Основы применения беспилотных летательных аппаратов мчс конспект

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.

Классификация

Некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, лёгкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т.д. Согласно российской классификации, которая ориентирована преимущественно пока только на военное назначение аппаратов.

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Решаемые задачи

Можно классифицировать на четыре основные группы:

обнаружение ЧС;
участие в ликвидации ЧС;
поиск и спасение пострадавших;
оценка ущерба от ЧС.

В таких задачах старший оператор должен оптимальным образом выбрать маршрут, скорость и высоту полета ДПЛА, чтобы охватить район наблюдения за минимальное время или количество пролетов с учетом секторов обзора телевизионной и тепловизионной камер.

При этом необходимо исключать двукратный или многократный пролет одних и тех же мест с целью экономии материальных и людских ресурсов.

Дополнительный материал доступен по кнопке «Скачать» после статьи.

Функциональные характеристики БПЛА

БПЛА оперативно предоставляет информацию о виде пожара, участках его локализации, скорости огня, возможных направлениях распространения, в том числе в направлении населённых пунктов, производственных объектов и мест с повышенными характеристиками пожароопасности (торфяники, лесозаготовочные и деревообрабатывающие пункты). Это позволяет руководителю тушения пожара направлять в наиболее опасные места возгорания технические средства, пожарную технику и боевой расчёт. Оценивая финансовые аспекты использования БПЛА, можно отметить, что цена часа эксплуатации в пять раз ниже в сравнении с традиционными средствами авиационной охраны лесов (вертолёты и самолёты).

Инновационными способами воздушной разведки является оснащение БПЛА специальными датчиками, работающими в микроволновом и инфракрасном режимах. Дополнительно к ним необходимо монтировать теплолокатор, который позволит определить границы горящей площади и размеры зоны активного действия пламени. БПЛА, оснащённые необходимой аппаратурой весом до 50 кг, прошли успешную проверку при использовании сотрудниками МЧС в Удмуртии. Управление аппаратами осуществляется со станций наземного управления.

При возникновении ситуаций, когда разведка проводится в особо опасных для человека условиях, отличающихся повышенной радиоактивной и химической опасностью, обычно применяются вертолётные БПЛА, которые передвигаются с относительно невысокой скоростью и могут чётко фиксировать все изменения на изучаемой площади.

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.

Основные виды российских моделей БПЛА

В число наиболее используемых на территории РФ БПЛА входит дистанционно-пилотируемый аппарат «Искорка», который ретранслирует оператору картину пожара на расстояние нескольких десятков километров. Он представляет собой что-то среднее между ракетной беспилотной техникой и обычной авиацией. Благодаря монтажу ИК-аппаратуры и телекамеры картина чрезвычайных случаев развёртывается, словно из-под крыла летательного устройства.

Тепловизионную или телевизионную круглосуточную передачу изображения обеспечивает ДПЛА «Пчела-1Т», которая подаёт информацию в режиме рабочего времени, показывая, таким образом, постоянную картину меняющихся условий. Изначально эта модель использовалась в военно-промышленном комплексе.

Беспилотные вертолёты класса ZALA разработаны для наблюдения за изменением метеорологических условий на подстилающей поверхности. В их задачу входит теле- и тепловизионное изображение местности, накопление и анализ информации, а также ретранслирование, уточнение координат. Особенно ценным является тот факт, что в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций, представляющих угрозу для жизни человека, беспилотные вертолёты успешно выполняют свои функции.

Преимуществами вертолётных БПЛА является возможность посадки на неподготовленных участках, автоматический взлёт и приземление, наличие компьютеризированного контроля, который позволяет изменять дальность и высоту полёта.

Таким образом, технические возможности БПЛА настолько высоки, что они позволяют не ограничиваться физиологическими характеристиками человека, удобны, экономичны, многофункциональны. Это делает отрасль производства БЛА наиболее перспективной ввиду способности локально, перманентно и дистанционно оценивать различные условия и производить ретрансляцию в отдалённые точки на центральные пульты контроля.

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

Учебные вопросы:

1. Классификация, предназначение, основные задачи, возлагаемые противником на БПЛА 2. Основы боевого применения БПЛА

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) – летательный аппарат, управление которым от взлета до посадки осуществляется без участия пилота с помощью систем автономного, телевизионного или комбинированного управления. Преимущества отсутствие пилота на борту летательного аппарата малый физический размер, небольшая ЭПР высокая мобильность высокая информативность

В комплекс БПЛА входят: летательный аппарат наземная база управления и контроля •подготовка БПЛА к запуску и полету, снаряжение ЛА •конроль полета и определение местонахождения. база пуска и возврата БПЛА наземная база управления и контроля БЛА Hermes 450 База пуска и возврата БЛА Hermes 450

Классификация БПЛА 1.По предназначению и типу выполняемых задач a)Боевые (ударные) b)Разведывательные c)Многоцелевые d)Боевого обеспечения 2.По принципу управления 1.Автономные 2.Дистанционного управления 3.Комбинированные 3.По дальности действия 1.Малой дальности (50…150 км) 2.Средней дальности (до 650 км) 3.Большой дальности (до 3000 км)

Классификация БПЛА 4.По длительности полета: 1. Малой длительности (5…12 ч) 2. Средней длительности (12…24 ч) 3. Большой длительности (свыше 24 ч) 5.По массогабаритным характеристикам: 1. Микро (до 10 кг) 2. Мини (до 50 кг) 3. Средние (до 1т) 4. Тяжелые (до 5т)

Способы применения БПЛА в современной войне 1.Использование БПЛА в качестве ложных целей (QF-16) 2.Разведка расположения сил противника (RQ-4A Global Hawk, RQ-14 Dragon Eye, RQ — 5А Hunter, Shadow-200, X-47B UCAS-D) 3.Координация систем вооружения с помощью БПЛА (RQ-11 Raven, RQ-14 Dragon Eye, Wasp, X-47B UCAS-D) 4.Уничтожение сил и средств противника (MQ-9A Reaper, Scan Eagle, MQ-1 Predator, X-47B UCAS-D) QF-16

Способы применения БПЛА в современной войне 1.Использование БПЛА в качестве ложных целей (QF-16) 2.Разведка расположения сил противника (RQ-4A Global Hawk, RQ-14 Dragon Eye, RQ — 5А Hunter, Shadow-200, X-47B UCAS-D) 3.Координация систем вооружения с помощью БПЛА (RQ-11 Raven, RQ-14 Dragon Eye, Wasp, X-47B UCAS-D, Scan Eagle) 4.Уничтожение сил и средств противника (MQ-9A Reaper, MQ-1 Predator, X-47B UCAS-D) Reaper Predator

Схема применения ударных БПЛА Линия фронта Цель Граница действия ПВО противника база пуска и возврата Возврат БПЛА Движение к границе действия ПВО по заранее заданной программе Набор высоты и выход на цель Преодоление рубежа ПВО противника

Стратегический разведывательный высотный БПЛА RQ-4A Global Hawk Масса: взлетная 10900 кг полезной нагрузки 970 кг Максимальная дальность полета 27000 км Радиус действия 8000 км Максимальная продолжительность полета около 50 ч Время барражирования в заданном районе более 24 ч Практический потолок 20500 м Скорость полета: 635 км/ч 700 км/ч крейсерская максимальная Скороподъемность ЭПР Требуемая длина взлетно-посадочной полосы 1036 м/мин 4-14 м2 1524 м

Тактический БПЛА RQ-7A Shadow 200 Размах крыла, м 3,89 Длина, м 3,40 Высот, м 0,91 Масса пустого, кг 75 Крейсерская скорость, км/ч 227 Практическая дальность, км 125 Продолжительность полета, час 5 Практический потолок, м 4570 ЭПР, м² 0,6 Размах крыла, м 3,89

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

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.

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).

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.

Преимущества

Можно выделить следующие:

осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
обнаруживают ЧС (лесные пожары, горение торфяников) на ранних стадиях;
исключают риск для жизни и здоровья человека.

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.

Дополнительное специализированное оборудование беспилотных аппаратов

БПЛА часто оснащаются лидарными комплексами, проводящими зондирование в спектральном диапазоне. Аэрозольный лидар применяется для оценки, характеристики и изучения перемещения аэрозольных частиц. Жидкость и кристаллические частицы в атмосфере изучают поляризационные лидары. При авариях на АЭС применяются лидары DIAL, осуществляющие измерение изотопов йода в атмосфере. Направление и скорость ветра, уровень содержания высокомолекулярных примесей определяет СО₂-гетероидный лидар, а характеристику турбулентности в атмосфере можно сделать по показаниям турбулентного лидара.

В том случае, когда необходимо обнаружить взрыв, выбросы раскалённых газов, применяется радиометр с инфракрасным излучением. Компактность и многофункциональность лидарного комплекса, установленного на БПЛА, позволяет использовать его в самых разных ситуациях при мониторинге параметров внешней среды.

GPS-приёмник ГЛОНАС представляет общую картину по результатам зондирования в спциальной картографической системе, когда результаты измерения накладываются на зоны изучаемой территории, показывая места изменения концентрации веществ и локализации очагов пожара.

Компьютерные системы, которыми оснащены БПЛА, наличие нескольких ретрансляторов позволяет оценивать тушение пожара на расстоянии нескольких тысяч километров, оперативно регулируя действия пожарно-спасательных бригад.

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.

Лабораторная посуда и оборудование конспект
Параграф 19 20 конспект
Конспект ботаника грибы бактерии и вирусы
Астафьев прокляты и убиты конспект урока
Конспект по сенсорике в 1 младшей группе большое и маленькое