Я заканчиваю разговор о машинах, которые помогают людям бороться с огнем. Это последняя глава моей книги.
Выпуск 12
Глава 5. БПЛА на службе МЧС
Дроны собирают важную информацию до и после пожара, помогая гасить огонь и предотвращать повторные возгорания. Беспилотные технологии снижают риск для жизни пожарных, повышают вероятность спасения людей, уменьшают материальный ущерб, а также сокращают временные и финансовые затраты, требуемые для ликвидации пожара.
Рассмотрим четыре основные преимущества дронов при борьбе с лесными пожарами
1. Дрон помогает в считанные минуты решить, какой тип и количество ресурсов нужно отправить на место лесного пожара. БПЛА с тепловыми датчиками, использующие инфракрасное излучение, помогают службам быстрого реагирования обнаруживать людей и очаги пожара, а также определять, в каком направлении с наибольшей вероятностью будет распространяться огонь.
2. Информация, полученная с дронов, поможет обеспечить безопасность пожарным, оградить персонал от рискованных действий во время ликвидации пожаров. Дистанционное наблюдение за командой поможет удостоверится в безопасности всех сотрудников, а также в том, что они движутся в правильном направлении.
3. Сложный рельеф и городская инфраструктура часто усложняют патрулирование территории и снижают результативность обнаружения потенциальных признаков пожара.
Картографирование с помощью дронов помогает получать комплексное представление о ситуации. Для максимальной эффективности миссии дрон обычно оснащают визуальными и тепловизионными камерами. Визуальные — помогают оценить ситуацию в режиме реального времени, легко обнаружить местонахождение команды, техники или оборудования. Также их можно использовать для информирования команды о сложной топографии или других проблемах, которые могут возникнуть в районе пожара. Тепловизионная камера выявляет людей или очаги возгорания в течение нескольких секунд даже в местах с густым дымом. Они предоставляют важную информацию, которую просто невозможно получить с помощью визуальной карты.
Эти преимущества стали очевидны во время масштабного лесного пожара, вспыхнувшего 4 апреля 2020 года недалеко от Чернобыльской зоны отчуждения. Огонь угрожал более чем 40 000 гектарам лесов. Дым не позволят визуальным камерам найти источник возгорания и рассмотреть масштабы пожара. Тогда спасатели запустили в воздух 10 дронов с термодатчиками, чтобы быстро обнаружить горячие точки. Оперативное картирование пожара помогло командному составу правильно направить наземные бригады из 1 000 пожарных и 120 единиц техники для быстрого и безопасного тушения пожара.
4. Дроны собирают данные с труднодоступных мест, которые недоступны самолетам и вертолетам из-за высокой опасности для пилотов. БПЛА летают ниже вертолетов и предоставляют более детальную картину ситуации, могут маневрировать в ограниченном или опасном пространстве, куда не осмелится отправиться ни один пилот самолета. В некоторых случаях дроны и пожарные вертолеты могут даже использоваться в тандеме с целью покрытия максимально возможной местности.
На 2020г. в системе МЧС России на оснащении реагирующих подразделений находилось 1591 единица беспилотных авиационных систем (далее - БАС), в том числе:
· 1554 единицы вертолетного (мультироторного) типа, из них 132 единицы оснащены тепловизорами;
· 37 единиц самолетного типа.
По всей России сотни беспилотных авиационных систем используются для обнаружения очагов природных пожаров, для контроля прохождения волн паводков, и даже участвуют в межведомственных рейдах.
Беспилотная авиация МЧС России позволяет оперативно предотвращать и реагировать на возникшие природные и техногенные ЧС.
Беспилотная авиационная система (БАС) – комплекс взаимосвязанных элементов, включающий в себя одно или несколько беспилотных воздушных судов, средства обеспечения взлёта и посадки, средства управления полётом одного или нескольких беспилотных воздушных судов и контроля за полётом одного или нескольких беспилотных воздушных судов.
Беспилотное воздушное судно (БВС) – воздушное судно, управляемое, контролируемое в полёте пилотом, находящимся вне борта этого воздушного судна (внешний пилот).
На службе МЧС России находятся беспилотники как иностранного, так и отечественного производства. Парк беспилотников регулярно обновляется.
Сегодня задачами беспилотной авиации МЧС России являются:
- разведка и мониторинг обстановки (особенно противопожарной);
- аэрофотосъемка;
- поиск пострадавших
- РХБ разведка и защита;
- пожаротушение;
- информирование населения;
- ретрансляция сигналов;
- доставка малогабаритных грузов.
Основная работа по развитию ведется по 2 направлениям.
Первое – воздушная разведка очагов природных пожаров, зон наводнения и подтопления. По результатам опыта будут подготовлены рекомендации на другие субъекты, расположенные в Арктической зоне России. В рамках реализации проекта планируется проведение эксперимента по увеличению максимальной дальности полета БАС на более 700 км. за счет ретрансляторов, установленных на вышках сотовой связи.
Второе направление связано с возможностью высотного тушения пожаров с помощью БАС, обеспечивающих подачу огнетушащего вещества на высоту не менее 100 м.
В результате уже проведенных работ наиболее подходящим веществом является компрессионная пена (она легче воды и растворов, а масса рукавной линии в 6-8 раз меньше массы такой же линии, заполненной водой). Пока существующие БАС могут подать такую пену на высоту не более 46 м.
Основными типами применяемых в настоящее время БАС в МЧС России для выполнения задач на территориях большой площади являются:
· БАС с БВС самолётного типа – Орлан-10, Supercam S-350;
· БАС с БВС вертолётного типа – Гранад ВА-1000.
БВС «Гранад ВА-1000»
В состав БАС «Гранад ВА-1000» входит БВС вертолётного типа. Она предназначена для оперативного видеонаблюдения, мониторинга территории в повседневном и кризисном режимах, выполнения разведывательных задач специального назначения, для доставки средств индивидуального спасения пострадавшим. БВС способен выполнять задачи в простых и сложных метеорологических условиях, осуществлять видеонаблюдение в ночное время и в условиях ограниченной видимости.
Габаритные размеры БВС в сборе не более 1730 х 1730 х 495 мм, полезная нагрузка не менее 2,5 кг, что составляет почти половину от максимально взлётного веса – не более 5,5 кг. Радиус полёта (в прямой видимости) до 15 км и максимальная длительность полёта не менее 90 мин. Максимальная скорость полёта не более 50 км/ч.
БВС «Орлан-10»
БАС «Орлан-10» с БВС самолётного типа предназначен для наблюдения за крупными и локальными объектами на большом удалении и мониторинга обширных территорий. Использование комплекса с беспилотными аппаратами «Орлан-10» позволяет проводить контроль над земными объектами в труднодоступной местности. Комплекс хорошо себя зарекомендовал при проведении поисково-спасательных операций.
В конструкции беспилотного воздушного судна «Орлан-10» применена модульная архитектура, что позволяет оперативно менять состав бортовой аппаратуры.
В основной состав бортовой аппаратуры входят гиростабилизированные фото- и видеокамера, тепловизор.
Существенным достоинством БАС «Орлан-10» является возможность с одной наземного станции управления (НСУ) управлять одновременно четырьмя воздушными судами при этом один из них может выступать в роли ретранслятора для передачи сигнала на НСУ от воздушных судов, находящихся вне зоны прямой видимости.
Максимальный взлётный вес БВС «Орлан-10» составляет 18 кг, пять из которых – полезная нагрузка. Планер БВС выполнен по аэродинамической схеме высокоплана с передним расположением двигателя и тяговым винтом. В качестве двигательной установки применён бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Движение на стартовом участке осуществляется посредством специальной разборной катапульты
Путевая скорость может достигать до 90-150 км/ч в зависимости от скорости и направления ветра. Максимальное время полёта составляет 16 часов, при этом дальность действия комплекса составляет 120 км от наземного пункта управления, высота полёта над уровнем моря может достигать 5000 метров, что позволяет применять БАС для обследования объектов на большом удалении или проводить разведку крупных площадных районов.
Маршрут БВС отображается с помощью спутников GPS или ГЛОНАСС. Посадка БВС «Орлан-10» осуществляется с помощью парашюта после получения команды с пункта управления снизить скорость и открыть купол.
БВС Supercam S-350
БАС «Supercam S-350» с БВС самолётного типа предназначен для выполнения панорамной и плановой аэрофотосъёмки и аэровидеосъёмки, а также для выполнения задач наблюдения и разведки при чрезвычайных ситуациях. Большое время полёта – около 4,5 часов — позволяет фотографировать большие площади или протяжённые линейные объекты протяжённостью более 300 км.
На БВС «Supercam S-350» можно разместить необходимую полезную нагрузку до 1,5 кг и, по результатам измерений, создавать высокоточные 3D–модели местности и фотопланы. БВС взлетает с эластичной/пневматической катапульты и приземляется при помощи парашюта. Используемая аэродинамическая схема «летающее крыло» обеспечивает БВС высокую устойчивость и хорошую управляемость, что позволяет использовать БВС «Supercam S-350» в сложных метеоусловиях.
Компоновочная схема с тянущей силовой установкой наиболее соответствует решаемым задачам. Система автоматического управления и информационно–измерительная аппаратура позволяют производить видеосъёмку и фотосъёмку с регистрацией текущих параметров (координаты, высота, и т.д.). Такое информационное обеспечение значительно облегчает последующую обработку, а главное – позволяет автоматизировать процесс обработки полученных материалов с целью изготовления ортофотопланов и 3D моделей местности.
Каждый тип БВС, вертолётный (мультикоптерный) и самолётный (с неподвижным крылом), имеют свои достоинства и недостатки.
Основные преимущества БВС вертолётного типа – вертикальный взлёт, возможность зависать над объектом, относительная простота управления. Недостатки – невысокая скорость, малый радиус применения из-за ограниченного времени нахождения в воздухе по причине большой энергозатратности.
Достоинства БВС самолётного типа – это относительно большая скорость и дальность полёта, продолжительное время нахождения в воздухе.
Недостатки – невозможность зависать в заданной точке, требуется либо специальная «взлётная полоса», либо пусковая установка в виде катапульты. Чтобы благополучно посадить аппарат обратно на землю, также потребуется взлётно-посадочная полоса, парашют или сеть.
К недостаткам также следует отнести необходимость серьёзной специальной подготовки внешних пилотов, что требует более высоких затрат на обучение персонала навыкам управления, необходимым для полёта. Не так-то просто поднять в воздух БВС с неподвижным крылом, ещё сложнее произвести его посадку.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что достоинства и недостатки вертолётного и самолётного типов БВС являются взаимопротивоположными. Выход из данной ситуации состоит в создании такой аэродинамической и компоновочной схемы, в которой реализуются достоинства обоих типов и исключаются их недостатки. Такие БВС получили название « конвертопланы».
БВС Supercam SX350 (конвертоплан)
Первый серийно производимый отечественной промышленностью тип БВС «конвертоплан» Supercam SX350 совмещает в себе конструктивные особенности БВС самолётного и вертолётного типа.
Преимуществами данной модели являются возможность вертикального взлёта-посадки, отсутствие необходимости в поиске взлётно-посадочного участка, возможность совмещения различных типов полезной нагрузки. БВС, выполненное по аэродинамической схеме «летающее крыло», обладает полётными качествами, отлично подходящими для проведения высокодетальной аэрофотосъёмки и аэровидеосъёмки в любое время суток на больших площадях, в труднодоступных местах, в различных климатических условиях.
Конвертоплан может находиться в воздухе до 120 минут, имея при этом максимальную скорость 120 км/ч. Максимальная дальность полёта составляет не менее 160 км. Аэродинамическая схема предусматривает возможность совмещения разных типов унифицированной полезной нагрузки с использованием средств фотовидеофиксации, возможность оснащаться модулем автоматического сопровождения и удержания цели, передавать точные координаты объектов. При этом возможна передача HD-видео в режиме реального времени на расстояние до 50 км.
Кроме традиционных возможностей для проведения оперативного мониторинга подстилающей поверхности, в данном комплексе реализованы возможности для размещения мультиспектральных камер, газоанализаторов и установки лазерного сканирования местности, высокоточного геодезического оборудования.
БПЛА «ZALA»
Ижевская компания «ZALA AERO GROUP» является самым активным поставщиком БПЛА в подразделения МЧС по всей территории России. Данная организация выпускает беспилотные комплексы как самолетного, так и вертолетного типа. Их аппараты в основном имеют малые габариты, но встречаются модели с размахом крыла 6 м и дальностью полета 120 км. Всего у компании порядка 50 различных аппаратов.
Беспилотный самолет ZALA 421-04M предназначен для разведывательных полётов в широком диапазоне метеоусловий, определения степени ущерба, выявления взрывных устройств, сбрасывания небольших грузов, пограничного контроля, обнаружения нефтяных разливов, обследования состояния трубопроводов, поиска и обнаружения людей. Аппарат впервые демонстрировался в 2008 году на выставке «Интерполитех-2008».
В декабре 2012 года ZALA-421-04M был поставлен на вооружение в части МЧС РФ по Брянской области. Беспилотный самолет оборудован системой автоматического управления, навигационной системой (GPS/ГЛОНАСС), встроенной цифровой системой телеметрии, навигационными огнями, трехосевым магнитометром, цифровым фотоаппаратом (12 Мп), цифровым широкополосным видеопередатчиком C-OFDM-модуляции, системой самодиагностики и поисковым передатчиком.
Продолжительность полета составляет 90 минут. БПЛА в режиме реального времени передает высококачественную фото-, видео- и тепловизионную информацию на расстояние до 25 км. Размах крыла составляет 1615 мм, длина самолета – 635 мм. Максимальная высота полета 3600 м, скорость может достичь значения 65–100 км/ч.
ZALA-421-04M построен по схеме «летающее крыло» с тянущим воздушным винтом, вращаемым электродвигателем, работающим на аккумуляторах. Запуск аппарата осуществляется с рук при помощи эластичной или пневматической катапульты. Самолет не требует специально подготовленной взлетно-посадочной площадки. Посадка осуществляется на парашюте с автоматически наполняемой амортизационной подушкой.
БПЛА ZALA-421-21 – малогабаритный беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки тактического радиуса действия. Относится к БПЛА вертолетного типа. Эффективен при работе в различных погодных и климатических условиях, а также оснащен защитой от мощных электромагнитных полей. Предназначен для воздушного мониторинга, аэрофото- и видеосъемки отдельных участков дорог, а также протяженных объектов топливно-энергетического комплекса, нефтегазопроводов с обнаружением нелегальных врезок, провисаний проводов и повреждений изоляторов и т.п. Кроме этого, БПЛА ZALA-421-21 активно применяется в мониторинге лесных и водных ресурсов. Подразделения МЧС успешно применяют данный комплекс для мониторинга мест ЧС пожаров, наводнений; дорожно-транспортных происшествий.
ZALA-421-21 запускается с рук, что позволяет его успешно применять в местах, где отсутствуют условия для взлета и посадки БПЛА самолётного типа. Радиус действия составляет 2 км, продолжительность полета 40 минут. Максимальная высота полета – 1000 м. Двигатель электрический тянущий. Скорость достигает 40 км/ч. Максимальная взлетная масса 1,5 кг. Целевая нагрузка – 300 г. Навигационная система – GPS/ГЛОНАСС. Конструкция выполнена по шестироторной схеме с шестью подъемными винтами, размещенными по сторонам летающей платформы. Система подвеса позволяет дистанционно управлять линией визирования целевой нагрузки.
ZALA-421-06 – БПЛА вертолетного типа. Он используется для аэрофотосъемки, трансляции и ретрансляции теле- и радиосигналов, проведения экологических экспериментов, доставки медикаментов, продуктов, при оказании экстренной помощи в процессе ликвидации аварий и катастроф в труднодоступных и опасных для человека местах, для инженерной, радиационной, химической и биологической разведки, а также для мониторинга пожаров промышленных объектов и леса. Аппарат способен находиться в воздухе до 2 часов и удаляться от пункта управления на расстояние до 40 км. БПЛА оснащен электрооптической и инфракрасной камерой. В качестве дополнительной нагрузки могут быть использованы детекторы радиации и химических газов. На ZALA-421-06 может быть установлен громкоговоритель. Диаметр несущего винта – 1,77 м. Длина аппарата составляет 1,57 м. Максимальная взлетная масса – 12 кг, полезная нагрузка – 2 кг. Беспилотный вертолет может набрать скорость 50 км/ч. Максимальная высота полета 2000 м. Радиус действия – 15 км. Силовая нагрузка – электрический двигатель или двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
Беспилотник безаэродромного базирования ZALA 421-16E5G предназначен для осуществления разведывательных полетов на расстояниях, превышающих 100 км. Установленная на БПЛА аппаратура позволяет вести запись и передавать изображение высокого качества. На дрон устанавливается HD тепловизор и 60-кратная FullHD видеокамера. Установленный бортовой вычислитель с элементами ИИ, обеспечивает видеонавигацию, распознавание объектов, работу в режиме полного радиомолчания, запись всех каналов связи и дешифровку в режиме онлайн.
Беспилотник самолетного типа оборудован гибридной силовой установкой, в которой ДВС питает стартовый генератор и аккумулятор, обеспечивающие работу электродвигателя с толкающим винтом, что привело к бесшумности полета. Одного заряда аккумуляторной батареи хватает на 1 час работы. Заявленное время нахождения в воздухе - до 12 часов.
В испытательном полете Ижевск — Йошкар-Ола — Ижевск. БВС ZALA 421-16E5G преодолел расстояние более чем в 1130 километров. Время полёта составило более 12 часов.
В полёте отрабатывалась методика одновременного применения аппарата двумя отрядами с новой системой связи, управления и ретрансляции, реализованной на загоризонтных пунктах управления, находящихся в разных регионах страны. В этой системе операторы комплекса находились на удалении до 500 километров от места запуска.
Также были протестированы системы визуальной навигации (ВНС) и системы интеллектуальной обработки AIVI.
ВНС не зависит от спутниковой навигации и реализована в замкнутом контуре управления, что позволяет воздушному судну проводить полет в полном радиомолчании, выполняя поставленную задачу даже при потере сигнала с постом управления. Как сообщает производитель данная система показала себя более точной чем инерциальная навигационная система.
Система AIVI призвана в пассивном режиме обеспечивать автоматическое обнаружение и распознавание объектов, с обзорностью всей нижней полусферы.
Практически все аппараты, применяемые в МЧС, имеют спутниковую навигацию GPS/ГЛОНАСС. В полезную нагрузку в основном входят фото- и видеокамеры, тепловизоры, различные датчики и анализаторы. Наибольшей скоростью, высотой, временем и дальностью полета обладает БПЛА «Орлан». Он же является самым тяжелым и громоздким из рассмотренных БПЛА, что вызывает сложности в его эксплуатации. Для БПЛА небольших размеров применяются электродвигатели, они проще в эксплуатации. У «больших» БПЛА – двигатели внутреннего сгорания, они, в свою очередь, сложны в эксплуатации, но имеют ряд преимуществ в сравнении с электрическими двигателями: позволяют развивать гораздо большую мощность, тем самым улучшают характеристики аппарата, и дают возможность беспилотному комплексу иметь при себе более тяжелую полезную нагрузку.
Большой плюс применения беспилотной летательной авиации в том, что ее использование позволяет, так сказать, сэкономить человеческий ресурс. Кроме того, применение БПЛА – это также экономия материальных средств. Ведь гораздо дешевле использовать беспилотник, чем проводить облет территорий на вертолете, что и делалось ранее, например, для мониторинга обстановки с пожарной безопасностью лесов. Фото и видеоданные, получаемые в режиме реального времени с борта беспилотных летательных аппаратов, позволяют сотрудникам МЧС не только оценивать и анализировать сложившуюся ситуацию, но и принимать оперативные решения. Благодаря этому, наземные группы в кратчайшие сроки ликвидируют негативные последствия ЧС, либо, если это возможно, и вовсе предотвращают ее.
Ниже – последние сообщения о представителе второго направления:
… в России создали дрон «Стрекоза». Он нужен для тушения пожаров, в том числе в высотных зданиях - может поднимать пену и порошки (как в огнетушителях) и определять степень загрязнения воздуха.
Разработчик Михаил Климчук создал противопожарный беспилотник «Стрекоза», который может упростить работу пожарных, а также дополнительно обезопасить их. По словам разработчика, дрон может нести полезную нагрузку до 60 килограммов. В данном случае предполагается доставка порошков, пены или воды к месту возгорания. Использовать это он может также сам - предусмотрено дистанционное управление.
Беспилотник подойдет для подъема на большую высоту, это поможет в тушении пожаров в многоэтажках. Помимо этого он оснащен датчиками, которые анализируют уровень загрязнение воздуха - концентрацию угарного газа, например. (опубликовано 01.02.2024г)
И ещё одна область применения БПЛА. Архинужная. Это эвакуация раненых.
Израильская компания Tactical Robotics LTD. Небольшие габариты Корморанта (для летательного аппарата) – 6,2 метра в длину, 3,5 метра в ширину и 2,3 метра в высоту позволяют посадить транспортное средство VTOL (Vertical Take Off and Landing) в местах, недоступных для вертолетов (в случае последних будет мешать несущий Ротор). Общий вес Корморанта (без топлива и погрузки) составляет всего 918 кг, максимальный вес беспилотника почти вдвое больше: всего 1682 кг. Типичная грузоподъемность, при условии, что Cormorant берет с собой 300 кг топлива, составляет ок. 440 кг. При такой нагрузке топлива хватит на ок. 1,5 часа полета. Время и дальность полета при меньшей нагрузке, 300-килограммовой нагрузке и использовании оставшейся топливной емкости транспортного средства увеличатся до 2,5 часов и 400 километров. Всего в люки дрона можно поместить полезную нагрузку объемом 2640 литров (включая топливо).
Когда я впервые узнал об этой конструкции, то подумал, что России до неё как до Пекина на четвереньках задним ходом. Однако с началом спецоперации все в России поняли, что БПЛА есть насущная необходимость, что это нужно было еще вчера и т.д.
«Беспилотники по десять лет не выходят из стадии летающих прототипов и предсерийных образцов». Если ещё недавно эта фраза встречалась почти в каждой статье о БПЛА, то в настоящее время Россия резко ворвалась в рейтинг производителей беспилотников, как по количеству производимой продукции, так и по разнообразию разрабатываемых конструкций.
Поэтому вполне возможно, что и у МЧС России вскоре появятся БПЛА-эвакуаторы летящие на маяк спасателя.
Оглавление
Авиация для тушения пожара.
Глава 1. Авиалесохрана
Глава 2. Тактика борьбы с огнем
Глава 3. Самолеты-пожарники. - Ан-2П
-Бе-12П
Ан-26П; -Ан-32П
- Ил-76
- Бе-200
Глава 4. Использование вертолётов для борьбы с огнём.
- Пожарные вертолеты в СССР
- Вертолёты-пожарники России
- Ка-32А
Глава 5. БПЛА на службе МЧС
Если Вам понравилась статья, делитесь, комментируйте и ставьте лайк, это помогает каналу.