведочных работ, авиалесоохрана, санитарная авиация и др.).

Пример того, что следует относить к экономически эффективной области применения вертолетов, подали силовые структуры. Если быть точным, весь период «недостаточного внимания к экологической составляющей» они фактически сохраняли наработки, достигнутые во времена СССР. Действуя на основании Соглашения между США и РФ о совместной охране водных биологических ресурсов в конвенционном районе, которое было заключено в 1996 году, пограничники занимались патрулированием конвенционных районов Берингова моря и Северной части Тихого океана по пресечению незаконного промысла.

Западная модель

Тем временем западные компании активно внедряют перспективные технологии, основанные на использовании вертолетов. Здесь показателен опыт Канады при разведке залежей нефти и газа. Когда по параметрам наземных взрывов, исследуемых специально оборудованными вертолетами, определяют залегание пластов.

Использование вертолетов для сейсмического нефтяного и газового исследования (определение параметров залегания углеводородов с помощью взрывов), понятие не новое. Новым является то, что летательные аппараты, оборудованные современной измерительной техникой, дают значительный эффект, как в деле защиты окружающей среды, так и в экономической составляющей деятельности компаний. За последние годы с целью увеличения эффективности работ и ужесточения экологических норм к сейсмическим операциям стали предъявляться повышенные требования.

По словам представителя канадской компании Skyline Helicopters Ltd., лидера в проведении сейсмических операций на базе вертолетной техники, Роба Голлагэра, использование вертолетов в сейсмических исследованиях, несмотря на довольно большие эксплуатационные расходы, улучшает безопасность и помогает защищать окружающую среду. «Когда мы работаем для такой компаний, как Shell, мы руководствуемся определенными принципами. Основным из них является безопасность исследователей, вторым по важности считается обязанность не вредить окружающей среде».

Что делать?

Для России неоценимую научную и практическую значимость имеют исследования океана – качественный контроль биоресурсов, наблюдение за загрязнениями, утверждение своих прав на глобальный мониторинг в интересах российских деловых структур. Через каких-нибудь 15 лет это станет темой острого стратегического соперничества между ведущими странами. И это та область, где России в данный момент необходим опыт других стран. Мониторинг ведется с помощью аппаратуры, работающей в различных спектральных диапазонах. Данные, полученные с ее помощью, дают важную информацию о таких физических процессах, как геострофические течения, высота волн, поле приводного ветра, границы мезо-масштабных течений, цвет океана и сопутствующие ему характеристики, поверхностные загрязнения и пр. Эти измерения особенно актуальны в связи с быстрым возрастанием объемов морской транспортировки нефти через северные моря (Баренцево, Норвежское, Печорское). Существует необходимость в разработке физических моделей влияния нефтяных загрязнений на морскую поверхность и ветровое волнение и приложения этих моделей для разработки методов дистанционного контроля нефтяных загрязнений. Среди возможных методов зондирования океана приоритет отдается методам радиолокационного зондирования (радиолокаторами с синтезированной апертурой), которые являются всепогодными, не зависящими от времени суток и обладают высоким пространственным разрешением. И конечно, одну из главных ролей здесь призвана играть авиационная техника.

К перспективному направлению также относится возможность оценки состояния природной среды по совмещенным данным спутникового и локального мониторинга, проводимого с использованием вертолетов.

Очевидно, что активизация использования вертолетов в качестве носителей измерительного оборудования, предназначенного для исследований в сферах, имеющих большое стратегическое значение, позволит решить несколько задач. Среди них – оптимизация применения вертолетного парка, наряду с увеличением потребности в его численности. А также значительное увеличение экономической эффективности работы компаний в стратегически важных отраслях экономики, включая природоохранные мероприятия.

Работы, выполненные в Авиационном сертификационном центре ФГУП «Государственный, научно-исследовательский институт гражданской авиации» (ГосНИИ ГА), позволяют делать прогноз емкости рынка применения вертолетов в России, где в качестве внешней среды используются официальные прогнозы развития отдельных отраслей и экономики России в целом. Так на 2015 год общий объем применения вертолетов в гражданской сфере в России предполагается на уровне 760 тыс. летных часов. На основе чего разработан прогноз потребного парка вертолетов различных классов.

Прогноз по применению вертолетов в России на 2015 год

Оценка структуры перспективного парка вертолетов производится, исходя из условий выполнения работ на отдельных сегментах рынка, себестоимостью их выполнения вертолетами различных классов, а также с учетом мировых тенденций развития гражданского вертолетного парка. Согласно им, западные вертолетные операторы значительно активизировали использование вертолетов в качестве носителей современной исследовательской аппаратуры, что позволяет в комплексе решать научные, методические и технические вопросы, а также достигать значительной финансовой эффективности основной деятельности компаний. Конечно, существенный рост мониторинговой деятельности в России станет реальностью, если в стране удастся осуществить основные модернизационные мероприятия. Только тогда прогнозируемый объем вертолетных услуг не только вырастет в абсолютных значениях, но и качественно изменится.