Пожарная робототехника. Пожарный робот "кузнечик". Об инновационной продукции
Live Journal
Facebook
TwitterСовременные программисты и разработчики робототехники в отрасли пожарного дела уверены, что приоритет в этой отрасли должен быть за интеллектуальными саморегулирующимися и программируемыми системами. Поэтому использование роботизированных установок пожаротушения регламентировано на законодательном уровне. Это обусловлено высоким уровнем техногенного развития производства, из-за чего возможны различные катастрофы и Обстановка на определенной территории (акватории), сложивщаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение жизнедеятельности людей.
">ЧС . Поэтому в трёх центрах (Москва, С.-Петербург и Петрозаводск) давно разрабатывались модели пожарных роботов и роботизированные комплексы, способные работать в экстремальных ситуациях.Ряд моделей пожарных роботов проводят круглосуточный мониторинг на объекте и при возгорании немедленно ликвидируют огонь струёй огнегасящего вещества. В современные типы пожарных роботов входят андроидные, мобильные и стационарные образцы. Из числа последних – роботы на базе лафетных стволов – отличаются наиболее широким применением, поскольку состоят из многофункционального комплекса, в который входит машина, ствол и программное устройство с изменяемыми параметрами.
Одним из таких вариантов нового поколения андроидных пожарных роботов является модель , имеющая зрительную систему, которая работает в обычном и инфракрасном режимах. Она не только идентифицирует Место первоначального возникновения пожара.
">очаг возгорания, но и определяет его координаты. Тушение огня производится при помощи ствола, мощность струи типа «летящий туман» которого колеблется в диапазоне 8 – 80 л/с. Угол распыления зависит от органов управления – актуаторов с двигателями и энкодеров. Такая тонкораспылённая вода отлично поглощает Электромагнитное излучение, испускаемое пламенем на пожаре.">тепловое излучение и пронизывает пламя до места возгорания. Формирование струи осуществляется благодаря открытому в 21 веке эффекту Котоусова. Контроллеры позволяют разрабатывать движение струи по самым сложным траекториям. Управление роботом осуществляется в дистанционно-автоматизированном режиме, его мобильность определяют шарнирные устройства, а диапазон рабочих температур колеблется от - 40 до + 150 °С. Работа комплекса заменяет труд ствольщика, используется в системе автоматического пожаротушения и для охлаждения горячих конструктивных элементов.Роботы на вооружении в МЧС РФ
В МЧС успешно зарекомендовали себя пожарные роботы серии RSS, передающие изображение на монитор оператора, которые выполняют тушение компактной струёй воды, пены или порошка. Роботы данной серии могут найти даже небольшой горящий объект в радиусе 25 м. Их успешно применяют в закрытых пространствах – тоннелях, хранилищах газов, нефти и горючих жидкостей, ангарах и прочих местах массового скопления людей.
Если говорить обо всех моделях пожарных роботов, их основополагающими характеристиками являются адресная направленность огнетушащей жидкости, гибкая реакция на изменившиеся факторы Неконтролируемое горение вне специального очага, приносящее материальный ущерб.
Представляют собой сложный комплекс, состоящий из извещателя пламени, пожарного робота, контролируемого дистанционным или радиопультом, интеллектуальной части, состоящей из приёмно-контрольного прибора, дисплея и блока управления, сетевого контроллера, антенны и прочих аксессуаров.
Тактико-технические характеристики пожарных комплексов позволяют использовать их в различных отраслях нефтегазовой промышленности, минимизируя затраты на установку стационарных систем пожаротушения. Различные модели РПК успешно работают в аэропортах, хранилищах, местах переработки и транспортировки нефтепродуктов, предприятиях химической промышленности и культурно-массовых объектах.
Модель выполняет работу в экстремальных условиях, совместно с комплексом АБР-РОБОТ
. Они выполняют тушение тонкораспылёнными фракциями воды из ёмкости объёмом 1 т, подают воздушно-механическую пену из пенобака 0,5 м 3 объёма, осуществляют спасательные операции при помощи оборудования «Спрут». МРК-РП представляет собой многофункциональный робототехнический комплекс, выполняющий одновременно несколько задач: подачу в место возгорания водопенного раствора или порошкового средства, распылённой воды или воздушно-механической пены, осуществление разведки при различных степенях задымления.
Зарубежные разработки
Австрийскую разработку отличает не только способность гасить
огонь, но и удалять продукты сгорания с места пожара. Он выполняет дымоудаление, подавая мощный поток воздуха, тушит огонь на расстоянии до 60 м (суммарный объём запаса воды 2,4 т), может подниматься по неровным поверхностям с углом до 30 на скорости 6 км/час. Модель может работать в качестве насосной станции, давая до 18 т воды в минуту. Гидравлическое оснащение позволяет осуществлять транспортировку и перемещение грузов. Для движения по железнодорожным путям его укомплектовывают платформой, способной развивать скорость до 40 км/час (робота часто используют для ликвидации огня в тоннелях).
Американскими разработчиками внедрена и апробирована модель пожарного робота , представляющего собой мини-гусеничную машину, оснащённую брандспойтом или (для разведки пожара) видеокамерой, бульдозерным ножом либо манипулятором для ликвидации завалов. Он имеет некоторое сходство с моделью LUF 60.
Разработка 2004 года, робот , предназначен для выполнения спасательных миссий, в его задачи входит удаление конструктивных элементов и нахождение людей в завалах. Поисковые задачи входят в функции Cougar10-LTM, оснащённого радаром, камерами ночного и дневного видения. Разведку и поиск людей выполняет змеевидный и узкий Snakebot, особенность которого состоит в том, что его тело покрыто нейлоновыми щётками, облегчающими продвижение даже в огромных завалах. Гусеничная модель робота SACI осуществляет тушение огня водными и пенными смесями, выполняет удаление горящих частей и проводит исследование задымлённых объектов.
Непосредственно из горящего здания может вывезти йокогамский робот, даже если на его пути будут препятствия из горящих балок и бетонных кусков. Одновременно он контролирует физиологическое состояние спасаемого, наряду с тем, что защищает его от огня. Робот типа представляет собой длинный шланг, могущий проникнуть в любые труднодоступные места, доставив туда пожарный
рукав и даже маски для людей, находящихся в завале.
Широкое развитие промышленности требует разработки интеллектуальных решений в пожарном деле, что успешно подтверждается последними достижениями учёных. Поэтому пожарная робототехника все более уверенно занимает свои позиции рядом с работниками пожарных служб, способствуя минимизации физических повреждений у людей и эффективно ликвидируя источники возгорания.
Множество различных видов роботов за последнее десятилетие далеко не удивительный факт, ученые успели создать роботов-собак, роботов-альпинистов, пылесосов и еще множество разных видов и типов, которым присуща своя специализация. Вот и в этот раз специалисты из Политехнического университета Вирджинии и университета Пенсильвании постарались и представили первые разработки робота-пожарного.
По замыслу разработчиков, робот будет абсолютно автономен и сможет эффективно действовать в различных чрезвычайных ситуациях, преимущественно внутри замкнутых помещений и отсеков военных судов. Подобная специализация не случайна, так как заказ оформлен Исследовательской лабораторией ВМФ США.
Назвали будущего пожарного соответствующе - Shipboard Autonomous Firefighting Robot, сокращенно SAFFiR и уже сейчас ведутся работы над программой полевых испытаний, в рамках которой робот сможет впервые проявить себя и показать на что он способен.
Робот-пожарный обеспечен системой различных датчиков, и в состоянии перемещаться вертикально, а так же удерживать свое положение при большом угле крена корабля. Кроме того, робот получил возможность ориентироваться в пространстве, а так же может рассмотреть окружающую обстановка как в условиях сильного задымления так и при сильной засветке от открытого пламени.
Студенты университетов Вирджинии и Пенсильвании, которые ведут свою работу под руководством профессоров и иных специалистов, уже разработали и показали, как будут работать сложные алгоритмы управления робота. В его функционал разработчики заложили умение передвигаться по различным поверхностям, обнаруживая и огибая препятствия, а так же находить оптимальные маршруты своего продвижения.
Несмотря на то, что разработка SAFFiR начал еще три года назад, разработчики решили не оставлять устаревшее оборудование и модернизировали аппаратную часть робота. Так, например, установленные изначально сервоприводы получили новые искусственные мускулы. А для защиты компонентов робота от открытого пламени была разработана специальная резина, из которой можно сформовать изделие любой формы и которая выдерживает нагрев до температуры в 500 градусов по шкале Цельсия.
На данном этапе разработки, робот проходит последние испытания для максимальной отладки алгоритмов программ системы управления, а так же дорабатываются некоторые части конструкции. После всех подготовок, разработчики готовы подвергнуть свое творение настоящим испытаниям, в ходе которых будет решено, как скоро робот появится на свет во всей своей красе.
«Мобильная роботизированная установка пожаротушения», — сухо называют спасатели нововведение, поступившее в пожарную часть. Стальной помощник уже успел полюбиться суровым сотрудникам МЧС, которые считают, что новые технологии уже давно пора применять в чрезвычайных ситуациях.
Маленький робот, смутно напоминающий «Валли», героя одноимённого мультфильма, стоит в большом гараже, спрятавшись от дневного света. Рядом спешно проходят пожарные, приехавшие с вызова, чуть подальше инженеры осматривают машины, перебирая влажные гидранты.
Робот соседствует с большими пожарными машинами. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
«Этот робот предназначен прежде всего для проведения разведки и тушения пожаров там, где невозможно пройти людям, например, из-за большой задымлённости или высокой температуры. Боевого крещения не проходил. Сейчас начнётся сезон — мы его и проверим», — рассказывает Валерий Гилев , начальник специализированной пожарной части № 8. Пока что работу с роботом отрабатывают на учениях.
Пожарного робота разработали на российском предприятии «Инновационные технологии спасения» в Москве. Длина и ширина робота — 90х70 см, высота — 60 см. Весит примерно 100 кг и передвигается со скоростью не больше 3 км/ч.
Робот-пожарный управляется дистанционно с помощью джойстика. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
Управляется он дистанционно (до 200 метров) с помощью специального джойстика, на котором установлен монитор. С его помощью оператор может видеть передвижения, а также направлять струю из воды, порошка или пены на определенные места. К слову, сейчас обучаются пять человек для работы с пермским «Валли».
«Робота хватает на три часа. Затем его необходимо заряжать. Это его единственный, хоть и небольшой, минус. А так, конечно, это новое слово в пожарном деле. Ведь раньше, 30 лет назад, у нас были только ЗИЛы. Сейчас техника развивается, модернизируется и совершенствуется», — добавляет Гилев.
Механическое устройство необходимо присоединить к гидранту для подачи воды. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
Заместитель начальника по технической части Сергей Минин — на данный момент единственный оператор железного огнеборца, самостоятельно изучивший документацию и ведущий процесс наладки робота. Имя четырехколёсному товарищу он пока еще не дал, просто называет его «МУПР». Как говорится, попадёт на задание, тогда и получит свое прозвище — шутит спасатель.
Выйдя во двор, Сергей решил продемонстрировать все возможности робота. Сначала МУПР подсоединяют к гидранту. Затем Сергей что-то нажимает на джойстике — и аппарат оживает, сзади загораются яркие огни, а на металлической мордочке ярко светится глаз-фонарик.
Имя четырехколёсному товарищу пока не дали, зовут его просто «МУПР» . Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
Проехав несколько метров, робот начинает испускать воду. МУПР может «стрелять» со скоростью 20 литров в секунду. Струю при желании можно изменить. Допустим, во время пожара робот может охладить себя, включив систему орошения.
«МУПР» может «стрелять» со скоростью 20 литров в секунду. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
«Управлять им не так трудно. Здесь важно приспособиться к особенностям его передвижения. Со временем становится и вовсе легко», — добродушно улыбается оператор, словно подросток, играющий в компьютерную игру.
Сергей Минин — единственный на данный момент оператор, способный управлять роботом. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
МУПР продолжает показывать свои фишки. Он крутит «головой», обливая водой большую площадку перед собой, быстро меняет позицию, попутно увеличивая дальность струи. Рядом собираются спасатели, с удивлением наблюдая за представлением своего неодушевленного коллеги.
Робот-пожарный может изменять дальность струи. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
Могут ли в будущем заменить людей роботами на месте пожара? Пожарные гордо говорят, что такого никогда не произойдёт, ведь техника — это, прежде всего, вспомогательная сила для человека.
«Как я уже говорил, в опасных зонах роботы — огромное подспорье для тушения огня. Они не горят и не боятся дыма. Основную же работу всегда выполняем только мы», — отмечает Валерий Гилев.
Сегодня в России существуют многочисленные разновидности роботизированной техники. Фото: АиФ / Дмитрий Овчинников
Сегодня в России существуют многочисленные разновидности роботизированной техники. Это и летательные аппараты, и передвижные роботы на гусеничном и колёсном ходу. Они выполняют различные задачи, начиная от разведки и сбора информации и заканчивая разбором завалов и обломков.
В Перми робот-пожарный — первый экземпляр подобного рода. В будущем планируется увеличить количество стальных помощников в несколько раз.
ООО "Инженерный центр пожарной робототехники "ЭФЭР" специализируется на разработке и производстве пожарных лафетных и ручных стволов, пожарных роботов, роботизированных пожарных комплексов. Центр проводит конструкторские, проектные и монтажные работы по системам пожаротушения на базе пожарных лафетных стволов и пожарных роботов в комплексных системах защиты объектов.
Из истории создания
Ю.И.Горбань, генеральный директор ООО "Инженерный центр "ЭФЭР"
Свою историю Инженерный центр ведет с 1984 года, когда первый пожарный робот, созданный специалистами из Карелии, был смонтирован для защиты памятников деревянного зодчества музея "Кижи". Это стало точкой отсчета развития нового направления техники для борьбы с пожарами. Тогда же в Петрозаводске была организована Лаборатория пожарных роботов..
Когда случилась Чернобыльская беда, то первый пожарный робот и еще два аналогичных изделия по телеграмме министра МВД СССР, Власова А.В., были направлены в Чернобыль. Там они очистили значительную часть кровли на отметке 70м от радиоактивных обломков и сберегли здоровье многих солдат химических войск, которым эту работу приходилось выполнять вручную.
В Отзыве руководства Чернобыльской АЭС отмечена "глубокая перспективность" технических решений. Особенно актуальным для АЭС, из горького опыта Чернобыльской АЭС, является необходимость буквально замены пожарных ствольщиков в опасных зонах. В Госкомитете по атомной энергии было принято решение о создании роботизированных пожарных комплексов для АЭС.
И такой комплекс был создан на Ленинградской АЭС. К сожалению, в 90-е годы эти работы были свернуты. Но удалось сохранить научно-техническую базу и специалистов. В дальнейшем работы были не только не прекращены, но и расширены, а лаборатория пожарных роботов выросла в инженерный центр пожарной робототехники.
Предприятие сегодня
В настоящее время ООО "Инженерный центр пожарной робототехники "ЭФЭР" является инновационным предприятием и занимает лидирующее место в России и СНГ по разработке и производству пожарных роботов по ГОСТ Р 53326-2009 и ствольной пожарной техники по ГОСТ Р 51115-97.Разработка изделий в центре ведется конструкторским бюро КБ комплексно - по механике, гидравлике, электронике и программированию. В состав ООО входит Завод пожарных роботов, имеющий современную, на базе СЧПУ, технологию производства, сертифицированный в системе международного стандарта качества ИСО 9001:2008. Продукция, выпускаемая предприятием, сертифицирована в системе стандартов пожарной безопасности, соответствует требованиям морского регистра и взрывозащиты по условиям объектов применения. Изделия выпускаются на уровне мировых стандартов. Новизна технических решений подтверждена патентами.
Для защиты объектов с применением выпускаемой продукции Центром разрабатываются проекты по автоматическому пожаротушению, пожарной сигнализации и теленаблюдению, ведутся монтажные и пуско-наладочные работы, производится сервисное обслуживание.
Об инновационной продукции
Предприятием выпускается более 200 наименований изделий пожарной техники. Практически все из них относятся к инновационным продуктам, впервые запускаемым на российском рынке. Выпускаемая продукция непрерывно совершенствуется как по основным техническим показателям, так и качественно.
Современные пожарные лафетные стволы
Пожарные лафетные стволы, выпускаемые ООО "Инженерный центр "ЭФЭР", водопенные с постоянным и регулируемым расходом от 15 до 350 л/с в стационарном и переносном исполнении, с ручным и дистанционным управлением, универсальные, формирующие струи в виде потока распылённой массы воды и пены с изменяющимся углом распыливания от сплошной струи до защитного экрана 90 град, предназначены для тушения пожаров, охлаждения строительных и технологических конструкций, осаждения облаков ядовитых или радиоактивных газов, паров и пыли. Их отличительными качественными и функциональными показателями являются:
- облегченная конструкция пожарных стволов из штампованной нержавеющей стали и алюминиевых сплавов, стойких к агрессивным пенообразователям и морской воде;
- оснащение лафетных стволов по требованию заказчика дополнительными устройствами: защитным экраном, дисковым затвором, эжекторами для пенообразователя, осцилляторами, регуляторами расхода, дефлекторами; автоматическими насадками, шаровым шарниром;
- дополнительное шарнирное звено (3-я степень подвижности) для подъема или опускания ствола (maxi, mini);
- исполнение конструкции в фиксированном верхнем или нижнем положении ствола - maxi, mini;
- быстросъемное соединение лафетного ствола для переустановки на переносной или стационарный лафет;
- лафетные стволы возимые с расходами 150-330 л/с;
- лафетные стволы с дистанционным управлением, имеют повышенную и пониженную скорости;
- лафетные стволы во взрывозащищенном исполнении оснащены шкафами управления наружной установки, с пусковой аппаратурой и системой микроклимата, регулирующей температуру и влажность, c маркировкой взрывозащиты IExdIIBT4.
Пожарные ручные стволы серии РСКУ
Впервые в России: все функции пожарных ручных стволов по ГОСТ Р 53331-2009 в одном стволе!
Пожарные ручные стволы серии РСКУ работают в широком диапазоне давлений от 0,3 до 0,8 МПа и расходов от 2-х до 10 л/с, с возможностью ручного или автоматического регулирования расхода, изменения геометрии струи от прямой до защитного экрана 120°. В этой серии:
- РСКУ-50А ручной комбинированный (водопеный) универсальный ствол с регулированием расхода и изменяемой геометрией струи - базовый в этой серии. Патент РФ № 2371222 от 04.05.2008 г.;
- РСКУ-50 - упрощенная конструкция;
- РСКУ-50А-АП "Автомат пожарного" - пожарный ручной ствол с автоматическим регулированием расхода при изменении давления;
- РСКУ-50Аэ - пожарный ручной ствол с эжектированием пенообразователя из ранцевой емкости, с возможностью оперативного переключения с воды на пену;
- РСКУ-25ВД - ручной ствол высокого давления;
- РСКУ-25 - пожарный ручной ствол нормального давления.
Железные огнеборцы - пожарные роботы
Пожарные роботы производства "ЭФЭР" с программным и дистанционным управлением на базе лафетных стволов с дистанционным управлением, предназначены для автоматического обнаружения очага возгорания и автоматического тушения. Среди известных типов пожарных роботов, включая андроидные и мобильные, такие ствольные пожарные роботы нашли наиболее широкое применение. Особенно актуально их применение для защиты высокопролетных и наружных объектов в качестве автоматических установок пожаротушения.
Пожарный робот по ГОСТ Р 53326-2009 "Установки пожаротушения роботизированные" - это автоматическое устройство, манипулирующее пожарным стволом в сферической системе координат, на базе лафетного ствола с дистанционным управлением стационарного с фиксированной или подвижной установкой, с устройством обнаружения загорания и устройством программного управления, замещающее пожарного-ствольщика в местах, опасных для жизни, предназначенное для тушения и локализации пожара или охлаждения технологического оборудования и строительных конструкций на заданном участке защищаемого объекта. Выпускаемые пожарные роботы отличаются большой защищаемой площадью, наличием только магистральной сети, адресная доставка воды и пены осуществляется по воздуху. Пожарные роботы могут быть оснащены ИК-сканерами для автоматического обнаружения загорания и ТВ-камерами для видеоконтроля.
Современные технологии пожаротушения на базе пожарных роботов
На базе пожарных роботов, объединённых магистралью RS-485, формируются автоматические установки пожаротушения - роботизированные пожарные комплексы (АУП РПК). Вся информация о пожаротушении регистрируется видеокамерами и электронным протоколом с регистрацией последовательности действий. В дежурное время система находится в режиме самотестирования и сама сообщает о необходимости коррекции по указанному адресу системы, поддерживая себя в постоянной боевой готовности.
АУП РПК обеспечивают противопожарную защиту таких объектов, для которых применение традиционных спринклерных и дренчерных АУП неприемлемо или малоэффективно.
Это высокопролетные здания и сооружения: ангары для самолетов, спортивные и выставочные комплексы с пребыванием людей, склады различного назначения. Это и наружные пожароопасные объекты: резервуарные парки ГСМ, сливо-наливные эстакады, вертолетные площадки, трансформаторные подстанции.
Инженерным центром пожарной робототехники серийно выпускается весь комплекс оборудования для автоматических установок пожаротушения на базе роботизированных пожарных комплексов. Для применения данных установок в строительстве компанией ЭФЭР разработаны и согласованы с ВНИИПО типовые проекты для защиты высокопролетных сооружений и ангаров для самолетов на базе ПР.
В настоящее время разрабатываются новые высокоэффективные технологии пожаротушения на базе пожарных роботов. В том числе системы с применением ультразвука для формирования двухкомпонентной распыленной воды: с крупными частицами 100-400 микрон, обладающими высокой энергией, используемыми для дальности полета, и мельчайшими частицами, образующимися при кавитации на переходе потока с низкой на высокую скорость, в паровых пузырьках, где вода при закипании распадается на молекулы (размер молекулы воды до 0,1 нанометра). Эти мельчайшие частицы обладают высокой эффективностью пожаротушения, связанной со значительным объемным поглощением тепловой энергии, ввиду многократного увеличения контактной поверхности воды. И это уже нанотехнологии.
Для тоннелей, где последствия дорожно-транспортных происшествий особенно значительны, предлагается применение мобильных роботов, быстро перемещающихся по монорельсу на болидах и эффективно действующих прямо на месте аварии.
Там, где существуют проблемы с водой, особенно эффективно применение роботизированных пожарных комплексов с азотно-водяным пожаротушением. Ведь воздух есть везде, а в нем 78% азота - инертного газа, применяемого при пожаротушении. Генераторы азота сейчас широко распространены. Струя азота, "армированная" эжектированной распыленной водой, создает локально в месте очага горения повышенную концентрацию азота. При снижении кислорода в воздухе до 10% горение прекращается.
Роботизированные охранно-пожарные комплексы с использованием роботов двойного назначения и тушат пожары, и охраняют объект от несанкционированного доступа, используя гидромеханическое воздействие на движущийся объект. Особенно актуально применение таких комплексов на судах дальнего плавания, где такие роботы, подключенные к пожарному трубопроводу судна, оснащенные системами теленаблюдения и телеуправления, могут применяться в качестве нелетального оружия для борьбы с пиратами.
- "Разработка противопожарных роботов в России"//В. Корсунский, к.т.н., доцент МГТУ им. Баумана, журнал "Мир и безопасность" №3, 2007