Перспективы бизнеса: грузовые авиаперевозки беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 октября, печатный экземпляр отправим 7 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №33 (323) август 2020 г.

Дата публикации: 17.08.2020

Статья просмотрена: 230 раз

Библиографическое описание:

Мосиенко, С. А. Перспективы бизнеса: грузовые авиаперевозки беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа / С. А. Мосиенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 33 (323). — С. 45-50. — URL: https://moluch.ru/archive/323/73190/ (дата обращения: 19.09.2020).



В статье приведена концепция создания авиационной компании для грузовых авиаперевозок беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, летный час, грузовые авиаперевозки.

Подводя итоги 2019 года, международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) отметила, что мировой рынок авиационных грузоперевозок является худшим по динамике спроса с 2009 года. Однако, в 2020 году, из-за пандемии коронавируса, на фоне падения объемов пассажирских перевозок, резко вырос спрос на грузовые авиаперевозки. В частности, их подстегнули срочные заказы на доставку медицинских грузов и техники. Как отмечают эксперты, стоимость перевозки по воздуху товаров порой оказывается выше их собственной стоимости. Тем не менее, очереди на отправку товаров растянулись на несколько месяцев. Нужно отметить, что большинство авиагрузов сейчас перевозится пассажирскими самолетами, а грузовые авиакомпании подняли ставки с 3–4 долларов США (далее USD) за килограмм груза до 10–12 USD.

Серьезной проблемой является доставка населению грузов в горные районы, которые являются труднодоступными для большинства видов транспорта. В горных районах проживает почти 1 миллиард человек, которые регулярно сталкиваются с проблемами ликвидации последствий стихийных бедствий, нехваткой энергоносителей, медикаментов и продовольствия. Эти обстоятельства нередко создают реальные угрозы жизни для проживающего в горных районах населения. Нередко оказывается, что для доставки туда грузов альтернатив привлечению вертолетной техники не существует. В настоящее время в мировой практике для решения подобных задач используются пилотируемые вертолеты, несмотря на то, что стоимость их эксплуатации чрезмерно высока. Успехи, достигнутые современным машиностроением и приборостроением привели к тому, что для обеспечения бесперебойного снабжения грузами горных районов реальным стало использование беспилотной авиации. Однако этого до сих пор не произошло. И дело здесь не столько в недостаточном уровне развития техники, сколько в недостаточной проработанности и готовности структуры компаний, осуществляющих грузоперевозки.

Требования грузополучателя и возможности грузоперевозчика. Вначале 2010-х перспективы развития беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) были радужными, и производители БпЛА привлекали огромные инвестиции. С начала этих событий прошло почти 10 лет. Каковы итоги? Агентство Bloomberg в конце 2019 года публикует статью о падении интереса к БпЛА — инвесторы разочаровались в этом сегменте рынка из-за низкого спроса на услуги при использовании БпЛА. Причиной стало расхождение мечты с реальностью. Все прогнозы о взрывном росте технологий на базе БпЛА так и не сбылись — по крайней мере, к 2020 году. Отрасль беспилотной авиации начала искать наиболее прибыльные сегменты бизнеса. 9 апреля 2020 года компания Wing (США), являющаяся оператором БпЛА и входящая в холдинг Alphabet, получила от Федерального управления гражданской авиации США (FAA) сертификат авиационного перевозчика. Этот сертификат аналогичен тому, который выдается обычным авиакомпаниям, использующим летательные аппараты. Предоставленное FAA разрешение позволяет Wing задействовать беспилотные летательные аппараты для доставки грузов в коммерческих целях, взимая плату с клиентов, которые пользуются этой услугой. Именно на маршрутах местного значения практически отсутствует конкуренция и стоимость перевозки грузов оказывается высокой. Рост уровня конкуренции в отрасли будет провоцировать использование новых, более гибких бизнес-моделей, таких как бюджетные авиакомпании. По оценкам авиационных специалистов, существующий парк самолетов и вертолетов авиакомпаний недостаточен для обеспечения услуги доставки груза «до двери» грузополучателя. Именно этот фактор доставки груза «до двери» грузополучателя и является ведущим трендом развития бизнеса беспилотной авиации, которая позволяет физически осуществить доставку груза в указанную точку без перегрузки на железнодорожные, автомобильные и любые другие транспортные средства.

Реализация услуги доставки груза «До двери» грузополучателя». Для реализации данной услуги инвестору необходимо использовать новую бизнес-модель грузовой авиакомпании (АК). Грузовой оператор, использующий беспилотные летательные аппараты вертолетного типа — новый тип бизнеса АК, в основе которого — грузовые авиаперевозки из точки базирования АК, осуществляемые беспилотными летательными аппаратами в беспосадочном режиме, в населенные пункты грузополучателей. При перелете грузового беспилотного летательного аппарата вертолетного типа в беспосадочном режиме существуют ограничения на расстояние доставки грузов ввиду того, что воздушное судно не имеет возможности дозаправиться в конце пути. Обычно без дополнительной дозаправки, в зависимости от загруженности, максимальная протяженность маршрута ограничивается. Так, например, протяженность маршрута для беспилотного летательного аппарата вертолетного типа составит 150–200 километров. Преимущества в конкурентной борьбе авиакомпаний, осуществляющих грузоперевозки, обусловлены параметрами сети маршрутов, а также ценовой политикой и уровнем предоставляемого сервиса. Услуга такого типа должна, по мнению потребителей, осуществляться в следующем формате: оформление доставки груза 24 часа/день, 7 дней/неделю и 365 дней/год, доставка — в кратчайшие сроки, ограниченные лишь погодными условиями. Реализация данного сценария подразумевает создание бюджетной АК грузовых авиаперевозок. АК, по мнению экспертов, на первом этапе развития должна иметь: три основных и три резервных беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа, далее для краткости называемый БпЛА, один мобильный пункт управления (МПУ), ангар для хранения трех летательных аппаратов, ангар для ремонта и технического обслуживания, склад хранения запасных частей для трех летательных аппаратов, контейнеры для перевозки грузов и ангар формирования грузов. По мере формирования заказа идет загрузка груза в одноразовый контейнер в ангаре формирования груза. Этот контейнер, одновременно служащий и тарой, и средством доставки, изготавливается из экологических нейтральных материалов, которые после доставки грузополучателю могут быть им использованы. После загрузки обслуживающим персоналом контейнера грузом он транспортируется на взлетную площадку. Контейнер зацепляется к карабину грузового троса электролебедки, расположенной в нижней части фюзеляжа БпЛА. Спусковое устройство, закрепленное на свободном конце грузового троса у карабина, обеспечивает его расцепление, когда груз опущен на поверхность земли. Таким образом, при выполнении операции разгрузки БпЛА не приземляется и находится в режиме висения на малой высоте. После того, как контейнер отцеплен, электролебедка поднимает грузовой трос и БпЛА возвращается на базу АК. Ориентировочные затраты (без учета НДС) на создание АК в соответствии с рекомендациями экспертов: приобретение шести БпЛА — 19,8 млн. USD; МПУ — 12,2 млн. USD; специального программного обеспечения — 8,0 млн. USD. Общие расходы (без стоимости приобретения лицензий на предоставление услуг) ориентировочно составят 40,0 млн. USD. Заметим, что отказ от приземления БпЛА у грузополучателя существенно упрощает задачу управления им. Тем не менее, реализация режима висения является одним из наиболее трудно реализуемых в технологии БпЛА вертолетного типа и требует от оператора мобильного пункта управления повышенного внимания и опыта пилотирования. Сравнительный анализ экономической эффективности . Необходимо заметить, что использование БпЛА самолетного типа для оказания такой услуги невозможно из-за отсутствия в лесных и горных районах стационарной аэродромной сети с необходимыми длинами взлетно-посадочных полос. Кроме того, стоимость лётного часа (ЛЧ) тяжёлых грузовых БпЛА самолётного типа велика за счёт прямых переменных расходов — аэропортовых расходов, которые возникают в результате взаимодействия авиакомпании с аэропортами и другими участниками процесса авиаперевозки. Стоимость ЛЧ является интегральной характеристикой, которая демонстрирует экономическую эффективность применяемой авиатехники (см. рисунок 1). Расходы АК при организации грузовых авиаперевозок БпЛА иллюстрирует рисунок 2. Результаты работ зарубежных предприятий по разработке БпЛА на базе типовых пилотируемых вертолетов показал нецелесообразность использования этих аппаратов в таком качестве в виду высокой стоимости их ЛЧ.

Сравнительная стоимость летного часа различных типов пилотируемых вертолетов и БпЛА

Рис. 1. Сравнительная стоимость летного часа различных типов пилотируемых вертолетов и БпЛА

Калькуляции ЛЧ пилотируемых вертолетов и БпЛА были выполнены на основании методик расчета летного часа АО «Вертолеты России». Несмотря на наличие в мире широкого спектра различных методологий оценки стоимости жизненного цикла и стоимости летного часа вертолетной техники, данная методика разработана в соответствии с методикой оценки стоимости жизненного цикла и стоимости летного часа компании Conklin & de Decker, являющихся одной из ведущих компаний, предоставляющих детальную аналитику по воздушным судам, в т. ч. вертолетам. Видно (см. рисунок 1), что стоимость летного часа БпЛА, предлагаемого к использованию АО «ЦНИИ «ВОЛНА», оказывается вдвое меньшей, чем аналогичная величина пилотируемого вертолета «Ансат». Следует подчеркнуть, что все многолетние попытки предприятий авиапромышленности России, включая предприятия оборонно-промышленного комплекса, направленные на разработку БпЛА с полезной нагрузкой более 500 кг, не увенчались успехом. Использование типовых пилотируемых вертолетов, выпускаемых АО «Вертолеты России», для разработки БпЛА заведомо приведет к высокой стоимости ЛЧ, что негативно скажется на экономической эффективности авиационных грузоперевозок АК для услуги «Доставка до двери» грузополучателя».

Расходы авиакомпании при организации грузоперевозок на базе БпЛА

Рис. 2. Расходы авиакомпании при организации грузоперевозок на базе БпЛА

Технический облик БпЛА. Аппарат предназначен для доставки грузов грузополучателю на внешней подвеске в автономном режиме без дозаправки с последующим возвратом в точку базирования авиационной компании. Предлагаемый АО «ЦНИИ «ВОЛНА» БпЛА (рисунок 3) с соосной схемой винтов обеспечивает дальность полета до 330 км (при установке дополнительных баков — до 400 км) с полезной нагрузкой до 550 кг. БпЛА имеет в своем составе новый тип пилотажно-навигационного комплекса, содержащий доплеровский измеритель скорости и сноса, инерциально-навигационную систему и элементы искусственного интеллекта, оптико-электронную аппаратуру с подсистемами технического зрения и распознавания образов. Для ввода полетного задания и контроля полета имеется МПУ обеспечивающий контроль полета БпЛА на дальности до 330 км. Основные тактико-технические характеристики БпЛА представлены в таблице 1 [1]. Невысокая стоимость ЛЧ, не превышающая 600 USD, выгодно отличает этот ЛА от пилотируемого — стоимость ЛЧ для нового вертолета Ми-8МТВ составляет 4’266 USD (при курсе 75 рублей за 1 USD). В качестве примера реализации грузовых авиаперевозок рассмотрим вариант использования трех БпЛА и одного МПУ для трёх зон обслуживания Сахалинской области — рисунок 4.

Опытный образец БпЛА

Рис. 3. Опытный образец БпЛА

В рассматриваемой области, выберем район базирования БпЛА и МПУ в городе Красногорск. Первая зона обслуживания: Красногорск — Ванино — Советская Гавань. Вторая зона: Красногорск — Южно-Сахалинск — Восточный. Третья зона: Красногорск — Поронайск — Первомайск. Группировка ЛА включает три действующих БпЛА, три беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа, находящихся в резерве. Кроме того, должен быть оборудован склад с запасом запасных частей (двигателей и редукторов) для трех БпЛА. Исходя из условий региона, есть пути для снижения стоимости ЛЧ относительно базовой — при эксплуатации БпЛА за счёт увеличения ресурсов силовой установки она может быть снижена на 10 %, а интервал периодичности технического обслуживания может быть увеличен, что также приведёт к снижению на 10 % стоимости ЛЧ. Таким образом, в результате предложенных инициатив планируется снизить стоимость лётного часа в течении пяти лет на 20 %. Проведённые расчеты стоимости ЛЧ по утверждённым методикам АО «Вертолёты России» позволяют сделать следующие выводы: за 20 лет эксплуатации БпЛА стоимость ЛЧ возрастёт лишь до 1700 долларов, что является явным преимуществом для отрасли грузовых перевозок, выполняемых вертолётами как российского, так и зарубежного производства. При использовании для грузовых авиаперевозок БпЛА, себестоимость их доставки составляет 1 USD/кг груза.

Таблица 1

Основные технические характеристики БпЛА (вариант):

Характеристика

Единица измерения

Значение

Мощность двигателя

л.с.

180

Ресурс двигателя

ч

4000

Ресурс редуктора

ч

5000

Длина / Высота

мм

6961/2983

Диаметр винтов

мм

7000

Практический потолок

м

3000

Емкость топливного бака

л

330

Расход топлива в час

л/ч

98

Максимальная дальность полета/ с дополнительными баками

км

330/400

Максимальная скорость полета

км/ч

160

Масса

кг

900

Масса полезной нагрузки (включая топливо)

кг

550

Полная масса

кг

1450

Максимальное время полета

час

3

Установленная с учетом всех рисков тарифная ставка для клиента 11 USD/кг, обеспечивает прибыль авиационной компании 10 USD/кг. Учитывая то, что БпЛА обеспечивает работу с максимальной полезной нагрузкой на внешней подвеске 550 кг, будем считать, что прибыль АК за один полет воздушного судна составит 5’500 USD (без НДС). При одновременных полетах трех БпЛА в три точки доставки грузов Сахалинской области, прибыль компании за этот период составит 16’500 долларов США. Если допустить, что загрузка трех БпЛА будет такова, что они смогут выполнять полеты всего 10 часов в сутки, то ориентировочная прибыль АК составит 165’000 USD/сутки или 59’400’000,00 USD/год (без НДС). Таким образом, эскизная калькуляция прибыли АК, занятой авиационной грузоперевозкой с использованием только трех БпЛА, за 5 лет составит 297’000’000,00 USD. Эта оценка получена при условии, что три летательных аппарата находятся в горячем резерве и на складе имеются запасные части (двигатели и редукторы) для их технического обслуживания и ремонта. Таким образом, при ориентировочных затратах инвестора на создание бюджетной АК в 40,0 млн. USD (без учета НДС) и доходе 59,4 млн.USD/год, прибыль инвестора составит 19,4 млн. USD/год. Заметим, что при калькуляции расходов и доходов не были учтены стоимость получения разрешительных документов для предоставления услуги и затраты на логистические операции на складе АК при заполнении контейнеров грузами. Стоимость, технические характеристики контейнеров и процесс доставки грузов грузополучателю БпЛА заслуживают описания в отдельной статье.

Пример реализации зон обслуживания грузовых авиаперевозок Сахалинской области РФ БпЛА

Рис. 4. Пример реализации зон обслуживания грузовых авиаперевозок Сахалинской области РФ БпЛА

Заключение . Создание авиационной компании грузовых авиаперевозок на базе беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа является конкурентной реализацией инновационного бизнеса в условиях современного авиагрузового рынка. Бизнес-модель авиационной доставки груза «До двери» грузополучателя» имеет огромный экспортный потенциал и может быть успешно реализован в таких странах с горными районами, как Швеция, Финляндия, Норвегия, Германия, Австрия, Франция, Швейцария, Испания, Португалия, Италия и Греция.

Литература:

1. Мосиенко С. А. Технический облик авиационного зенитного ракетного комплекса на базе БпЛА вертолетного типа для войск ПВО ВКС РФ// Молодой ученый. 2020. № 31 (321). С.26–31.

Основные термины (генерируются автоматически): USD, вертолетный тип, летный час, аппарат, FAA, авиационная компания, Красногорск, стоимость, полезная нагрузка, техническое обслуживание.


Ключевые слова

беспилотный летательный аппарат, летный час, грузовые авиаперевозки
Задать вопрос