Ứng dụng máy bay không người lái trong công tác hỗ trợ khác phục sự cố, tìm kiếm, cứu nạn

1. Tổng quan về UAVs

Máy bay không người lái (UAVs – Unmanned Aerial Vehicles) trước đây được phát triển và ứng dụng chủ yếu trong lĩnh vực quân sự. Tuy nhiên, những năm gần đây, UAV đang dần trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi hơn cho các mục đích dân sự.

Các hãng nghiên cứu đánh giá UAVs là thị trường rất tiềm năng và sẽ phát triển rất mạnh trong tương lai gần. Hãng nghiên cứu thị trường và công nghệ nổi tiếng Gartner đưa ra dự đoán có khoảng 3 triệu thiết bị bay không người lái cho cả mục đích cá nhân và thương mại sẽ được bán ra trong năm 2017. Việc sản xuất các UAV cũng đang phát triển rất nhanh chóng, Gartner cũng dự đoán doanh thu thị trường toàn cầu sẽ tăng 34% và đạt hơn 6 tỷ USD trong năm 2017, và tăng lên 11,2 tỷ USD vào năm 2020 [1]. Hãng nghiên cứu thị trường BI Intelligence, cũng đưa ra báo cáo về ước tính đầu tư cho phần cứng của drones trên thị trường toàn cầu cũng đang tăng, và dự tính đạt hơn 12 tỷ USD vào năm 2021[2].

Hình 1: Đầu tư cho phần cứng của drones trên thị trường toàn cầu

UAV phát triển mạnh mẽ vì:

  • Sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật khiến cho các công nghệ cốt lõi của UAVs tiến bộ vượt bậc;
  • Việc ứng dụng UAV đang đem lại những hiệu quả đáng kể khi ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, tạo ra những thay đổi có tính đột phá so với những phương thức truyền thống.

Cụ thể một số lĩnh vực, ngành nghề đang có được sự trợ giúp đắc lực từ việc ứng dụng UAV như:

  • Không ảnh cho báo chí và làm phim (flycam)
  • Vận chuyển và giao hàng nhanh
  • Thu thập và cung cấp thông tin về quản lý thiên tai
  • Hỗ trợ cứu hộ, cứu nạn
  • Xây dựng bản đồ địa lý của các vùng địa hình phức tạp mà con người khó tiếp cận
  • Kiểm tra an toàn trong xây dựng
  • Hỗ trợ kiểm lâm, biên phòng và giám sát rừng, biên giới
  • Giám sát cây trồng trong nông nghiệp chính xác
  • Kiểm tra, bảo trì các hệ thống truyền tải điện, hệ thống viễn thông
Một số ứng dụng của UAV

2. Ứng dụng UAVs trong công tác hỗ trợ khắc phục sự cố, tìm kiếm, cứu nạn

Trên thế giới UAVs đã được ứng dụng tương đối hiệu quả trong công tác hỗ trợ khắc phục sự cố, tìm kiếm cứu nan. Một UAVs thông minh tích hợp các cảm biến có thể được sử dụng theo nhiều cách để hỗ trợ con người trong các công tác trên.

Việc tìm kiếm người mất tích sẽ trở nên dễ dàng hơn, nhanh hơn và ít tốn chi phí hơn nhờ máy bay không người lái chuyên dụng. Điều này có được nhờ kích thước nhỏ gọn khả năng bay linh hoạt hơn trực thăng cứu hộ, chi phí vận hành rất rẻ. Máy bay không người lái có thể dùng để dựng bản đồ hiện trạng giúp đánh giá hậu quả thiên tai và đưa ra phương án khắc phục kịp thời.

Máy bay không người lái có thể được triển khai để cung cấp thuốc men, đồ cứu hộ nhanh chóng, kíp thời tới nơi thiên tai mà con người có thể sẽ mất rất nhiều thời gian để có thể tới được.

Drone hỗ trợ cứu nạn

Từ những năm 2005, sau thảm họa bão Katrina tại Mỹ, các UAV đã được sử dụng để tìm kiếm những nạn nhân mắc kẹt trong vùng bão. Tương tự, Philippine cũng dùng UAV cho công tác cứu hộ và tìm kiếm sau cơn bão Hải Yến (Haiyan). Hiện nay Hiệp hội tìm kiếm cứu nạn quốc gia (NASAR) của Mỹ cũng đang ứng dụng UAV vào các hoạt động của mình và quyết liệt vận động thông qua quy chuẩn quốc gia về ứng dụng UAV trong công tác tìm kiếm cứu nạn.

3. Thực trạng phát triển và ứng dụng UAVs tại Việt Nam

3.1. Nghiên cứu phát triển UAV tại Việt Nam

Mẫu UAV do Việt Nam chế tạo đầu tiên được công bố là hai mẫu máy bay M400-CT mang phiên hiệu 405, 406 do Viện Kỹ thuật Phòng không Không quân (VKTPK-KQ) nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm thành công vào ngày 15/9/2005 tại sân bay Kép (Bắc Giang). Đây được coi là mẫu máy bay không người lái đầu tiên do Việt Nam sản xuất. Mẫu máy bay này được sản xuất với mục đích quân sự: quan sát vùng biển, vùng rừng, vùng lũ lụt, làm nhiệm vụ thông tin liên lạc. Những UAVs thế hệ đầu của Việt Nam được thiết kế có tốc độ bay từ 250 đến 280km/giờ. M400-CT có thể cất hạ cánh trên đường băng (đất nện hoặc bêtông). Cùng với việc chế tạo UAV, VKTPK-KQ cũng đã tự thiết kế và chế tạo thành công các hệ thống bệ phóng (dùng trong các trường hợp không có đường băng cất cánh) bằng những nguyên vật liệu sẵn có trong nước, nhẹ và dễ cơ động.

UAV M400 do Việt Nam nghiên cứu, chế tạo

Cùng với việc sản xuất UAV phục vụ mục đích quân sự, VKTPK-KQ cũng đã thiết kế, chế tạo ra các loại UAV phục vụ các mục đích dân sự như bay phun thuốc trừ sâu, bay quay phim, chụp ảnh địa hình. Tuy nhiên, các nghiên cứu về các loại UAV này chưa được công bố rộng rãi.

Máy bay VT-Patron do Viettel phát triển

Bắt đầu từ tháng 6/2012, Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel tăng cường hoạt động nghiên cứu chế tạo máy bay không người lái hạng nhẹ VT-Patrol với các chỉ tiêu sau:

  • Máy bay có khả năng bay với vận tốc từ 100 đến 150 km/giờ, cự ly hoạt động 50 km, trinh sát bằng camera quang hồng ngoại full HD có thể nhận dạng và phân biệt mục tiêu người lính trong khoảng cách 600 m.
  • Máy bay VT Patrol với sải cánh 3,3 m, trọng lượng cất cánh 26 kg, bay tự động với khả năng truyền thông tin, hình ảnh theo thời gian thực. Máy bay sản xuất để phù hợp với nhu cầu tác chiến quân sự.

Một số tổ chức, đơn vị nghiên cứu cũng tập trung đẩy mạnh nghiên cứu lĩnh vực máy bay không người lái để ứng dụng trong các lĩnh vực dân sự. Năm 2013, Viện Công nghệ không gian đã chế tạo thành công 5 mẫu máy bay không người lái dạng cánh cố định. Các máy bay trên bước đầu đã thực hiện được các nhiệm vụ chụp ảnh, quay camera tại Lâm Đồng, Nha Trang phục vụ việc khảo sát diện tích rừng, tài nguyên nước, hệ sinh thái ngư trường ven biển …

05 mẫu máy bay không người lái do Viện Công nghệ Không gian phát triển

Tháng 3/2012, Hội Hàng Không – Vũ Trụ Việt Nam (VASA) quyết định hợp tác với Công ty Irkut Engineering (Nga) chế tạo UAV dân dụng cỡ nhỏ (dưới 100 kg), phục vụ cho giám sát từ xa, tuần tra, chống khai thác rừng trái phép, phát hiện sớm cháy rừng, kiểm tra đường dây điện cao thế ở vùng rừng núi hiểm trở.

Đề tài tiềm năng năm 2012: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy bay siêu nhỏ tự động bay theo quỹ đạo yêu cầu”, Mã số KC.03.TN03/11-15, do TS. Nguyễn Phú Hùng, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội chủ nhiệm. Sản phẩm đề tài là máy bay siêu nhỏ dạng cánh bằng có thể bay theo một quỹ đạo yêu cầu. Trọng lượng của máy bay là 4 ÷ 6kg, dùng động cơ đốt trong, với bán kính thử nghiệm, trần bay 0,5 ÷ 1 km, vận tốc lớn nhất của máy bay 15 m/s và thời gian bay lớn nhất 25 phút. Sản phẩm đề tài phục vụ cho giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực hàng không.     

Ngoài ra có thể kể đến một số đề tài, dự án khác về UAV như: Nhóm nghiên cứu của Thạc sĩ Huỳnh Văn Kiểm (ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh) chế tạo và cho bay thử nghiệm thành công loại máy bay không người lái, bay tự động theo lộ trình lập sẵn, máy bay được làm bằng composite, chạy bằng động cơ xăng và vận tốc bay đạt 85km/h, sải cánh 2,5m, khả năng mang tải 3kg với độ cao hoạt động cao nhất 600m.

Có thể thấy, đã có nhiều đơn vị, tổ chức tập trung nghiên cứu và phát triển UAVs và đạt đước thành công bước đầu. Tuy nhiên, để đưa được các sản phẩm nghiên cứu vào ứng dụng trong thực tiễn thì cần có chiến lược và nguồn lực dài hạn. Đặc biệt cần có sự quan tâm, phối hợp của các doanh nghiệp có nhu cầu ứng dụng UAVs.

3.2. Ứng dụng UAV tại Việt Nam

Hiện tại việc ứng dụng UAVs trong các lĩnh vực của đời sống đang còn rất hạn chế. Trong các lĩnh vực trên, hiện tại ở thị trường Việt Nam thì thiết bị bay không người lái mới chỉ thực sự được sử dụng và đã phát hiệu quả rõ rệt ở lĩnh vực sản xuất phim, báo chí, truyền hình và tổ chức sự kiện.

Trong thời gian gần đây, việc ứng dụng UAV trong lĩnh vực nông nghiệp, cụ thể là trong công tác phun thuốc trừ sâu/thuốc bảo vệ thực vật đang được nhiều đơn vị quan tâm, phát triển. Tuy nhiên còn một số vấn đề liên quan đến việc cấp phép, thương mại hóa sản phẩm UAVs.

3.3. Quản lý, cấp phép bay

Ngoài những ứng dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực, UAVs cũng tiềm tàng những nguy cơ về an ninh, quốc phòng. Chính vì vậy, Bộ Quốc phòng đã ra nghị định, thông tư quy định nghiêm ngặt việc quản lý, cấp phép các hoạt động liên quan đến UAVs. Hiện tại Cục tác chiến – Bộ Tổng tham mưu (Bộ Quốc phòng) là đơn vị duy nhất quản lý và cấp phép cho các hoạt động nghiên cứu, chế tạo cũng như thử nghiệm UAVs.

Việc cấp phép bay sẽ theo lần sử dụng chứ không theo đơn vị/tổ chức nào. Quy định này vô hình chung đang là rào cản trong việc ứng dụng UAVs vào các lĩnh vực dân sự tại Việt Nam. Trước đây Cục Quản lý Hàng không Liên bang (FAA) (Mỹ) cũng đã duy trì một chính sách nghiêm ngặt trong việc cấp phép UAVs. Tuy nhiên, gần đây FAA cũng đã cân nhắc và đưa ra các quy tắc cho phép các tổ chức, đơn vị được phép khai thác UAVs nếu họ đáp ứng được các quy định đề ra. Tháng 4 năm 2015, một đội tìm kiếm và cứu hộ của Maine vào đã trở thành nhóm đầu tiên được liên bang chấp thuận để sử dụng máy bay không người lái tại các tiểu bang cho mục đích cứu hộ, cứu nạn.

4. Kết luận

Các ứng dụng liên quan đến máy bay không người lái càng càng được sử dụng nhiều hơn trong các lĩnh vực của xã hội. Chi phí để sở hữu máy bay không người lái giảm xuống nhanh, đã giúp cho quá trình xã hội hóa máy bay không người lái diễn ra thuận lợi. Quan trọng hơn, nhận thức cộng đồng về ứng dụng của máy bay không người lái cũng thay đổi rất nhanh. Đó là những dấu hiệu rõ ràng cho thấy ngành công nghiệp máy bay không người lái đang ở thời điểm quan trọng, tác động tích cực đến đời sống hằng ngày của chúng ta. Đã đến lúc chúng ta cần khai thác triệt để thế mạnh này không chỉ cho lĩnh vực an ninh quốc phòng mà còn cho các lĩnh vực dân sự mang tính cấp bách liên quan nhiều đến tính mạng con người như lĩnh vực tìm kiếm cứu hộ trên biển và trên đất liền. Chính phủ cũng cần có những động thái quyết liệt về chính sách và hỗ trợ tài chính để đưa các nghiên cứu UAV có tiềm năng vào ứng dụng trong thực tiễn. Bộ Quốc phòng cần có chính sách linh hoạt hơn trong việc quản lý, cấp phép các hoạt động liên quan đến UAVs. Việc thành lập một trung tâm ứng dụng UAV trong lĩnh vực tìm kiếm cứu hộ cứu nạn quốc gia có thể là một bước khởi đầu phù hợp với xu hướng và tính thời sự trong thời điểm hiện tại.