1. Введение

В условиях чрезвычайных ситуаций, где присутствует высокий риск возникновения и распространения пожаров,

В СССР и в настоящее время в Российской Федерации разработаны меры и нормативные документы, регулирующие организацию и проведение противопожарных мероприятий в чрезвычайных ситуациях.

В СССР была создана Общесоюзная противопожарная служба гражданской обороны, которая занималась выполнением противопожарных мероприятий, тушением массовых пожаров и спасательными работами в очагах поражения

[1]

В Российской Федерации противопожарная служба гражданской обороны регулируется Положением о федеральной противопожарной службе гражданской обороны

[2][3]

Сегодня в России основной целью гражданской обороны является защита населения, материальных и культурных ценностей от опасностей, возникающих при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера.

Для решения задач, направленных на борьбу с пожарами в условиях чрезвычайных ситуаций, проводится подготовка противопожарных сил, привлекаются пожарно-спасательные части для тушения пожаров в районах аварийно-спасательных работ и на объектах, отнесенных к категориям по гражданской обороне. Они оснащаются необходимыми материально-техническими средствами и подготавливаются в области гражданской обороны. Одним из эффективных средств пожаротушения являются беспилотные летательные аппараты, применение которых направлено на поддержку управления противопожарными действиями в чрезвычайных ситуациях.

2. Цель и методы исследования

Данное исследование направлено на заполнение пробела в научной литературе, связанного с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в условиях, когда традиционные средства пожаротушения неприменимы или их использование связано с повышенными рисками, а анализ современных научных работ показывает, что вопросы применения БПЛА для мониторинга и управления пожарными ситуациями в зонах боевых действий остаются недостаточно исследованными.

Исследование выделяется тремя основными факторами

1. В работе систематизированы и проанализированы технические, тактические и психологические аспекты использования БПЛА в чрезвычайных ситуациях, который позволил выявить специфические требования к такого рода технике и предложить направления для дальнейшего развития.

2. Предложены новые подходы к использованию БПЛА, включая ночной мониторинг, применение инфракрасных датчиков и анализаторов воздуха, расширяющие возможности оперативного реагирования и уменьшения риска для персонала.

3. На основе анализа реальных случаев использования БПЛА в зонах чрезвычайных ситуаций представлены рекомендации по оптимизации противопожарных операций, связанная с актуальностью и прикладной ценностью исследования для специалистов в данной области.

Целью исследования является изучение особенностей и специфику применения беспилотных летательных аппаратов для поддержки управления противопожарными действиями в чрезвычайных ситуациях. Методами исследования послужили анализ, синтез, обобщение научных источников по проблеме исследования, а также систематизация опыта различных вариантов использования БПЛА в борьбе с пожарами.

3. результаты исследования и обсуждение

Беспилотные летательные аппараты в последние годы стали активно внедряться в процесс тушения пожаров, особенно в чрезвычайных ситуациях, их способность быстро собирать и передавать данные, непосредственно участвовать в тушении пожаров, делает их ценным ресурсом для современных пожарных служб и служб гражданской обороны. Различные типы БПЛА могут быть адаптированы для выполнения различных задач в зависимости от конкретных потребностей и условий эксплуатации.

Для более глубокого понимания возможностей и особенностей использования БПЛА в сфере тушения пожаров классифицируем их по нескольким основным параметрам. Классификация включает разделение БПЛА на группы в зависимости от их технических характеристик и функциональных возможностей, и определение областей их применения в процессе тушения пожаров (см. Табл. 1).

Для успешного выполнения задач по борьбе с пожарами в чрезвычайных ситуациях А.Н. Калайдов в своей работе выделяет, что необходимо обеспечить готовность сил и средств противопожарной службы, создать резерв основной пожарной техники и необходимого оборудования, и обеспечить готовность защитных сооружений гражданской обороны для личного состава и техники

[4]

Организация и проведение противопожарных мероприятий в чрезвычайных ситуациях лежит в компетенции подразделений Государственной противопожарной службы. Поэтому нужно учитывать возможные вторичные поражающие факторы, такие как разрушение зданий, задымление, радиоактивное и химическое загрязнение, при проведении противопожарных операций.

Так, борьба с пожарами в чрезвычайных ситуациях включает в себя широкий спектр мероприятий и классификацию пожаров. Пожары могут возникать в зданиях, сооружениях, лесных и степных массивах. Они могут быть отдельными, сплошными, массовыми или представлять собой огневой шторм. Также пожары могут быть классифицированы по времени реагирования и внешним признакам горения.

В противопожарной деятельности в чрезвычайных ситуациях используются различные средства пожаротушения. К первичным средствам пожаротушения относятся огнетушители, внутренние пожарные краны, немеханизированный инструмент, пожарный инвентарь и ранцевые устройства импульсного пожаротушения. Для борьбы с пожарами применяются установки пожаротушения, такие как водяные и пенные (спринклерные, дренчерные), порошковые и аэрозольные установки

[5]

Основными средствами противопожарной техники являются пожарные автомобили, включающие автоцистерны порошкового тушения, аэродромные машины, насосные станции, специальные автоподъемники и автолестницы. Помимо перечисленного, в противопожарной деятельности могут использоваться пожарные авиационные средства, плавсредства и поезда

[6]

Главный вопрос противопожарной деятельности в чрезвычайных ситуациях – планирование соответствующих мероприятий. МЧС России осуществляет планирование мероприятий гражданской обороны, направленных на борьбу с пожарами

[7]

Несмотря на наличие нормативных документов и подготовку сил и средств противопожарной службы, существуют ряд проблем, которые могут затруднить эффективное проведение операций

[8]

Одной из основных проблем является недостаток необходимого оснащения и оборудования у пожарных служб. В чрезвычайных ситуациях возникают дополнительные опасности, такие как разрушение зданий, сильное задымление, радиоактивное и химическое заражение, которые требуют специализированного оборудования и средств защиты. Подобная неспособность пожарных служб полноценно справляться с такими вторичными поражающими факторами существенно затрудняет их деятельность.

Еще одна проблема – несогласованность нормативных документов, определяющих требования к пожарной безопасности, с техническими регламентами о безопасности зданий и сооружений. Требования пожарной безопасности в этих документах часто отличаются, что приводит к неправильной оценке и обеспечению пожарной безопасности объектов. Недостаточный уровень знаний и навыков у проектировщиков и строителей в области пожарной безопасности может стать причиной отступлений от требований нормативных документов и создать уязвимости для возникновения пожаров

[9]

Также контрольно-надзорная функция, осуществляемая органами пожарного надзора имеет значение, например, при проведении проверок на объектах, сотрудниками этих органов часто выявляются многочисленные нарушения требований пожарной безопасности, которые могут привести к серьезным последствиям в будущем. Отсутствие специалистов в органах строительного надзора осложняет обеспечение пожарной безопасности объектов и приводит к недопустимым рискам.

Проблемы в обеспечении пожарной безопасности объектов строительства выявляются независимо от территориальных, экономических и промышленных особенностей субъектов Российской Федерации. Нарушения требований пожарной безопасности связаны с отсутствием или неисправностью систем эвакуации, противопожарных преград, и несоблюдением противопожарных расстояний и других требований.

Эти проблемы подтверждаются рядом крупных пожаров, которые происходили на объектах с нарушениями требований пожарной безопасности и приводили к серьезным человеческим жертвам

[10]

Пожарные службы и военные подразделения, которые принимают участие в противопожарных операциях в чрезвычайных ситуациях, сталкиваются со специфическими проблемами. Их можно разделить на логистические, операционные, технические, тактические и человеческие.

Во-первых, под логистическими проблемами подразумеваются проблемы доступности оборудования и снабжения. Пожарное оборудование, особенно специализированное, может быть недоступно в районах повышенной опасности, что затрудняет его использование в противопожарных операциях. Снабжение водой и другими средствами борьбы с пожарами осложняется особенно в условиях обстрелов и боевых действий

[11]

Во-вторых, операционные проблемы включают в себя вопросы командования и контроля, и оценки ситуации. В условиях, где ведутся боевые действия, координация противопожарных операций достаточна проблематична. Быстрая и точная оценка ситуации затрудняется из-за нестабильности обстановки, обстрелов и взрывов

[12]

Третья категория проблем – технические, включает в себя проблемы пожаротушения в специфических условиях и необходимость бронирования и защиты. Такие условия, как наличие оружия, боеприпасов и других быстровоспламеняющихся материалов, требуют специализированного оборудования и методов пожаротушения. Стандартные пожарные машины не разработаны для работы в чрезвычайных ситуациях, где нужна дополнительная защита от оружия и взрывов

[13]

Тактические проблемы включают разведку и работу в районах повышенной опасности. Получение достоверной информации о месте пожара и его характеристиках затрудняется тем, что пожарные и подразделения МЧС могут испытывать сложности с проникновением в данные районы для проведения противопожарных операций.

Наконец, человеческие факторы включают в себя стресс, психологическую нагрузку и вопросы тренировки и подготовки. Так уровень стресса и психологическая нагрузка на пожарных и сотрудников могут значительно увеличиваться. Вдобавок пожарные и подразделения МЧС могут быть недостаточно подготовлены к работе в чрезвычайных ситуациях, которое требует специального обучения и подготовки.

Беспилотные летательные аппараты имеют потенциал обеспечить эффективный мониторинг лесных пожаров, обнаружение задымлений и проведение разведки пожарного участка. Они могут проанализировать состояние воздуха, выявить наличие вредных веществ и определить их концентрацию, что позволяет определить зоны поражения.

Ранее для мониторинга лесных пожаров в России в основном использовалась авиация. Но с развитием БПЛА появилась возможность значительно снизить риски, связанные с использованием пилотируемых бортов, и уменьшить затраты на проведение таких работ. Беспилотные летательные аппараты могут быть использованы, в том числе в ночное время, что дополнительно расширяет их функциональность.

Варианты использования БПЛА в борьбе с пожарами включают патрулирование локальных площадных или линейных объектов, использование их в качестве географически привязанных воздушных пунктов наблюдения, мониторинг пожаров с использованием инфракрасных камер в чрезвычайные периоды, проведение воздушной разведки кромки действующего пожара силами наземных и аэромобильных команд тушения, и мониторинг состояния торфяных пожаров с использованием инфракрасного диапазона

[14]

Существует несколько типов БПЛА, которые применяются в противопожарной деятельности. Крупные беспилотники могут использоваться для непосредственного тушения пожаров, набирая воду из водоемов и сбрасывая ее на очаг пожара. БПЛА вертолетного или мультикоптерного форм-фактора могут быть использованы для тушения пожаров в небоскребах, например, для подъема пожарного рукава на необходимую высоту. Также для данной цели могут применяться автономные беспилотники, оснащенные бортовыми емкостями с противопожарными смесями.

Другой вариант использования БПЛА в противопожарной деятельности заключается в их применении для «обстрела» пожара огнегасящими «бомбами». Они способны сбрасывать специальные бомбы на очаги возгорания, что помогает снизить интенсивность пламени и выиграть время для пожарных бригад.

Ряд компаний и организаций, как в России, так и в других странах, активно занимаются разработкой и производством беспилотных летательных аппаратов для противопожарной деятельности. Например, в Испании началось серийное производство беспилотных самолетов Flyox Mark I и Flyox Mark II

[15][16][17]

Современные беспилотные летательные аппараты для противопожарной деятельности обладают различными характеристиками и возможностями. Они могут оснащаться инфракрасными сенсорами для обнаружения очагов возгорания, и иметь специальные емкости с огнегасящими веществами. Некоторые модели дронов могут быть интегрированы с пожарной техникой и другими средствами спасения, повышая их эффективность.

Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в противопожарных операциях представляет собой новое и перспективное направление, которое активно разрабатывается и тестируется в различных странах. Существует несколько подходов к использованию БПЛА в противопожарных операциях, включая контролируемый встречный пал, тушение пожаров в труднодоступных местах и использование специальных огнетушащих веществ.

Один из примеров применения БПЛА в противопожарных операциях - разработанный в США пожарный дрон, который осуществляет контролируемый встречный пал. Данный дрон выпускает в несгоревшие области контрольной зоны шарики, наполненные гликолем. Химическая реакция внутри шариков приводит к их воспламенению, и они служат барьером для распространения основного пожара.

Еще одним примером может послужить разработка латвийской компании Aerones, которая создала БПЛА с 28 моторами, способным подниматься на высоту до 300 метров. Он дрон подсоединяется к пожарному рукаву и способен тушить огонь даже в труднодоступных местах. Но существуют сомнения относительно достоверности заявленных характеристик данного БПЛА, так как его грузоподъемность недостаточна для эффективного тушения пожара на значительной высоте

[18]

В рамках разработок авиакорпорации Lockheed Martin был создан беспилотный пожарный вертолет К-МАХ. Он работает в паре с другим дроном Stalker XE, который обнаруживает место возгорания и передает координаты К-МАХ

[19]

Китайские службы используют пожарные дроны с устройством подачи порошка для тушения пожара. Они могут эффективно ликвидировать небольшие очаги возгорания, если они не успели распространиться.

В России разработан беспилотный летательный аппарат «Ворон-700», который оснащен специальными устройствами, такими как противопожарные «бомбы» и оборудование для порошкового тушения. БПЛА имеет некоторые схожие характеристики с китайским дроном, но обладает большей грузоподъемностью, что позволяет эффективно тушить небольшие возгорания в труднодоступных местах

[20]

В конструкторском бюро Маслова был разработан перспективный российский противопожарный вертолет Rumas 10F

[21]

Практическое применение БПЛА в реальных ситуациях тушения пожаров демонстрирует их потенциал и эффективность – эти устройства могут быть адаптированы для выполнения широкого спектра задач, включая обнаружение и мониторинг пожаров, создание противопожарных полос, прямое тушение пожаров и многое другое. Представленная ниже Таблица 2 описывает некоторые примеры использования БПЛА в реальных ситуациях тушения пожаров, которые иллюстрируют различные способы БПЛА для борьбы с пожарами, и показывают, как технологии БПЛА используются для повышения эффективности и безопасности операций по тушению пожаров.

Применение беспилотных летательных аппаратов для поддержки управления противопожарными действиями в чрезвычайных ситуациях актуально на сегодня, наш анализ литературы позволяет выделить как преимущества, так и недостатки данного использования.

4. Заключение

Исходя из изученных источников, можно констатировать, что БПЛА обладают рядом преимуществ в поддержке противопожарных операций. Во-первых, беспилотные аппараты обеспечивают возможность получения обширной информации о пожарных очагах и их распространении из воздуха, позволяя оперативную возможность реагировать на возгорания, определять их масштабы и направлять усилия на их тушение.

Во-вторых, использование БПЛА позволяет снизить риск для пожарных бригад и спасателей. Они могут осуществлять разведку и мониторинг с позиции безопасности, минимизируя потенциальные риски для людей.

Третье преимущество – повышение эффективности противопожарных операций. БПЛА могут применять различные методы тушения пожаров, включая сброс огнетушащих веществ и метание снарядов с порошком на очаги возгорания – более точно и эффективно бороться с огнем, ускоряя процесс его тушения.

Гибкость и мобильность БПЛА являются еще одним преимуществом. Они способны быстро перемещаться по воздуху и оперативно перенастраиваться на различные пожарные очаги, включая труднодоступные места. БПЛА обеспечивают поддержку в противопожарных операциях на различных участках.

Рассмотрим недостатки применения БПЛА для поддержки управления противопожарными действиями в чрезвычайных ситуациях.

Во-первых, плохая погода, включая сильный ветер, дождь или туман, что значительно ограничивает возможности использования БПЛА в противопожарных операциях, снижая их эффективность и надежность.

Во-вторых, для эффективного применения БПЛА в чрезвычайных ситуациях требуется хорошая координация и совместная работа с другими подразделениями, включая пожарные бригады, командование и спасательные службы, требуя дополнительных усилий, ресурсов и средств.

Третий недостаток заключается в подверженности беспилотников опасности: в чрезвычайных ситуациях могут произойти их повреждение или уничтожение, что снижает их эффективность в борьбе с пожарами. К тому же, из-за ограниченной грузоподъемности и запаса энергии у беспилотных летательных аппаратов есть проблемы с транспортировкой значительных объемов огнетушащих средств и продолжительной работой на пожаре. Так, применение беспилотных летательных аппаратов для поддержки управления противопожарными действиями в чрезвычайных ситуациях обладает как преимуществами, так и недостатками.

Для эффективности противопожарных операций с применением беспилотных летательных аппаратов прежде всего, нужно внедрить четкие процедуры и стандарты, которые обеспечат безопасное и результативное использование БПЛА. Стандартизация технических характеристик, методов управления и запуска БПЛА, методов сбора и передачи данных – основные элементы в данном процессе. Другим немаловажным вопросом становится обучение и подготовка персонала, отвечающего за управление и эксплуатацию БПЛА, техническое обучение и подготовка к работе в стрессовых ситуациях.

Нужно учитывать также интеграцию БПЛА с существующими системами управления и координации противопожарных действий, которая обеспечит гладкое взаимодействие между различными подразделениями и эффективное использование ресурсов; то есть разработка четких протоколов коммуникации между БПЛА, оперативным персоналом и командованием должны быть тщательно продуманы.

Постоянный мониторинг и анализ рисков, связанных с использованием БПЛА в противопожарных операциях, в том числе разработка мер по минимизации рисков, которые могут возникнуть в процессе использования БПЛА. Далее, поощрение инновационного развития технологий БПЛА, исследование новых возможностей их применения в противопожарных операциях, адаптация лучших практик и технологических решений.

The additional file for this article can be found as follows: