Wstęp
Od 1 stycznia 2024 Unia Europejska narzuciła Polsce stosowanie nowych przepisów dotyczących bezzałogowych statków powietrznych. Nowe przepisy do końca 2025 roku zastąpią polskie przepisy. Na chwilę obecną obowiązują jedne i drugie. Taki stan rzeczy powoduje zamieszanie, i choć jest wiele artykułów na ten temat, to jednak złożoność regulacji, plus meta język jakim są one pisane, powoduje że częstokroć trudno się przebić zainteresowanemu przez ich zagęszczenie, i dotrzeć do meritum jakiejś kwestii, np. czym dokładnie różnią się drony klasy C5 od dronów klasy C6? Co więcej, żeby dany podział był zrozumiały, musi być wyraźnie wyszczególniona cecha dystynktywna poszczególnych elementów zbioru, tak, żeby ostre były granice podziałów i wskazane czynniki decydujące o przynależności danego elementu do danego zbioru. To pomaga nie tylko zrozumieć, ale i zapamiętać przepisy. Niestety zbiurokratyzowany, technokratyczny język jakim posługują się twórcy tych regulacji, nie zawsze temu sprzyja, o czym będzie się można przekonać właśnie na przykładzie porównania regulacji dotyczących nowo powstałych klas dronów C5 i C6.
Niniejszy artykuł ma na celu w pierwszej części w sposób możliwie zwięzły zobrazować nową klasyfikację dronów na tle starej, bez nadmiernego wnikania w szczegóły, tak aby dać ogólny obraz podziałów dronów i operacji dronami tym którzy pierwszy raz podchodzą do zagadnienia. Natomiast w drugiej części zaprezentować już szczegółowe kwestie, dotyczącej właśnie różnicy między dronami klasy C5 a C6.
Dotychczasowe przepisy
O tym, jak się przedstawia klasyfikacja dronów oraz lotów dronami według dotychczasowych przepisów, można dowiedzieć się więcej z poprzedniego artykułu na ten temat, do którego odnośnik znajduje się poniżej:
https://uslugadronempomorskie.pl/klasyfikacja-dronow-oraz-operacji-lotniczych-dronami/
Generalnie istnieje 5 klas dronów, o przynależności których do klasy decyduje ich masa, i są trzy kategorie lotów w zależności od stopnia ryzyka związanego z lotem, oraz dwa główne rodzaje lotów w zależności od kontaktu wzrokowego pilota z dronem.
Te klasy to: C0, C1, C2, C3, C4
Kategorie lotów to: otwarta, szczególna, certyfikowana;
W ramach kategorii otwartej są 3 podkategorie: A1, A2, A3;
W ramach kategorii szczególnej jest 8 narodowych scenariuszy standardowych: NSTS-01, NSTS-02, NSTS-03, NSTS-04, NSTS-05, NSTS-06, NSTS-07, NSTS-08;
Rodzaje lotów to: VLOS i BVLOS.
Są jeszcze FPV i EVLOS, ale są to szczególne rodzaje lotów BVLOS. Przy czym EVLOS (czyli lot z obserwatorem przestrzeni powietrznej) to taki rodzaj lotu który pozwala wykonać lot BVLOS w ramach kategorii otwartej, co warto wiedzieć, kiedy ma się jedynie uprawnienia do kategorii otwartej, a jest potrzeba wykonania lotu poza zasięgiem wzroku: należy wówczas wyznaczyć osobę (osoby) funkcyjne i zorganizować dwukierunkową łączność z pilotem.
Nowe przepisy
Podstawy prawne:
Źródłem nowych przepisów, które weszły w życie w związku z rosnącą popularnością dronów, i wynikającym z tego faktu wzrostem ryzyka operacji lotniczych przy użyciu bezzałogowców, są następujące dwa dokumenty:
Rozporządzenie Delegowane Komisji (UE) 2019/945 z dnia 12 marca 2019 r. w sprawie bezzałogowych systemów powietrznych oraz operatorów bezzałogowych systemów powietrznych z państw trzecich.
To rozporządzenie definiuje wymagania techniczne i certyfikacyjne dla dronów, w tym klasyfikację na poszczególne klasy (C0–C6).
https://eur-lex.europa.eu/eli/reg_del/2019/945/oj/pol
Rozporządzenie Wykonawcze Komisji (UE) 2019/947 z dnia 24 maja 2019 r. w sprawie przepisów i procedur dotyczących eksploatacji bezzałogowych statków powietrznych.
Określa ono zasady wykonywania operacji dronami w różnych kategoriach ryzyka, w tym w kategorii szczególnej, oraz wprowadza standardowe scenariusze operacyjne (STS).
https://eur-lex.europa.eu/eli/reg_impl/2019/947/oj/pol
O ile jednak rozporządzenie to ustaliło ogólne ramy prawne dla STS-ów, o tyle zostały one dodatkowo uszczegółowione w kolejnym dokumencie, a mianowicie:
Rozporządzenie Wykonawcze Komisji (UE) 2020/639 z dnia 12 maja 2020 r:
Nowe klasy dronów i scennariusze lotów:
W konsekwencji tych rozporządzeń mamy obecnie:
7 klas dronów: C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6;
3 kategorie lotów: otwarta, szczególna, certyfikiowana;
W ramach kategorii otwartej są jak dawniej 3 podkategorie: A1, A2, A3;
W ramach kategorii szczególnej natomiast są już tylko 2 scenariusze standardowe: STS-01, STS-02
Rodzaje lotów się nie zmieniły, to jest mamy: VLOS i BVLOS (oraz dodatkowo wspomniane już EVLOS i FPV).
Zmiany zatem dotknęły dwóch zbiorów: klasy dronów, i scenariuszy standardowych kategorii szczególnej:
Było 5, jest 7 klas dronów;
Było 8, są 2 scenariusze standardowe.
Jednak nowe przepisy nie sprowadzają się jedynie do zmian ilościowych. Doszło jednocześnie do przegrupowania w zbiorach pod względem jakościowym:
Dwie nowe klasy dronów C5 i C6 zostały przyporządkowane do operacji w kategorii szczególnej, a dotychczasowe klasy C0, C1, C2, C3, C4, które wcześniej mogły być wykorzystywane we wszystkich kategoriach lotów, według nowych przepisów są już tylko przeznaczone do lotów w kategorii otwartej.
A zatem klasy dronów C5 i C6 zostały przyporządkowane nowo powstałym scenariuszom standardowym, to jest klasa C5 do STS-01, a klasa C6 do STS0-02.
Jaka jest więc różnica pomiędzy STS-01, a STS-02? Otóż cechą dystynktywną tych dwóch scenariuszy jest kryterium VLOS/BVLOS, mianowicie STS-01 to loty VLOS, a STS-02 to loty BVLOS. Dokładnie rzecz ujmując:
STS-01: to operacje w zasięgu widoczności wzrokowej (VLOS) nad kontrolowanym obszarem naziemnym w środowisku zaludnionym.
STS-02: to operacje poza zasięgiem widoczności wzrokowej (BVLOS) nad kontrolowanym obszarem naziemnym w środowisku słabo zaludnionym.
A mówiąc bardziej obrazowo: STS-01 to scenariusz lotów w mieście, w terenie zurbanizowanym, gdzie jest większe ryzyko kolizji drona z obiektem budowlanym, w związku z czym pilot musi mieć drona w zasięgu wzroku, natomiast STS-02 to scenariusz dla lotów w terenie otwartym, poza miastem, gdzie jest mniejsze ryzyko, i można latać dronem na dłuższe odległości poza zasięg wzroku pilota.
Cechy wyrózniające:
Pozostaje omówić różnice pomiędzy klasami dronów.
Przed wszystkim głównym czynnikiem decydującym o przynależności do klasy jest jego masa.
Dodatkowo dochodzi zestaw standardów bezpieczeństwa jakie musi spełniać dron takich jak: maksymalna prędkość, maksymalna wysokość, rodzaj napędu, posiadanie indywidualnego numeru seryjnego S/N, system świadomości przestrzennej, funkcja zdalnej identyfikacji, oświetlenie, konstrukcja minimalizująca obrażenia ciała w przypadku uderzenia w osoby trzecie, system informowania pilota o stanie baterii, trym awaryjnego powrotu do bazy FAILSAFE, autopilot.
Powyższe wymogi dotyczą dronów klas od C0 do C4. Natomiast w przypadku dronów klasy C5 i C6 dochodzi jeszcze: system terminacji lotu (FTS – flight termination system), czyli niezależny mechanizm wyłączania silników wraz ze spadochronem uruchamiany w przypadku utraty kontroli nad dronem.
Pełne zestawienie standardów jakie muszą spełniać drony dostępne jest w Rozporządzeniu Delegowanym Komisji (UE) 2019/945 z dnia 12 marca 2019 r. na stronach 29-56, gdzie w załączniku opisane są wymogi dla poszczególnych klas bezzałogowych statków powietrznych, natomiast tutaj warto skupić się na właściwościach dystynktywnych, czyli tych które zarysowują granice podziałów pomiędzy klasami.
Głównym kryterium jest masa drona, i tak mamy zaczynając od najlżejszych klas:
C0 < 250g;
C1 < 900g;
C2 < 4kg;
C3 i C4 < 25kg.
Kryterium masy jest decydujące tylko dla klas dronów przeznaczonych do lotów w kategorii otwartej, przy czym jak widać nie dla wszystkich, bo klasę C3 od C4 wyróżnia już nie masa, a autopilot; mianowicie:
C3 – to klasa dronów do 25kg z autopilotem;
C4 – to klasa dronów do 25kg, ale bez trybów autopilota. Wyjątek tu stanowi tylko tryb awaryjnego powrotu do bazy po zerwaniu łączności radiowej kontrolera z dronem – czyli FAILSAFE. Dozwolony jest też podstawowy tryb stabilizacji lotu.
Natomiast drony klasy C5 i C6 przeznaczone do lotów w kategorii szczególnej, są to klasy bazujące na klasie C3, i tym się różnią od klas dronów kategorii otwartej, że są zobligowane do posiadania sytemu awaryjnego zakończenia lotu FTS (Flight Termination System).
Diagram z podziałem lotów dronami na kategorie
Diagram z podziałem dronów na klasy
Nowo powstałe klasy dronów C5 i C6
Redundancja systemów zabezpieczenia
Ciekawostką jest natomiast różnica pomiędzy klasą C5 i C6, a sprowadza się ona do szczegółu dotyczącego systemu FTS. Przyjrzyjmy się co na ten temat mówią przepisy. Otóż dron klasy C5:
„Musi umożliwiać pilotowi bezzałogowego statku powietrznego zakończenie lotu bezzałogowego statku powietrznego w sposób:
niezawodny, przewidywalny i niezależny od automatycznego systemu kontroli lotu i naprowadzania; dotyczy to również aktywacji tego narzędzia;”
natomiast dla klasy C6 system FTS musi umożliwić pilotowi BSP zakończenie lotu w sposób:
niezawodny, przewidywalny i niezależny od automatycznego systemu kontroli lotu i naprowadzania oraz niezależny od środków zapobiegania przekraczaniu przez bezzałogowy statek powietrzny pionowych i poziomych limitów, zgodnie z wymogami pkt 4; dotyczy to również aktywacji tego narzędzia;
A zatem; zgodnie z przepisami, w obu klasach system FTS musi być niezawodny, przewidywalny i niezależny od automatycznego systemu kontroli lotu i naprowadzania. Jednak w przypadku dronów klasy C6 istnieje dodatkowy wymóg: system FTS musi być również niezależny od środków zapobiegających przekraczaniu przez dron pionowych i poziomych limitów przestrzeni operacyjnej.
W praktyce oznacza to, że w dronach klasy C6 system FTS jest całkowicie odseparowany od innych systemów bezpieczeństwa, takich jak geocaging czy inne mechanizmy ograniczające przestrzeń lotu. Dzięki temu, nawet jeśli te systemy zawiodą, pilot nadal ma pełną kontrolę nad aktywacją FTS. Natomiast w dronach klasy C5 system FTS może być zintegrowany z innymi mechanizmami bezpieczeństwa, co może prowadzić do automatycznej aktywacji FTS w przypadku przekroczenia ustalonych granic przestrzeni operacyjnej.
Mówiąc zaś w odniesieniu do potencjalnych zagrożeń jakie towarzyszą operacjom: drony klasy C5 przeznaczone do lotów nad gęsto zaludnionymi terenami, czyli w terenie zurbanizowanym, mają FTS automatyczny, taki który sam się zaktywizuje w sytuacji awaryjnej, nie czekając na komendę pilota, która na przykład w warunkach zagęszczenia budynków, i dużej ilości ludzi w aglomeracji miejskiej, mogła by być spóźniona, i doszło by do kolizji drona z obiektem budowlanym i upadku na ziemię. Natomiast drony klasy C6, przeznaczone do lotów BVLOS w terenie otwartym, gdzie jest mniejsza gęstość zaludnienia, a zatem i mniejsze ryzyko wypadku, dają w przypadku opuszczenia przestrzeni operacyjnej pilotowi szansę na odzyskanie kontroli nad nim i na przywrócenie go do obszaru operacyjnego. Dopiero gdy to się nie uda, pilot sam decyduje o uruchomieniu FTS.
FTS to nie jedyne zabezpieczenie dronów klasy C5 i C6 przed opuszczeniem przestrzeni operacyjnej. Dodatkowo drony obu klas muszą jeszcze być jeszcze być wyposażone w funkcję:
– monitorowania jakości połączenia – którego zadaniem jest ostrzeganie pilota o pogorszeniu jakości łącza sterowania i kontroli.
Natomiast same drony klasy C6 muszą mieć też funkcję:
– zapobiegania przekraczaniu limitów przestrzeni operacyjnej – czyli fukcję tzw „wirtualnej klatki” występującej również pod nazwą GEOCAGE.
Dochodzimy tutaj do pojęcia redundacji, czyli nadmiarowości systemów, albo inaczej: dublowania systemów, dublowania funkcji, itp… Z pojęciem tym, głównie związanym z automatyką a także z systemami informatycznymi, często można spotkać się także w lotnictwie. Przykładem są systemy wspomagania zarządzania lotem FMS (Flight Management System), gdzie stosuje się zintegrowane systemy nawigacji, to jest nawigacji opartej na dwóch niezależnych źródłach pomiaru, w taki sposób aby jedno źródło kompensowało drugie, i dokonywało wzajemnej korekty błędów, czego przykładem jest integracja tradycyjnej nawigacji zliczeniowej (INS), oraz nawigacji satelitarnej GNSS, z których każda ma swoje wady i zalety, ale w przypadku zintegrowania tych dwóch systemów te wady i zalety wzajemnie się kompensują. I tak na przykład zaletą INS jest gwarantowana ciągłość dostarczania danych, czego nie może zagwarantować GNSS, ale wadą jest nawarstwianie się błędu pomiaru wraz z czasem, która to wada z kolei nie dotyczy GNSS. Dzięki zintegrowaniu tych dwóch systemów, czyli zaprzęgnięciu do wzajemnej kooperacji, system INS pomaga zaktualizować pozycję GNSS po chwilowej utracie sygnału z satelity, z kolei GNSS na bieżąco koryguje nawarstwiające się błędy w trakcie zliczania przebytej drogi przez INS.
W przypadku BSP klasy C5 i C6, mamy redundancję zastosowaną w celu zmniejszenia ryzyka opuszczenia przez drona operacyjnej przestrzeni.
Drony klasy C5 mają dwustopniową redundancję, to jest mają funkcję monitorowania jakości połączenia wraz z ostrzeganiem o jego pogorszeniu, oraz FTS;
Drony klasy C6 mają trzystopniową redundancję: fukcję monitorowania jakości połączenia, funkcję GEOCAGE, oraz FTS.
Przy czym FTS w dronach klasy C5:
mają niezależność (autonomiczność) tylko od autopilota, co znaczy zadziałają bezwzględnie na to co ma zaprogramowane autopilot, albo ujmując to jeszcze inaczej: zadziałają mimo że autopilot zawiedzie. Natomiast brak im niezależności od GEOCAGE, co jest tu celowe i oznacza że zadziałają w chwili kiedy dostaną sygnał od GEOCAGE o naruszeniu granicy przestrzeni operacyjnej.
Natomiast FTS w dronach klasy C6:
mają niezależność od autopilota, oraz od GEOCAGE – czyli zadziałają pomimo że zawiódł autopilot, oraz tylko na komendę pilota.
Podsumowując, kluczowa różnica polega na stopniu niezależności systemu FTS od innych mechanizmów bezpieczeństwa: w dronach klasy C6 system FTS jest całkowicie niezależny, co zapewnia pilotowi pełną kontrolę nad jego aktywacją, podczas gdy w dronach klasy C5 system FTS może być zintegrowany z innymi systemami, co które inicjują automatyczną aktywację w określonych sytuacjach.
Podsumowanie kluczowych różnic między klasą C5 i C6:
| Cechy | C5 | C6 |
| Typ operacji | STS-01 (VLOS) | STS-02 (BVLOS) |
| System FTS | Niezależny od autopilota, ale powiązany z systemami ograniczania przestrzeni (może działać automatycznie). | Niezależny od autopilota i od systemów ograniczania przestrzeni (aktywowalny ręcznie lub przez niezależny mechanizm). |
| Redundancja | Podstawowa (zintegrowane systemy ograniczeń + FTS) | Zaawansowana (pełne rozdzielenie i niezależność systemów zabezpieczeń). |
| Systemy operacyjne | Prostsze, do operacji krótkodystansowych | Złożone, do operacji dalekiego zasięgu i BVLOS |
| Poziom niezawodności | Wysoki | Bardzo wysoki, zgodny z wymogami BVLOS |
