В тушении пожаров используется множество видов пожарной техники, однако большая их часть была сконструирована еще в начале прошлого века. Самая последняя разработка в рядах пожарной техники – беспилотные летательные аппараты (БЛА).
- Что такое дрон
- История создания и развития
- Виды беспилотных летательных аппаратов
- Устройство и конструкция
- Технические характеристики
- Преимущества и недостатки
- Что могут дроны
- Беспилотник в пожаротушении
- Возгорания в закрытых помещениях
- В полях, лесах, степях
- Перспективы использования в тушении пожаров
- Стоимость дронов
- Гексакоптер и квадрокоптер – в чем разница
- ТОП-5 популярных моделей
- Дрон-пожарный, стреляющий файерболами
- Другие возможности БЛА
- Выводы
Что такое дрон
Это летающий (и не только) робот, управляемый человеком дистанционно с помощью пульта управления или бортового компьютера. Чаще всего аппарат оснащен камерой, может также передвигаться по воде.
История создания и развития
Люди с давних пор трудились над изобретением беспилотного устройства. Изначально аппараты применялись при военных действиях.
Первый беспилотный самолет был собран в 1935 году. Название ему подобрали исходя из звука, издаваемого при перемещении – «дрон». Это шуточное «имя» сохранилось у беспилотного летательного аппарата по сей день.
Массовое производство дронов для фото- и видеосъемки началось в 2015 году – «беспилотники» стали появляться в магазинах техники. Тем не менее у новых аппаратов все еще было несколько недостатков:
- малая емкость аккумулятора;
- высокая стоимость;
- короткое расстояние управления.
Сегодня беспилотники вышли на новый уровень – они обладают лучшим аккумулятором, более удобным управлением, стоят гораздо меньше, чем несколько лет назад, и ими можно управлять с более дальнего расстояния.
Виды беспилотных летательных аппаратов
Существует несколько критериев классификации беспилотников. Первый из них – назначение. По этому признаку аппараты делятся на следующие категории:
- Военные. Для наблюдения за территорией и ведения боевых действий.
- Поисковые. Помогают найти пострадавших в районах, пораженных катастрофами или стихийными бедствиями.
- Коммерческие. Служат для доставки грузов и посылок, иногда – для выполнения сельскохозяйственных задач.
- Гражданские. Используются для слежки за территорией.
- Специализированного действия. К ним относятся как дроны-пожарники, так и портативные метеорологические установки.
По техническим характеристикам выделяют два вида устройств:
- Самолетные. Оснащены крыльями и предназначены для продолжительного полета широкого радиуса. Чаще всего используются в военной авиации.
- Вертолетные, или коптерные. Оснащены винтами, летают более плавно, чем самолетные устройства. Основным параметром в таких аппаратах считается количество винтов. Так, выделяют трикоптеры (3 винта), квадрокоптеры (4), гексакоптеры (6) и октокоптеры (8).
Еще один важный параметр классификации – размер и «выносливость» аппаратов. По этому признаку выделяют категории:
- Микро. Вес аппарата не превышает 10 кг, длительность полета не более 60 минут, а расстояние не превышает 1 000 метров.
- Мини. Вес устройства доходит до 50 кг, высота полета достигает 5 км, а продолжительность полета – 5 часов.
- Миди. Масса «середнячка» может доходить до 1 000 кг. Расстояние полета определяется в 10 км, а время полета – в 15 часов.
- Макси. Речь идет о полноценных самолетах и вертолетах, управляемых дистанционно. Масса аппарата превышает тонну, расстояние полета около 20 км. Длительность полета более суток.
Устройство и конструкция
Конструкция и работа дрона для видеосъемки будет сильно отличаться от сверхзвукового самолета-беспилотника, используемого в военной отрасли. Легче всего разобрать принцип работы на примере модели всем известного квадрокоптера – дрона с четырьмя винтами. Устройство состоит из следующих элементов:
- Двигатели. Приводят в действие винты, причем на каждый винт нужен отдельный двигатель.
- Регулятор оборотов. Определяет скорость вращения пропеллеров исходя из команд, получаемых с пульта управления. Регуляторы крепятся снизу к двигателям.
- Пропеллеры. Отвечают за передвижение устройства.
- Рама. Легкий каркас, к которому крепятся все детали аппарата.
- Контроллер. Закреплен к центру рамы. Обычно включает в себя главный процессор, акселерометр, гироскоп, ОЗУ, барометр, GPS-навигатор и прочие элементы управления.
Если не вдаваться в технические особенности, то работа дрона выглядит следующим образом:
- сигнал с пульта управления поступает к контроллеру;
- полетный узел отправляет сигналы работы двигателям;
- в процессе полета регуляторы оборотов меняют скорость оборотов пропеллеров исходя из получаемых сигналов с пульта управления.
Технические характеристики
Все параметры отличаются от модели к модели и зависят, прежде всего, от цели использования аппарата. К техническим характеристикам устройства относят следующие показатели:
- взлетная масса – груз, который дрон способен переносить;
- максимальная скорость;
- продолжительность полета;
- количество пропеллеров и двигателей;
- мощность аккумулятора;
- размер и масса устройства;
- максимальная высота полета;
- рабочие температуры;
- точность локации по спутнику.
Преимущества и недостатки
Использование дронов в различных сферах имеет несколько преимуществ:
- Снижение расходов. При использовании БЛА вместо авиации стоимость работы уменьшается. Также сокращаются средства на содержание штата.
- Отпадает потребность в высокой квалификации персонала. Все, что нужно от работников – умение управлять устройством. Специализированные курсы пилотирования дроном длятся всего несколько месяцев.
- Маневренность и непритязательность к условиям использования. Аппарату не нужна взлетно-посадочная полоса.
- Возможность использования даже при аварийных условиях. На дрон можно положиться даже тогда, когда работа обычной авиации угрожала бы жизни пилота.
- Многозадачность устройства. Дроны используют как в любительских целях, так и в хозяйстве, коммерческой и военной отраслях.
К недостаткам беспилотников чаще всего относят:
- Возможность некачественной сборки. При чрезмерном нагреве двигателя вероятен взрыв или остановка посередине пути.
- Опасность столкновения. Уже было зафиксировано несколько случаев аварий с участием дронов (столкновение с людьми, автотранспортом, другими летательными аппаратами).
- Возможность перехвата и перенастройки сигнала.
Что могут дроны
В настоящее время использование беспилотных устройств только набирает обороты. Тем не менее во многих сферах дроны уже плотно вошли в обиход. Несколько примеров:
- фото- и видеосъемка;
- сельскохозяйственные нужды: орошение полей, покрытие всходов пестицидами;
- наблюдение и патрулирование отдельных участков;
- доставка грузов и посылок;
- исследование дикой природы;
- разведка и ведение военных действий;
- борьба с пожарами.
Беспилотник в пожаротушении
В 2018 году в Китае был введен в эксплуатацию первый пожарный дрон. Устройство используется не только для тушения возгораний, но и для подъема рукавов на нужную высоту и разведки. С тех пор использовать дрон-пожарник начали и в остальных частях мира.
Возгорания в закрытых помещениях
При пожаре в здании БЛА используется в нескольких целях:
- Разведка. Дрон может быстро облететь горящее здание, передавая изображение по камере спасателям. Такой подход позволяет не только обнаружить основные очаги горения, но и найти людей даже в условиях плохой видимости благодаря тепловизору.
- Тушение. Аппарат оснащается запасом огнетушащего вещества, ликвидируя пламя на месте.
- Помощь в транспортировке пожарного оборудования. Опыт такого использования дронов пришел из Эмиратов. При тушении очередного небоскреба пожарные запустили дрон для подъема рукава на нужную им высоту.
В полях, лесах, степях
Для тушения ландшафтных воспламенений используется более массивная техника – те же китайские беспилотники класса миди. Аппараты имеют возможность забора дополнительного вещества из открытых источников в полете и способны полностью потушить огонь своими силами.
На заметку. БЛА гораздо выгоднее использовать для мониторинга лесных пожаров, чем авиацию – один час работы обычного самолета стоит от 20 до 40 тысяч рублей. Точные координаты, отправляемые дроном, позволяют отправить бригады к очагу возгорания.
Перспективы использования в тушении пожаров
Основное перспективное использование БЛА в пожаротушении – лесные пожары. Мониторинг лесов и торфяных возгораний с помощью авиации используется редко из-за высокой стоимости. К тушению воспламенений иногда привлекают пожарную авиацию, но само по себе мероприятие очень опасное: поднимающийся от возгорания дым дезориентирует пилота, причем аппарат должен максимально приблизиться к огню для сброса вещества.
Преимущества использования беспилотников в тушении лесных пожаров:
- более дешевый мониторинг территории;
- точное определение координат очага;
- снижение риска человеческих потерь среди пожарных;
- возможность оперативной ликвидации огня.
Стоимость дронов
Цена устройства зависит от технических характеристик и размеров. Дрон класса макси будет стоить больше, чем квадрокоптер для съемки. Рядовой дрон для съемки можно купить в обычном магазине техники. Беспилотники специального назначения выпускаются концернами на заказ. В среднем стоимость пожарного дрона начинается от 500 000 рублей.
Гексакоптер и квадрокоптер – в чем разница
Самое явное отличие этих двух машин – количество пропеллеров. У гексакоптера их шесть, а у квадрокоптера – четыре. Оба аппарата относятся к самым распространенным моделям на рынке, тем не менее подходят они для разных целей. Более подробный анализ представлен в таблице.
Квадрокоптер | Гексакоптер |
Маневренный и легковесный | Менее маневренный и более тяжелый |
Прост в управлении и обращении | Отличается более сложной конструкцией |
Обладает средней грузоподъемностью | Поднимает в воздух грузы значительных размеров |
Имеет среднюю стабильность полета | Обладает высокой стабильностью, способен точно зависать в полете |
ТОП-5 популярных моделей
На рынке представлены сотни вариантов беспилотников разной целевой направленности. Пожарных дронов не так много и среди них выделяются несколько фаворитов:
- Predator-100. Относительно небольшое устройство, способное поднимать до 100 кг тушащего вещества, повсеместно используется в Китае с 2019 года.
- JC260. Последняя разработка китайских ученых. Аппарат компактных размеров (длина до 3 метров) оснащен огнетушащими снарядами, каждый из которых покрывает участок в 50 кубических метров.
- Flyox Mark. Все модификации самолетов предназначены для забора воды из местных источников и тушения лесных пожаров при дистанционном управлении.
- K-MAX. Представляет собой грузоподъемный аппарат класса макси, способный поднять в воздух примерно 15 000 литров огнегасящего вещества.
- Matrice модификации 200 и 600. Используются для эффективного мониторинга территории с помощью камер и тепловизоров.
Дрон-пожарный, стреляющий файерболами
Работа над устройством началась в 2015 году. Были проведены испытания гексакоптера Firefly, заряженного 13 шарами, которые воспламенялись при вылете из устройства. Дрон выбрасывал по одному шару через каждые 6 метров в сухую траву, и созданные очаги сливались в единый фронт.
Такая технология позволяет тушить степные пожары методом встречного пала. Пламя выжигает все топливо на пути движения огня, и возгорание самоликвидируется.
Другие возможности БЛА
При использовании дронов для тушения пожаров открываются следующие перспективы:
- эффективный мониторинг возгораний на заданной территории;
- оповещение людей, находящихся в опасной зоне;
- локализация пожара путем передачи спасателям точных координат;
- тушение огня веществом – как из запасов аппарата, так и из местных источников;
- создание встречного пала при степных воспламенениях;
- безопасная разведка в случае торфяных пожаров: БЛА не провалится в яму горящего торфа, находящуюся под дерном, из-за отсутствия нагрузки на верхний слой почвы.
Выводы
Использование беспилотных аппаратов в тушении пожаров несет в себе несколько позитивных сторон:
- снижение риска для жизней пожарных;
- сокращение финансовых издержек;
- более оперативное и эффективное гашение огня.
И если использование дронов для тушения бытовых возгораний или пожаров в зданиях – это пока что утопия, то применение технологий в ликвидации лесных воспламенений – вполне обозримое будущее.