Беспилотные летательные аппараты в МЧС – обзор техники и технологии.

Беспилотные летательные аппараты в МЧС - обзор техники и технологии. Самолеты

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.

Применение дронов в тушении пожаров
Пожарный дрон

Что такое квадрокоптер

Квадрокоптер – это беспилотный управляемый летательный аппарат.

Квадрокоптер — это разновидность  мультикоптера. Его особенность наличие 4 винтов. Устройство и принцип работы всех мультикоптеров практически одинаковы, разница состоит в количестве винтов и подъемной силе, соответственно. Мы остановимся на изучении квадрокоптера.

Управление квадрокоптером производится с помощью радио волн, между дистанционным пультом и приемными антеннами аппарата. Движущим элементом квадрокоптера являются пропеллеры, размещенные в верхней части корпуса аппарата. Последние приводятся в движение высокоскоростными электрическими двигателями. Элементами питания служат литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы.

Перемещение квадрокоптера возможно во всех плоскостях. Изменение направления и положение в воздухе происходит за счет скорости вращения каждого пропеллера. По парно пропеллеры вращаются в разные стороны.

Для управления и ориентации квадрокоптера используется GPS – модуль.  За счет данных спутников позволяет обнаруживать квадрокоптер на местности, возвращать его в точку запуска и т.д.

Смотрите про коптеры:  Катера своими руками. Чертежи катеров. Как сделать катер ::

Высота и дальность полета квадрокоптера зависит от заряда аккумуляторов и дальности действия передатчика радио сигнала. Также особую роль у квадрокоптера занимает характеристика подъемной массы. За счет этого на квадрокоптер возможно устанавливать дополнительное оборудование. Например, несколько камер наблюдения с накопителем, камера для съемки в 360 градусов, тепловизоры и т.д.

Что может беспилотник

Задачи применения беспилотных летательных аппаратов в МЧС можно классифицировать по четырем основным группам:

  • обнаружение чрезвычайной ситуации;
  • участие в ее ликвидации;
  • поиск и спасение пострадавших;
  • оценка ущерба.

Таким образом, с помощью беспилотной авиации МЧС России выполняет ряд важных задач, в том числе таких, как:

  • контроль зон ЧС, поиск объектов заинтересованности;
  • мониторинг пожароопасной, паводковой и ледовой обстановки, разведка путей движения;
  • обеспечение связи и ретрансляция данных (команд);
  • мониторинг районов химических и радиационных аварий;
  • аэрофотосъемка заданных районов;
  • доставка малогабаритных грузов в назначенные районы.

Использование тепловизора, входящего в комплектацию беспилотных воздушных судов, способствует выявлению скрытых очагов возгорания, прогнозирует обрушение конструкций и сооружений путем определения температуры поверхности, что позволяет эффективно осуществлять меры по профилактике и ликвидации последствий ЧС природного и техногенного характера.

В конструкторском бюро Маслова разработан перспективный многоцелевой российский противопожарный вертолет RUMAS-10. На вертолете установлена струйная система пожаротушения барабанного типа. Кроме того, есть пневматическая баллистическая система (пушка) для высокоточного метания порошковых зарядов (снарядов) пожаротушения на расстояние в 25–30 м, что позволяет вести “стрельбу” по очагам огня в горящих помещениях.

Дроны dji – основа беспилотного парка спасателей – поисковиков

МЧС России приняло на вооружение беспилотные летательные аппараты еще в 2009 году. Говоря о работе министерства, мы, прежде всего, отмечаем важность его миссий в деле спасения и поиска людей во время чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий. В рамках МЧС России существуют специальные службы и подведомства, занятые работой с БПЛА.

Ввиду особой важности миссий регулярного мониторинга подведомственных территорий министерство отдает предпочтение надежным и многофункциональным беспилотным комплексам. Так, основу флота БПЛА составляют дроны вертолетного типа, к которым относятся такие промышленные модели коптеров DJI, как Phantom 3 Advanced и Inspire-1 v 2.0.

С помощью этих комплексов служба осуществляет воздушный мониторинг и съемку подконтрольных территорий, которая ведется также и в инфракрасном спектре. Беспилотную систему можно настроить таким образом, чтобы она проводила сканирование территории по заданному маршруту, что крайне важно, например, для наблюдения за паводком, появлением очагов пожара и т.д.

«орлан-10»

Сергей Пыхтин: Из самолетного типа у нас «Орлан-10» с двигателем внутреннего сгорания. Его максимальная дальность полета — 500 километров, максимальное время полета — десять часов, дальность с использованием целевой нагрузки в режиме онлайн — до 60 километров.

Его крейсерская скорость — 120 километров в час, высота полета — до пяти тысяч метров над уровнем моря. Также на данном беспилотнике установлена комбинированная целевая нагрузка: IP-камера, которая смотрит строго вниз, гиростабилизированная камера с возможностью поворота на 180 градусов, тепловизор, фотоаппарат для площадной съемки и виртуальная базовая станция (ВБС).

ВБС — это такой терминал, как сотовая вышка, только в урезанном виде и стоит в крыле на борту дрона. С его помощью можно запеленговать телефон, когда он находится в сети 2G, а также узнать его приблизительные координаты и отправить его владельцу СМС с текстом, что его нашли и чтобы он оставался на месте.

Трудно представить человека, который вышел из дома без телефона. Но в лесу у нас чаще всего нет стабильного покрытия сотовой связи. Телефон использует либо 2G, либо вообще не находит сеть. А при подлете беспилотник «Орлан-10» с включенной виртуальной базовой станцией предлагает телефону подключиться к себе. Соответственно, он его при этом запеленгует.

Беспилотные системы dji помогают волонтерам-поисковикам из lizaalert

Сегодня в России существуют десятки некоммерческих поисково-спасательных отрядов на добровольной основе. Большинство из них действуют по территориальному принципу и являются региональными организациями. Однако самой известной и общероссийской можно считать организацию LizaAlert, возникшую в сентябре 2023 года и названную в честь девочки Лизы Фомкиной, которую добровольческие отряды искали на протяжении 10 дней, но не смогли найти живой.

За 10 прошедших лет организация разрослась до общероссийских масштабов и стала реальной силой. Модернизируется и ее оснащение техническими средствами. Так, вот уже несколько лет волонтеры из LizaAlert пользуются беспилотными летательными аппаратами для поиска пропавших.

И основу беспилотного парка отрядов составляют дроны DJI. На своей официальной странице в социальных сетях специалисты беспилотного подразделения LizaAlert перечисляют следующие модели дронов, с которыми они работают и владельцев которых рады видеть среди добровольцев своей организации:

  • DJI Phantom 3 Pro;
  • DJI Phantom 4/ Pro/ Advanced;
  • DJI Phantom 4 Multispectral;
  • DJI Mavic 2 Pro/ Zoom/ Enterprise;
  • DJI Inspire 1/ 2.

Чтобы понять, почему именно эти модели дронов DJI являются наиболее предпочтительными для спасателей-поисковиков, необходимо разобраться в алгоритме проведения поисковой операции с привлечением беспилотников.

Более 1700 комплексов с бас в россии

Во исполнение положений Концепции развития и применения беспилотных авиационных систем МЧС России на период до 2020 г., утвержденной решением коллегии МЧС России в 2023 г., а также в целях внедрения в реагирующие подразделения МЧС России новейших технологий защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций МЧС России проводит комплекс мероприятий, направленных на перспективное развитие беспилотной авиации.

По состоянию на июль 2023 г. в системе МЧС России эксплуатируется уже более 1700 комплексов с беспилотными летательными аппаратами. Беспилотные воздушные суда представлены летательными аппаратами:

  • самолетного типа: ZALA 421-04M, ZALA 421-08M, ZALA 421-16ЕМ, Superсam S-250, Орлан-10;
  • вертолетного (мультироторного) типа: ZALA 421-21, ZALA 421-22, Гранад BA-1000, Superсam Х6M2 и Superсam Х8-M.

Преимущественное большинство составляют беспилотные авиационные системы (БАС) фирмы DJI: Phantom 2, 3, 4 и Inspire 1.

В целях дальнейшего развития беспилотной авиации в плановом периоде 2023–2020 гг. была предусмотрена закупка беспилотных авиационных систем нового поколения, не менее 200 единиц ежегодно, при общей потребности свыше 5 тыс. единиц.

Будущие разработки.

В перспективе применения квадрокоптеров в сфере пожарной безопасности разрабатывается несколько направлений:

  • более обширная разведка с применением в средине зданий, в подземных сооружениях, в высотных зданиях (свыше 75 метров);
  • уже ведутся разработки мультикоптера, целью которого будет тушение пожара. На данный момент проводятся испытания коптера который тушит пожар на высоте с помощью соединенного ствола и рукава от пожарной машины.
  • также достигнуты мощности коптера который может поднимать до 200 кг полезного веса, в том числе человека со снаряжением. Данные возможности можно будет применять, как для эвакуации пострадавших, так и для перемещения пожарных в необходимые места по воздуху.

При необходимом финансировании и технической поддержке, коптеры займут лидирующее место в жизни человека, в том числе и в сфере пожарной безопасности.

Виды беспилотных летательных аппаратов

Существует несколько критериев классификации беспилотников. Первый из них – назначение. По этому признаку аппараты делятся на следующие категории:

  1. Военные. Для наблюдения за территорией и ведения боевых действий.
  2. Поисковые. Помогают найти пострадавших в районах, пораженных катастрофами или стихийными бедствиями.
  3. Коммерческие. Служат для доставки грузов и посылок, иногда – для выполнения сельскохозяйственных задач.
  4. Гражданские. Используются для слежки за территорией.
  5. Специализированного действия. К ним относятся как дроны-пожарники, так и портативные метеорологические установки.
Беспилотные летательные аппараты в МЧС - обзор техники и технологии.
Применение дронов в тушении пожаров

По техническим характеристикам выделяют два вида устройств:

  1. Самолетные. Оснащены крыльями и предназначены для продолжительного полета широкого радиуса. Чаще всего используются в военной авиации.
  2. 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:

  1. Микро. Вес аппарата не превышает 10 кг, длительность полета не более 60 минут, а расстояние не превышает 1 000 метров.
  2. Мини. Вес устройства доходит до 50 кг, высота полета достигает 5 км, а продолжительность полета – 5 часов.
  3. Миди. Масса «середнячка» может доходить до 1 000 кг. Расстояние полета определяется в 10 км, а время полета – в 15 часов.
  4. Макси. Речь идет о полноценных самолетах и вертолетах, управляемых дистанционно. Масса аппарата превышает тонну, расстояние полета около 20 км. Длительность полета более суток.
Беспилотные летательные аппараты в МЧС - обзор техники и технологии.
Применение дронов в тушении пожаров

Использование дронов во время природных катастроф и других чрезвычайных ситуаций

Обычно телевизионная картинка формирует у нас представление, что очередное чрезвычайное происшествие – ураган, наводнение, масштабные пожары – это многочисленные подразделения специальных служб, вертолеты и самолеты и другая серьезная техника. Однако не всегда подобное оснащение помогает решать задачи, особенно если требуется доступ в труднодоступные зоны, оперативность анализа и принятия решений. Использование пилотируемой авиации – это еще и риск для жизни и здоровья пилотов.

Когда ситуация позволяет, беспилотники лучше справляются с поставленными задачами. Во-первых, они позволяют быстрее оценить обстановку в районе бедствия и его масштабы, а следовательно оперативно принять адекватные ситуации решения. Во-вторых, зачастую кроме БПЛА больше никто и ничто не может решить задачи по поиску выживших в районе бедствия.

Сложный рельеф или нагромождение руин могут скрывать внизу раненых и ослабевших людей. Найти их сможет беспилотник, оборудованный тепловизионной камерой и другим оборудованием. Руководители операции и занятые в ликвидации последствий подразделения могут получать всю необходимую информацию в реальном времени. Сокращается время на оказание помощи пострадавшим, снижается риск для здоровья и жизни сотрудников органов ЧС.

Использование квадрокоптеров для профилактики пожаров

Квадрокоптеры достаточно дорогостоящие аппараты, требующие определенных навыков управления и мастерства.

квадрокоптер патрулируетВ связи с этим использование коптеров в пожарной безопасности не так обширно, как хотелось бы.

Для профилактики пожаров и раннему выявлению возгораний, квадрокоптеры используются в качестве аппаратов наблюдения и разведки. Данные квадрокоптеры обеспечиваются специальными видео камерами и тепловизорами.

Квадрокоптеры применяются для мониторинга больших площадей, трудно доступных и мало проходимых мест.

К таким локациям относятся леса, торфяники, болота, горы, степи, мусорные свалки и другое. Также коптеры используются для проверки термоточек со спутниковых снимков.

Существуют факты использования квадрокоптеров для патрулирования и мониторинга противопожарного состояния больших по площади предприятий и объектов складирования. Раньше эту функцию выполняли многочисленные сотрудники охраны и пожарных дружин, при постоянном патрулировании и обходах территории.

Впоследствии их работу выполняют несколько подготовленных сотрудников, которые с определенной периодичностью осуществляют облет территории. Наиболее эффективными действиями которых отмечаются в ночное время, при патрулировании территории объекта с использованием тепловизора.

Широкое применение квадрокоптеров в профилактике возникновения пожара и раннем выявлении – будущее пожарной безопасности.

Какими должны быть дроны для поиска людей

В условиях нехватки людей огромное подспорье специалисты-поисковики видят в беспилотных летательных аппаратах. Развитие полетных параметров дронов, улучшение качества камер и универсальность использования беспилотников при различных погодных условиях делает их незаменимыми помощниками для спасения и поиска людей.

Сегодня основными требованиями к коптерам, стоящим на вооружении поисковых отрядов, опытные специалисты считают следующие характеристики:

  • хорошие полетные данные, позволяющие беспилотнику работать практически в любых погодных условиях;
  • достаточный диапазон и высота полета (особенно при поисках с лесистой местности);
  • возможность летать без подзарядки достаточное количество времени;
  • хорошие характеристики камеры дрона (высокое разрешение фото);
  • наличие ряда датчиков (тепловизионного и т.д.) на борту коптера.

Все эти требования вполне обоснованы. Поисковикам не приходится выбирать, в какой местности и при каких погодных условиях им предстоит выполнять поисково-спасательную операцию. Есть запрос – надо действовать. Именно поэтому важно иметь на вооружении надежный беспилотный аппарат, который может выполнять съемку на высоте, достаточной для обхождения препятствий в виде крон деревьев, заряда которого хватает для полноценной съемки обозначенного квадрата поиска и который сможет выполнять миссии и при минусовых температурах.

Квадрокоптер dji inspire 1

https://www.youtube.com/watch?v=EL7UgWYyJuA

«Ридус»: Если дроны сравнивать с авиацией, у кого преимущество при поиске?

Сергей Пыхтин: Каждая спасательная операция по своему роду индивидуальна и особенна. Если мы ищем конкретно одного человека, который потерялся в лесу, нерационально поднимать пилотируемую авиацию. Это катастрофические затраты и риски. И не факт, что оправданные.

«Ридус»: Знакомый сотрудник МЧС рассказывал, что иногда для поиска людей или обнаружения лесных пожаров поднимают в воздух служебные мотодельтапланы. Однако это сопровождается высоким риском для пилота, так как ему для лучшего обзора приходится лететь на низкой высоте вдоль леса.

Сергей Пыхтин: Конечно же, в таком случае проще использовать беспилотники. А еще лучше, когда пилотируемая и беспилотная авиация работают вместе. При хорошем взаимодействии, если пилоты достаточно подготовлены и слаженно между собой работают, эффективность повышается в разы.

Например, в Сарове была операция по сбросу воды. Если авиация будет просто лететь и бездумно бросать воду, куда им хочется, где они считают более сложной обстановку, — это не есть хорошо. А при использовании беспилотников мы можем оценить обстановку, принять решение, куда нам более рационально использовать сброс воды с самолета или вертолета, дать точную координату очага и тем самым повысить эффективность. Таким образом, мы более рационально используем время и ресурсы.

При поиске и спасении людей должно быть аналогично.

Каждая спасательная операция несет в себе риски. Ведь для чего разрабатывается беспилотная авиация, робототехнические средства? В целях минимизации рисков. Лучше пускай сгорит либо разобьется беспилотник или робот, нежели что-то случится со спасателем — человеческая жизнь бесценна.

Если спасатель идет оказывать помощь человеку, он должен убедиться, что его жизни ничего не угрожает, потому что в случае, если есть угроза его жизни, спустя какое-то время может оказаться так, что пострадавших будет двое, и придется задействовать больше сил для того, чтобы их спасти. Спасатель не должен приводить к тому, что он будет пострадавшим. Спасатель — это человек, который обучен.

Сейчас еще достаточно «модны» так называемые нейросети, которые позволяют нам сокращать время поиска. Когда производится поиск человека или тела, мы делаем площадную съемку с помощью дрона и обрабатываем фотографии. Мы можем получить и пять, и семь, и даже 12 тысяч фотографий.

Это колоссальный объем фотографий, и если его пролистывать одному человеку, то спустя 100 фотографий он не будет ничего различать вообще. Они в основном все одного цвета — зеленого, если снимали в теплое время года. Нейросеть же благодаря логической системе и искусственному интеллекту из 12 тысяч фотографий отбирает 100 интересующих нас, а «пустые» фотографии отсекает.

«Ридус»: В завершение хочется попросить у вас как у профессионального спасателя несколько советов о поведении в лесу, в случае когда ты потерялся.

Сергей Пыхтин: Есть элементарные правила поведения в лесу, если ты потерялся. Все начинается, когда человек только собирается в лес. Чаще всего люди ходят в лес либо на прогулку, либо за грибами. И теряются.

Самое интересное, что практически все, кто идет в лес, чувствуют себя спецназовцами, разведчиками и надевают в лес камуфляж. А нужно наоборот — надевать максимально яркую одежду. Потому что в случае, когда вы потерялись, вас проще найти в зеленой массе. Но у нас люди чаще всего надеются на русский авось.

Существует еще одно элементарное правило. Когда человек потерялся, у него два варианта развития событий. Либо он остается на месте и никуда не передвигается, стараясь максимально обозначить свое место, либо он выдвигается на опушку, если он ее видит поблизости.

Если человек выполняет все правила — он одет в яркую одежду, нашел поляну, тогда мы его легче заметим. Зимой у нас листвы мало, с высоты все лучше «простреливается», а летом сложнее, так как высокая плотность листвы на деревьях. Сейчас современные тепловизоры хорошо «пробивают», а со старых хуже видно.

В итоге потерявшегося, который сделал все согласно правилам, и с камеры сразу видно, и с тепловизора. После того как его засекут, беспилотник в режиме онлайн нам показывает координаты, и спасатели могут по навигатору выйти к нему и оказать помощь.

Лучшие в эксплуатации бас

С увеличением количества беспилотных летательных аппаратов, повышением их возможностей и масштабов применения на первый план выходят вопросы, связанные с подготовкой квалифицированных специалистов по эксплуатации БАС. Обеспечивается ежегодное проведение курсов повышения квалификации личного состава расчетов БАС на базе высших учебных заведений МЧС России, в том числе с использованием технологий дистанционного обучения.

В свете вышесказанного в качестве одной из форм организации и проведения группового вида профессиональной подготовки летного состава, эксплуатирующего БАС, в июне 2023 г. на базе ФГКУ “Ногинский СЦ МЧС России” были проведены I Всероссийские соревнования среди лучших команд МЧС России по мастерству управления беспилотными воздушными судами на звание “Лучший расчет беспилотных авиационных систем МЧС России”. Соревнования проводились на тактическом фоне и в следующих целях:

  • совершенствование профессиональных навыков пилотирования и организации производства полетов беспилотных воздушных судов, определения и проверки уровня подготовки внешних пилотов;
  • обмен опытом, пропаганда знаний, приемов и способов проведения авиационных работ при решении задач по предназначению с применением БАС.

Подобные соревнования планируется проводить ежегодно.

Направления развития беспилотной авиации в россии

С учетом положений Концепции, а также опыта, приобретенного подразделениями МЧС России при ликвидации аварий и тушении пожаров, определены основные направления развития беспилотной авиации в системе МЧС России:

  • организация работы по подготовке нормативных правовых актов, регулирующих процессы внедрения, унификации, стандартизации и применения БАС (в том числе в условиях ЧС);
  • повышение готовности штатных подразделений, использующих беспилотные летательные аппараты, сокращение времени реагирования на ЧС различного уровня;
  • обеспечение развития и повышение эффективности применения БАС при выполнении функциональных задач;
  • организация подготовки и повышения квалификации специалистов, эксплуатирующих БАС, в реагирующих подразделениях МЧС России;
  • изучение передового международного опыта в сфере применения беспилотной авиации.

В мае 2023 г. произошло наводнение на Балканах. Выпало самое крупное количество осадков за последние 120 лет, что привело к тому, что большие территории оказались затопленными и сотни тысяч людей были вынуждены покинуть свои дома. Использование дрона (беспилотного летательного аппарата) в такой ситуации позволяет в короткое время обследовать сравнительно большую территорию, получить фото- и видеоматериалы с воздуха, которые помогут оценить ситуацию на реках и их берегах, а также проанализировать риски угрозы наводнения

Преимущества и недостатки

Использование дронов в различных сферах имеет несколько преимуществ:

  1. Снижение расходов. При использовании БЛА вместо авиации стоимость работы уменьшается. Также сокращаются средства на содержание штата.
  2. Отпадает потребность в высокой квалификации персонала. Все, что нужно от работников – умение управлять устройством. Специализированные курсы пилотирования дроном длятся всего несколько месяцев.
  3. Маневренность и непритязательность к условиям использования. Аппарату не нужна взлетно-посадочная полоса.
  4. Возможность использования даже при аварийных условиях. На дрон можно положиться даже тогда, когда работа обычной авиации угрожала бы жизни пилота.
  5. Многозадачность устройства. Дроны используют как в любительских целях, так и в хозяйстве, коммерческой и военной отраслях.

К недостаткам беспилотников чаще всего относят:

  1. Возможность некачественной сборки. При чрезмерном нагреве двигателя вероятен взрыв или остановка посередине пути.
  2. Опасность столкновения. Уже было зафиксировано несколько случаев аварий с участием дронов (столкновение с людьми, автотранспортом, другими летательными аппаратами).
  3. Возможность перехвата и перенастройки сигнала.

Применение беспилотных летательных аппаратов в интересах мчс россии

ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В ИНТЕРЕСАХ МЧС РОССИИ

Н.П. Воропаев, кандидат военных наук. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России

Рассмотрены вопросы применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России. Сделан акцент на необходимость дальнейшего внедрения беспилотных летательных аппаратов, что существенным образом будет способствовать восполнению информационных пробелов относительно динамики развития чрезвычайных ситуаций. Представлены некоторые особенности применения беспилотных летательных аппаратов при решении задач, возложенных на МЧС России.

Ключевые слова: чрезвычайная ситуация, беспилотный летательный аппарат, робототехнический комплекс, обнаружение чрезвычайной ситуации, мониторинг, поиск и спасение пострадавших, ликвидация чрезвычайной ситуации

USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES IN THE INTERESTS OF EMERCOM OF RUSSIA

N.P. Voropaev. Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia.

The article discusses the use of unmanned aerial vehicles in the interests of EMERCOM of Russia. Emphasis on the need for further introduction of unmanned aerial vehicles that will significantly help to fill the information gaps regarding the dynamics of disaster. Presents some features of the use of unmanned aerial vehicles at the decision of tasks of the Ministry of emergency situations of Russia.

Keywords: emergency, unmanned aerial vehicles, robotics complex, detection of an emergency, monitoring, search and rescue, emergency situation

Важность и сложность решения стоящих перед Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) задач определяется специфическими особенностями Российской Федерации: обширной территорией, относительно низкой средней плотностью населения и высокой его концентрацией в крупных городах, наличием регионов регулярных природных чрезвычайных ситуаций (ЧС) (землетрясений, наводнений, тайфунов и ураганов, крупных лесных пожаров, оползней, схода снежных лавин и др.).

Высокие риски, обусловленные угрозами возникновения техногенных ЧС и катастроф, связаны с большим износом и старением основных производственных мощностей. Особую опасность представляют аварии на атомных объектах и крупных химических производствах, размещенных в непосредственной близости от населенных пунктов.

Большую протяженность имеют нефте- и газопроводы. Аварии на них могут приводить к большим человеческим жертвам, крупномасштабному загрязнению окружающей среды, а также к большим экономическим потерям, так как экспорт энергоносителей составляет значительную долю валютных поступлений в бюджет страны.

Потенциальную опасность представляет значительная изношенность жилищного фонда, являющаяся причиной возникновения больших пожаров, вызывающих многочисленные человеческие жертвы и существенные материальные потери.

Относительная ограниченность людских ресурсов МЧС России, необходимость сохранения здоровья и жизни самих спасателей в сложных условиях крупных техногенных катастроф с радиоактивными, химическими и биологическими объектами требуют поиска наиболее эффективных путей улучшения работы по предупреждению, выявлению, локализации ЧС и ликвидации их последствий.

В указанных условиях перспективным будет использование новейших технологий, комплексного применения сил и средств, а также методов, направленных на предупреждение, выявление и локализацию ЧС на ранних стадиях их возникновения и распространения.

Выполнение основных задач МЧС России связано с большим риском, требует высочайшей подготовки личного состава и применения высокоэффективных технических средств. Предотвращение ЧС и их локализация в самой начальной стадии развития является наиболее важной задачей при разработке новой техники, а также форм и методов ее применения.

Для мониторинга потенциально опасных территорий и зон промышленных объектов целесообразно использовать роботизированные системы, способные в реальном масштабе времени передавать соответствующим органам управления информацию об их состоянии для принятия оперативных и адекватных мер.

В связи с вышеизложенным применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России является весьма актуальным.

Беспилотная авиационная техника переживает настоящий бум. В воздушное пространство различных стран поднимаются беспилотные летательные аппараты самого различного назначения, разнообразных аэродинамических схем и с многообразием тактико-технических характеристик.

Успех их применения связан, прежде всего, с бурным развитием микропроцессорной вычислительной техники, систем управления, навигации, передачи информации, искусственного интеллекта. Достижения в этой области дают возможность осуществлять полет в автоматическом режиме от взлета до посадки, решать задачи мониторинга земной (водной) поверхности, а беспилотным летательным аппаратам военного назначения обеспечивать разведку, поиск, выбор и уничтожение цели в сложных условиях. Поэтому в большинстве промышленно развитых стран широким фронтом ведутся разработки как самих летательных аппаратов, так и силовых установок к ним.

В настоящее время беспилотные летательные аппараты широко используются МСЧ России для управления в кризисных ситуациях и получения оперативной информации. Они способны заменить самолеты и вертолеты в ходе выполнения заданий, связанных с риском для жизни их экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники. Первые беспилотные летательные аппараты поступили в МЧС России в 2009 г. Летом 2023 г. беспилотные летательные аппараты задействовались для мониторинга пожарной обстановки в Московской области, в частности, на территории Шатурского и Егорьевского районов.

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 11 марта 2023 г. № 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» под беспилотным летательным аппаратом понимается летательный аппарат, выполняющий полет без пилота (экипажа) на борту и управляемый в полете автоматически, оператором с пункта управления или сочетанием указанных способов [1].

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

– беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;

– мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;

– инженерная разведка районов наводнений, землетрясений и других стихийных бедствий;

– обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;

– мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;

– экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;

– определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных

метеоусловиях. Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

– приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;

– система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;

– система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;

– различные виды антенн.

Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Задачи для применения беспилотных летательных аппаратов можно классифицировать на четыре основные группы:

– обнаружение ЧС;

– участие в ликвидации ЧС;

– поиск и спасение пострадавших;

– оценка ущерба от ЧС.

Под обнаружением ЧС понимается достоверное установление факта ЧС, а также времени и точных координат места его наблюдения. Воздушный мониторинг территорий с помощью беспилотных летательных аппаратов проводится на основе прогнозов повышенной вероятности возникновения ЧС или по сигналам из других независимых источников. Это может быть облет лесных массивов в пожароопасных погодных условиях.

В зависимости от скорости распространения ЧС данные передаются в реальном масштабе времени или обрабатываются после возвращения беспилотного летательного аппарата. Полученные данные могут быть переданы по каналам связи (в том числе спутниковым) в штаб проведения поисково-спасательной операции, региональный центр МЧС России или в центральный аппарат МЧС России.

Беспилотные летательные аппараты могут быть включены в состав сил и средств по ликвидации ЧС, а также могут оказаться крайне полезными, а порой и незаменимыми, при проведении поисково-спасательных операций на суше и на море.

Беспилотные летательные аппараты применяются и для оценки ущерба от ЧС в тех случаях, когда это необходимо сделать оперативно и точно, а также без риска для здоровья и жизни наземных спасательных отрядов.

Так в 2023 г. беспилотные летательные аппараты использовались сотрудниками МЧС России для мониторинга паводковой обстановки в Хабаровском крае. С помощью данных, которые передавались в реальном масштабе времени, осуществлялся контроль за состоянием защитных сооружений для предотвращения прорывов дамб, а также поиск людей в затопленных районах с последующей корректировкой действий сотрудников МЧС России.

Рассматривая опыт применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России, можно сделать следующие обобщения:

– экономическая целесообразность применения беспилотных летательных аппаратов обусловлена простотой использования, возможностью взлета и посадки на любой выбранной территории;

– оперативный штаб получает достоверную видео- и фотоинформацию, что позволяет эффективно управлять силами и средствами локализации и ликвидации ЧС;

– возможность передачи видео и фотоинформации в реальном масштабе времени на пункты управления позволяет оперативно влиять на изменение ситуации и принимать правильное управленческое решение;

– возможность ручного и автоматического использования беспилотных летательных аппаратов.

В соответствии с Положением «О Министерстве Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» МЧС России осуществляет на федеральном уровне управление Единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций [2]. Эффективность работы такой системы во многом определяется уровнем ее технической оснащенности и правильной организацией взаимодействия всех входящих в нее элементов.

Для решения задачи сбора и обработки информации в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от ЧС, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, а также обмена этой информацией целесообразно комплексное использование технических средств космического, воздушного, наземного или надводного базирования.

Фактор времени является крайне важным при планировании и проведении мероприятий по защите населения и территорий от ЧС, а также обеспечении пожарной безопасности. От своевременного получения информации о ЧС руководящим составом МЧС России разного уровня и от оперативного реагирования на происходящее во многом зависит уровень экономического ущерба от ЧС и количество пострадавших граждан. При этом для принятия соответствующих оперативных управленческих решений необходимо представление полной, объективной и достоверной информации, не искаженной или видоизмененной из-за субъективных факторов.

Таким образом, дальнейшее внедрение беспилотных летательных аппаратов будет существенным образом способствовать восполнению информационных пробелов относительно динамики развития ЧС. Крайне важной задачей является обнаружение возникновения ЧС. Применение только одних беспилотных летательных аппаратов может оказаться весьма эффективным для медленно развивающейся ЧС или ЧС в относительной близости от размещенных сил и средств по ее ликвидации. При этом в сочетании с данными, полученными от других технических средств космического, наземного или надводного базирования, могут быть детально представлены реальная картина предстоящих событий, а также характер и темпы их развития.

Техническое оснащение МЧС России перспективными робототехническими комплексами является актуальной и крайне важной задачей. Разработка, производство и внедрение таких средств является достаточно сложным и капиталоемким процессом. Однако государственные затраты на подобную технику будут перекрыты за счет экономического эффекта от предотвращения и ликвидации ЧС с применением этой техники. Только от ежегодных лесных пожаров Российская Федерация несет колоссальные экономические потери. Так для модернизации технической базы МЧС России разработана Программа переоснащения подразделений МЧС России современными образцами техники и оборудования на 2023-2023 гг.

Анализ реагирования органов управления и сил на ЧС федерального характера, связанную с прохождением летне-осеннего паводка 2023 г. на территории Дальневосточного федерального округа, подчеркнул актуальность применения беспилотных летательных

аппаратов в интересах МЧС России. В связи, с чем было принято решение о создании подразделения беспилотных летательных аппаратов.

Наряду с этим существует целый ряд проблем, которые необходимо решать до того, как беспилотная авиация получит широкое распространение. Среди них можно выделить интеграцию беспилотных летательных аппаратов в систему воздушного движения таким образом, чтобы они не представляли угрозу столкновений с пилотируемой авиационной техникой как гражданского, так и военного назначения. При проведении конкретных спасательных операций силы МЧС России имеют право использовать свои технические средства для проведения необходимых работ [3]. В этой связи жестких нормативных ограничений и тем более запретов на применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России в настоящее время нет. Вместе с тем вопросы нормативно-правового регулирования разработки, производства и применения беспилотных летательных аппаратов гражданского назначения в целом до настоящего времени не решены.

Литература

1. Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации: Постановление Правительства Рос. Федерации от 11 марта 2023 г. № 138 // Рос. газ. 2023. 13 апр.

2. Вопросы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий: Указ Президента Рос. Федерации от 11 июля 2004 г. № 868. Доступ из информ.-правового портала «Гарант».

3. МЧС России. URL: http://www.mchs.gov.ru/ (дата обращения: 25.09.2023).

Применение квадрокоптеров на пожаре.

Во время возникновения пожара, ключевым моментом тушения является выбор решающего направления тушения пожара. Для принятия такого решения необходимо иметь как можно больше информации о пожаре и объекте пожара. Но в связи с большими площадями объектов, сложности и размещения, человеку приехав на пожар сложно оценить масштабы происшествия и принять как можно быстрее правильное решение.

На данный момент главной задачей квадрокоптеров на пожаре является разведка с воздуха. По прибытию на пожар, специалист в кротчайшие сроки запускает квадрокоптер и начинает собирать информацию о пожаре, а именно:

  • нахождение пострадавших на территории объекта пожара;
  • места нахождения людей, которым грозит опасность от огня и вторичных факторов;
  • определение очагов возгорания;
  • угроза распространения пожара на другие здания и сооружения;
  • удобные места подхода и подъезда к местам горения и эвакуации.

Существуют задачи пожарно-спасательных служб, которые без квадрокоптера сложно выполнимы. К ним относятся:

  • разведка труднодоступной территории во время чрезвычайных ситуации;
  • осуществление поиска и обнаружение потерявшихся в горно-лесистой местности туристов;
  • использование квадрокоптеров в качестве ретрансляторов связи на пожарах с большой площадью;
  • при установке специальных осветительных приборов на квадрокоптер, осуществлять освещение места роботы пожарных подразделений;
  • мониторинг рек, озер и прибрежных морских вод, на предмет нахождения утопающих и терпящих бедствие судов.

Дополнительно, возможно применение квадрокоптеров для доставки небольших грузов в трудно доступные места при чрезвычайных ситуациях. Примером, такого применения квадрокоптера, было на пожаре нефтеперерабатывающего завода. Квадрокоптер был применен для доставки средств связи пожарным отсеченным огнем, у которых уже разрядились аккумуляторы на переносных радиостанциях.

В будущей перспективе, квадрокоптером будет обеспеченно каждое пожарно-спасательное подразделение, что поможет спасти больше людей и убережет жизни пожарных от лишнего риска.

Разнообразие дронов dji для разных условий поиска

Являясь добровольной и некоммерческой организацией, LizaAlert рада пополнению своего парка беспилотных аппаратов за счет средств жертвователей. И в этой связи наиболее универсальной и бюджетной моделью специалисты-поисковики считают Mavic 2 Pro, оснащенный мощной камерой, 3-осевым подвесом и алгоритмом работы, позволяющим проводить съемку по заранее спроектированному маршруту.

Полетные характеристики Mavic 2 Pro позволяют поднимать дрон на высоту 50-60 метров, на которой уже нет опасности того, что коптер может запутаться в ветвях дерева. Достаточный вес его также позволяет использовать аппарат не только при полном безветрии.

В феврале 2020 года состоялись показательные учения организации LizaAlert с участием компании 4vision, являющейся поставщиком беспилотных аппаратов, приобретаемых для нужд поисково-спасательных операций. Развитие беспилотных технологий сделало возможным применение на промышленных дронах DJI мультиспектральных камер, с которыми, в свою очередь, спасатели связывают будущее успешных операций по поиску людей в затрудненных условиях.

К таким условиям можно отнести зимнее время года, когда стандартные тепловизоры оказываются неспособными обнаружить переохлажденного человека в зимней одежде. В осеннее время поиск с использованием тепловизора может быть затруднен отсутствием просматриваемости сквозь кроны деревьев.

Модель беспилотных систем Phantom 4 Multispectral активным образом тестируется специалистами LizaAlert. Наличие мультиспектральной камеры позволит применять дрон даже в зимних поисках. Разумеется, по сегодняшнему российскому законодательству необходимо согласовывать все полеты с регулирующими органами. Официально зарегистрированные поисковые организации и отряды имеют возможность делать это максимально оперативно.

Согласно отчетам беспилотного подразделения “ЛизаАлерт” на его официальной страничке в ВКонтакте, только в октябре 2020 года поступило 78 запросов на поиск потерявшихся лиц с использованием БПЛА. С воздуха коптерами было сделано более 80 000 снимков с общим треком 2426 км. В ходе поисковых мероприятий удалось найти 5 человек.

Для иллюстрации того, насколько незаменимы могут быть дроны в поиске людей, специалисты приводят не один пример успешной поисковой операции. Так, без преувеличения хрестоматийным можно назвать случай со спасением пожилого мужчины в Переславле-Залесском в прошлом году.

Поиски были затруднены тем, что звонок в LizaAlert поступил только на третьи сутки после пропажи дедушки. Для поиска были привлечены БПЛА, и в ходе обработки снимков с одного из дронов под кроной дерева удалось обнаружить потерявшегося мужчину. Даже эвакуационные мероприятия оказались сложной задачей, на которую ушло 4 часа. Страшно подумать, как долго пришлось бы искать человека в этих условиях пешему отряду спасателей.

Этой осенью поисковому отряду LizaAlert исполнилось 10 лет. Отрадно осознавать, что беспилотные технологии и системы DJI причастны к спасению жизней и успешным поисковым операциям!

Топ-5 популярных моделей

На рынке представлены сотни вариантов беспилотников разной целевой направленности. Пожарных дронов не так много и среди них выделяются несколько фаворитов:

  1. Predator-100. Относительно небольшое устройство, способное поднимать до 100 кг тушащего вещества, повсеместно используется в Китае с 2023 года.
  2. JC260. Последняя разработка китайских ученых. Аппарат компактных размеров (длина до 3 метров) оснащен огнетушащими снарядами, каждый из которых покрывает участок в 50 кубических метров.
  3. Flyox Mark. Все модификации самолетов предназначены для забора воды из местных источников и тушения лесных пожаров при дистанционном управлении.
  4. K-MAX. Представляет собой грузоподъемный аппарат класса макси, способный поднять в воздух примерно 15 000 литров огнегасящего вещества.
  5. Matrice модификации 200 и 600. Используются для эффективного мониторинга территории с помощью камер и тепловизоров.
Беспилотные летательные аппараты в МЧС - обзор техники и технологии.
Predator-100

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:

  1. Двигатели. Приводят в действие винты, причем на каждый винт нужен отдельный двигатель.
  2. Регулятор оборотов. Определяет скорость вращения пропеллеров исходя из команд, получаемых с пульта управления. Регуляторы крепятся снизу к двигателям.
  3. Пропеллеры. Отвечают за передвижение устройства.
  4. Рама. Легкий каркас, к которому крепятся все детали аппарата.
  5. 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.
Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий