Обзор мирового и отечественного рынка БПЛА

В последнее десятилетие направления использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в разных сферах экономики переживают по-настоящему взрывной рост. Так, небольшие квадрокоптеры в последние годы стали массовым гаджетом у любителей фото- и видеосъемки, а более крупные и сложные дроны находят применение для решения все более разнообразных задач.

По результатам исследования ЦСР (Центр стратегических разработок), общий рынок услуг, оказание которых связано с применением беспилотников, сегодня более чем в 4,5 раза превышает предложение. При этом общий объем всего рынка беспилотных авиационных систем с 2010-х годов вырос почти десятикратно. Беспилотные летательные аппараты активно применяются в энергетическом секторе, строительстве, сельском хозяйстве и других сферах. Помимо интуитивно очевидного направления в виде фото- и видеосъемки (10% от всех услуг), более крупные по доле рынка области применения дронов сегодня – воздушный мониторинг и наблюдение в режиме реального времени (25%), а также геодезия и картография (35%). В частности, беспилотники сегодня массово используются для формирования двухмерных и трехмерных объектов на местности, включая архитектурные достопримечательности, инженерные сооружения, карты ландшафта. В сфере недвижимости и страхования, а также в аграрном секторе и в производящей промышленности беспилотники позволяют значительно упростить и сократить по времени разнообразные осмотры и инспекции оборудования и техники. Совершенствование технологий компьютерного 3D-моделирования, а также развитие искусственного интеллекта продолжают создавать новые перспективные направления коммерческого использования беспилотных авиационных систем в самом широком понимании. На рис. 1 показаны сегменты рынка беспилотников в мире и в России.

В то же время активно растет и прибавляет вариативности рынок беспилотников военного применения. В период холодной войны БПЛА использовались в основном для решения весьма узкоспециализированных задач, включая разведывательную аэрофотосъемку в глубине территории противника, а также применение в качестве учебных мишеней для собственных ПВО или «ложных целей» для вскрытия ПВО противника. В 1990-е – 2000-е годы использование военных беспилотников в основном ассоциируется с военными конфликтами низкой интенсивности – в частности, с контртеррористическими операциями. Сегодня военные БПЛА стали использовать в симметричных конфликтах высокой интенсивности, правда, в общественном мнении роль дронов на современном поле боя заметно преувеличена. Нередко с наличием или, наоборот, нехваткой современных БПЛА напрямую связывают успешный или неудачный исход военного конфликта для одной из сторон, что, как правило, не соответствует реальному положению дел.  

БАС (беспилотная авиационная система) – это комплекс, включающий одно или несколько беспилотных воздушных судов, оборудованных системами навигации и связи, средствами обмена данными и полезной нагрузкой, а также наземные технические средства передачи-получения данных, используемые для управления полетом и обмена данными о параметрах полета, служебной информацией и информацией о полезной нагрузке такого или таких воздушных судов и канал связи со службой управления воздушным движением.

Национальный стандарт РФ.
Системы беспилотные авиационные.
Термины и определения

И все же нельзя отрицать, что мировой спрос на военные БПЛА различных классов в последние годы продолжает лавинообразный рост с высокими перспективами в ближайшем десятилетии. Ожидается, что к 2029 году рынок военных беспилотников вырастет как минимум в три раза относительно объема 2021 года.

Факторы темпов роста

В соответствии с выводами исследования ЦСР российская доля составляет всего 2% от общемирового рынка дронов по отрасли. В ближайшее время перспектив для увеличения этой доли немного. В качестве основных факторов выделяется недостаток ключевых комплектующих на этапе изготовления опытных образцов на основе уже проведенных НИОКР, а также нехватка инвестиционных вливаний в отрасль в целом. Эксперты описывают сложившуюся ситуацию как  эффект «снежного кома»: нехватка импортных комплектующих и производственной инфраструктуры для их замещения не способствует инвестиционной привлекательности отрасли, а государственные вливания снижают ее конкурентоспособность. И это несмотря на высокую в целом привлекательность этого рынка для государственных и венчурных инвестиций благодаря позитивной мировой динамике.

Тенденции последних лет показывают, что на рост рынка оказывают влияние не всегда предсказуемые внешние факторы, слабо поддающиеся контролю со стороны его непосредственных участников. Так, по данным Drone Industry Insights, пандемия коронавируса привела к 43%-ому снижению спроса на гражданские беспилотники в 2020 году относительно 2019-го. Вместе со спросом сократилось и производство – низшей точкой стало падение мировых показателей на 33% в 2020 году. Сейчас ситуация медленно стабилизируется, и показатели роста спроса составляют порядка 67%, показатели производства – 85% относительно доковидного периода (рис. 2).

Пандемия не обошла стороной и военный сегмент мирового рынка БПЛА, специалисты агентства Fortune Business Insights считают, что сокращение оборонных бюджетов, вызванное перераспределением государственных средств для борьбы с пандемией, привело к снижению объемов сотрудничества между оборонными ведомствами и компаниями-производителями военных дронов. Так, в 2020 году Пентагон заложил на закупку БПЛА 1,3 млрд долларов, но за последующие два года сумма сократилась почти вдвое и в текущем году составляет 0,7 млрд. Тем не менее, на фоне общего восстановления мировой экономики после пандемии и с учетом происходящих на мировой арене событий рост соответствующих расходов представляется возможным, причем лидерами роста, вероятно, станут страны Азии.

Фавориты рынка

Основные ниши на международном рынке военных БПЛА сегодня занимают Израиль (34%), Китай (31%), США (25%). В последние годы заметного успеха добились также Турция и ОАЭ (6%).

Интересно, что крупными производителями военных дронов могут выступать как «тяжеловесные» консорциумы ОПК, производящие вооружение и военную технику широкого профиля, так и относительно небольшие частные компании, для которых производство и обслуживание БПЛА – одно из основных направлений деятельности.

Так, например, основные производители БПЛА в Израиле – государственная корпорация Israel Aerospace Industries (IAI) и частные компании Elbit Systems и Aeronautics Defense Systems. Создание и обслуживание беспилотных авиационных систем (БАС) для всех этих концернов составляет основной вид деятельности в сфере ВПК.

В США видное место в производстве дронов занимают не только традиционные аэрокосмические гиганты, такие как Northrop Grumman, Boeing и Lockheed Martin, но и, например, субсидиарий энергетического консорциума General Atomics. Хотя в целом этот энергетический гигант не занимается производством авиации, в сегменте БПЛА дочерняя компания General Atomics Aeronautical Systems добилась огромного успеха – выпуская семейство среднетяжелых разведывательно-ударных беспилотников MQ-1 Predator и MQ-9 Reaper в интересах вооруженных сил США, а также более 10 стран по всему миру.

В Китае основными разработчиками и экспортерами БПЛА выступают как авиастроительный консорциум Chengdu (CAIG) в составе государственного конгломерата Aviation Industry Corporation of China (AVIC), объединяющего крупнейшие предприятия авиационной промышленности КНР, так и научно-производственное объединение China Academy of Aerospace Aerodynamics (СAAA), в свою очередь подчиненное государственной ракетно-космической корпорации China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC). Отметим, что последняя объединяет в основном компании космической промышленности, занятые в производстве ракет-носителей, а также орбитальных спутников и межпланетных станций, и не специализируется на производстве именно авиационной техники.

Наконец, стоит вспомнить о широко известной «истории успеха» турецкой частной компании Baykar, созданной в 2000-е годы буквально с нуля небольшим коллективом авиаконструкторов во главе с Оздемиром Байрактаром. За два десятилетия этот «стартап» вырос из небольшого производства автомобильных комплектующих в знаменитую авиационную компанию, поставляющую ударные беспилотники почти в два десятка стран по всему миру. Наиболее популярный продукт компании – БПЛА Bayraktar TB2 успешно зарекомендовал себя в боевых действиях в крупных военных конфликтах в разных регионах мира. При этом в настоящее время компания Baykar переходит к разработке тяжелых БПЛА со взлетной массой в 5–6 тонн, в том числе оснащенных турбореактивными двигателями.

Как можно заметить, в разных странах повторяется схожий тренд: ведущими разработчиками и производителями БПЛА часто становятся не столько традиционные лидеры авиационной промышленности, сколько компании – «темные лошадки». Как правило, это либо независимые частные компании, либо субсидиарии более крупных корпораций из других секторов оборонно-промышленного комплекса.  Как можно объяснить эту закономерность?

Для примера рассмотрим современный рынок БПЛА среднетяжелого класса. К наиболее продаваемым беспилотникам в этой категории можно отнести: Searcher и Heron (израильская компания IAI), Hermes-450 и Hermes-900 (израильская компания Elbit Systems), CH-3 и CH-4B (китайская компания CASC), Wing Loong-1/2 (китайский консорциум Chengdu). Все упомянутые беспилотники обладают примерно схожей концепцией применения – это очень легкие и экономичные летательные аппараты, способные барражировать в воздухе в течение целых суток, выполняя в первую очередь разнообразные разведывательные задачи, но также при необходимости выступая ударной платформой для нанесения высокоточных ударов.

Нетрудно заметить, что большинство БПЛА в этом классе на самом деле конструктивно очень похожи друг на друга: так, например, аэродинамическая схема планера построена вокруг однобалочного фюзеляжа с толкающим винтом и «перевернутым» V-образным хвостовым оперением. Силовой установкой, как правило, выступает один и тот же австрийский поршневой бензиновый двигатель Rotax 912/914 – он используется в американском БПЛА MQ-1 Predator, китайском БПЛА Wing Loong I, израильском БПЛА Elbit Hermes 900 и даже иранском Shahed 129. Такой же двигатель, кстати, установлен и в уже упомянутом выше БПЛА Bayraktar TB2. Главное достоинство двигателей этого типа – их небольшой вес и малое потребление топлива, в качестве которого может выступать даже самый обычный автомобильный бензин. Семейство двигателей Rotax 912/914 невероятно популярно на рынке легкомоторной гражданской авиации – эти силовые установки используются более чем в 400 различных поршневых самолетах с максимальным взлетным весом около тонны или менее. Таким образом, эти двигатели широко доступны на гражданском рынке, а их стоимость составляет всего несколько десятков тысяч долларов.

На рис. 3 представлены данные по экспорту БПЛА среднетяжелого класса за период с 2000 по 2021 год. В табл. 1 приведены сравнительные технические характеристики разведывательно-ударных БПЛА среднетяжелого класса.

Таблица 1. Сравнительные характеристики разведывательно-ударных БПЛА среднетяжелого класса

Доступные технологии

Несмотря на кажущуюся простоту аэродинамической конструкции и доступность силовой установки, в устройстве современного разведывательно-ударного беспилотника есть множество своих секретов и тонкостей. В целом, фактически любой легкомоторный самолет можно конвертировать в беспилотный дрон – так, например, перед началом Карабахской войны 2020 года Азербайджан переоборудовал около 60 морально устаревших бипланов Ан-2 (так называемые «кукурузники») для использования в качестве ложных целей для вскрытия системы ПВО Нагорного Карабаха. Тем не менее, хотя простейший автопилот может направить летательный аппарат в точку по известным координатам, решение более сложных разведывательных задач требует установки на беспилотник продвинутой системы автономного или дистанционного управления, а также оснащения БПЛА комплексом различных радиотехнических и оптико-электронных средств наблюдения и связи.

Двусторонняя коммуникация с БПЛА может обеспечиваться либо по прямому радиоканалу с наземной станцией управления, либо с помощью системы спутниковой связи. В первом случае боевой радиус действия дрона обычно оказывается ограничен радиогоризонтом и в зависимости от высоты полета составляет от 150 до 300 км. Кроме того, такая модель управления беспилотником сильно уязвима перед средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ), которые способны подавить канал связи помехами или гипотетически даже перехватить управление БПЛА. Спутниковая система связи сильно расширяет дальность действия беспилотника и предоставляет гораздо более высокую устойчивость к средствам подавления, однако требует оснащения БПЛА специальной зеркальной антенной («спутниковой тарелкой») – причем достаточно компактной и стабилизированной для использования в полете. И разумеется, для эксплуатации БПЛА со спутниковой системой управления оператору должны быть доступны космические аппараты на геосинхронной орбите, способные обеспечить круглосуточное покрытие необходимого участка земной поверхности.

Огромное значение для боевой эффективности БПЛА имеет качество используемого дроном разведывательного оборудования. Современные беспилотники среднетяжелого класса своим расцветом в последние несколько десятилетий обязаны именно стремительному развитию оптико-электронных технологий. Последние поколения камер инфракрасного и видимого диапазона значительно расширили разрешающую способность телевизионных станций спектрозональной съемки. Значительно возросли также и возможности оптических матриц по цифровой обработке сигналов, увеличилась частота кадров видеосъемки. Таким образом, эффективный радиус действия по обнаружению, распознаванию и идентификации авиационных оптико-электронных комплексов возрос с 5–15 км в 1990–2000-е годы до 15–50 км в 2010-е. Современные БПЛА могут производить разведку поля боя далеко за пределами видимости и вне радиуса действия многих средств ПВО малой дальности. Так, например, установленный на БПЛА Bayraktar TB2 оптико-электронный комплекс Wescam CMX-15D позволяет обнаружить и распознать цель типа «танк» с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (SWIR) на расстоянии около 50 км.

Как показывает опыт новейших военных конфликтов, даже в условиях высокого насыщения театра военных действий современными системами ПВО, действуя на малых высотах (от 40 до 50 м) и прикрываясь радиогоризонтом, БПЛА Bayraktar TB2 могут осматривать зону боевых действий на глубину около 5–6 км от линии соприкосновения.

Помимо телевизионных оптико-электронных комплексов, сенсорная нагрузка современных БПЛА может также включать лазерные дальномеры и целеуказатели, лидары и радиолокационные станции (РЛС). Некоторые устанавливаемые на беспилотники радары способны работать в режиме радиолокационного синтезирования апертуры, что позволяет осуществлять картографию земной поверхности с невероятно высоким разрешением (например, до десятков сантиметров). В частности, установленная на БПЛА MQ-1 Predator РЛС AN/APY-8 Lynx (1999) позволяет картографировать поверхность в радиусе до 54 км с разрешением до 30 см, а также обнаруживать и отслеживать движущиеся цели на расстоянии до 25 км в широком азимуте сканирования до 270 градусов.

Таким образом, качество оптико-электронной и радиотехнической «начинки» БПЛА радикально влияет на боевой потенциал дрона. Использование устаревшей авионики приводит к утяжелению конструкции беспилотника, тем самым ограничивая максимальный запас топлива и, соответственно, дальность полета. Кроме того, низкое качество телевизионной системы вынуждает БПЛА действовать в непосредственной близости к цели наблюдения, что значительно повышает уязвимость дрона к средствам ПВО.

Наконец, важно отметить, что эксплуатация современного БПЛА среднего класса требует совместной работы всех компонентов его авионики. Эффективность и «выживаемость» беспилотника сильно зависят от программной архитектуры, объединяющей средства связи и сенсорную часть целевой нагрузки с радиотехническими компонентами и системами обработки входящих данных на наземной станции управления. Такая архитектура включает в себя алгоритмы автоматизации поиска, обнаружения и идентификации целей, алгоритмы картографии и геопозиционирования с возможностью построения сложных маршрутов движения относительно целей, а также интеграцию всего комплекса БПЛА в единые контуры управления и целеуказания. Качественная программная архитектура всей беспилотной авиационной системы, таким образом, сильно снижает нагрузку на оператора, повышает автономность БПЛА и его устойчивость к средствам РЭБ, а также позволяет эффективно воспользоваться всеми преимуществами такой разведывательно-ударной платформы.

Перечисленные особенности современных БПЛА среднего класса хорошо объясняют успех относительно небольших компаний на этом рынке: с одной стороны, разработка самого летательного аппарата, по сути, доступна даже небольшим производителям гражданских легкомоторных самолетов. С другой стороны, для создания таких беспилотников необходим доступ к продвинутому радиоэлектронному оборудованию и разработка «с нуля» беспилотной авиационной системы, объединяющей в единую архитектуру системы связи, управления и сенсоры. В этих условиях частная инициатива и нестандартное конструкторское мышление позволили наиболее креативным компаниям закрепиться на сравнительно новом рынке. В то же время существование «стартапов» стало возможным за счет государственной и/или частной финансовой поддержки и, что еще важнее, благодаря научно-технической помощи со стороны ведущих игроков мировой радиоэлектронной промышленности.

Концепция разведывательно-ударных БПЛА оказалась привлекательной для вооруженных сил многих стран третьего мира, где основную задачу военного строительства составляет развитие потенциала противодействия иррегулярным вооруженным формированиям. При этом с финансовой точки зрения, если приобретение реактивных истребителей и обучение пилотов оказывается «не по карману» многим развивающимся странам, покупка беспилотника с меньшей стоимостью как за единицу БПЛА, так и за «полетный час», рассматривается как разумная альтернатива. Вместе с тем, в последнее десятилетие разведывательно-ударные БПЛА пользуются все большей популярностью и среди развитых стран. Сегодня их также привлекают для решения задач морской разведки, поисково-спасательных операций и даже для задач по охране окружающей среды.

На рис. 4 представлены данные по долям стран-экспортеров БПЛА на мировом рынке за период с 2000 по 2021 г.

Разумеется, даже при относительной дешевизне военных дронов продвинутые БПЛА среднетяжелого класса зачастую оказываются «не по карману» для некоторых заказчиков. С этим фактором можно связать мощные позиции китайских беспилотных авиационных систем на мировых рынках – БПЛА от Поднебесной часто оказываются в несколько раз дешевле своих израильских и американских аналогов в той же массогабаритной категории (во многом это связано с «бюджетностью» радиоэлектронной начинки этих беспилотников).

Ограниченное наличие или полное отсутствие беспилотных авиационных систем среднетяжелого класса в некоторых ВС вынуждает полагаться на более легкие и простые БПЛА массой от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов. Зачастую такие БПЛА слабо интегрированы в единые автоматизированные контуры управления тактическим звеном, и их весьма хаотично используют отдельные подразделения на низовом уровне.

В целом объем мирового рынка гражданских БАС в 2021 году составил 26,3 млрд долларов, с прогнозируемым ростом от 30,4 млрд к концу текущего 2022 года до 41,3 млрд к 2026 году. В свою очередь, рынок военных БАС можно оценить в 10,3 млрд долларов с перспективой роста, по прогнозам экспертов, до 30,4 млрд к 2029 году. Таким образом, среднегодовой рост рынка гражданских беспилотников превышает рост военных примерно на 500 млн долларов ежегодно

По данным ЦСР и SIPRI

Двойное назначение

Нехватка беспилотных авиационных систем военного назначения и в целом серьезные проблемы с ситуационной осведомленностью на тактическом уровне вынуждают многие вооруженные силы в современных конфликтах полагаться на широкодоступные гражданские беспилотники – от сверхмалых «туристических» квадрокоптеров до более крупных промышленных мультикоптеров.

Весьма любопытная особенность современных военных конфликтов – использование гражданских дронов в качестве импровизированного средства доставки боеприпаса: от кустарной «подвески» ручных гранат на малые коптеры до более крупных «бомбардировщиков» с массой около 20 кг, оснащенных подвесным устройством сброса револьверного типа. В качестве боеприпасов в последнем случае используются легкие пехотные мины калибра от 50 до 82 мм. Применение такого вида оружия в целом считается свойством конфликтов низкой интенсивности в условиях острого дефицита высокоточного оружия. Однако практика показывает, что даже в крупном и продолжительном региональном конфликте такое средство доставки оказывается эффективной альтернативой быстро истощающимся запасам управляемых бомб и снарядов.

Главное преимущество коммерческих гражданских дронов – их беспрецедентная дешевизна и опять-таки массовое распространение. Стоимость приобретения всего лишь одного продвинутого израильского или американского БПЛА среднего класса (20–30 млн долларов) сопоставима с расходами на закупку около 10 000 профессиональных квадрокоптеров со стоимостью около 3 тыс. долларов.

«Двойное назначение» гражданских беспилотников в то же время может оказать серьезное влияние на их доступность в период военного конфликта. Например, после эскалации боевых действий в Украине в 2022 году один из ведущих игроков в сегменте гражданских дронов – китайская компания DJI, занимающая долю 76% мирового и 90% российского рынка, объявила об остановке продаж на территории РФ и Украины, чтобы избежать использования своей продукции в военных целях. Такое решение в условиях слабого внутреннего предложения уже привело к ощутимому росту цен (зафиксирован трехкратный рост с начала года) и серьезному дефициту устройств в России. Для восстановления рынка придется либо налаживать новые цепочки поставок, что само по себе не гарантирует защиты от повторения схожего сценария в будущем, либо поддерживать и развивать собственную индустрию. Параллельный импорт едва ли сможет обеспечить покрытие всего внутреннего спроса.

Сегодня в России действуют порядка 58 компаний-производителей беспилотных аппаратов. Государственная поддержка и сохранение общей политики по цифровизации экономики с повышенным вниманием к развитию информационных технологий должны быть факторами развития отрасли. Однако, скорее всего, сами по себе они не смогут дать необходимый прорыв без решения давно известных системных проблем с необходимой производственно-технической и компонентной базой. Понятно, что за последний год проблемы с нехваткой электроники военного назначения и других компонентов только усугубились. Прошлогодние цели ФСТВТС касательно занятия 10% доли мирового рынка военных беспилотников сегодня скорее всего можно считать недостижимыми.

Перспективы развития гражданского сегмента несколько более оптимистичны, но не безоблачны. Вероятно, России придется оставить амбиции и относительно достижения доли 10% мирового рынка гражданских беспилотников к 2030 году, озвученные в августе 2022. Даже при самом позитивном сценарии роста рынка продаж и услуг БАС на 20–25% ежегодно в 2030 году российский рынок способен достигнуть объема в 72,3 млрд рублей, что ориентировочно составит 2,5% от общемирового.

В отличие от военного сегмента, наладить поставки недостающей импортной компонентной базы в гражданской области возможно, отрасль показывает рост. Интерес к использованию дронов не снижается. Их применение значительно оптимизирует и удешевляет различные сферы бизнеса, от строительства и геологоразведки до коммерческой съемки и доставки. Внимание этому сегменту уделяется и со стороны государства, которое также выступает важным потребителем и пользователем беспилотных систем. Тем не менее, в сложившихся обстоятельствах отрасль испытывает трудности и нуждается в венчурном финансировании, формировании инновационной инфраструктуры, развитии информационных технологий и кадрах. Преодоление этих вызовов сильно зависит от государства. Эта сфера, в том числе, содержит множество регуляторных барьеров, что не способствует наращиванию числа инновационных разработчиков и производителей.

Автор – Артем Мальцев

©«Новый оборонный заказ. Стратегии» 
№ 6 (77), 2022 г., Санкт-Петербург