Международный рынок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем для авиации в 2013 г.

Международный рынок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем для авиации

Страница 3 из 26

МЕЖДУНАРОДНЫЙ РЫНОК ИНТЕГРИРОВАННЫХ ИНЕРЦИАЛЬНО-СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ АВИАЦИИ

Ноябрь , 2013

Содержание

Методологические комментарии к исследованию 3

География исследования 3

Источники информации 3

1. Существующий международный рынок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем для авиакосмической техники 4

Определения 4

1.1. Россия 5

1.1.1. «Официальная» авиация 5

1.1.1.1. Разработки … и … завода 6

1.1.1.2. Разработки компании ЗАО «…» 6

1.1.1.3. Современные тенденции 7

1.1.1.4 Разработки … 8

1.1.1.5 Группа компаний «…» (обзор) 9

1.1.2 ОАО «…» 10

1.1.3 Ракетно-космическая тематика 11

1.1.4 Морская тематика 12

1.1.5 Беспилотники (БЛА) 13

1.1.5.1. Разработки компании «…» для БЛА 14

1.1.6. Лаборатория … 15

1.1.7. Фонд Сколково 15

1.1.7.1. ОАО «…» 15

1.1.7.2. … 15

1.1.7.3. Компания «…» 15

1.1.7.4. Компания … 15

1.1.7.5. Компания … 15

1.1.8. Зарубежные страны 16

1.1.8.1. Israel Aerospace Industries Ltd. 16

1.1.8.2. … (США) 17

1.1.8.3. … (США) 17

1.1.8.4. … (Франция) 17

1.1.8.5. Компактные приложения (для сверхлегких аппаратов и беспилотников) 17

1.1.8.6. Корпорация Apple совершает прорыв 17

1.1.8.7. Китайская Народная Республика 18

1.1.8.8. Индия 18

1.1.8.9. Япония 18

2. Перспективы международного рынка на ближайшие 5-10 лет с учетом истории развития рынка за крайние 10 лет, тенденций в авиакосмической отрасли и с учетом принятых законов и/или государственных программ по отрасли. Законодательство 19

2.1. Законодательство. Общий обзор и нерешенные вопросы 20

2.2. Гиперзвуковая авиация 21

2.3. Об использовании систем INS / GPS в легких и сверхлегких БЛА 22

2.4. «Тесная» и «глубокая» интеграция 23

3. Особенности российского, североамериканского, европейского и азиатского рынков 24

3.1. Россия 24

3.2. Европа 25

3.3. США 25

3.4. Индия, Китай и Япония 25

Приложения 26

Методологические комментарии к исследованию

Настоящая работа представляет собой полноценное исследование международного рынка интегрированных инерциально-навигационных систем для авиации (большой и малой пилотируемой, беспилотной, а также ракетно-космической техники).

Актуальность исследования – 2013 год.

География исследования

Весь мир

Источники информации

База данных государственных органов статистики (информация по производственным показателям крупных компаний, по показателям финансово-экономической деятельности более чем 4,5 млн. российских предприятий, отраслевые показатели);

Отраслевая статистика;

Данные государственных структур;

Специализированные базы данных Агентства «MegaResearch»;

Рейтинги;

Информационные ресурсы участников рынка;

Отраслевые и специализированные информационные порталы;

Материалы сайтов исследуемой тематики (web-ресурсы производителей и поставщиков, электронные торговые площадки, доски объявлений, специализированные форумы, Интернет-магазины);

Международные СМИ;

Порталы раскрытия информации (отчетность открытых акционерных обществ);

Опросы основных участников рынка.

Существующий международный рынок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем для авиакосмической техники

Определения

Различают 1 четыре основных уровня интеграции спутниковых навигационных систем и инерциально-навигационных систем:

Раздельные системы (Separate Systems). При этом способе автономные спутниковые навигационные решения - координаты и скорости объекта обычно просто заменяет соответствующую информацию инерциалыюй системы.

Свободно соединенные или слабо связанные системы (Loosely Coupled Systems). Здесь решается задача коррекции ИНС при помощи позиционных и скоростных автономных решений спутниковой навигационной системы.

Тесно интегрированные системы (Tightly Coupled Systems). При таком варианте интеграции первичная информация приемника сигналов СНС (кодовые псевдодалыюсти, доплеровские псевдоскорости, фазовые измерения) используется в качестве корректирующих измерений для ИНС.

Глубокое интегрирование (Deep Integration), в добавлении к варианту тесной интеграции, предусматривает обратную связь на корреляторы СНС, что приводит, по сути, к построению нового аппаратного комплекса, чувствительными элементами которого являются как инерциальные датчики - акселерометры, гироскопы, датчики угловой скорости, так и корреляторы CHG.

Первый вариант интеграции в настоящее время редко применяется. Второй вариант давно стал стандартным, отработанным способом интеграции инерциальных и спутниковых навигационных систем.

Третий вариант - тесная интеграция ИНС-СНС, как уже отмечалось выше, в настоящее время активно прорабатывается на стадии научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и соответствующего макетирования. Наконец, последний, четвертый вариант - глубокая интеграция - является естественным развитием тесно интегрированных комплексов. Работы в этом направлении в России только разворачиваются в настоящее время.

Россия

«Официальная» авиация

В России производством различного типа инерциальных навигационных приборов в области авиации и тактического ракетного вооружения традиционно занимается …

В продуктовую линейку предприятия входят …

…

…

…

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Разработки … и … завода

Ведущей государственной компанией в этом направлении в области военной авиации является …

…

Помимо работ по перечисленной тематике … занимается разработкой и внедрением следующих систем, основанных на инерциально-спутниковых технологиях:

…

…

…

Разработки компании ЗАО «…»

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Современные тенденции

После создания государственной корпорации «Ростехнологии» (нынешний «Ростех»), куда вошли практически все предприятия по авионике, наметились новые тенденции как в создании инерционно-спутниковых систем, так и по линии военно-технического сотрудничества с зарубежными странами (в первую очередь с Францией).

…

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Разработки …

Рассмотренные в предыдущем случае системы определяют текущее положение летательного аппарата в пространстве и его полный вектор скорости, главным образом, за счет гироскопов (угловые величины) и различных приборов, позволяющих приблизительно оценить положение ЛА в пространстве, зная начальные условия (акселерометры и т.п.). Точность работы этих приборов на самом деле невысока, заявляемые величины погрешностей от 1 до 4 км на 100 км пути справедливы только при стационарном движении. Реальный полет боевого самолета или вертолета проходит по сложной математической траектории с различными линейными и угловыми ускорениями. При этом процесс может сопровождаться внешней турбулентностью.

Вот именно для коррекции становящихся недостоверными приборами, отслеживающих движение летательного аппарата в пространстве, применяют спутниковые системы, которые позволяют регулярно вносить коррекцию в процесс измерения и навигации.

Встает закономерный вопрос: а можно ли в принципе отказаться от вышеописанной схемы и пользоваться только лишь информацией, получаемой со спутников? Ответ положительный.

Именно такого рода разработки предлагает «…»: …

Группа компаний «…» (обзор)

Большим разнообразием решений для авиации, которую традиционно называют малой, но достаточно массовой, располагает Группа компаний «…». Примечательно, что эта компания, возникшая из частной инициативы в начале 90-х годов, достаточно успешно разрослась к настоящему времени, успешно используя возможности, которые предоставило время глобальных спутниковых систем: вначале GPS , чуть попозже ГЛОНАСС. Решения компании в области интегрированных навигационных систем имеют большие области применения, чем авиация. Рассмотрим в целом вопросы с применением спутниковых систем в малой авиации.

[информация будет представлена в полной версии отчета]

ОАО «…»

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Ракетно-космическая тематика

Стоит напомнить, что системы GPS и ГЛОНАСС (ранее «Циклон», «Ураган») изначально создавались с целью точного наведения баллистических ракет на вражеские, причем взаимные цели.

Изначально навигация ракет и космических аппаратов осуществлялась на основании так называемой астро-инерциальной навигации: к тогда еще механическим гироскопам добавлялась оптическая система, позволяющая находить и распознавать светящиеся небесные тела (чаще всего в виде подобных ориентиров выступали Солнце, Луна и Сириус). Точность подобной системы достигала фантастической по тем временам цифры – 300 метров на земной поверхности для баллистических ракет 2 .

Ведущим разработчиком инерциально-спутниковых систем для космонавтики в настоящий момент является ФГУП «…», вместе со своими филиалами представляющего из себя интегрированную структуру в составе ...

Клиентами этого предприятия в плане инерциально-спутниковых систем являются следующие компании, продукция которых более чем хорошо известна всем:

…

…

…

…

…

…

В отличие от авиационной тематики, …

Поэтому …

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Морская тематика

Для общего понимания проблематики тематики интегрированных инерциально-спутниковых систем навигации необходимо рассмотреть и некоторые сопутствующие отрасли, так как взаимосвязь между ними, не всегда на первый взгляд очевидная, все-таки имеется.

Ведущей в России компанией по разработке морских ИССН является ОАО «…». Помимо чисто морских систем обеспечения навигационными параметрами экипажей подводных лодок и надводных кораблей различного водоизмещения компанией разработаны малогабаритные интегрированные навигационные системы, область применения которых шире чисто морской тематики. Стоит только заметить, что технически чисто морские интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы в отличие от авиационных имеют своей областью измерения параметров бортовой, килевой и вертикальной качки. Это с условием цикличности качки несколько отличается от авиационных систем, где, скорее всего, необходим механизм сглаживания, а не точной регистрации данных полета в условиях турбулентности.

…

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Беспилотники (БЛА)

Данную тему следует рассматривать в особом разделе. В России более 30 компаний (и это только по скромным оценкам) занимаются разработкой беспилотников. Большинство из них заявляют об оснащении своих машин спутниковыми системами GPS и/или ГЛОНАСС. Правда, часто из общего контекста рекламных материалов не совсем ясно, речь идет о действительно интегрированной инерциально-спутниковой системе навигации или системы механической (или другой) и спутниковой навигации действуют независимо друг от друга, а реальный контроль над полетом предлагается вести оператору визуальными средствами по средствам телекамер (часто с плохим разрешением).

Однако проблема здесь лежит достаточно глубоко и требует дополнительного рассмотрения, а также ее решение лежит даже не в России. В настоящее время …

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Рассмотрим имеющиеся в России интегрированные инерционно-спутниковые системы навигации БЛА.

Разработки компании «…» для БЛА

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Лаборатория …

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Фонд Сколково

В рамках проекта создания Инновационного центра «Сколково» в настоящий момент реализуется ряд проектов в той или иной степени связанных с интегрированными инерционно-спутниковыми системами. Ниже мы представим общее описание разрабатываемых там решений. Так как многие сколковские проекты реализуются совместно с зарубежными партнерами и инвесторами, поэтому можно считать данный раздел плавным переходом к зарубежным рынкам приложений для интегрированных систем.

ОАО «…»

[информация будет представлена в полной версии отчета]

…

...

Компания «…»

…

Компания …

…

Компания …

...

Зарубежные страны

На примере России мы видели, что параметры значительной части областей применения интегрированных инерционно-спутниковых систем навигации в оборонных целях скрыты от общественности, хотя общие цели и принципы их применения вполне понятны. При работе с зарубежными странами, руководствуясь принципом «у них все также, как и у нас, но у нас все секретно», мы остановимся, главным образом, на уникальных областях применения рассматриваемых систем.

Помимо общедоступной информации в интернете мы будем использовать данные, полученные лично с международных авиасалонов « Farnborough » (Великобритания) и « Airshow China » (Чжухай), « Eurosatory » (Париж) и т.д.

Israel Aerospace Industries Ltd.

Концерн, объединяющий всю аэрокосмическую промышленность Израиля, хорошо известен в России. Достаточно упомянуть, что экспортные поставки самолетов Су-27/30 – ведущая статья российского оборонного экспорта вообще – осуществляются с израильской авионикой в Индию, ранее в Китай, а также в другие страны, которые согласны использовать у себя продукцию израильского производства 3 . «Начинка» экспортного варианта самолета ДРЛО А-50 (Ил-76), как правило, полностью израильского производства. Наконец, на Уральском заводе гражданской авиации (входит в ОАО «ОПК «Оборонпром») уже развернута сборка израильских беспилотников под названием «Форпост» частично из российских комплектующих.

В состав холдинга входит компания Tamam , которая предлагает следующие продукты (ИСНС):

TNS-16G

TNS-16GI (Advanced)

Эти комплексы могут применяться не только на БЛА, но и на самолетах и вертолетах, судя по рекламным материалам (Приложения 1 и 2 поставляются отдельно в виде файлов pdf ), могут использоваться и на вертолетах Ми-8/17. Тем не менее, в Межгосударственном Авиационном Комитете свидетельство о годности комплектующего изделия (Сертификат МАК) отсутствует – вертолеты Ми-8/17 поставлялись более чем в 50 стран мира. Сам концерн IAI занимается модернизацией этих вертолетов по заявкам эксплуатантов.

… (США)

…

… (США)

…

… (Франция)

…

Компактные приложения (для сверхлегких аппаратов и беспилотников)

…

Корпорация Apple совершает прорыв

…

Китайская Народная Республика

… .

Индия

...

Япония

… .

Перспективы международного рынка на ближайшие 5-10 лет с учетом истории развития рынка за крайние 10 лет, тенденций в авиакосмической отрасли и с учетом принятых законов и/или государственных программ по отрасли. Законодательство

Мы видели, что тема ИСНС популярна в настоящее время в силу того, что традиционные инерциальные навигационные системы без применения GPS уже не удовлетворяют требованиям сегодняшнего дня, поэтому будем рассчитывать на рост этого в будущем времени.

Авиация и космонавтика - сложные вещи и, как правило, их развитие во многом определяется программами государства (по крайней мере, в области государственной авиации, в меньшей степени коммерческой авиации и авиации общего назначения).

В Российской Федерации это определяется Федеральными целевыми программами (ФЦП). Ниже приведем некоторые выдержки из них (за исключением секретных статей), которые дадут нам представление о тенденциях на ближайшее десятилетие.

…

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Законодательство. Общий обзор и нерешенные вопросы

В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации ...

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Гиперзвуковая авиация

Общая тенденция в современной боевой авиации в настоящее время направлена на ...

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Об использовании систем INS / GPS в легких и сверхлегких БЛА

Полученные данные по отечественным БЛА позволяют сделать вывод, что ...

[информация будет представлена в полной версии отчета]

«Тесная» и «глубокая» интеграция

Эта тема требует отдельного теоретического рассмотрения, так как опрошенные специалисты по-разному оценивают перспективы подобного рода систем. Здесь мы понимаем под ними интегрированными устройства, которые позволяют не только вносить коррективы в работу инерциальных устройств, но и решать обратную задачу: параллельно корректировать работу спутниковых систем на основании данных инерциальных устройств.

Технически это осуществляется в виде ...

Как известно, ...

...

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Особенности российского, североамериканского, европейского и азиатского рынков

Россия

Как мы видели, на российском рынке присутствует сегментация, причем в каждом сегменте существуют свои «правила игры». Ракетно-космические системы (самые сложные) в основном создаются в ...

На рынке ИСНС для военной авиации ведущим производителем ....

На рынке гражданской авиации, включая частично вертолеты ...

Российский рынок для малой авиации ...

...

[информация будет представлена в полной версии отчета]

Европа

...

США

…

Индия, Китай и Япония

...

Приложения

[информация будет представлена в полной версии отчета]

1 Данная классификация взята из текста кандидатской диссертации О.В. Демидова «Задача тесной интеграции систем ГЛОНАСС и GPS с инерциальными навигационными системами разных классов точности». Защищена на Кафедре прикладной механики и управления Механико-математического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова в 2009 году. Научный руководитель: дфмн А.А. Голован. Сам автореферат диссертации прилагается к настоящему отчету в виде приложения.

2 Об истории развития ракетно-космической навигации лучше всего написано в книге, к сожалению, уже покойного академика Бориса Евсеевича Чертока «Ракеты и Люди» - фактически энциклопедии отечественной космонавтики.

3 Во многих мусульманских странах, в частности арабских (за исключением Египта) введено торговое эмбарго с государством Израиль