Мировая практика развития БПЛА показывает настоящий всплеск на фоне использования беспилотных комплексов в промышленных секторах. Сельское хозяйство и геодезия уже привычно используют в своей работе современные технологические решения. На подходе — строительный сектор, безопасность, ликвидация ЧС и тушение пожаров. Последние, исходя из возникающих пожароопасных ситуаций, необходимости быстрого реагирования и точного планирования действий, ориентируются на беспилотные летательные аппараты как на удобный и быстрый инструмент для развертывания и решения вопросов оперативного характера. Итак, в чем особенность тушения пожаров и ликвидации ЧС с помощью дронов, какими характеристиками отличаются различные модели и в чем их преимущества?
По данным Департамента надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России, в 2021 году на территории нашей страны произошло 390 411 пожаров. Ежедневно, согласно подсчетам специалистов, в России происходит более одной тысячи пожаров, на которых погибает 23 человека. За прошлый год погибло 8 416 человек, получили ранения и травмы различной степени тяжести 8 403 человека, спасены службами быстрого реагирования — 35 487 человек.
Как понятно, решающим фактором для спасения людей, предотвращения ущерба от пожара, тушения и ликвидации его последствий является оперативное реагирование на пожарную ситуацию. Если в городских условиях сегодня службы спасения работают буквально за секунды, то при крупных возгораниях на объектах или в лесу зачастую пожарные не успевают вовремя реагировать на ситуации. Это вызвано разными факторами. Как показывает анализ, наиболее сложными для быстрого реагирования являются природные пожары, а также те, которые возникают на сложных и высотных объектах. Наиболее сложно производить эвакуацию людей с высотных зданий, а также тушить пожары на верхних этажах и кровле. Это обуславливается тем, что в руках пожарных служб нет спецтехники для тушения пожаров на высоте. В частности, имеющиеся на вооружении подъемники обеспечивают подъем до 100 метров максимум. Увеличение длины оборудования до 120 и более метров технически возможно, но затрудняет технологии изготовления, а затем доставку к местам возгорания. К тому же, зачастую высотные пожары не тушат ввиду повышенной опасности работы на высоте. Это наиболее известно по стройкам, где львиная доля ЧП на объектах происходит на высоте.
Лесные пожары являются наиболее сложными ввиду невозможности быстро и точно определять очаги возгорания с целью их дальнейшей ликвидации. Играют роль огромные территории возгораний, погодно-климатические условия, оценка площадей возгорания и обстановки с близлежащими территориями.
На этом фоне перспективным направления решения проблем является привлечение беспилотных авиационных технологий, которые на практике в некоторых странах уже показали свои возможности и могут полноценно рассчитывать на лидирующие позиции в области.
Картинка: Представитель группы по обеспечению готовности к стихийным бедствиям и реагированию DPART
Беспилотник в пожаротушении
Первый опыт тушения пожаров с помощью БПЛА зафиксирован в Китае в 2017 году. Там был разработан и успешно эксплуатируется по сей день DJI Matrice 210. Устройство используют как для тушения пожаров, так и для подъема пожарных рукавов на нужную высоту и для разведки. Позднее четыре случая с городскими пожарами были зафиксированы в Нью-Йорке с использованием беспилотников для тушения пожаров 4 категории сложности. В июне 2019 году впервые БПЛА были задействованы в спасательной операции Лесной службы США.
Пожарные ситуации имеют свои особенности. Тушение пожаров привязано напрямую к временным промежуткам. Первым и начальным является горением до обнаружения пожара. Когда поступает сигнал о пожаре, следующий этап носит название факта возгорания. Следующий — выезд оперативной группы на места, что занимает какое-то количество времени. Дальше — обнаружение источника возгорания, или по другому, очага возгорания, разведка местности и непосредственно тушение пожара. Последним этапом принято считать ликвидацию очагов горения, затем — окарауливание. Этот метод включает в себя патрулирование пораженным огнем территорий с целью контроля, недопущения повторного возгорания при его обнаружении. Понятно, что чем больше составляет охваченная огнем территория, тем сильнее усложняются процессы, тем больше уходит времени на тушение пожара и ликвидацию последствий.
Использование управляемой авиации эффективно при тушении пожаров на крупных площадях. Высокие показатели такой техники были зафиксированы во время лесных пожаров в Калифорнии, масштабных пожаров из-за жары в центральной части Южной Америки, пожаров таежных лесов в Сибири и на Дальнем Востоке в 2021 году, где менее, чем за два месяца выгорело более 17 млн гектаров. С большой высоты пилоты исследуют территории, оценивают масштабы, тушат пожары с баками, установленными на Бе-200 и Ан-32. Главными проблемами использования самолетов и вертолетов являются высокая стоимость, погодные условия и время реагирования от 3 часов (подготовка судов, заправка, полет от взлетно-посадочной полосы до места возгорания). В этом отношении беспилотные летательные аппараты являются альтернативой как при тушении пожаров и возгораний в лесных массивах, полях и на открытых местностях, так в городских условиях. Самолеты в городских условиях не применяются вообще.
Значительным преимуществам БПЛА является возможность принимать участие во всех этапах пожарной ситуации. Вместе с пожарной группой беспилотниками в первую очередь патрулируют местность на различных высотах, выявляют температурные разницы для более оперативного выявления очага возгорания. Так называемая разведка дроном включает в себя осмотр территории, обнаружения наиболее сложных участков и очагов горения, а также поиск людей даже в условиях плохой видимости. Такая возможность доступна благодаря различным полезным нагрузкам, которые способен нести на себе аппарат. Наиболее часто используемый при тушении пожаров — тепловизор, который измеряет разницу температур, выявляет очаги и обнаруживает людей во время поисково-спасательных операций. Особенную эффективность беспилотников подчеркивают при работе с небольшими очаговыми возгораниями. Так, во время пожара в Орегоне Министерство внутренних дел США использовало дрон с тепловизором для выявления очагов, которые мог пропустить самолет. По оценке экспертов, своевременное обнаружение пожара предотвратило ущерб имуществу и инфраструктуре на сумму около 50 млн долларов.
Тушение пожаров тоже входит в компетенции беспилотных летательных аппаратов. Легковесные дроны предлагают оперативный многократный облет и осмотр территорий и объектов, разведку с высоты (пожарную, инженерную, радиационную, химическую), наведение наземных пожарных и поисково-спасательных групп на объекты поиска, ретрансляцию связи между пожарными, поисково-спасательными группами и пунктами управления. Именно благодаря БПЛА находиться к местам горения можно максимально близко. Минимальное расстояние от земли может составлять сотню метров, максимальное — более 2 километров. Самолеты в этом отношении сильно ограничены, что в свою очередь затрудняет проводить разведку. Также беспилотники могут оснащаться громкоговорителями и прожекторами, если речь идет о поиске людей во время пожаров в лесных массивах. С помощью громкоговорителя спасатели передают актуальную информацию, пути отхода, оказывают первую помощь пострадавшим. Более тяжелые устройства оснащают пожарными рукавами, и через лафетный ствол беспилотник может тушить пожар в самых труднодоступных местах.
Так, в Объединенных Арабских Эмиратах разработали беспилотник, способный тушить пожары на большой высоте. Максимальная высота полета составляет 600 метров, выдерживать на борту EHang 216F может до 150 литров пены и 6 противопожарных “бомб”. На корпусе расположена камера Full HD с 10-кратным зумом для выявления деталей и очагов возгорания. Затем в работу подключается подъем на высоту небоскреба пожарного рукава и лафета, через которые подается пена.
Другой беспилотник, разработанный латвийской компанией Aerones, имеет максимальную подъемную высоту 300 метров и аналогично разработке из Эмиратов, через лафетный ствол осуществляется тушение пожара. Вес беспилотника составляет 55 кг, он способен поднимать до 145 килограммов.
Разработка американской военно-промышленной корпорации Lockheed Martin предусматривает работу БПЛА в паре с пожарным вертолетом K-Max грузоподъемностью 2700 килограмм. Дрон Stalker XE, оснащенный инфракрасной камерой, обнаруживает место возгорания и передает координаты в командный центр. Оттуда в дальнейшем осуществляется запуск K-Max, который, подобно российскому Бе-200 самостоятельно набирает воду и тушит пожар с воздуха.
Разработка китайской компании DJI включает в себя серию беспилотных летательных аппаратов для разведки территорий. Зарекомендовавшие себя DJI Matrice 200, 600 и Matrice 300 RTK сегодня стоят на вооружении пожарных служб в США, Китае, Японии, России и странах Латинской Америки. Новая модель DJI M30 разработана специально для спасательных служб, поисковиков, пожарных и для работы по ликвидации ЧС. В отличие от предшественников это устройство может работать при сильном ветре, в дождь, на большой высоте и при температурах от -20 °C до +50°C. Продолжительность полета БПЛА составляет 41 минуту, дрон оснащен четырьмя камерами, в том числе тепловизионной и лазерным дальномером для обнаружения тепловых сигналов на дальних расстояниях.
Дополнительное специализированное оборудование БПЛА
С помощью дронов можно быстро получать актуальные сведения о виде пожара, локализации и площадей, внешних факторов (скорости ветра, направления и других) для оценки возможного дальнейшего распространения огня, в том числе в направлении населенных пунктов, поиска людей, оценки повреждения объектов инфраструктуры, для анализа ситуации после пожара и судебной экспертизы. Инновационным в этой связи считается возможность оснащения БПЛА специальными датчиками, которые позволяют собирать и анализировать информацию более детально и точно.
БПЛА оснащают тепловизионными датчиками, атмосферными и многоволновыми аэрозольными лидарными комплексами для оценки и анализа перемещения аэрозольных частиц в воздухе. DIAL-лидары используют для измерения химических концентраций — озона, водяного пара, загрязняющих частиц в атмосфере. Радиометры применяют при сложных авариях на АЭС и газовых станциях, где нужно выявлять раскаленные газы и обнаруживать взрывоопасные источники.
GPS-приемник и станции RTK, которыми оснащены абсолютное большинство современных дронов, представляют общую картину до сантиметров результатов зондирования в специальной картографической системе. Определяются координаты, выявляются местонахождения служб спасения, техники, оборудования, подсчитываются общее состояние и изменения концентрации веществ в воздухе, оцениваются внешние факторы с учетом погодных и других изменений. Компьютерные системы и автономные станции позволяют также управлять беспилотными системами издалека, оперативно регулируя действия пожарно-спасательных служб.
Будущее сферы
По всему миру разрушительные лесные пожары, пожары на объектах инфраструктуры, промышленных предприятиях, сложных по рельефу и территориальному нахождению пожары или пожары в городских условиях становятся все более обычным явлением. Динамика по количеству пожаров не снижается, и ежегодно пожары уничтожают уничтожают гектары земли и инфраструктуру на миллиарды долларов. В этой связи пожарные и спасательные службы все чаще применяют в работе инновационные технологии, которые служат не только эффективным инструментом борьбы с огнем, но и оказываются полезными при расследовании причин пожаров, поиска виновников и дальнейшего анализа ситуации для недопущения повторных возгораний.
Технологии включают в себя автоматизированные комплексы, подвесы и датчики, “умные” системы обеспечения безопасности на предприятиях, беспилотные летательные аппараты и компьютерные системы. Свою пользу дроны уже успели доказать на деле, пожарные бригады все чаще сегодня используют их для быстрого реагирования, точного выявления причин и очага возгорания, корректировки деятельности спасательных служб, распределения ресурсов и в конечном счете спасения жизни тысячей людей. Актуальны беспилотные системы и в работе постфактум, когда необходимо проводить оценку и анализ событий, проводить окарауливание и профилактические облеты территорий, оценивать ущерб, анализировать состояние воздуха и вредных веществ в нем, определять масштабы поражения. А кроме того, беспилотниками проводят систематический мониторинг территорий. Особенно это актуально в периоды времени года, когда пожары наиболее возможны — летом в засушливую погоду, при скоплениях людей, на предприятиях с потенциально высокими рисками возможности пожаров.
Предоставляя такие данные службам контроля и безопасности, можно своевременно предотвратить пожары или оперативно среагировать на очередной вызов природы. БПЛА позволяют быстро создавать карты кризисных районов, определять ключевые точки, анализировать обстановку и четко контролировать работы пожарных. Это означает, что в будущем методы с применением беспилотных летательных аппаратов позволят сделать тушение пожаров безопаснее и эффективнее, а кроме того, это позволит органам власти прорабатывать меры безопасности с учетом анализа данных и проработки всех рисков.
Автор: Кристина Волкова
