Воздушные спасатели, которым не нужны дороги

Фото: Shutterstock

В июле 2026 года сахалинские спасатели отрабатывали поиск людей одновременно в лесу и на воде. По сценарию учений в лесном массиве пропала группа туристов, а в море оказался водолаз. Первичное обследование территории провели с помощью беспилотной авиации: оператор нашёл объекты, передал точные координаты, и только после этого наземная группа отправилась за людьми на квадроциклах. В этой последовательности хорошо видна настоящая роль дрона — не заменить спасателя, а убрать неизвестность до того, как человек войдёт в труднодоступную или опасную зону.

Одних координат, впрочем, бывает недостаточно. Пострадавшему может требоваться вода, аптечка, средство связи или защита от холода, а путь наземной группы через лес, болото или разрушенную инфраструктуру занимает время. Поэтому спасательные беспилотники постепенно переходят от наблюдения к более сложной работе: поддерживают связь, уточняют состояние объекта, передают команды через громкоговоритель и доставляют небольшой груз. Поисковая операция начинает напоминать цепочку, в которой воздушная техника связывает штаб, человека на местности и тех, кто идёт ему на помощь.

Что мешает камере увидеть человека под деревьями, чем тепловизор отличается от «рентгена», зачем беспилотнику становиться летающим ретранслятором и почему обнаружение пострадавшего ещё не означает завершения операции, объяснил директор Центра технологической поддержки образования Московского авиационного института по направлению «Беспилотные летательные аппараты» Андрей Лямин. Его интервью дополнено актуальными материалами МАИ и МЧС России о разработке и применении гражданских беспилотных систем. Уже используемые решения в тексте отделены от проектов, которые пока проходят разработку и испытания. Материал подготовлен для проекта «Как это работает?» при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Поиск начинается не в воздухе

Сам по себе запуск беспилотника ещё не приближает спасателей к пропавшему человеку. Сначала поисковый штаб собирает исходные сведения: где человека видели в последний раз, мог ли он двигаться самостоятельно, есть ли у него телефон, какие дороги, реки и населённые пункты находятся рядом. Затем территорию делят на участки и определяют их приоритет. Если просто отправить аппарат летать над лесом без плана, он может потратить запас энергии на удобную для съёмки, но малополезную местность.

Маршрут обычно строят так, чтобы соседние полосы обзора частично перекрывались. Камера последовательно снимает участок за участком, а координаты каждого кадра сохраняются вместе с изображением. Благодаря этому подозрительную точку можно не только показать оператору, но и нанести на карту для наземной группы. Чем выше летит аппарат, тем большую площадь он видит, однако человек занимает в кадре меньше пикселей — отдельных точек цифрового изображения; снижение высоты повышает детализацию, но замедляет обследование и увеличивает риск столкнуться с деревом, линией связи или другим препятствием.

Выбор самого беспилотника тоже зависит от задачи. Аппарат самолётного типа экономичнее обследует протяжённую территорию, потому что крыло создаёт подъёмную силу при движении вперёд. Мультикоптер — машина с несколькими несущими винтами — способен зависнуть над точкой и рассмотреть её подробнее, но обычно тратит больше энергии на постоянное удержание в воздухе. Поэтому при большой поисковой операции один аппарат может быстро найти подозрительный участок, а другой — приблизиться и проверить его.

На учениях МЧС России в Тюменской области в 2025 году беспилотники работали вместе с пешими группами, высокопроходимой техникой и поисковыми штабами. Участники прочёсывали буреломы и заболоченные участки, причём в некоторых точках отсутствовала сотовая связь. Такой состав сил показывает, что дрон не является отдельным «воздушным спасателем». Он становится одним из инструментов общей системы, где результат зависит от картографов, операторов связи, поисковиков, медиков и людей, принимающих решения в штабе.

Камера видит не человека, а сигнал

Для дневной съёмки беспилотнику достаточно обычной камеры видимого диапазона. Она помогает заметить яркую одежду, движение, следы на открытой местности, повреждения зданий или изменение русла воды. Но лес, дым, тень и сложный рельеф превращают кадр в набор похожих пятен. Даже внимательный оператор устаёт просматривать тысячи изображений, особенно если различие между человеком, пнём и нагретым камнем занимает несколько пикселей.

Тепловизор дополняет обычную камеру, регистрируя невидимое человеческому глазу инфракрасное излучение поверхности. Он не показывает «тепло внутри предмета» и не видит человека сквозь стену или плотную крону. Прибор измеряет различия температур на доступной ему поверхности и переводит их в изображение, где более тёплые и холодные области различаются яркостью или цветом. Человеческое тело может выделяться на фоне прохладной земли, но нагретые солнцем камни, животные, техника и участки пожара тоже создают контраст.

Поэтому тепловое пятно ещё нельзя считать найденным человеком. Сначала система отмечает кандидата, затем оператор сравнивает тепловое изображение с обычным видео, оценивает форму, движение и окружающую обстановку. При необходимости аппарат меняет высоту или ракурс и проводит повторный осмотр. Такой порядок защищает поисковую группу от ложной тревоги и одновременно не позволяет алгоритму самостоятельно отбросить слабый, но потенциально важный сигнал.

Компьютерное зрение ускоряет этот разбор. Программа получает изображение, выделяет на нём участки с признаками искомого объекта и предлагает их человеку для проверки. Представленный МАИ в 2025 году полётный контроллер — бортовой компьютер, управляющий движением аппарата, — способен одновременно обрабатывать видео, классифицировать объекты, обнаруживать препятствия и прокладывать маршрут по данным датчиков. Обработка на самом аппарате особенно полезна там, где канал связи не позволяет непрерывно передавать видео высокого разрешения: в штаб можно отправить координату, фрагмент кадра и степень уверенности алгоритма, а не весь поток без предварительного отбора.

Лес обманывает взгляд сверху

На открытом поле преимущество воздушной съёмки очевидно: камера охватывает пространство, которое пешая группа осматривала бы значительно дольше. В густом лесу ситуация меняется. Верхушки деревьев закрывают землю, ветви движутся на ветру, а разница освещения между прогалинами и тенью затрудняет анализ изображения. Тепловизор также фиксирует только то излучение, которое доходит до его приёмника, поэтому плотная листва может скрыть человека так же, как от обычной камеры.

Эту проблему нельзя решить одним увеличением изображения. Если нужной части поверхности нет в кадре, цифровое приближение не восстановит информацию, которую датчик не получил. Приходится менять саму точку наблюдения: опускать небольшой аппарат под кроны, направлять к найденному участку наземного робота или передавать координаты пешей группе. Чем ниже летит дрон, тем больше вокруг него стволов и ветвей и тем меньше времени остаётся на безопасную реакцию.

Андрей Лямин предлагает в подобных случаях не заставлять одну машину одинаково хорошо работать над лесом и внутри него, а соединять аппараты с разными возможностями. Большой беспилотник может быстро доставить к району поиска несколько малых устройств. Те обследуют пространство под деревьями, передают звук, уточняют координаты или ищут проход для людей. Риск выхода из строя небольшой машины в такой системе заранее сопоставляется с ценностью времени, которое она помогает сберечь.

— Представим, что в лесу потерялся ребёнок и неизвестно, в какую сторону он ушёл. К району поиска можно направить аппарат самолётного или многороторного типа, который быстро обследует большую территорию. Там, где обзор сверху закрывают деревья, он может доставить небольших роботов, способных работать под кронами и проникать туда, куда крупная техника не пройдёт. Эти устройства могут осматривать местность, передавать изображения и издавать звуки, привлекая внимание потерявшегося человека. Если ребёнок найден, а спасателям ещё долго добираться до него, беспилотник способен доставить тёплую непромокаемую одежду, средство связи или необходимые лекарства. В такой ситуации стоимость аппарата несопоставима с ценностью человеческой жизни, — говорит Андрей Лямин.

Этот сценарий пока нельзя воспринимать как готовый универсальный регламент поиска. Малому аппарату под кронами нужны точная навигация, защита винтов, система обхода препятствий и устойчивый обмен данными. Спуск или выброс нескольких роботов тоже необходимо испытать: устройство не должно повредиться, попасть в человека или создать новую опасность для наземной группы. Но сам принцип уже важен — воздушный поиск перестаёт ограничиваться фотографией сверху и превращается в последовательное приближение к объекту.

Связь иногда важнее изображения

После наводнения, землетрясения или крупной аварии проблема может состоять не в отсутствии спасателей, а в том, что отдельные группы не видят общей картины и не могут обменяться сведениями. Наземная инфраструктура связи зависит от электропитания, целостности кабелей и работающих базовых станций. Спутниковые терминалы помогают не во всех ситуациях: их нужно доставить, развернуть и обеспечить ими конкретных участников. Беспилотник может поднять радиооборудование над препятствиями и временно соединить тех, кто на земле оказался разделён рельефом или разрушениями.

Такой аппарат называют ретранслятором. Он принимает сигнал от одной станции и передаёт его дальше, увеличивая доступную дальность связи. Высота помогает выйти из-за холма, лесного массива или плотной застройки, которые мешают прямому распространению радиосигнала. Для этой роли беспилотнику необязательно нести подробную камеру: его главная полезная нагрузка — оборудование связи и источник энергии.

— После крупной чрезвычайной ситуации одной из первых проблем нередко становится отсутствие устойчивой связи. Наземную технику не всегда можно быстро доставить, а спутниковые средства доступны не каждому участнику операции. В воздух можно поднять беспилотник самолётного типа или другую платформу, которая будет работать ретранслятором. Она соединит спасательные группы между собой и позволит передавать сведения туда, где принимаются решения. На первый взгляд это простейшая функция: аппарат ничего не ищет и не перевозит. Но возможность вовремя сообщить координаты и понять, где нужна помощь, сама по себе даёт спасателям серьёзное преимущество, — объясняет Андрей Лямин.

Ретранслятор не создаёт связь из ничего. На земле всё равно нужны совместимые радиостанции, заранее выбранные частоты, правила обмена и люди, умеющие разворачивать сеть. Чем дальше расходятся участники, тем внимательнее приходится следить за положением воздушного узла и запасом его энергии. Если аппарат вынужден возвращаться на зарядку, система должна переключиться на резерв либо сохранить работоспособность по другому маршруту.

Во время спасательной операции по каналу также нельзя без разбора передавать все имеющиеся данные. Координаты пострадавшего, запрос медикам и предупреждение об опасности важнее непрерывного видео с участка, где ничего не происходит. Поэтому система назначает сообщениям приоритет, сжимает изображения и отправляет подробные материалы тогда, когда пропускной способности достаточно. Надёжность связи определяется не красивой картинкой на экране, а тем, дошла ли критическая информация в нужный момент.

После обнаружения начинается доставка

Фраза «человек найден» звучит как завершение поиска, хотя для спасателей это только переход к следующему этапу. Между точкой обнаружения и ближайшей дорогой могут находиться километры леса, вода, осыпь или разрушенные здания. Пострадавший способен двигаться сам, но может быть обезвожен, переохлаждён, травмирован или дезориентирован. Первая доставка с воздуха не заменяет медицинскую помощь, однако помогает переждать время до прибытия людей.

В мае 2026 года студенты Передовой инженерной школы МАИ представили проект беспилотника «Кукушка», предназначенного для поисковых и экстренных служб. По замыслу разработчиков, аппарат самолётного типа должен объединить мониторинг, поиск с помощью тепловизора и перевозку груза в специальном отсеке. Заявленные для проекта параметры — до 80 километров дальности, до полутора часов работы и пять килограммов полезной нагрузки. Речь пока идёт о разрабатываемой системе и расчётных характеристиках, а не о серийном аппарате с подтверждённой статистикой реальных спасений.

Груз для такой миссии нельзя выбирать по принципу «положим всё полезное». Пять килограммов быстро заканчиваются, если одновременно взять воду, рацию, аптечку, одежду и запас энергии. Содержимое определяют по известному состоянию человека, погоде, времени ожидания и возможности воспользоваться предметами без посторонней помощи. Например, сложное медицинское оборудование бесполезно, если пострадавший не умеет его применять, а тяжёлая упаковка может травмировать при неточном сбросе.

Парашют снижает скорость падения, но делает точку приземления зависимой от ветра. При малой высоте он может не успеть полностью раскрыться, при большой груз дольше сносит в сторону. Инженерам приходится рассчитывать траекторию, учитывать массу и форму упаковки, выбирать безопасное место и обозначать контейнер так, чтобы человек смог его заметить. Отдельная задача — подтвердить получение: камера, радиомаяк или сообщение по доставленной рации должны показать штабу, что груз не завис на дереве и не упал в воду.

Иногда важнее доставить не запас продуктов, а канал общения. Рация позволяет оценить состояние человека, объяснить, где укрыться, предупредить о приближении группы и снизить риск того, что он снова начнёт двигаться в неизвестном направлении. Громкоговоритель на беспилотнике решает похожую задачу, если человек слышит команды, но не может ответить. Технология становится полезной не количеством установленных устройств, а тем, насколько точно каждый из них закрывает конкретный разрыв в спасательной цепочке.

Спасательный беспилотник подчиняется физике

У поисковой техники есть соблазнительный список пожеланий: лететь далеко и долго, зависать над точкой, видеть сквозь дым и листву, перевозить тяжёлый груз, не бояться ветра и помещаться в багажнике. Эти требования противоречат друг другу. Большой аккумулятор увеличивает запас энергии, но одновременно добавляет массу, которую нужно постоянно удерживать в воздухе. Более мощный тепловизор, вычислитель и оборудование связи тоже требуют питания и занимают место полезной нагрузки.

— Летающий робот — одна из самых сложных машин в робототехнике. У наземного аппарата есть точка опоры: он может остановиться и безопасно оставаться на месте. Беспилотник должен непрерывно удерживаться в воздухе, стабилизироваться и одновременно выполнять полезную задачу. Любая дополнительная камера, рация или упаковка с грузом меняет массу, запас энергии и поведение аппарата. Поэтому спасательный дрон нельзя создавать по принципу «поставим на него всё необходимое». Сначала определяется конкретная задача, а затем под неё выбираются конструкция, оборудование и режим полёта, — отмечает Андрей Лямин.

Погода усиливает эти противоречия. Встречный ветер повышает расход энергии и может оставить аппарату меньше запаса на обратный путь. Осадки и туман ухудшают качество изображения, холод снижает эффективность аккумулятора, а порывы рядом со склоном или зданием затрудняют точное зависание. Решение о запуске принимает не алгоритм в отрыве от реальности, а подготовленный специалист, который сопоставляет срочность задачи с фактическими возможностями системы.

Отказоустойчивость также не означает, что дрон обязан продолжать миссию при любой неисправности. Иногда безопаснее вернуться, сесть на подходящую площадку или прекратить сброс груза, чем рисковать людьми внизу. Бортовая система следит за зарядом, качеством навигации, работой двигателей и каналом управления, а оператор получает предупреждения. Для критических функций предусматривают резерв, но каждый запасной датчик или источник питания снова увеличивает массу — поэтому абсолютной неуязвимости у летающей техники быть не может.

Дрон не заменяет поисковую группу

К концу 2025 года, по данным МЧС России, беспилотными авиационными системами были оснащены все территориальные органы и организации министерства, а общий парк превышал 650 аппаратов. Их применяют при природных пожарах, паводках, техногенных авариях, поисковых и других неотложных работах. Это уже не единичные лабораторные опыты, а часть дистанционной разведки и оперативного мониторинга. Одновременно масштаб применения не превращает беспилотник в самостоятельную спасательную службу.

Аппарат не оказывает первую помощь, не переносит человека через бурелом и не оценивает его состояние так, как это делает медик. Он может ошибиться в распознавании, потерять связь или не увидеть объект под укрытием. Даже точная координата требует проверки маршрута: прямая линия на карте может пересекать реку, обрыв или зону пожара. Решение о направлении людей принимает руководитель операции, опираясь на данные беспилотника вместе с картой, сообщениями очевидцев и результатами наземного поиска.

За экраном оператора работает целая команда. Внешним пилотом называют специалиста, который управляет беспилотным воздушным судном с земли и отвечает за безопасное выполнение полёта. Специалист по обработке изображений проверяет обнаруженные алгоритмом объекты, связист поддерживает передачу данных, картограф наносит сведения на общую схему, а координатор распределяет наземные группы. Чем больше функций получает беспилотная система, тем важнее становится не мастерство одного человека с пультом, а согласованность всех участников.

Июльские учения МЧС России на Сахалине показали именно такую связку: беспилотная авиация провела первичный поиск, после получения координат к условным пострадавшим отправилась наземная техника, а эвакуацию выполнили спасатели. Это не признак ограниченности дрона, а правильное разделение работы. Машина быстрее получает обзор и не подвергает человека лишнему риску, а специалист берёт на себя действия, где необходимы физическая помощь, ответственность и оценка сложной ситуации. Ценность аппарата здесь измеряется не самостоятельностью любой ценой, а тем, насколько точнее и безопаснее действует вся поисковая группа.

Кто создаёт воздушную линию помощи

Спасательный беспилотник находится на пересечении авиации, робототехники, связи и технологий безопасности. Конструктор рассчитывает корпус и размещение груза, специалист по системам управления отвечает за устойчивость, программист создаёт маршрут и алгоритмы реакции, инженер по машинному зрению работает с изображениями, а разработчик радиооборудования обеспечивает передачу данных. Испытатель проверяет не только нормальный полёт, но и ситуации, когда ухудшается связь, ошибается датчик или меняется погода. Поисковое назначение повышает цену ошибки, поэтому каждое техническое решение оценивают ещё и с точки зрения безопасности людей на земле.

Для разработки таких систем в МАИ действует программа специалитета «Интеллектуальные навигационные и информационно-измерительные системы беспилотных аппаратов». Студенты изучают математику, физику, теорию управления, навигацию, программирование, нейросетевые методы, обработку сигналов и надёжность бортовых систем. В учебных проектах они моделируют движение, создают прошивки полётных контроллеров, разрабатывают обход препятствий и проверяют систему управления в реальном времени. Эти дисциплины и практические задачи помогают понять полный путь информации — от измерения датчика до команды исполнительному механизму и сообщения оператору.

Практическое управление беспилотником требует отдельной подготовки. В 2025–2026 годах Авиационный учебный центр МАИ провёл программы для внешних пилотов и пилотов-инструкторов тяжёлых беспилотных воздушных судов, включавшие теорию, занятия на тренажёре и реальные полёты. Такая квалификация не делает выпускника спасателем автоматически: для работы в поисковой операции дополнительно нужны правила безопасности, картография, связь, первая помощь и понимание структуры реагирования. И наоборот, сотруднику экстренной службы недостаточно научиться двигать ручки пульта — он должен знать ограничения воздушного судна и порядок выполнения полётов.

Школьники 5–11-х классов могут познакомиться с устройством и проектированием беспилотной техники в Центре технологической поддержки образования МАИ, которым руководит Андрей Лямин. Проектная работа позволяет пройти тот же путь в уменьшенном масштабе: сформулировать задачу, выбрать конструкцию, написать программу, собрать аппарат и увидеть на испытании, где расчёт разошёлся с реальностью. Для будущего инженера именно последняя часть особенно ценна. Спасательная техника начинается не с героического образа машины в небе, а с умения заранее найти слабое место и не позволить ему проявиться в критический момент.

Беспилотнику действительно не нужна дорога, но ему по-прежнему нужны маршрут, связь, исправное оборудование и люди, понимающие цель операции. Его главная ценность возникает не в момент взлёта и даже не тогда, когда камера замечает фигуру на земле. Она раскрывается, когда изображение превращается в координату, координата — в решение штаба, а решение — в помощь, которая доходит до человека. Воздушная техника сокращает путь, но спасение по-прежнему остаётся работой команды.