Области применения беспилотных летательных аппаратов в сфере гражданского назначения

На фоне стремительного развития технологий беспилотные летательные аппараты (далее – БПЛА) оказывают все большее влияние на самые разные аспекты существования современного общества. БПЛА обладают огромным потенциалом для поддержки и развития различных сфер и отраслей жизнедеятельности – от контроля окружающей среды и безопасности до коммерческих услуг [1]. Дроны могут выполнять воздушные операции, с которыми не справляется пилотируемая авиация, а их использование приводит к заметной экономии финансовых средств и экологическим выгодам, одновременно снижая риск для жизни людей [2]. Мировая индустрия дронов переживает бурный рост, технологии БПЛА становятся все более совершенными и востребованными.

Первоначально БПЛА были созданы для аэрокосмической промышленности, а также выполнения военных задач. Однако за последние годы технология БПЛА стала широко распространенной и нашла свое применение в сфере гражданского назначения [3], о чем наглядно свидетельствуют данные, приведенные на Рисунке.

Рисунок. Объем мирового рынка БПЛА в разрезе основных сегментов, млрд долл.

Источник:

Вестник Российского нового университета

Серия «Сложные системы: модели, анализ и управление». 2025. № 3

Благодаря широкому спектру применений и значительной эксплуатационной ценности БПЛА являются важным воздушным активом, перспективы использования которого в гражданском секторе заслуживают особого внимания.

Материалы и методы исследования

Перспективы использования БПЛА для мониторинга в различных сферах и отраслях, которые предвещают появление новых приложений для «безопасности завтрашнего дня» благодаря своим исключительным возможностям наблюдения и передвижения, рассматриваются в исследованиях [4–7].

Будущие направления развития методов управления и контроля растущего трафика БПЛА над городскими и сельскими районами, что связано с расширением их использования, нашли свое отражение в публикациях [8–11].

Описание отличительных черт и особенностей алгоритмов наведения, предназначенных для повышения автономности в планировании и принятии решений с целью обеспечения независимого функционирования БПЛА в сложной операционной среде, содержится в работах [12–15].

В то же время, несмотря на имеющиеся публикации, ряд вопросов в данной предметной области требует более детального рассмотрения и проработки. Так, отдельного внимания заслуживает классификация гражданского применения БПЛА с учетом таких критериев, как категория дрона, текущие и потенциальные приложения. Кроме того, в уточнении нуждается категоризация воздушного пространства, которая призвана определить, где могут летать различные типы БПЛА гражданского назначения.

Таким образом, цель статьи заключается в рассмотрении сфер и особенностей применения БПЛА в сфере гражданского назначения.

Методы исследования: систематизация, сравнение, анализ, синтез, индукция.

Результаты

Снижение стоимости, высокая маневренность в воздухе и совершенствование технологий аккумуляторных батарей сделали БПЛА привлекательным вариантом для гражданского применения. Наиболее популярные области использования дронов вне военной сферы – сельское хозяйство, фотография, доставка грузов, управление стихийными бедствиями, спасательные операции, археологические исследования, географическое картирование, здравоохранение, наблюдение за животными и дикой природой, инспекции безопасности, прогнозирование погоды, телекоммуникации и пограничный контроль. Практически не ограниченная дальность обзора, возможности сбора и анализа данных делают БПЛА ценным инструментом для ряда отраслей промышленности. На основе анализа отчетов международных организаций, научных публикаций и экспертных оценок в Таблице 1 представлены систематизированные автором сферы применения БПЛА в гражданских целях по отраслям и странам.

Очевидным является тот факт, что для успешного использования БПЛА необходимы надежные системы связи. Дроны используют различные типы беспроводных каналов и сетевых протоколов. Механизм связи зависит от конкретной области применения. Например, при использовании на открытом воздухе эффективна простая линия прямой видимости между дроном и устройством. Другой пример – наблюдение, когда дроны эффективно обмениваются данными через спутниковые каналы связи. Спутниковая связь

Области применения беспилотных летательных аппаратов в сфере гражданского назначения является предпочтительным выбором, когда дроны используются для обеспечения безопасности, спасательных операций или более обширных действий. С другой стороны, в ряде приложений несомненные преимущества имеют технологии сотовой связи. Принимая во внимание широкий спектр различных подходов к обеспечению связи и управлению миссией БПЛА, в Таблице 2 представим краткое описание некоторых технологий и методов.

Таблица 1

Применение БПЛА в гражданской авиации по сферам и странам (данные на 2023–2024 гг.)

Сфера применения	Страны-лидеры	Данные о применении
Сельское хозяйство	Китай, США, Индия, Россия	Китай >80 000 агродронов; США > 30 % коммерческого рынка дронов; Россия > 2 000 агродронов
Строительство, инфраструктура	США, Германия, ОАЭ, Россия	США: дроны используются на 25 % стройплощадок; Россия: применяются в дорожных проектах, ЖКХ, кадастровых работах
Картография, геомониторинг	Канада, Франция, Австралия, Россия	Канада 12 % рынка дронов; Россия: Росреестр, Аэроскан – съемка 100 тыс. км2 в год
Энергетика, трубопроводы	Китай, Норвегия, США, Россия	Китай > 30 000 дронов в энергетике; Россия «Газпром», «Россети» – инспекция ЛЭП и трубопроводов, 20 тыс.+ рейсов в год
Экстренные службы	Руанда, Гана, США, Россия	Руанда: >20 000 медицинских доставок Zipline; Россия: МЧС – >30 тыс. вылетов ежегодно, поисковые миссии
Логистика и доставка	Австралия, Китай, США, Россия	Австралия (Wing): > 1,5 млн доставок; Китай: JD.com, Meituan – масштабные тесты; ФГУП «Почта России», Экосистема Сбербанка РФ – тестовые доставки в Якутии, Чукотке, Архангельской области
Экология, охрана природы	Германия, Канада, Бразилия, Россия	Германия: > 3 000 миссий; Россия: мониторинг лесов, пожаров, животных (включая Байкал, Арктику)
Городское хозяйство	ОАЭ, Сингапур, Нидерланды, РФ	ОАЭ: контроль инфраструктуры; Россия: Москва, Казань, Тюмень – дроны в проектах SmartCity
Образование и наука	Япония, Швеция, Россия	Россия: МФТИ, СПбГУ, МГУ, РАН – метеонаблюдение, геофизика; десятки вузов с лабораториями дронов

Источник: здесь и далее таблицы составлены автором на основе научных публикаций и отчетов.

Таблица 2

Сравнение технологий связи для гражданских БПЛА

Технология	Характеристики	Преимущества	Ограничения/ Недостатки	Примеры использования
C-V2X	Сотовая связь между транспортными средствами, дронами, пешеходами и инфраструктурой	Низкая задержка (10…20 мс), дальность > 1 км, высокая устойчивость	Требует покрытия LTE/5G, нуждается в поддержке со стороны операторов связи	Дроны на автомагистралях, в логистике и координации с дорожной инфраструктурой

Вестник Российского нового университета

Серия «Сложные системы: модели, анализ и управление». 2025. № 3

Продолжение таблицы 2

Технология	Характеристики	Преимущества	Ограничения/ Недостатки	Примеры использования
DSRC	Радиосвязь на основе стандарта IEEE 802.11p для коротких дистанций	Простота, высокая надёж ность на малых расстояниях	Низкая дальность (»	Локальная связь дронов при разгрузке/погрузке, в закрытых промышленных зонах
5G	Высокоскоростная сеть с низкой задержкой и возможностью массовых подключений	Минимальная задержка (< 10 мс), высокая пропускная способность, поддержка IoT	Высокая стоимость, неполное покрытие вне городов	Управление роем дронов, видеомониторинг, доставка, городская автоматизация

Заключение

Современный технологический прогресс открывает широкие перспективы для применения БПЛА в гражданских целях, особенно там, где они предлагают преимущества, например, снижение риска для персонала, увеличение времени простоя, уменьшение воздействия на окружающую среду или более высокую экономию. Эффективно выполнять задачи в гражданской сфере БПЛА позволяют различные системы связи, такие как C-V2X – оптимальна для систем, связанных с транспортной инфраструктурой и координацией в воздухе, DSRC – демонстрирует хорошие результаты в локальных задачах, 5G – наиболее перспективная, особенно в условиях SmartCity, умной логистики, мониторинга и управления воздушным движением.