БПЛА для мчс беспилотники при ликвидации, предотвращении ЧС | ГК Геоскан

Бпла — «всевидящее око» в небе

В гражданском БПЛА есть три ключевых компонента: двигатели определённой конфигурации, система наблюдения от первого лица и GPS.

Размер и характеристики полета личного БПЛА в значительной степени определяются количеством и конфигурацией двигателей (каждый с пропеллером). Если есть четыре мотора — это «квадрокоптер», шесть — это «гексакоптер» и восемь — «октокоптер.

» Практический смысл этого заключается в том, что чем больше винтов вращается, тем более стабильным БПЛА является и тем больше веса он может поднять. Обратная сторона заключается в том, что конструкция станет массивнее и будет требовать более мощных батарей.

Большинство коммерческих беспилотников выступает в качестве платформы для отправки видеокамеры в небо. Королевское место среди «небесных видеокамер» занимает GoPro. Конечно, есть другие камеры наблюдения, но большинство продуктов на рынке относятся именно к Gopro.

Вы можете СКАЗАТЬ: «Моя видеокамера в небе, а я здесь на земле. Я не МОГУ ждать, чтобы ПРИ ПОСАДКЕ ДРОНЫ загрузить видео с карты ПАМЯТИ. Мне нужно получить видеоизображение незамедлительно!»

К счастью, есть несколько вариантов. GoPro имеет приложение, которое позволяет следить за тем, что видит ваша камера. Но это вариант с коротким радиусом действия. Иногда видео может прерываться и передача может быть ненадежной. К счастью, существуют беспилотники с функцией просмотра от первого лица (FPV). Это означает, что вы увидите то, что камера видит в реальном времени, причём без задержек и в полном цвете.

Использование FPV-дронов очень важно для воздушного наблюдения. Если вы не можете получить мгновенную визуальную обратную связь, дрон летает вокруг вас и фиксирует видеоинформацию, которая может устареть к тому времени, когда он вернется на землю.

К вопросу о применении беспилотной авиации в мчс

25.10.2023

2105

К вопросу о применении беспилотной авиации в МЧС

Кишалов А. Е.,

доц. каф.авиац. теплотехники и теплоэнергетики УГАТУ

Хаматнурова А. Ф.

студент каф. Пожарной безопасности УГАТУ. Исследования в области применения БПЛА в подразделениях МЧС.

Введение

В последние годы подразделениями Министерства чрезвычайных ситуаций (МЧС)России активно применяются беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Сложность задач, стоящих перед МЧС Российской Федерации определяется территориальными особенностями страны, наличием регионов с высоким риском чрезвычайных ситуаций (ЧС) разного характера [1].

Зачастую бывает крайне сложно осуществить исследование территории ЧС пилотируемой авиацией и крайне опасно проводить изучение места происшествия человеческими ресурсами. Необходимость сохранения жизни спасателей в сложных техногенных катастрофах с химическими, биологическими и радиоактивными объектами требует поиска альтернативных способов и средств выявления, поиска и локализации ЧС.

Для регулярного мониторинга опасных территорий и территорий возможных ЧС целесообразно использовать беспилотные летательные аппараты, которые способны в режиме реального времени передавать информацию о состоянии того или иного опасного объекта. Фото и видеоданные, получаемые с борта БПЛА, позволяют сотрудникам МЧС принять оперативные меры.

В различных подразделениях МЧС РФ успешно эксплуатируются беспилотные летательные аппараты различного принципа действия, форм, размеров, грузоподъемности, полезной нагрузки и предназначения. По словам главы МЧС Пучкова В.А., в ближайшие два года планируется удвоить парк беспилотных летательных аппаратов, стоящих на службе у спасателей.

В данной статье рассматриваются наиболее распространённые российские БПЛА: летательный аппарат «Орлан-10» , «Груша» , микро-БПЛА «INSPECTOR» и беспилотные комплексы .

БПЛА «Орлан-10»

БПЛА «Орлан-10» (рис. 1) – многофункциональный беспилотный комплекс, предназначенный для ведения наблюдения за протяженными (например, нефтегазопровод, лесной массив) и локальными объектами в труднодоступной местности [2]. Разработан российским предприятием ООО «Специальный технологический центр» (СТЦ) в 2023 году.

Аппарат неоднократно использовался при проведении поисково-спасательных работ и продолжает эксплуатироваться в настоящее время. На сегодняшний день произведено порядка 200 единиц данной техники. БПЛА оборудован фотоаппаратом и гиростабилизированной телевизионной камерой.

Для его применения необходим наземный пункт управления (см. рис. 1), который позволяет одновременно управлять четырьмя комплексами. Одновременно на одном БПЛА могут быть смонтированы фото- и видеокамера (29 Мп), тепловизор, радиопередатчик для передачи информации на наземный пункт управления.

Рис. 1.

БПЛА Орлан-10

Максимальный взлетный вес – 18 кг, пять из которых приходятся на полезную нагрузку. БПЛА выполнен по схеме высокоплана с передним расположением двигателя и тянущим винтом. Способ старата – со специальной разборной катапульты (см. рис. 1). После первоначального разгона полет происходит за счет маломощного бензинового двигателя, работающего на жидком топливе – безнине АИ-95.

Скорость полета может достигунть 90–150 км/ч. Максимальная продолжительность полета – до 16 часов, при этом дальность применения комплекса – 120 км от наземной станции управления. Высота полета над уровнем моря может достигнуть 5000 метров, при скорости ветра 10 м/с. Диапазон рабочих температу у поверхности земли в пределах от -30 до 40 °C.

Посадка БПЛА осуществялется с помощью парашюта, после получения с пункта управления команды на сброс скорости и на открытыие купола.

Маршрут БПЛА задается при помощик спутников (GPS/ГЛОНАСС). Возможно указание точки посадки или задание алгоритма поведения во внештатных ситуациях.

В «Орлан-10» предусмотрена возможность оперативной замены полезной нагрузки и состава бортового оборудования, фото- и видеосъемки (с регистрацией координаты местности, высоты и номера кадра), размещение контрольно-измерительной аппаратуры внутри консолей крыла.

Эксплуатация данного БПЛА затруднена большим размахом крыла (310 см). Также недостатком комплекса является то, что для запуска «Орлан-10» необходимо использовать специальную катапульту, а для приземления – парашют и амотризирующую подушку.

БПЛА «Груша»

В подразделения МЧС также применяется небольшой портативный комплекс «Груша» (рис. 2) производства ООО «Ижмаш – Беспилотные системы» (2009 г.). Аппарат способен набрать высоту до 500 метров, дальность полета составляет 10 км, передает информацию на расстоянии до 15 км.

Вес аппарата составляет 2,4 кг. Курс БПЛА задается при помощи навигационных спутников (GPS/ГЛОНАСС), аппарат за время полета не требует постоянного управления, он может лететь в режиме автопилота. Чтобы изменить траекторию полета, достаточно изменить ранее заданные точки на цифровой карте.

Беспилотник снабжен электрическим двухлопастным двигателем и способен находиться в воздухе до 75 минут. Крейсерская скорость – 80 км/ч, максимальная – 120 км/ч. Запускается «Груша» с рук.

Рис. 2.

БПЛА Груша

На борту БПЛА установлены две камеры с максимальным разрешением 750х576 пикселей и фотоаппарат с разрешением 10 Мп и четырехкратным оптическим увеличением.

Данный комплекс применяется для получения разведывательных данных при пожарах или при иных чрезвычайных ситуациях и активно используется военными.

БПЛА «INSPECTOR»

БПЛА «INSPECTOR» разрабатываются российской с 2009 года. Аппараты предназначены для ведения наблюдения за окружающим пространством и отдельными объектами в стесненных условиях, например, в промышленных и жилых кварталах, на сложном рельефе местности [3].

Конструктивно «Инспектор-101

» (рис. 3) представляет собой микро-БПЛА с тянущим воздушным винтом, вращаемым электродвигателем. Полезная нагрузка включает в себя микросхемы передачи информации, а также малогабаритную видеокамеру переднего или панорамного обзора [4]. Вес – 250 гр., размах крыла – 30 см.

Запуск аппарата осуществляется с рук при помощи специальной катапульты. Особенностью конструкции «Инспектора-101» является полностью отклоняемый киль.

Получение информации с беспилотного аппарата и выдача ему команд осуществляется через блок управления, сделанного на базе портативного компьютера.

Развернуть комплекс можно в течение 10 минут, радиус действия – 1,5 км, при скорости до 20 м/с время полета составляет 30–40 минут. Полеты можно проводить на высотах 25–500 м, при температуре воздуха от -30 до 50°С, скорости ветра до 10 м/с в умеренный снегопад и дождь.

Стартовая масса БПЛА «Инспектор-201

» (рис. 4) составляет 1,2 кг при массе полезной нагрузки 150 граммов. Размах крыла – 80 см. Аппарат оснащен телевизионной камерой переднего либо планового обзора со стабилизацией по крену или цифровым фотоаппаратом. «Инспектор-201» относится к классу микро-БПЛА и способен в радиусе 5 км выполнить поставленную задачу, находясь в воздухе 45 минут.

Время развертывания представленного комплекса примерно 10 минут, масса рюкзака-контейнера с беспилотным аппаратом – 6 кг. Взлет производится с катапульты.

Для посадки может использоваться парашют. Для взлета и посадки требуется площадь размером 75х75 м.

БПЛА «Инспектор-301

» (рис. 5) – самый тяжелый из аппаратов, входящих в серию трёх микро-БПЛА, который были разработаны . Весит 6 кг, запуск производится резино-механической катапультой. Комплекс может проводить полет длительностью до 2 часов, полезная нагрузка составляет 1 кг.

БПЛА состоит из блока наземной станции управления, средств транспортировки и управления. На развертывание комплекса уходит порядка 10 минут. Время полета, в зависимости от выбранного режима, может составить от 45 до 120 минут. Максимальная высота, которую может достичь данный аппарат – 4000 м. Скорость полета – 50-150 км/ч.

Рис. 3.

БПЛА Испектор-101Рис. 4. БПЛА Испектор-201Рис. 5.БПЛА Испектор-301

БПЛА «ZALA»

Ижевская 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 [5]. Всего у компании порядка 50 различных аппаратов.

Беспилотный самолет ZALA 421-04M

(рис. 6) 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-2006» [6].

В декабре 2023 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 [5].

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

(рис. 7) – 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.

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.

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 (рис. 8). 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).

Рис. 6.

БПЛА ZALA-421-04MРис. 7.БПЛА ZALA-421-21Рис. 8.БПЛА ZALA-421-06

Анализ рассмотренных БПЛА

Как видно из приведенного обзора, в настоящее время БПЛА самолетного типа эксплуатируются активнее всего. Как правило, они запускается с рук или требуют специальную ручную или наземную катапульту, некоторым требуется взлетно-посадочная полоса. Для приземления часто используется парашют и амортизирующая подушка, что требует наличия дополнительного оборудования в составе комплекса. Дополнительное оборудование в свою очередь уменьшает полезную нагрузку и сокращает время пребывания в воздухе.

БПЛА вертолетного типа также успешно эксплуатируются в подразделениях МЧС и по сравнению с БПЛА самолетного типа имеют ряд преимуществ: вертикальный взлёт и посадку, обладают хорошей маневренностью и способны зависать в воздухе. Для БПЛА вертолётного типа не требуется катапульта для запуска и дополнительное оборудование для приземления.

Таблица 1

Характеристики БПЛА самолетного и вертолетного типа

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» (см. таблицу 1). Он является самым тяжелым и громоздким из рассмотренных БПЛА, что вызывает сложности в его эксплуатации. Наименьшей грузоподъемностью обладает Инспектор-201.

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.

Вывод

В данной статье рассмотрены БПЛА различных типов, активно и успешно применяемых в подразделениях МЧС для обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, для сбора информации о возможности возникновения ЧС и для защиты населения и территории от ЧС. Выбор того или иного БПЛА зависит от поставленных перед летательным аппаратом целей и задач.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воропаев, Н. П. Применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России // Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России №4. – Санкт-Петербург: СПБ УГПС, 2023. – С. 13-17.

2. Российский беспилотник «Орлан-10» [Электронный ресурс]. – Режим доступа. –

3. АЭРОКОН [Электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL:

4. Аэрокон ИНСПЕКТОР-101. Многоцелевой сверхлегкий БПЛА [Электронный ресурс]. – Режим доступа. — URL: /blog/aerokon-inspektor-101-mnogocelevoysverhlegkiy-bpla

5. ZALA AERO GROUP [Электронный ресурс]. Режим доступа. – URL:

6. Беспилотники на «INTERPOLITEX-2006» («Интерполитех-2006») [Электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: 2006.htm

7. Кишалов А.Е., Галимзянова Р.Р. Применение БПЛА в задачах подразделений МЧС // Молодежный вестник УГАТУ. Ежемесячный журнал Ежемесячный журнал № 1 (13). – Уфа: УГАТУ, 2020. – С. 74-79.

25.10.2023

Пожарные части получат беспилотники

Беспилотники появятся во всех подразделениях пожарной охраны в России. МЧС закупит 600 аппаратов в течение трех лет, рассказал «Известиям» первый замглавы ведомства Владимир Степанов. По словам экспертов, коптеры, которые применяют спасатели, помогают оценить масштабы возгорания и найти его очаг. Есть отечественные разработки, позволяющие тушить лесные пожары, но их стоимость в десятки раз выше.

Беспилотники помогут спасать леса от пожаров

Мобильные бригады, оснащенные дронами, смогут обнаружить очаги возгораний

К 2020 году МЧС на треть увеличит парк беспилотников. Планируется закупить не менее 600 аппаратов вертолетного типа — по 200 в год. Как рассказал «Известиям» первый замглавы ведомства Владимир Степанов, перед МЧС стоит цель поставить беспилотники во все подразделения пожарной охраны.

Чтобы научиться управлять коптерами, сотрудники пройдут обучение — теоретические и практические занятия. По окончании курса каждый специалист будет обязан сдать квалификационный тест. В 2020 году уже обучены 673 внешних пилота, в 2023-м дополнительно будут подготовлены еще 377 человек.

Сейчас в распоряжении МЧС имеется 1,5 тыс. беспилотников. Это, например, китайские коптеры DJI Phantom 3, отечественные Supercam X8. Они выполняют воздушную разведку, помогают оценить степень пожара, определить границы чрезвычайных ситуаций и найти пострадавших, проводят детальную съемку объектов, в том числе в темноте. Их также используют для мониторинга паводковой и ледовой обстановки.

Пожарные получат дополнительное финансирование

Подразделениям пожарной охраны позволят распоряжаться заработанными деньгами

Во время недавней трагедии в Кемерово беспилотники применялись для оценки состояния конструкций горящего ТЦ «Зимняя вишня».

В начале года вступил в действие указ президента «Об утверждении Основ государственной политики РФ в области пожарной безопасности на период до 2030 года». Документ предполагает «использование новейших достижений в области авиационных технологий, в том числе беспилотных авиационных систем».

Согласно данным сайта госзакупок, коптеры, которые использует МЧС, стоят в среднем 100–200 тыс. рублей. По словам руководителя Эдуарда Багдасаряна, они помогают спасателям быстрее оценить обстановку и принять решение, но не участвуют в самом тушении пожаров.

Ранее «Известия» писали, что пожарная охрана получит дополнительное финансирование.

Преимущества использования дронов

Во-первых, давайте определимся, что такое дрон. Обычно, когда кто-то говорит «беспилотник», появляется мысленное изображение американского многоцелевого беспилотного летательного аппарата MQ-1B Predator или разведывательно-ударного БПЛА MQ-9 Reaper, летящего на высоте более 6 000 метров и сбрасывающего бомбы на террористов.

Эти модели — самолеты с толкающими винтами, почти такого же размера, как истребители, управляемые дистанционно пилотами ВВС (дальность перелёта которых может охватывать полмира). Но гражданские беспилотники, на которых мы фокусируемся, крайне малы в сравнении с военными БПЛА.

Напрашивается вопрос: «Как дрон вписывается в ваш личный план на случай БП?»

План действий большинства людей на случай чрезвычайных ситуаций часто ограничен тем, насколько далеко они видят происходящее вокруг них. Установка камеры на беспилотник не только даст вам возможность осмотреть местность с высоты птичьего полета, но и позволит это сделать с безопасного расстояния, чтобы спланировать защитный периметр, ориентируясь на материалы разведки в реальном времени.

Без оснащенного камерой беспилотника, единственный способ получить информацию о своём местонахождении — это отправиться самостоятельно на разведку. Это совсем не страшно, если ваша группа выживания состоит из бывших морских пехотинцев. Но что если ваша команда состоит только из вас, вашей жены и вашего 10-летнего сына?

Ваш личный беспилотник также может быть использован для следующих целей:

• может стать «всевидящим оком», обозревающим недоступные территории или места;
• наблюдать за изменениями погоды;
• может вызвать помощь в бедственном или затруднительном положении;
• доставлять небольшие грузы в отдаленные районы намного быстрее, чем пешком;
• отслеживать в реальном времени приближающейся опасности со стороны других групп;
• охватывать большую территорию при поиске потерянных членов вашей группы;
• сократить время ваших поисков, помогая вам быстро и точно определить источники воды и пищи.

Вы ограничены только вашим воображением в том, как именно адаптировать  для решения насущных проблем в ситуации выживания.

Управление дроном

Эти летательные аппараты — не просто куски пластика с камерой, которые бесцельно летают, а сложные, но не требующие больших затрат, изобретения. Не нужно быть пилотом, чтобы уметь на них летать. В каждом есть куча компьютеров и датчиков, которые работают синхронно с алгоритмами, в то время как вы остаетесь на месте.

Акселерометры регулируют скорость каждого пропеллера по отдельности, чтобы поддерживать определённое положение дрона в полете. Если вы чувствуете, что ваш полёт становится немного странным, просто уберите руку с пульта управления и система GPS позволит дрону зависнуть на одном месте, пока заряд в батарее не закончится.

Если говорить о ёмкости батарей, большинство гражданских БПЛА вернутся к месту начала полета, когда заряд батареи приблизится к критически низкому уровню. Вы также можете вернуть свой беспилотник при помощи специальной кнопки на пульте управления.

Наиболее полезной особенностью беспилотных летательных аппаратов является их способность выполнять задания без контроля оператора. Автопилот работает в сочетании со смартфоном или планшетом. Так как это закрытая связь между гаджетом и беспилотником, сотовая связь здесь не понадобится.

Приложение выглядит как расширенная версия Google Maps, которое вычисляет ваше местоположение на данный момент через GPS (поэтому спутниковая связь должна быть доступна). Вы можете на карте обозначить область, куда вы хотите отправить и откуда получить обратно свой летательный аппарат, затем дать ему команду, чтобы он летел по определенному маршруту или выполнял поиск на высоте, которую вы зададите, фиксируя местоположение камерой по вашему желанию (это простейшие задачи БПЛА, которые легко можно найти в меню).

Как только дрон подаст вам сигнал, просто отойдите назад, нажмите «выполнить задачу», и беспилотник выполнит свою миссию. Вы можете все сделать без особых усилий, оставаясь на месте, вы отслеживая перемещения своего дрона при помощи видео обратной связи.

Единственное, что еще необходимо, это зарядное устройство для вашего БПЛА. У вас наверняка есть план по поводу того, как пополнять заряд ключевых электронных гаджетов, таких как фонарики и средства связи. Так что вы просто добавите сюда ещё и беспилотник.

Скорее всего, вы будете использовать аккумуляторные батареи, зарядное устройство на солнечной энергии или портативный генератор. Имейте в виду, что аккумуляторы БПЛА часто имеют специальные разъемы, но они заряжаются точно так же, как и любые другие аккумуляторы.