Инновационные технологии внесения СЗР медленно, но уверенно приходят в современную защиту растений. Функционал новейших дронов-опрыскивателей позволяет аграриям выводить комплекс работ по защите растений на новый экологически безопасный уровень за счет использования прогрессивных технологий ультрамалообъемного (УМО) и монодисперсного микрообъемного опрыскиваний (ММО), дифференцированного внесения средств защиты растений и минеральных удобрений (в том числе внекорневых подкормок). Точность позиционирования и дифференцированная защита растений значительно сокращает объемы применения пестицидов.
Однако пока сельхозпроизводителю не совсем понятны правила применения и эксплуатации сельскохозяйственных дронов. Основным моментом для определения правил, по которым будет летать БПЛА – его классификация.
Классификация БПЛА по конструкции. Как известно, на сегодняшний день существует большое количество типов БПЛА различной конструкции, принципа работы, взлета/посадки, предназначенных для множества разных задач:
– БПЛА самолетного типа;
– Мультикоптерные БПЛА;
– БПЛА аэростатического типа;
– Беспилотные конвертопланы и гибридные модели.
БПЛА самолетного типа известен как аппарат с жестким крылом (анг.: fixed-wind UAV). Подъемная сила у них создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.
Мультироторные (вертолетные) системы. Одним из массовых БПЛА является мультикоптер. К этой группе относятся БПЛА, имеющие больше двух несущих винтов. Реактивные моменты уравновешиваются за счет вращения несущих винтов попарно в разные стороны или наклона вектора тяги каждого винта в нужном направлении. Беспилотные мультикоптеры, как правило, относятся к классам мини- и микро- БПЛА.
БПЛА Аэростатического типа (blimps) – это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в основном, беспилотными дирижаблями.
Беспилотные конвертопланы и гибридные схемы. Гибридные винтокрылые аппараты – автожиры и конвертопланы. Автожир (гирокоптер, гироплан, ротоплан) – схема подобна самолету, у которого в качестве крыла установлен свободно вращающийся винт для создания подъемной силы. Кроме несущего ротора, автожир обладает еще тянущим или толкающим маршевым винтом (пропеллером), как и у обычного самолета. Этот маршевый винт и сообщает автожиру горизонтальную скорость. Большинство автожиров не могут взлетать вертикально, но им требуется гораздо более короткий разбег для взлета (10-50 м, с системой предраскрутки ротора), чем самолетам. Почти все автожиры способны к посадке без пробега или с пробегом всего несколько метров, поэтому автожиру не требуется посадочная полоса.
На сегодняшний день сложилась и Российская универсальная классификация БПЛА (таблица 1).
Таблица 1 -Российская универсальная классификация БПЛА.
| Категория | Взлетная масса, кг | Дальность действия, км |
| Микро и мини БПЛА ближнего действия | 0-5 | 25-40 |
| Легкие БПЛА малого радиуса действия | 5-50 | 10-70 |
| Легкие БПЛА среднего действия | 50-100 | 70-150 (250) |
| Средние БПЛА | 100-300 | 150-1000 |
| Среднетяжелые БПЛА | 300-500 | 70-300 |
| Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия | ˂ 500 | 70-300 |
| Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета | ˂ 1500 | 1500 |
| Беспилотные боевые самолеты | ˂ 500 | 1500 |
Российская универсальная классификация беспилотников в сравнении с Международной классификацией UVS International более оптимизирована и она отличается от предложенной UVS International по ряду параметров – упразднены группы БПЛА, некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, легкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т.д. Однако данные классификации ориентированы преимущественно на военное назначение аппаратов.
Принимая во внимание то, что основная масса сельскохозяйственных БПЛА, представленных на рынке РФ и Беларуси, – мультикоптеры, было бы разумно классифицировать дроны-опрыскиватели по максимальной взлетной массе:
Легкие (до 30 кг): DJI T10;
Средние (30-50 кг): DJI T16 и T20, XAG XP2020, V40 и P40;
Тяжелые (более 50 кг): DJI T30 и T40, XAG P80 и P100, CROPFLEET Cropcop CF-30.
Возможно, при появлении более тяжелых аппаратов сельскохозяйственного назначения (массой более 100 кг) в перспективе класс тяжелых мультикоптеров массой более 50 кг станет среднетяжелым с градацией 50-100 кг, а тяжелые аппараты будут представлены в весовой категории более 100 кг.
Учитывая масштабы продвижения и распространения технологий точного земледелия, сельхозпроизводителей и организаций, оказывающих услуги по авиационному опрыскиванию, все больше интересует технология внесения СЗР с помощью дронов-опрыскивателей. По каким же правилам возможна их эксплуатация в воздушном пространстве России и Беларуси?
Правила полетов БПЛА в РФ. В 2019 г. Государственная Дума приняла законопроект, который предотвращает использование беспилотных воздушных судов в противоправных целях. Любой дрон или квадрокоптер – это беспилотное воздушное судно (БВС), а человек, который управляет устройством, – внешний пилот. Согласно пункту 5 статьи 32 «Воздушного кодекса Российской Федерации», любые беспилотные гражданские воздушные суда с максимальной взлетной массой от 0,25 кг до 30 кг, ввезенные или произведенные в РФ, подлежат учету. Это значит, что по закону владелец квадрокоптера должен поставить на учет беспилотный летательный аппарат – за исключением устройств, вес которых меньше 0,25 кг. Регистрацию осуществляет Федеральное агентство воздушного транспорта. Заявление необходимо подать в течение 10 рабочих дней со дня приобретения или ввоза. В случае самостоятельного изготовления БВС, необходимо поставить его на учет до момента запуска изобретения в воздух.
Для осуществления полетов дронов необходимо получить специальное разрешение на использование воздушного пространства. Разрешение выдает Зональный центр Единой системы организации воздушного страхования. Если вес БПЛА больше 30 кг, его нужно обязательно зарегистрировать. Параллельно с этим (внешний пилот) должен получить сертификат летной годности и свидетельство внешнего пилота, чтобы иметь возможность управления коптером.
Чтобы запустить БПЛА над населенным пунктом, нужно в обязательном порядке получить разрешение от органов местного самоуправления. За сутки до предполагаемого полета следует подать представление на установление режима полета в зональный центр по организации воздушного движения. За 2 часа до вылета внешний пилот должен связаться с диспетчером.
Есть места, где использование квадрокоптеров, дронов и других БПЛА полностью запрещено:
– Аэропорты и вокзалы;
– Опасные производства;
– Военные объекты;
– Стратегические государственные объекты.
Правила полетов БПЛА в Беларуси. По действующему законодательству Республики Беларусь дрон может относиться к категориям авиамодель или БЛА (беспилотный летательный аппарат):
Авиамодель – летательный аппарат без человека на борту, управление полетом которого возможно только при условии визуального контакта с ним, а также неуправляемый свободнолетающий аппарат (Указ Президента Республики Беларусь от 25 февраля 2016 г. № 81 «Об использовании авиамоделей»). Правила использования авиамоделей в республике утверждены Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 16 августа 2016 года №636.
Беспилотный летательный аппарат – это воздушное судно, предназначенное для выполнения полета без экипажа на борту (Водушный Кодекс Республики Беларусь от 16 мая 2006 г. №117-З). Например, с помощью пульта дистанционного управления, FPV-очков, ноутбука, планшета, мобильного телефона — всего оборудования, что имеет встроенный экран и отображает картинку с камеры, установленной на дроне. Данный тип воздушного судна подлежит регистрации в Государственном реестре воздушных судов Республики Беларусь: гражданской, государственной или экспериментальной авиации. То есть можно сказать, что регистрация дрона для «гражданского лица» в Государственном реестре гражданских воздушных судов РБ аналогична постановке на учет автомобиля в ГАИ. Необходимые формы документов и все отношения по организации регистрации гражданских воздушных судов приведены и регламентированы в Авиационных правилах «Организация государственной регистрации гражданских воздушных судов» от 12.02.2008 г. №5.
Большинство любителей дронов работают на частотах 2400-2483,5 МГц с мощностью от 10 до 100 мВт. По закону, чтобы пользоваться этими частотами, нужно состоять в ОО «Белорусская федерация беспилотной авиации» и поставить на учет свою модель в данной федерации (вступительный и годовой взнос равен 1 базовой величине).
По мнению экспертов, управление мультикоптером только по изображению, получаемому с аппарата, достаточно сложный процесс. Неподготовленному оператору трудно оценить обстановку вокруг дрона, понять, есть ли рядом другие БЛА или суда малой авиации, выполняющие свою миссию. В этом плане внешнему пилоту нужно быть предельно внимательным, а маршрут полетов дрона должен быть заранее согласованным.
Далее, чтобы выполнить в Беларуси полет официально зарегистрированным дроном, владельцу необходимо подать заявку на использование воздушного пространства (ИВП) в центр Единой системы организации воздушного движения (Инструкция от 13.11.2017 г. № 21). Правила подачи заявок на ИВП регламентированы в Авиационных правилах от 03.03.2014 г. №5/4.
В мае 2018 года Национальное собрание приняло новую редакцию Воздушного кодекса. Документ еще не прошел все этапы утверждения и не вступил в силу. По мнению экспертов, сложностей у владельцев дронов станет еще больше. Документ, который сделает обязательным новый Воздушный кодекс, – сертификат эксплуатанта. Получать этот документ будут те, кто планирует коммерческое использование дронов. В новой редакции Воздушного кодекса масса устройства не уточняется – по умолчанию под эту норму попадут владельцы дронов коммерческого назначения.
Режим ограничения полетов БПЛА в населенных пунктах схож с РФ. Нельзя летать над государственными учреждениями, воинскими частями, местами массового скопления людей. Запрещено летать выше 100 м. Категорически запрещено летать в запретных и запрещенных зонах! Эти зоны можно увидеть на карте http://map.nca.by/map.html, выбрав слой «Зоны ограничений/запретные/опасные/запрещенные для использования авиамоделей».
Факторы, ограничивающие применение дронов-опрыскивателей. Несовершенство нормативно-правовой базы по вопросам использования БПЛА в воздушном пространстве Беларуси и других постсоветских стран, в том числе подготовки операторов наземных средств управления БЛА (внешнего пилота) и ограниченный ассортимент пестицидов в «Государственном реестре средств защиты растений и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь», являются факторами ограничивающими их применение на территории республики и препятствующими широкому внедрению в сельскохозяйственное производство.
Кроме того, технология внесения СЗР с помощью дронов-опрыскивателей, имеющихся у сельхозпроизводителей (организаций, оказывающих услуги по внесению СЗР дронами) модельным рядом дронов (до 2020 года выпуска), имеет некоторые пробелы.
Основные недостатки технологии внесения СЗР с помощью дронов-опрыскивателей:
– несовершенство нормативно-правовой базы по вопросам использования БПЛА;
– ограниченный спектр СЗР, разрешенных для применения ультрамалообъемным опрыскиванием;
– ограничение применения дронов-опрыскивателей в ветреную погоду с силой ветра более 3-4 м/с;
– ограниченное время полета на одной батарее / площади обработки за вылет – 10-15 мин / 2-3 га;
– несовершенны программы для работы в режиме флотилии (при окончании полетных заданий существует вероятность пересечения траекторий полета дронов-опрыскивателей и столкновения);
– ограниченная дальность сигнала РТК (особенно на холмистой местности);
– требуется дополнительное время и технические средства для формирования карт и оцифровки полей (с помощью дронов миссии, базы РТК или джойстика управления) и нанесения на них препятствий (опор ЛЭП, холмов, отдельно стоящих деревьев или лесополос и др.).
– требуется устойчивый прием интернета для передачи данных по оцифровке полей в специальные онлайн или облачные цифровые системы.
Вместе с этим пользователи дронов-опрыскивателей ждут от производителей СЗР специальную УМО-формуляцию СЗР для дронов-опрыскивателей. Такая формуляция СЗР при применении в нормах 3-5 л/га без разбавления водой повысит производительность труда и позволит исключить технологическую операцию по приготовлению рабочего раствора.
Точные технологии в условиях жестких экономических санкций. В настоящее время сельскохозяйственные дроны (мультикоптеры, бикоптеры, квадрокоптеры, гексокоптеры, октокоптеры и подобные им летательные аппараты) представляют собой многоцелевые полетные платформы. В зависимости от выполняемых задач дрон может оснащаться сменными блоками для картографирования, разбрасывания удобрений (семян) и внесения СЗР. Они постоянно совершенствуются и трансформируются, повышается их технологичность, в то время как стоимость существенно снижается. Важной задачей в условиях жестких экономических санкций максимально использовать возможности технологий точного земледелия, в том числе функционала современных БПЛА (функции мультиспектрального анализа, картографирования и дифференцированного внесения СЗР) в разных режимах полета (автоматический, ручной и др.) с целью экономии СЗР, логистических затрат и повышения рентабельности производства сельскохозяйственных культур включая сою.
Соя – культура стратегического назначения. Расширение посевных площадей которой – основа продовольственной безопасности стран Таможенного союза. Для обеспечения роста объемов производства продукции животноводства необходимо расширение посевных площадей этой ценной белковой культуры.
Так, по данным ОАО «Белорусская универсальная товарная биржа», шрот масличных культур регулярно входит в пятерку самых популярных биржевых товаров, обеспечивая около 30 % от общего объема реализации продукции АПК через биржевую площадку. Ежегодно белорусские сельхозпредприятия закупают свыше миллиона тонн шрота. Наибольшим спросом пользуется соевый шрот, на который приходится около половины продаж продукции переработки масличных на внутреннем рынке. Соевые бобы в Беларуси выращиваются в ограниченном количестве, в основном крупнотоварными хозяйствами законченного цикла. Посевные площади сои в таких хозяйствах, как ОАО «Порохонское», РУП «Белоруснефть-Особино», ОАО «Смолевичи Бройлер», составляют от 500 до 1000 га.
Государственной программой «Аграрный бизнес» на 2021–2025 годы предусмотрено достижение к 2025 году посевной площади зернобобовых растений до 350 тыс. гектаров. За период 2017-2020 гг. посевные площади сои в республике составляли всего 1,8-2,96 тыс. га. В связи с востребованностью комбикормовой промышленностью соевого шрота (продукта переработки соевых бобов), по нашему мнению, площади посева сои должны быть значительно расширены.
Заключение. Таким образом, аграрии большие надежды возлагают на цифровую трансформацию сельского хозяйства в целом и технологию внесения средств защиты растений с помощью новейших сельскохозяйственных БПЛА в частности. Создание объектов интеллектуальной собственности, нормативно-правовой базы для их технического внедрения в живое производство и продвижение на рынок всегда сопряжено с инвестиционными рисками, большими финансовыми, моральными и трудовыми затратами.
Руслан КОРПАНОВ,
кандидат с.-х. наук, доцент, ведущий научный сотрудник
РУП «Институт защиты растений», Республика Беларусь
