Почему дроны вблизи аэропортов особенно опасны. И что будет, если дрон столкнется с самолетом

Помните предрождественский апокалипис в Гатвике? Тогда более 140 000 человек не попали на свои рейсы, так как над территорией аэропорта кружился чей-то (до сих пор непонятно, чей именно) дрон. Его появление спровоцировало самый большой перебой в авиасообщении Британии со времен извержения исландского вулкана в 2010 году. Борьба отрядов полиции, спецслужб и военных с несанкционированным летающим аппаратом напоминала американское телевизионное шоу с вертолетной погоней.

Чем же опасны дроны в аэропортах и почему вокруг них поднимается такой шум? Садитесь поудобнее и пристегните ремни. Сейчас мы расскажем вам про кинетическую энергию канадских гусей и российских хакеров. И то и другое имеет к нашей теме непосредственное отношение.

За последние несколько лет дроны уверенно проникли в нашу жизнь. Ими заслуженно восхищаются как в научных, так и в бизнес-кругах. Эти автоматизированные маленькие помощники развозят посылки и еду, удобряют сельхозугодья, наблюдают за поведением и миграциями животных, ведут геолого-разведочные работы и даже умеют молниеносно доставлять дефибрилляторы жертвам сердечных приступов.

Но есть и другие способы использования этих устройств. Так, в августе прошлого года во время военного парада в Каракасе два дрона взорвались недалеко от трибуны, где выступал президент Венесуэлы Николас Мадуро. Известны случаи, когда при помощи дронов заключенным в США и Великобритании доставлялись не вполне легальные передачки с наркотиками. Большое беспокойство дроны вызывают у знаменитостей из-за нарушения границ частной собственности и российских политиков, чьи засекреченные землевладения дроны легко находят.

В наши дни эти устройства становятся все более технологически продвинутыми и доступными по цене. Их грузоподъемность, дальность и время полета достаточны для того, чтобы они не только творили добро, но и представляли вполне реальную опасность – от мелкого хулиганства до террористических атак. При этом законодательная база для регулирования беспилотников все еще весьма поверхностно определена даже в самых развитых странах. В результате любой желающий, включая подростков, может законно приобрести дрон. Как показал опыт аэропорта Гатвик, дистанционно выявить владельца беспилотника на данный момент практически невозможно. А жертвами дронов в районах аэропортов потенциально могут стать тысячи человек.

Почему дроны рядом с аэропортами особенно опасны?

Ответ до банального простой: дроны представляют физическую угрозу. При столкновении с гражданским самолетом беспилотник среднего размера может стать причиной значительных повреждений. О громких случаях столкновений дронов с самолетами, к счастью, широко не известно. Но пилоты уже бьют тревогу: если ничего не предпринять, падение крупного самолета и многочисленные жертвы будут лишь вопросом времени.

Инженер авиационных двигателей на оборонном предприятии Олег Юрьев (имя и фамилия изменены) объясняет потенциальную опасность от встречи самолета с дроном на примере птиц: «У производителей авиационных двигателей на данный момент две основные проблемы – обледенение и птицы. Современные самолеты проектируют так, чтобы обеспечить защиту и от того, и от другого. В случае с птицами двигатели испытывают с помощью тушек куриц – агрегат должен выдерживать попадание птицы весом 1,5–2 кг. Хотя двигатели иногда всасывают, например, шапки техников и забытые гаечные ключи. Даже гайки могут привести к трещинам и сколам, из-за которых двигатели снимают с самолетов.

Пилоты уже бьют тревогу: если ничего не предпринять, падение крупного самолета и многочисленные жертвы будут лишь вопросом времени.

К сожалению, птицы и дроны в основном летают на опасных высотах и вблизи аэропортов, где самолеты взлетают и садятся. Это самые уязвимые этапы полета, во время которых двигатели работают на повышенных мощностях. В отличие от дронов проблему с птицами более или менее научились решать или хотя бы прогнозировать. Специальные авиационные орнитологи должны знать сезонные гнездования, бороться со свалками в районе аэропортов. По этой же причине аэропорты находятся на расстоянии от водоемов и сельхозполей».

Если предположить, что плотность дрона равна плотности птицы, двигатели современных самолетов должны в теории выдерживать попадание в них дронов весом до 2 кг. Простые модели дронов, как правило, весят гораздо меньше. Например, весьма распространенная модель DJI Spark весит всего 300 г. Более мощная модель от того же производителя, DJI Inspire, весит уже больше 4 кг. Современные профессиональные модели, способные переносить тяжелые кино- и фотокамеры, весят намного больше. Чем грозит самолету встреча с такими тяжеловесами? Вполне вероятно, отказом двигателя.

Что именно случится при столкновении самолета с дроном?

Вспомним про канадских гусей. Их вес – от 2,5 до 6,5 кг, как у большинства беспилотников среднего и полупрофессионального класса. Именно гуси стали причиной громкой посадки самолета на воду в реке Гудзон в январе 2009 года. Тогда гражданский Airbus A320 со 150 пассажирами на борту столкнулся с косяком этих птиц, что привело к отказу обоих двигателей. Самолет начал медленно и почти неуправляемо падать, никак не успевая вернуться в аэропорт. К счастью, экипажу удалось экстренно посадить машину на реку в черте Нью-Йорка.

«При столкновении с самолетом гусь – это снаряд, – объясняет Юрьев. – Его энергия примерно такая же, как у 16-килограммовой гири, сброшенной с девятого этажа. Если самолет с ним столкнется, в нем, скорее всего, откажет двигатель. Также может пробить топливный бак, или лобовое стекло, или закрылки. Мало в любом случае не покажется. Многие внешние детали самолетов делают из композитных материалов, которые защищают скорее от термальных воздействий, а не точечных ударов».

Ажиотаж вокруг дронов, летающих вблизи аэропортов, отчасти возникает потому, что доподлинно не известны последствия от потенциального столкновения. Несмотря на многочисленные просьбы гражданских пилотов провести официальные тесты, крупные авиационные производители этого пока не делают – слишком дорого.

Специалисты опасаются, что дроны могут наносить самолетам гораздо больший урон, чем птицы, так как они изготовлены из материалов более прочных, нежели мягкие ткани птиц, а литий-ионные батареи при попадании внутрь самолета, вероятно, вызовут возгорание.

Зато в Университете Дeйтона в США предприняли попытку сымитировать столкновение квадрокоптера ±(1 кг) и 4-местного самолета Mooney M20 на скорости 383 км/ч. На видео, опубликованном университетом, видно, что квадрокоптер разорвал обшивку и значительно повредил крыло самолета.

Специалисты опасаются, что дроны могут наносить самолетам гораздо больший урон, чем птицы. Дроны изготовлены из материалов более прочных, нежели мягкие ткани птиц. Кроме того, литий-ионные батареи при попадании внутрь самолета, вероятно, вызовут возгорание.

Какие запреты сегодня действуют?

Любой владелец дрона может легко проверить, находится ли он в так называемой запретной для полетов зоне. Для этого существует масса приложений и онлайн-платформ, в том числе разработанных совместно с национальными службами по контролю за воздушным движением. В большинстве стран полеты дронов вблизи аэропортов уже давно являются незаконными. Например, в Великобритании запрещено летать на высоте, превышающей 400 футов (120 м), и в радиусе 1 км от аэропорта. 8 января 2019 года правительство объявило о планах по ужесточению законодательства, в результате чего этот радиус увеличится до 5 км. Если дрон представляет угрозу для самолетов, его владелец может получить тюремный срок до пяти лет. Кроме того, дронам запрещено приближаться к отдельно стоящим зданиям и людям ближе чем на 50 м, а также к городским постройкам и большим скоплениям людей – ближе чем на 150 м.

Схожие ограничения действуют в Израиле, где проблема дронов давно изучается: беспилотникам запрещено летать на высоте, превышающей 150 м, и ближе чем в 2 км от аэропортов. Интересно, что иностранцам необходимо заявить в Администрацию гражданской авиации Израиля (CAAI) о намерениях использовать беспилотники на территории страны независимо от того, в коммерческих целях это делается или в личных.

В Москве дронам в принципе запрещено летать в пределах МКАД. «В отличие от Лондона над Москвой не летают самолеты, так что это правило, на мой взгляд, слишком строгое, – поясняет Юрьев. – Это распространяется и на авиамоделистов, которые всегда летали по всей Москве. А теперь стало нельзя. Недовольных, конечно, много».

Хотя строгие правила не всегда гарантируют, что все будут их выполнять. Так, пилот малой авиации Сергей Сторм признается, что не раз на территории Англии замечал дроны на уровне крыла своего самолета и слышал отчеты о дронах по радио от других летчиков. «Правила гласят, что дроны не могут летать выше чем на уровне 400 футов над землей. Самолеты, в свою очередь, не могут летать на уровне ниже 500 футов, только если они не заходят на посадку или не взлетают. Поэтому дроны запрещены в радиусе 1 км от аэропорта – там, где самолеты летают на низкой высоте. Если все будут следовать этим простым правилам, все будет хорошо. Но, увы, люди нарушают их и подвергают опасности окружающих. Современные дроны, например компании DJI, определяют свое местоположение по спутникам и даже не запустят двигатели, если находятся в запрещенной для полетов зоне. Однако эта защита может быть снята, и те, кто захочет нарушить правила, вполне могут это сделать», – объясняет он. В малой авиации столкновение с дроном может оказаться фатальным. Если у больших самолетов при отказе одного двигателя может работать второй, то у маленьких самолетов двигатель, как правило, один.

В малой авиации столкновение с дроном может оказаться фатальным. Если у больших самолетов при отказе одного двигателя может работать второй, то у маленьких самолетов двигатель, как правило, один.

Оказывается, перепрограммировать дроны и снять ограничения на их полеты действительно просто. И это очередная заслуга русских хакеров. На российском сайте сoptersafe.com любой желающий может скачать модификацию для программного обеспечения или приобрести уже модифицированный беспилотник. Западные издания спорят об этичности такой затеи, но признают, что это вполне законно. Свою защиту представители компании Coptersafe строят на том, что ограничения на полеты в запретных зонах, установленные производителем дронов DJI, не являются обязательными с точки зрения законодательства. Однако они становятся непреодолимым препятствием в случаях, когда пилоты дронов имеют официальное разрешение на съемку в запретной зоне, а программное обеспечение все равно не позволяет дрону запуститься. Для таких случаев и нужны услуги Coptersafe. Стоит отметить, что ограничения на полеты может снять и сам производитель, но эта процедура занимает несколько дней.

Как обеспечивается безопасность полетов?

Борьбу с дронами-нарушителями на данный момент ведут по двум фронтам. С одной стороны, вводятся законодательные нормы, позволяющие определить запретные для полетов зоны, права и ответственность пилотов дронов, а также обязательные способы коммуникации со службами по контролю воздушного движения. С другой стороны, разрабатываются и улучшаются технологии по обнаружению и нейтрализации дронов для случаев, когда они все-таки залетают, куда не следует. Рассмотрим каждое направление.

Нормы ответственности пилотов дронов

В конечном итоге ответственность за полет и его последствия несет исключительно пилот дрона, а не его производитель или хакеры, предоставившие модификации программного обеспечения. Ответственность пилота подчеркивает и Управление гражданской авиации Великобритании (CAA). Правительство Великобритании совместно с CAA и Национальной службой по контролю за воздушным движением (NATS) разрабатывают Код дронов и ведут кампанию по информированности пилотов дронов об их ответственности. На специальном сайте dronesafe.uk можно узнать о последних правилах и ограничениях, действующих в стране.

Согласно планам, объявленным в начале января этого года, с ноября 2019-го все владельцы дронов весом более 250 г обязаны регистрировать свои устройства в CAA. Также необходимо будет пройти онлайн тест на безопасность. В случае нарушения этого правила владельцев дронов смогут оштрафовать на сумму до £1000.

Министр авиации Великобритании баронесса Лиз Сагг отметила, что в случаях, когда дроны используются незаконно, у полиции должно быть достаточно полномочий для применения силы. Поэтому с конца 2019 года полицейские в Великобритании будут наделены правом сбивать и обыскивать дроны, в то время как правительство будет активно внедрять новые технологии для их обнаружения и обезвреживания.

Технологии обнаружения и нейтрализации дронов

Обнаружение дронов с помощью обычных радаров, используемых в аэропортах, затруднено. Главным образом потому, что дроны в основном сделаны из пластика и имеют маленькую отражающую способность. Именно поэтому для борьбы с ними необходимы новые специальные технологии.

Такие технологии уже несколько лет успешно разрабатываются в разных странах мира. Два основных направления разработки: устройства, перехватывающие сигналы с беспилотника и вмешивающиеся в его управление; и устройства, физически устраняющие дроны.

С конца 2019 года полицейские в Великобритании будут наделены правом сбивать и обыскивать дроны, в то время как правительство будет активно внедрять новые технологии для их обнаружения и обезвреживания

В первом случае речь чаще всего идет о технологиях так называемого геофенсинга, которые при помощи вмешательства в радиочастоты блокируют wifi- и gps-сигналы дрона и не позволяют ему приближаться. Такие технологии разработаны в том числе в самой Великобритании и, более того, уже успешно применяются в военных целях, а также в тюрьмах на острове Гернси, где предотвращают передачу наркотиков и других нежелательных посылок заключенным. Некоторые системы, используемые в военных целях, могут умещаться в наспинный ранец и при этом покрывать большой диапазон частот. Радиус действия более массивных современных систем может покрывать от 2 до 8 км, что достаточно для обеспечения безопасности вокруг аэропортов. Однако использовать эти устройства в аэропортах неудобно, так как их воздействие на радиосигналы может стать причиной нарушения коммуникаций между пилотами и диспетчерами. Тем не менее турецкая компания Aselsan, в основном работающая с военными заказами, в 2017 году поставила пять систем радиочастотной постановки помех Ihasavar авиакомпании Turkish Airlines – специально для защиты аэропортов Istanbul Ataturk и Sabiha Gokcen от дронов.

Другой тип устройств подразумевает физическое устранение дронов. Такие устройства могут применять сетки, боеприпасы, лазеры, а также активизировать беспилотники-перехватчики. Еще в ноябре 2016 года подобная система использовалась для обеспечения безопасности Барака Обамы во время поездки в Берлин. Система SkyWall 100 по сути представляет собой портативное ружье с сеткой, захватывающей дрон в полете и безопасно опускающей его на землю. Производитель, компания Open Works, утверждает, что SkyWall 100 – это идеальная система для защиты публичных мест, поскольку она управляется одним человеком и действует достаточно тихо. Среди недостатков подобных систем отмечают необходимость специального обучения. В некоторых случаях управление более сложными системами требует точности, близкой к снайперской.

Как правило, системы защиты от дронов комбинируют в себе геофенсинг и устройства физического устранения. Весьма впечатляющими являются поражающие системы, использующие лазеры и электромагнитные импульсы. Так, например, на саммите G20 в Гамбурге в июле 2017 года использовалась система HPEM компании Diehl Defence, способная выжигать электронику дронов на расстоянии нескольких сотен метров. Отмечается, что преимуществом этой системы также является ее эффективность против так называемых «роевых атак», когда необходимо одновременно нейтрализовать несколько беспилотников.

Почему эти методы не используются?

В прессе сообщалось, что незадолго до событий в Гатвике, в августе 2018 года, Британская армия закупила шесть систем Drone Dome на сумму £15,8 млн у израильского оборонного предприятия Rafael. Drone Dome как раз представляет собой комбинацию устройств разного типа, включая электрооптические элементы для идентификации дронов, а также устройства глушения сигналов. Изначальная комплектация также включала лазерные элементы и водяные пушки высокого давления, от которых Британская армия отказалась. Однако, по сообщениям «Би-би-си», британским службам не удалось воспользоваться новой игрушкой в Гатвике, поскольку по состоянию на начало января Министерство безопасности еще не получило израильское оборудование.

Настоящие изменения в этой области начнутся либо после первой террористической атаки дрона на аэропорт, либо когда в силу вступит международный стандарт по установке противодронных систем.

По словам Омера Лавива, вице-президента по развитию бизнеса израильской MER Group (работает с системами безопасности), противодронные системы еще не пользуются популярностью в мире. «Две главные угрозы, исходящие от дронов, – это терроризм и нарушение безопасности. В случае с Гатвиком они помешали работе аэропорта, и это имело прежде всего финансовые последствия. Поэтому руководство крупных аэропортов задумывается о том, чтобы что-то предпринять. Больше пока никто ничего не делает. Настоящие изменения в этой области начнутся либо после первой террористической атаки дрона на аэропорт, либо когда в силу вступит международный стандарт <по установке противодронных систем>. Хотелось бы верить, что второе наступит раньше, но история доказывает обратное. Аэропорты не захотят тратить деньги (а противодронные системы стоят немало), если только регулятор не заставит их это сделать или если они сами не узрят в таких системах коммерческой выгоды. Остальные будут ждать новых законов, террористических атак или менее затратных решений».

Сложно представить, во сколько может обойтись полноценное обеспечение антидронными системами не только аэропортам, но и полиции, вертолетной скорой помощи и небольшим аэродромам для малой авиации. Скорее всего, в ближайшем будущем они не смогут себе этого позволить. Кроме того, все еще не совсем понятно, как использовать такое оборудование в густонаселенных зонах.

По словам Сергея Сторма, «на данный момент эффективных мер защиты от дронов практически нет. Физический перехват очень сложен, требует специальных навыков и крайне опасен. Кто возьмет на себя ответственность, если перехваченный дрон упадет на частную собственность или покалечит людей? Это оборудование могут применять только военные. Единственное, что можно реально сделать в некоторых случаях, – это отследить дрон». Именно так поступили британские полицейские в декабре 2017 года, когда пролетавший под их вертолетом дрон помешал проведению операции по поиску пропавшей женщины. Полицейские смогли снять его владельца на видео и доказать в суде, что тот незаконно мешал их работе. Обвиняемый отделался штрафом в £464, также ему запретили пользоваться дроном.

Пока военные и правительства разных стран подбирают оптимальные способы защиты от дронов, голландская полиция попробовала использовать для их поимки орлов. Грациозность орлов на видео, которым поделились с миром полицейские, настолько завораживает, что экспериментом серьезно заинтересовались даже в Скотленд-Ярде. Со временем, правда, от идеи отказались в обеих странах. Орлов тренировать долго и дорого. Кроме того, специалисты не были уверены, что даже натренированные птицы будут эффективно выполнять свою работу вне привычной тренировочной зоны.

А что, если просто взять и запретить дроны в принципе? Омер Лавив считает, что сегодня это уже невозможно: «Дроны пришли, чтобы остаться. Они используются в коммерческих целях и продаются в любом супермаркете». Решение, по словам Лавива, должно, как и во всем, основываться на взаимодействии. В данном случае эффективно взаимодействовать должны четыре стороны: производители (которые должны следовать стандартам технических ограничений дронов и способов их коммуникации и навигации), регуляторами (которые должны обеспечить законодательную базу, ограничивающую коммерческое использование дронов и гарантирующую существенное наказание для производителей и пользователей дронов, нарушающих закон), правоохранительными органами (которые должны быть способны эффективно справляться с нарушителями закона) и пользователями дронов (которые должны уважать и соблюдать закон).

Об остальном позаботятся противодронные системы.

Приходите к нам в телеграм, у нас много полезных и интересных статей.

Фото Shutterstock