CC BY
48Дагиров Ш. Ш., Алешков М. В., Плосконосов А. В., Двоенко О. В., Ольховский И. А.
аварийно-спасательная ТЕХНИКА, предназначенная для ликвидации ЧС В арктической ЗОНЕ РОССИИ
В статье указаны основные проблемы эксплуатации аварийно-спасательной техники в условиях низких температур. Сформулирована концепция создания аварийно-спасательного автомобиля, предложен научно обоснованный проект технического задания на его изготовление. Даны основные характеристики разрабатываемого аварийно-спасательного автомобиля в северном исполнении.
Ключевые слова: холодный климатический район, низкие температуры, Арктическая зона России, аварийно-спасательный автомобиль, отказ аварийно-спасательной техники, оценка работоспособности.
Российская Федерация расположена в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом. Холодные климатические районы занимают более 85 % территории страны, здесь проживает почти 35 % населения. На этих территориях находится Арктическая зона России, хранящая в себе основные запасы природных ресурсов государства и обеспечивающая около 11 % его национального дохода. Стоит отметить, что из десяти российских атомных электростанций три расположены в холодных климатических районах [2]. Там же сосредоточено до 78 % объектов нефтегазовой отрасли (рис. 1).
Для указанных территорий характерен суровый климат, особенно в зимний период года. Температура окружающей среды данной местности порой значительно отклоняется от обычных средних температур и может снижаться до экстремально низких значений в -60 °С. Такая аномально холодная погода относится к опасным природным явлениям, кото-
рые могут стать причиной возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) различного характера. Прежде всего, это выход из строя объектов, генерирующих электрическую энергию и тепло, что ставит под угрозу жизнедеятельность людей.
Влияние низкой температуры становится одной из главных причин развития чрезвычайных ситуаций до крупных размеров. На критически важных объектах (КВО) такая ситуация может привести к катастрофическим последствиям. Следует вывод, что защищённость объекта экономики от последствий ЧС будет зависеть от эффективности действий оперативных служб МЧС, определяющейся уровнем подготовки личного состава, оснащённостью техникой, а также
Умеренно тёплый, умеренно теплый влажный
Умеренный
78 % критически важных объектов энергетики
Умеренно холодный
1 %
Холодный Очень холодный
Рисунок 1. Распределение объектов нефтегазовой отрасли по климатическим районам
степенью влияния на неё климатических факторов.
Развитие Арктической зоны Российской Федерации и модернизация объектов различного назначения в холодных климатических районах требуют разработки и внедрения новых форм и способов ликвидации ЧС, учитывающих местные климатические особенности. Для этого были определены цели государственной политики в области обеспечения безопасности КВО, одной из которых является разработка и внедрение в практику современных способов и технологий проведения аварийно-спасательных работ, а также образцов аварийно-спасательной техники.
С учётом опасностей и рисков возникновения ЧС в Арктической зоне Российской Федерации, их возможных последствий,
возрастающих вследствие промышленного освоения этого региона и вероятных климатических изменений, в МЧС России разработана информационная система предупреждения, мониторинга и ликвидации последствий ЧС природного и техногенного характера в Арктической зоне Российской Федерации (далее Система).
Система создаётся на базе десяти комплексных аварийно-спасательных центров, связанных единой информационно-аналитической подсистемой. Данные центры размещаются в населённых пунктах Арктического региона, обладающих транспортной и телекоммуникационной инфраструктурой и людскими ресурсами.
Анализ возможностей оптимальной защиты всего региона определил необходимость создания центров в таких городах
АРКТИЧЕСКАЯ ЗОНА РОССИЙСКОЙ фЕДЕРАЦИИ
Рисунок 2. Районы размещения комплексных аварийно-спасательных центров в Арктическом регионе России: 1 - Мурманская область; 2 - Республика Карелия (в составе Лоухского, Кемского и Беломорского муниципальных районов); 3 - Архангельская область (в составе Онежского, Приморского и Мезенского муниципальных районов, городских округов Архангельск, Северодвинск и Новодвинск, а также административно принадлежащих ей арктических островов); 4 - Ненецкий автономный округ; 5 - Ямало-Ненецкий автономный округ; 6 - Красноярский край (в составе Таймырского (Долгано-Ненецкого) муниципального района, городского округа Норильск, муниципального образования гор. Игарка Туруханского муниципального района); 7 - Республика Саха (Якутия) (в составе - Абыйского, Аллаиховского, Анабарского, Булунского, Верхоянского, Жиганского, Оленекского, Нижнеколымского, Среднеколымского, Усть-Янского и Эвено-Бытанайского улусов); 8 - Чукотский автономный округ; 9 - Республика Коми (в составе городского округа Воркута)
как Мурманск, Архангельск, Нарьян-Мар, Воркута, Надым, Дудинка, Тикси, Певек, Провидение и Анадырь (рис. 2).
Каждый из этих центров должен быть информационно сопряжён с соответствующим региональным центром МЧС России и НЦУКС, а также с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и организациями.
В рамках поставленной проблемы приоритетной задачей является оснащение сил МЧС России новыми, высокоэффективными аварийно-спасательными автомобилями, способными обеспечить проведение аварийно-спасательных работ в условиях низких температур [4]. Применяемая в настоящее время техника рассчитана на работу в районах с годовым перепадом температур в пределах от 40 °С до -45 °С, что в условиях экстремально низких температур окружающей среды в Арктической зоне России создаёт значительные осложнения при её эксплуатации (рис. 3).
Климатические особенности Арктической зоны негативно сказываются на реализации потенциальных свойств аварийно-спасательных автомобилей и входящего в их комплектацию оборудования; как следствие, увеличивается время ликвидации аварий. Одной из причин сложившейся ситуации является отсутствие на вооружении подразделений МЧС России аварийно-спасательной техники в северном исполнении, приспособленной для эксплуатации в условиях низких температур.
В последнее время значительное внимание уделяется вопросам влияния климата на надёжность машин, узлов и механизмов, анализу возможностей эксплуатации автомобилей в условиях низких температур, а также проблемам адаптивности автомобилей к суровым климатическим условиям Севера.
Например, уменьшение способности металлов к деформации при низких температурах способствует разрушению деталей машин и механизмов. Это обусловлено тем, что пластические свойства сталей заметно меняются уже при тем-
пературах близких к 0 °С, а при некотором критическом значении температуры металл приходит в хрупкое состояние.
При высокой вязкости трансмиссионных масел в результате действия низких температур теряется более 50 % мощности двигателя и в 1,5-2 раза увеличивается износ деталей, по сравнению с эксплуатацией в тёплый период. В отдельных случаях смазка загустевает до такого состояния, что автомобиль не может тронуться с места без предварительного подогрева двигателя, что увеличивает время прибытия подразделения к месту вызова.
Низкая температура окружающего воздуха также приводит к увеличению вязкости электролита аккумуляторных батарей, снижению их ёмкости и быстрому разряду. Возрастает и вязкость рабочих жидкостей, снижается пропускная способность отверстий, усложняется управление рабочими органами автомобиля, выходят из строя амортизаторы. Нарушается нормальная работа пневматических систем: конденсат образует ледяные пробки в воздухопроводах, вызывает коррозию деталей, примерзание и заклинивание поршней силовых цилиндров, манжет и других деталей системы. Из-за попадания и застывания влаги в тормозных барабанах случается примерзание к ним тормозных колодок.
Понижение температуры воздуха до -30 °С и ниже превращается в серьёзную помеху для нормального использования
Рисунок 3. Движение пожарной техники в условиях снежных заносов
автомобилей. При температуре ниже -35 °С происходит в 10-12 раз больше поломок, чем при 0 °С. Срок службы автомашин на Крайнем Севере сокращается в 2-3 раза.
Отдельно следует отметить, что низкие температуры воздуха, наличие снежного покрова, сильные ветра и метели, сокращение светового дня значительно ухудшают условия труда водителей и личного состава аварийно-спасательных подразделений.
Воздействие перечисленных погодных факторов в 3-4 раза (а в отдельные годы в 10 раз) повышает аварийность на зимних дорогах в северных регионах России, по сравнению с летом.
Для уменьшения количества аварий механизмов и машин некоторые предприятия устанавливают температурные ограничения для использования отдельных их видов. И если такие ограничения приемлемы для народнохозяйственной техники, то для автомобилей, применяемых в МЧС России, они совершенно невозможны. Аварийно-спасательная техника должна находиться в постоянной готовности [5].
Проведённые исследования позволили установить, что для комплексной оценки приспособленности аварийно-спасательного автомобиля к низким температурам необходимо рассмотреть систему, состоящую из четырёх элементов: базового шасси; надстройки автомобиля; подсистемы жизнеобеспечения пострадавших и спасателей; аварийно-спасательного оборудования, входящего в комплектацию автомобиля. Все элементы системы должны быть приспособлены к работе в условиях низких температур. При этом следует учитывать, что аварийно-спасательный автомобиль является типичной эрготехнической системой, предполагающей наличие в ней активно и целенаправленно действующего человека. Это, в свою очередь, предъявляет требования и к эргономическим показателям автомобиля.
Исходя из данных предпосылок, была сформулирована концепция создания
аварийно-спасательного автомобиля в северном исполнении (рис. 4).
В ходе выполнения учёными Академии ГПС МЧС России научно-исследовательской работы «Исследования в области разработки аварийно-спасательного автомобиля для Арктической зоны Российской Федерации», в рамках государственного контракта, была реализована концепция создания аварийно-спасательного автомобиля в северном исполнении. В научно-обоснованном проекте технического задания на современный аварийно-спасательный автомобиль были учтены все элементы формулы концепции.
Предлагаемый аварийно-спасательный автомобиль (АСА-С) предназначен для доставки к месту аварии или ЧС аварийно-спасательного расчёта, специального оборудования и инструмента, средств связи,
Рисунок 4. Элементы формулы концепции создания аварийно-спасательного автомобиля в северном исполнении
освещения и защиты личного состава, а также проведения аварийно-спасательных работ в жилых и административных зданиях любого назначения, в том числе на КВО, расположенных в Арктической зоне России (рис. 5).
Разрабатываемый АСА-С, укомплектованный приспособленным для работы в условиях низких температур аварийно-спасательным оборудованием и инструментом, при ликвидации ЧС в Арктической зоне России будет обладать существенными преимуществами.
Для эксплуатации при низких температурах специальное автомобильное шасси будет доработано до климатического исполнения ХЛ, при этом сохранится высокая грузоподъёмность и проходимость.
Шасси с колёсной формулой 6x6, осевой формулой 1-1-1, формулой рулевого управления 1-0-3 оснащено мощным дизельным двигателем. Применение системы управления передних и задних колёс позволит увеличить манёвренность автомобиля и сократить радиус его разворота, что очень важно на узких зимних дорогах.
Кузов-фургон будет изготовлен из пятислойных сэндвич-панелей с двухсторонним пластиковым покрытием, выполненных из склеенных между собой фанерных обкладок и утеплителя из экс-трудированного пенополистирола. Применение подобной технологии в сочетании с автономными отопителями позволит обеспечить климатическое исполнение надстройки ХЛ.
Кузов-фургон разделён на два функциональных отсека, один из которых выполняет функцию пассажирского, другой -технического, предназначенного для размещения необходимого аварийно-спасательного и специального оборудования.
Пассажирский отсек, оборудованный двухъярусными спальными местами, служит для размещения и отдыха смен спасателей во время движения и работы. Доступ в пассажирский отсек осуществляется с улицы по специальной лестнице-
подножке с противоскользящими широкими ступенями.
Технический отсек оборудован стеллажами с выдвижными полками для размещения оборудования, закреплённого гибкими креплениями на основе полиуретановых эластомеров. Вместительные широкие полки позволят расположить оборудование удобно и эргономично, обеспечивая необходимую оперативность действий спасателей во время работы. Кроме этого, в техническом отсеке будут размещены генератор,
переносная электростанция, осветительное оборудование, средства спасения с высоты, переносные автономные отопители и другое оборудование.
Для жизнеобеспечения спасателей и пострадавших при ЧС в условиях низких температурах автомобиль дополнительно комплектуется надувными палатками климатического исполнения «Арктика» (рис. 6).
В зависимости от особенностей района эксплуатации АСА-С может иметь дополнительный комплект аварийно-спасательного и прочего оборудования для выполнения поставленных задач.
Обоснование концепции АСА-С, разработка технического задания и дальнейшая работа по созданию автомобиля
Рисунок 6. Надувная палатка исполнения «Арктика» с автономным подогревателем
позволит повысить функциональные возможности подразделений МЧС России в условиях Арктической зоны России.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральный закон от 21.12.1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
2. Стратегия социально-экономического развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечение национальной безопасности до 2020 г.
3. Акимов В. А. Риски чрезвычайных ситуаций в Арктической зоне Российской Федерации. -М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2011. - 300 с.
4. Безбородько М. Д., Алешков М. В., Копылов Н. П., Цариченко С. Г. Формирование парка
специальных машин для проведения операций повышенной сложности на критически важных объектах энергетики [Электронный ресурс] // Технологии техносферной безопасности. - 2012. - № 3. - Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb/2012-3/2012-3.html 5. Алешков М. В. Результаты исследования защищённости критически важных объектов энергетики от крупных пожаров при экстремальных природно-климатических условиях // Научно-технический сборник соискателей, докторантов и адъюнктов академии ГПС МЧС России. - 2013. -№ 4. - С. 3-25.
Dagirov Sh., Aleshkov M., Ploskonosov A., Dvoenko O., Olkhovsky I.
EMERGENCY-RESCUE APPLIANCES FOR ELIMINATING EMERGENCIES
IN THE ARCTIC ZONE OF RUSSIA
ABSTRACT
Purpose. Currently the Arctic zone of Russia provides about 11 % of its national income. In this area the main reserves of natural resources are concentrated. The ambient temperature of the locality can be as low as -60 °C. Due to the impact of low temperatures on emergency-rescue appliances development of emergency situations can become uncontrollable and can lead to catastrophic consequences.
Methods. The article analyses failure of emergency-rescue appliances due to exposure to low temperatures. Comprehensive assessment of system elements performance of emergency-rescue appliances is conducted.
Findings. The concept of creating an emergency-rescue appliance in the Northern version is realized. For operating at low temperatures special automobile chassis will be modified to cold climate design. The use of front and rear wheels control system will increase maneuverability of the vehicle. The van body is made by special technology, which in combination with auxiliary heaters will provide cold climate performance of the superstructure. The emergency vehicle under development staffed with rescue equipment and tools
specially adapted for work at low temperatures will have significant advantages at coping with emergency situations in the Arctic zone of Russia.
Research application field. The proposed emergency-rescue appliance will be designed to deliver to the accident or emergency site emergency rescue units, special equipment and tools, communication, lighting and personnel protection means, as well as conducting rescue works in residential and administrative buildings of any purpose, including crucially important facilities located in the Arctic zone of Russia.
Conclusions. The basis for the concept of emergency-rescue vehicle in the Northern execution, development of technical specifications and further production of such a vehicle will enhance the functionality of EMERCOM of Russia departments in the conditions of the Arctic zone of Russia.
Key words: cold climate region, low temperatures of the Arctic zone of Russia, emergency rescue vehicle, failure of rescue appliances, assessment of performance.
REFERENCES
1. Federal law of the Russian Federation on December 21, 1994, No. 68 "On protection of population and territories from emergency situations of natural and technogenic character".
2. Strategy for socio-economic development of the Arctic zone of the Russian Federation and national security up to 2020. (in Russ.)
3. Akimov V.A. Riski chrezvychainykh situatsii v Arkticheskoi zone Rossiiskoi Federatsii [Risks of emergencies in the Arctic zone of the Russian Federation]. Moscow, All-Russian research Institute on problems of civil defense and emergency situations of EMERCOM of Russia Publ., 2011. 300 p.
4. Bezborodko M.D., Aleshkov M.V., Kopylov N.P., Tcarichenko S.G. Formation of park of special machines for operations of increased complexity on critical important electric power facilities. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: Internet-zhurnal, 2012, no. 3 (43), available at: http://ipb.mos.ru/ttb/ 2012-3/2012-3.html (accessed August 27, 2015). (in Russ.)
5. Aleshkov M.V. The study results protection of critical energy facilities from large fires under extreme climatic conditions. Nauchno-tekhnicheskii sbornik soiskatelei, doktorantov i ad'"iunktov akademii GPS MChS Rossii, 2013, no. 4, pp. 3-25.
SHAMSUTDIN DAGiROV MiKHAiL Aleshkov Aleksander Ploskonosov Oleg Dvoenko Ivan Olkhovsky
Candidate of Sciences in Law
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Candidate of Technical Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia Candidate of Technical Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
