РОБОТЫ В ЧЕРНОБЫЛЕ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

/70 "Civil SecurityTechnology", Vol. 16, 2019, No. 4 (62) УДК 614.8.084:681.5:621.039.586

Роботы в Чернобыле

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2019

В.В. Овчинников, А.Ф. Батанов, С.Г. Мингалеев

Аннотация

Дан исторический анализ применения роботов в СССР при ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС. Рассмотрены варианты применения различных технических средств и решений при ликвидации аварии: усиление радиационной защиты, инженерные машины разграждения, роботы, «биороботы». Рассмотрены технологии применения роботов.

Ключевые слова: авария; атомная электростанция; радиация; роботы.

Robotics in Chernobyl

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2019

V. Ovchinnikov, А. Batanov, S. Mingaleev

Abstract

The article gives a historical analysis of the use of robots in the response operations after the nuclear accident at the Chernobyl nuclear power plant. Different uses of various technical equipment and solutions for accident response are considered: strengthening of radiation protection, obstacle cleaning vehicles, robots, 'biorobots'. Robotics technologies are discussed.

Key words: accident; nuclear power; radiation; robots.

Статья поступила в редакцию 7.10.2019.

Вступление

Практика показывает, что на научно-техническое и нормативное правовое совершенствование, обеспечение устойчивого развития государства огромное воздействие оказывают вызовы и угрозы национальной безопасности, кризисы, международные конфликты, природные и техногенные катастрофы, приводящие к труднопредсказуемым последствиям.

Взрыв 26 апреля 1986 года в 01:23 на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС, при котором был полностью разрушен реактор и последствия которого привели в итоге к самому масштабному мировому радиоактивному загрязнению окружающей природной среды на территориях СССР (приоритетно — Белоруссии, Украины, собственно — России, республик Кавказа) и европейских стран [1-3]. Анализы катастрофических последствий этой и других катастроф, оценок, вызванных ими ущербов, мировой статистики, фиксирующей рост аварий и катастроф различной масштабности воздействий и ущербов, приводят к заключениям о необходимости тщательного и детального изучения накопленного человечеством опыта, отработки принципиально новых направлений, включая создание дистанционных робототехнических средств.

На момент аварии в СССР, который обладал мощнейшей фундаментальной и прикладной научной базой, где были разработаны автоматические аппараты для освоения Луны и планет солнечной системы, отсутствовали роботизированные средства, способные помочь справиться с чрезвычайной радиационно-аварийной ситуацией.

1. Применение штатной технологической техники

Задания Правительственной комиссии по очистке (дезактивации) зданий Чернобыльской АЭС было невыполнимым без автоматических, дистанционно управляемых систем—уровни радиационного загрязнения исключали присутствие человека. Оперативное дооборудование радиационной защитой штатной технологической техники для выполнения различных, в основном уборочных, работ на открытой территории станции (рис. 1) показало незначительность эффекта от применения этого направления и необходимость привлечения специальной робототехники для работ во внутренних помещениях и на кровле станции.

Определяющую роль для разбора радиоактивных завалов вокруг 4-го блока сыграли инженерные машины разграждения (чаще всего — ИМР и ИМР-2), применяемые с мая 1986 г. для покрытия территории слоем песка, гравия, загрузки и выгрузки контейнеров с радиоактивными обломками. Разбросанные взрывом радиоактивные обломки эти машины сгребали и загружали в металлические контейнеры, которые захватом-манипулятором устанавливали на бронетранспортеры. Экипаж ИМР состоял из двух человек: механика-водителя и командира-оператора. В качестве базы для этой машины применили шасси средних танков (Т-55,

Рис 1. Усиление радиационной защиты машин путем освинцовывания их кабин

Т-64, Т-80) по мере поступления их на вооружение. Герметичность и противоатомная защита корпуса машины позволили снизить суммарное облучение экипажа от 10 до 40 раз (ИМР-2). Уровни радиационного загрязнения фиксировал радиометр-рентгенометр ДП-ЗБ. ИМР снабжалась бульдозерным оборудованием и телескопической стрелой с управляемым дистанционно гидравлическим приводом. Телескопическая стрела длиной 8,8 метров и грузоподъемностью 2 тонны позволила с применением специального скребка-ковша объемом 0,4 м3 обеспечить производительность до 40 м3 в час. В тревожный период лета-осени 1986 года ИМР-2 стала единственной машиной, способной работать возле разрушенного ядерного реактора при наличии высоких уровней загрязнения (рис. 2). Кратность ослабления радиации системой защиты ИМР-2 достигала 40 раз. В следующих вариантах ИМР-2В (ее назвали «сотник») кратность достигла 80-120 раз, в ИМР-2Е («двухсотник») — до 250 раз. Завершала этот ряд ИМР-2Д («тысячник») с защитой до 2000 раз. Семейство ИМР-2 оказалось одно в состоянии: расчищать подходы к реактору; выполнять необходимые замеры; удалять куски радиоактивного графита; убирать обломки твэлов с ядерным топливом и остатки стен. Именно с применением ИМР-2 возводили вокруг реактора «саркофаг», доставляли и устанавливали крановое оборудование. Едва ли не все, стоявшие тогда в строю в Министерстве обороны машины ИМР-2, оказались в Чернобыле и остались там навсегда.

Рис. 2. ИМР на площадке 4-го блока

Выявление недостатков ИМР определяло приоритетные направления ее оперативной (в считанные дни) модернизации. К концу мая на заводе была создана и доставлена к месту использования ИМР-2Д с множеством усовершенствований, связанных с обеспечением безопасности работы. Например — усиленная защита, возможность наблюдения за движением и действиями механизмов не визуально, а с помощью телекамер и т. п. [4, 5].

2. Создание роботизированных комплексов

Создание роботизированных комплексов объединило усилия свыше 15 коллективов НИИ и специализированных КБ всей страны. Потребности ликвидации аварии требовала создания специализированных роботов в зависимости от вида поставленной задачи (радиационная разведка, теле- и фотосъемка, отбор образцов радиоактивных материалов и др.), условий работы (открытое пространство, коридоры и коммуникации в объекте «Укрытие») и т. д. Характеристики наиболее известных марок роботов, нашедших применение на ЧАЭС в 1986 году, систематизированы в табл. 1. В реальных условиях воздействия высокой радиации на ЧАЭС испытывались как отечественные, так и зарубежные роботы (изготовленные в Германии, Японии, США). Высокие радиационные поля, создающие помехи в работе электроники, препятствовали эффективному использованию прибывшей из Японии и Германии радиоуправляемой техники. Например, радиоуправляемый бульдозер амфибия «Komatsu D-355W», способный работать на морском дне, не выдержал радиационных нагрузок и быстро вышел из строя. Не пригодными для работы в таких жестких радиационных условиях были признаны два немецких робота: MF-2, MF-3. Агрегаты застревали в развалинах. Они «сходили с ума» из-за высокого уровня радиации, из-за создаваемых радиационными полями помех в электронных схемах, из-за сложностей ведения дезактивационных работ и рисков для персонала вследствие подъема радиоактивной пыли при движении. В МР-2 электроника вышла из строя после нескольких часов эксплуатации. Резко были сужены функциональные возможности комплекса МГ-3 из-за неудачной компоновки поста управления и короткого по длине кабеля управления (100 м), что автоматически вводило оператора управления роботом в зону воздействия при высоких уровнях радиации.

Поставленные на ЧАЭС экспериментальные образцы мобильных роботов: «Белоярец» ПО «Атомэ-нергоремонт» и «Мобот Ч-ХВ-2» МВТУ им. Н. Э. Баумана; роботы СТР-1, созданные ВНИИТРАНСМАШ совместно с ИФТП и ЦНИИ РТК (головной организации по робототехнике в стране) на базе шасси космического аппарата «Луноход», — были разработаны в соответствии с концепцией модульного построения роботов, ориентированной на оперативное обеспечение потребностей для функционировния в неблагоприятных условиях, работы на основании типо-размерных рядов соответствующих модулей. В результате в кратчайшие сроки было поставлено более

15 модульных роботов различного назначения: от легких роботов-разведчиков до тяжелых технологических роботов для очистки территории и кровель зданий станции от радиоактивных обломков взорвавшегося энергоблока № 4 при особо высокой интенсивности ионизирующего излучения (тысячи рентген в час). На кровлю эти роботы доставлялись вертолетами с помощью специально разработанной системы, оснащенной видеоканалом для пилота. Легкие роботы-разведчики обеспечивали динамическую визуализацию рабочей площадки для оператора тяжелого робота и возможности контроля выполнения работ тяжелых (технологических) роботов. Однако основной объем работ легкие роботы выполняли по прямому предназначению: разведка; проведение видео, фото и гамма- съемок в помещениях 4-го блока Чернобыльской АЭС [5].

Чернобыльская катастрофа стала проверкой на прочность советской робототехники, на тот момент одной из ведущих в мире в области космических исследований. Центральный научно-исследовательский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) — головную организацию в СССР по робототехнике — привлекли к работе на ЧАЭС практически с первых дней аварии. По информации директора-главного конструктора института Юревича Е.И, при ликвидации аварии было задействовано около 15 типов роботов, которые имели разное назначение: легкие роботы—роботы-разведчики для изучения радиационной обстановки в помещениях и на площадках; тяжелые роботы — технологические роботы для уборки (дезактивации) территории. При создании роботов для работы на ЧАЭС применили модульный принцип построения роботов, позволивший в течение 2 месяцев разработать, изготовить и поставить на ЧАЭС более 15 различных роботов, собранных из унифицированных модулей. В числе них были первые, по крайней мере — в СССР, дистанционно управляемые роботы-разведчики (колесные РР-1, РР-2, РР-3 и гусеничные — РР-Г1, РР-Г2), снабженные подвижными телевизионными камерами, гамма-локаторами и дозиметрической аппаратурой, прошедших эксплуатацию в условиях мощных ионизирующих излучений до 20 000 рентген в час.

На ЧАЭС были поставлены тяжелые роботы типа РП, ТР-А1 (с автономным питанием и радиоуправлением с унифицированного пульта) и ТР. С их применением в период июнь 1986-апрель 1987 гг. были обследованы: более 15 000 м2 помещений внутри станции (прежде недоступных для пребывания дозиметристов); кровли зданий и прилежащие территории. В итоге очистили: 4000 м2 кровли зданий станции со сбросом радиоактивных образований взорвавшегося энергоблока № 4 в сформированный на его месте провал; 600 м2 особенно загрязненных, так называемых «иловых полей», заменив работы тысячи военнослужащих с ручным инструментом. Удаление в зоне В с кровель более 90 т радиоактивных материалов снизило МЭД гамма-излучения в сотни раз. Всего в Чернобыле применялось при ликвидации аварии 23 модификации тяжелых роботов (4 — разведчика; 17 — подборщиков, из них — 15 колесных и 2 гусеничных; 2 — спасателя, 2 — на базе бульдозеров (табл. 1).

Таблица 1

Робототехнические средства, применявшиеся при ликвидации аварии на ЧАЭС

Показатель «Белоя- ССТР-1 ТРГ-3 «Мобот РР-4 РРГ-1 «Пыле- МF-2 МF-3

рец» (ТРГ-1, Ч-ХВ» сос»

ТРГ-2)

Скорость перемещения, м/мин 33 88 6 4 12 18 5,5 3 4

Радиус действия при управлении, м: - по радио - по кабелю 220 500 200 250 200 270 200 140 800 100

Тип движителя Г кК Г Г К К К Г Г

Масса, кг 1400 11100 Не более 1800 450 38 65 250 3400 350

Тип привода — ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

Грузоподъемность манипулятора, кг 60 - - 88 - - - - 80

Радиационный ресурс, рад - - - 105 105 - - - -

Средняя наработка на отказ, ч не более 40 не более 40 не более 40 не более 40 не более 40 не более 40 не более 40 не более 40 не более 40

Время непрерывной работы, ч, от 0,5 до 3

Исходя из специфики проводимых работ, исследователи в полевых условиях из подручных материалов создавали образцы роботов. Наиболее известным примером самодельных роботов стал пластмассовый игрушечный танк с кабельным пультом управления. Принцип вынесения электронной начинки в безопасную зону при помощи кабеля в будущем лег в основу специализированных агрегатов. Специалисты отмечают, что накопленный опыт использования роботов при ликвидации аварии на ЧАЭС, по существу, сформировал новое направления в робототехнике — «экстремальную робототехнику». Однако по существующему на сегодня состоянию значительная часть этих разработок и накопленный ликвидаторами опыт — в забвении, деятельность части роботостроительных коллективов прекращена [4, 5]

Инженерный роботизированный комплекс «Клин-1». Наиболее эффективной роботизированной системой, выполнившей огромный объем работ по ликвидации аварии на ЧАЭС, признан инженерный роботизированный комплекс «Клин-1» (рис. 3), созданный в 1986 году ВНИИ «Трансмаш» на базе танка Т-72. В комплекс вошли две машины — робот на гусеничном ходу и машина оператора, который дистанционно осуществлял управлением машиной-роботом. Робот был собран на основе инженерной машины разграждения — ИМР. Машина управления, созданная на базе ремонтно-эвакуационной машины БРЭМ-1, не имела рабочих органов, но была усилена защитой от радиации. Ее применяли исключительно в качестве передвижного рабочего места оператора робота. Экипаж состоял из двух человек — водителя и оператора.

С применением комплекса «Клин-1» были выполнены работы по дезактивации прилегающих территорий ЧАЭС и удалению (захоронению) леса, погибшего от радиации в ближней зоне ЧАЭС (территория

Рис. 3. Инженерный роботизированный комплекс

«Клин-1»: а) машина управления; б) машина-робот

могильника «Рыжий лес»). Рабочий робот «Клина-1» был оборудован телекамерами, системами радиоуправления, грейфером, манипулятором и бульдозерным отвалом. Их наличие позволило эффективно проводить работы по дезактивации (снятию верхнего, высокорадиоактивного слоя почвы возле ЧАЭС, валке мертвых деревьев, разбору завалов из строительных конструкций) и радиационной разведке. После выполнения работ в жестких радиационный условиях рабочий робот был захоронен в одном из могильников зоны отчуждения ЧАЭС [5-6].

Специализированный транспортный робот (СТР-1) (рис. 4) — легендарный и общеизвестный (по кадрам хроник ликвидации аварии) аппарат, принимавший активное участие в очистке крыши ЧАЭС от завалов высокорадиоактивных элементов разрушенного реактора. Робот эксплуатировали при уровнях гамма-фона до 3000 рентген в час. В некоторых местах (у основания вентиляционной трубы № 2) уровни излучения доходили до 10 000 рентген в час.

Опыт применения роботов на ЧАЭС для таких условий показал возможность проведения дезактивации робототехническими средствами, что позволило уберечь от облучения около 1000 человек, которых надо было бы привлечь к выполнению этих работ. СТР — комплексная разработка ведущих НИУ СССР.

б

а

Рис. 4. Специализированный транспортный робот дезактивирует кровлю ЧАЭС

Для создания концепции СТР были применены наработки ВНИИ «Трансмаш» по самоходным шасси луноходов по программам «Луноход-1» и «Луноход-2», исследованиям поверхностей Марса и Венеры. СТР-1 вобрал в себя принципиальные решения от луноходов. В частности, для создания СТР использовали мотор-колеса имеющие индивидуальные приводы. В качестве источника питания использовались аккумуляторы, которые необходимо было специально подзаряжать от специальных устройств, установленных на транспортной тележке. Это позволило запустить СТР-1 на крышу ЧАЭС в конце августа 1986 года. Опыт этой команды инженеров был крайне важен для создания робота для Чернобыля. Непосредственная подготовка роботов к работе, наладка, регулировка систем проводились непосредственно в г. Чернобыле. Для этих целей использовали брошенные цеха Чернобыльской ремонтно-эксплуатационной базы флота. Технические характеристики робота: общий вес — 1100 кг, скорость движения — до 1 км/час, электропитание от аккумуляторов. СТР-1 оборудован двумя серебряно-цинковыми батареями. Конструкция робота содержит три основных компонента, которые, кстати, разрабатывались автономно друг от друга (рис. 5):

радиотелевизионный комплекс (разработан ИФТП и другими институтами);

самоходное шасси (СШ) в совокупности со всеми приборами, обеспечивающими движение робота (разработано ВНИИ «Трансмаш»);

рабочий орган — бульдозерный отвал с механизмом подъема-опускания (разработан ВНИИ АЭС).

Робот создан из сплавов легких металлов (титан). Визуализацию окружающего пространства осуществляли телевизионные камеры, установленные на самом роботе и на мачтах в месте выполнения работ (на кровле ЧАЭС, возле вентиляционной трубы ВТ-2 и т. д.).

Управление роботом проводили по радиоканалу, что существенно упрощало использование робота на кровле ЧАЭС и снимало проблему обращения с кабелями, которые бы загрязнялись радиоактивными веществами и снижали маневренность робота. Недостатком СТБ было то, что аккумуляторные батареи из-за ионизации воздуха разряжались на 30% времени быстрее, а заряжались на 1,5...2 часа дольше запланированного времени. Радиоканал в некоторых местах сбоил. Это вынуждало оператора с пультом в руках подходить к роботу. В комплект поставки специализированных транспортных роботов на ЧАЭС в 1986 году входили: непосредственно два робота СТР-1; специальная люлька для доставки робота на место проведения работ (для этого использовали вертолет Ми-8 и кран 'ЪШЛег"); зарядно-разрядное устройство; пульт управления; специальное технологическое оборудования для дезактивации колес. За время эксплуатации СТР-1 очистил кровлю ЧАЭС от 90 тонн высокоактивных материалов, благодаря чему уровни радиационного фона были снижены в 20 раз [6-8].

Робот «Мобот-Ч-ХВ». По заданию начальника химических войск МО СССР генерал-полковника Пи-калова В. К. в МВТУ им. Н. Э. Баумана были разработаны дистанционно управляемые комплексы типа «Мобот-Ч-ХВ». Робот «Мобот-Ч-ХВ» разрабатывал сводный коллектив факультетов «Специальное машиностроение» и «Конструкторско-механический» в период с 10.06.1986 по 18.08.1986 г. Название робота означает: «Мобот» — мобильный робот, «Ч» — Чернобыль, «ХВ» — химические войска. Всего в группу сотрудников МВТУ им. Н. Э. Баумана участвовавших в создании «Мобот-Ч-ХВ» и «Мобот-Ч-ХВ-2» и участвовавших в экспедициях по применению роботов при уборке крыши 3-го энергоблока ЧАЭС входило около 60 человек.

В состав комплекса входили: мобильный робот (МР) (рис. 6); пост оператора (рис. 7); кабельная линия связи

Рис. 5. Конструкция робота СТР-1 : 1 — радиотелевизионный комплекс; 2 — шасси; 3 — рабочий орган

Рис. 6. Мобильный робот

Рис. 7. Пост оператора

Рис. 8. Транспортно-посадочный модуль

и подачи энергии на борт МР; транспортно-посадочный модуль (рис. 8).

Мобильный робот (рис. 9), на котором все привода выполнены электромеханическими, включал:

шасси с гусеницами, собранными из полиурета-новых траков;

кабелеукладчик, установленный внутри корпуса, сматывающий и наматывающий кабель длиной 200 м (дополнительно: кабель-вставка 200 м — всего 400 м) в полуавтоматическом режиме;

манипулятор с грейферным захватом для взятия отдельных фрагментов и сыпучих материалов;

фронтальный погрузчик с двумя степенями подвижности, способный сгребать, поднимать и ссыпать груз в контейнеры;

системы управления на релейных элементах;

Рис. 9. «Мобот Ч-ХВ»

информационную систему из двух телекамер. Была предложена и отработана методика дозиметрического обмера и дезактивации «Мобот-Ч-ХВ», которую применяли в процессе всей эксплуатации «Моботов». 15 сентября при переносе вертолетом робота «Мобот-Ч-ХВ» с крыши на крышу сработал электрозамок, и «Мобот-Ч-ХВ» разбился. Результаты применения «Мобот Ч-ХВ» на уборке с крыши 3-го блока радиоактивных обломков и мусора от разрушенного 4-го блока были признаны успешными (табл. 2), на основании чего Правительственная комиссия поручила срочно изготовить еще два комплекса «Мобот Ч-ХВ» для завершения работ на крыше 3-го энергоблока и в машинном зале.

Разработчики с учетом опыта эксплуатации «Мобот Ч-ХВ» существенно модернизировали комплекс и расширили выполняемые им функции:

оснастили манипулятор сменным двупалым схва-том;

оснастили отбойным молотком, устанавливаемым вместо схвата или на фронтальном погрузчике;

оснастили полуавтоматическим стыковочным устройством для снятия и установки МР на кровлю 3-го энергоблока;

Таблица 2

Основные виды работ, выполненные с помощью «Мобот Ч-ХВ» в период с 31.08.86 г. по 14.09.86 г.

№ Задачи Место проведения и перечень Перечень оборудования, Основные результаты п/п выполненных работ используемого при выполнении (операций) задач

1 Доставка МР в зону работы Крыша 3-го блока ЧАЭС, зона «Н» (установлен вертолетом) Транспортно-посадочный модуль, вертолет Установка на крышу зоны «Н» без повреждений МР

2 Ведение радиационной разведки Зона «Н», челночные движения МР по крыше Дозиметр ИМД-21 Дозиметрическая карта зоны работы

3 Очистка кровли Зона «Н». Подбор радиоактивных кусков и мусора ковшом, манипулятором;транспортировка и сброс в развал 4-го блока Аппарель, фронтальный погрузчик, манипулятор, дозиметр ИМД-21 Сброшено в 4-й блок 2,2 тонны радиоактивных продуктов, очищено 150 м2 крыши. Радиационный фон понижен в 2...3 раза. Очистка кровли до 15.09.86 г.

для увеличения силы тяги увеличили массу МР; увеличили грузоподъемность и зону обслуживания манипулятора и фронтального погрузчика;

изменили конструкцию кабелеукладчика и место выхода кабеля из корпуса МР;

усовершенствовали и дополнили систему управления, ввели систему акустической связи; доработали пост управления. Двумя комплексами «Мобот Ч-ХВ-2» был проделан большой объем работ, в том числе ряд уникальных операций, выполнение которых оказалось возможным только с их применением [7-9]. В результате несогласованных действий различного персонала в зоне работы «Мобот Ч-ХВ-2» на кабель одного из МРК при его работе на кровле была поставлена бетонная плита, что привело к выходу робота из строя.

Впервые в мировой практике МРК эвакуировали с кровли с помощью дистанционно управляемого крана «Демаг» и второго робота «Мобот Ч-ХВ-2». До этого все застрявшие роботы других типов вытаскивались только вручную ликвидаторами.

Приспособление было разработано специалистами МВТУ и изготовлено в местных мастерских. Суть операции состояла в следующем. С помощью подъемного крана «Демаг» оно поднималось на высоту крыши и затем надвигалось на карниз крыши при непрерывном контроле по телекамерам работающего робота. Надвигающееся на карниз приспособление действующий робот брал манипулятором за переднюю скобу и тянул за собой, двигаясь по крыше, помогая надвинуть приспособление. После фиксированной установки приспособления на карниз действующий мобильный робот брался манипулятором за крюк свернутого и уложенного на приспособление троса и тащил его в сторону поврежденного робота, где, после нескольких попыток, вставлял крюк в его буксирное кольцо. Затем подъемный кран «Демаг» специальным подвесным крюком подхватил свисающую петлю второго конца этого троса и, подтягивая трос вверх и внутрь в сторону крыши, одновременно вытаскивал эвакуируемый робот.

Для выполнения решения Правительственной комиссии по закрытию крыши (зона «М») слоем бетона толщиной в 1 м необходимо было соорудить опалубку, применяя безлюдную технологию. Для этого было предложено применить в качестве опалубки мешки с песком, уложив их по периметру крыши в 2 ряда, с тем чтобы получить необходимую высоту опалубки. Мобильный робот транспортировал по три мешка с песком, два из которых укладывались во фронтальный погрузчик манипулятором, а один — на корму мобильного робота. При перевозке груз удерживал схват манипулятора. Вес мешков с песком составлял по 60-80 кг. Таким образом, мобильный робот одновременно перевозил от 190 до 240 кг. Всего было перевезено 350 мешков. Контроль толщины и равномерности заливаемого на крышу слоя бетона по площади крыши осуществляли по установленным восьми маякам.

Каждую из операций, выполняемых на кровле, первоначально тщательно отрабатывали внизу, в условиях,

близких к реальным. После отработки мобильный робот устанавливали на кровлю с необходимыми приспособлениями и дополнительным оборудованием. По существу, с помощью роботов впервые удалось выполнить весь перечень подготовительных работ перед бетонированием кровли без выхода на нее людей. За период с 07.01.87 по 14.04.87 г. МРК «Мобот Ч-ХВ-2» наработали, соответственно: № 1 — 716 часов; № 2 — 392 часа.

Снятые с крыши 3-го энергоблока роботы были подвергнуты дозиметрическому контролю и тщательной дезактивации. Для этого на специальной площадке мобильные роботы подвешивались на крюке автокрана с помощью полуавтоматического устройства над специально сваренным контейнером-ванной. Дезактивация проводилась с помощью автомобильной дезактиваци-онной установки и щеток с удлиненными рукоятками. Дозиметрический контроль после дезактивации показал необходимость проведения дополнительной дезактивации. Она проводилась в специальном помещении с дезактивационной паровой установкой одновременно с тщательной протиркой щетками. После дезактивации роботы были отправлены для проведения ремонтно-восстановительных работ на ремонтную базу завода «Юпитер» в г. Припять. По результатам экспертной оценки было принято решение из узлов двух роботов собрать один. После сборки и наладки отремонтированный «Мобот Ч-ХВ-2» был передан в эксплуатацию. Летом 1997 года с его применением была проведена дозиметрическая разведка в машинном зале 3-го и 4-го энергоблоков.

По результатам этого обследования был установлен объем работ по дезактивации помещения машинного зала. С применением «Мобот Ч-ХВ-2» провели уборку и вывоз радиоактивного мусора из помещения. Правительственная комиссия высоко оценила выполненные работы, отметив это в итоговом акте о результатах работы экспериментальных образцов телеуправляемых мобильных роботов «Мобот-Ч-ХВ-2» на крыше «М» 3-го энергоблока ЧАЭС от 13 апреля 1987 года (утвержден Заместителем председателя Правительственной комиссии Ю. К. Семеновым):

«...Данные работы проводились в период с 7 января по 10 апреля 1987 года. В результате уборки площадей кровли уровень фона по гамма-излучению уменьшился в 3-5 раза. Весь объем работ был выполнен без привлечения на вспомогательные операции личного состава, что полностью исключило необходимость вывода человека в зону с повышенной радиацией.

Выполнение указанного объема работ роботизированными комплексами «Мобот» позволило, согласно проведенным расчетам, исключить 800 человеко-выходов на крышу «М» 3-го энергоблока с получением предельно допустимых доз облучения для личного состава.

Из всех имеющихся в наличии робототехниче-ских средств для работы на кровле «Мобот» МВТУ им. Н. Э. Баумана является наиболее совершенной системой и может быть использован как прототип для дальнейшей разработки подобных телеуправляемых роботизированных систем...» [9].

3. Приоритетные пути дальнейшей модернизации робототехники

Проведенные в начальный период ликвидации последствий катастрофы на ЧАЭС работы позволили наметить приоритетные пути дальнейшей модернизации робототехники. Для объективности считаем целесообразным дополнительно привести высказывания ведущих специалистов страны — непосредственных участников тех событий.

1. «...Было выяснено, что наиболее эффективными методами были пылеподавление и механический сбор наиболее зараженных частиц с самых загрязненных участков. Разные попытки сбора, скажем, с использованием роботов, закупленных, в том числе и в ФРГ, оказались неудачными. Все роботы, которые были испытаны в первый период времени, оказались либо механически не работоспособны в условиях развалов, больших неровностей на поверхности, будучи не в состоянии механически преодолевать препятствия, либо на ровных поверхностях, но в условиях больших радиационных полей управляющая электроника, как правило, отказывала. ...Наиболее удачным и эффективным способом сбора оказались дистанционно управляемые бульдозеры или просто бульдозеры-скреперы. В итоге, мы сами сделали роботов-разведчиков, которые в самых сложных условиях завалов и высоких радиационных полей управляемым образом могли продвигаться практически на любые расстояния и производить радиационную и термическую разведку обстановки, выдавать необходимую информацию. Эти роботы сыграли большую роль и на момент своего появления, потому что с их помощью было обнаружено много интересных данных по вопросам, связанным с характером и последствиями аварии...». (Воспоминания о ходе ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в 1986 г. Первого заместителя директора Института атомной энергии имени И. В. Курчатова академика В. А. Легасова.)

2. «...Непонимание задач привело к рождению большого количества типов роботов при их недостаточно продуманном конструктивном решении и низкой эксплуатационной надежности...» (Из доклада Заместителя начальника химических войск МО СССР генерал-майора Кунцевича А. Д.)

3. 16 сентября 1986 года на заседании Правительственной комиссии, которое проводил Б. Е. Щербина, при обсуждении хода дезактивации кровли третьего энергоблока и площадок главной вентиляционной трубы в докладе по основному вопросу Ю. Н. Самойленко было отмечено: «...Попытки удаления радиоактивных отходов с крыши третьего энергоблока с помощью робототехники и других технических средств оказались малорезультативными. Поэтому остается единственный вариант — провести расчистку завалов вручную с помощью простейших средств механизации».

Всего в операции приняло участие более трех тысяч солдат и офицеров-добровольцев [4]. В очередной раз ликвидация последствий катастрофы на самых опасных

участках работ на крыше третьего энергоблока ЧАЭС выдвинула человеческий фактор в качестве решающего, возложив непосредственно на плечи ликвидаторов заключительные этапы дезактивации (рис. 10).

Рис. 10. Робот СТР-1 и ликвидаторы — «биороботы» на крыше Чернобыльской АЭС

Выводы

Страна не сохранила государственный подход к рассматриваемой научно-технической проблеме, обеспечиваемый ранее Госкомитетом СССР по науке и технике. В современных условиях вне зависимости от перспектив решения этой проблемы решение первоочередных задач потребует организации производства высокоинтеллектуальной, наукоемкой и технологичной продукции для обеспечения приоритетных позиций обеспечения национальной безопасности и ее устойчивого развития.

При создании и последующем применении робототехники различного назначения при ликвидации разнообразных чрезвычайных ситуаций, катастроф и аварий природного и техногенного характера представляется целесообразной реализация стратегических направлений в создании интеллектуальных мобильных роботов для:

поиска радиоактивных, взрывчатых, наркотических и других химических веществ;

ведения охраны, активной защиты и борьбы с правовыми и террористическими нарушениями на критически важных и потенциально опасных объектах, в местах массового пребывания населения;

исследования перспективы и путей оптимизации и последующей миниатюризации перечисленных типов роботов на базе новых ЗБ-технологий микроэлектромеханических систем (МЭМС).

Накопленные знания применения роботов для ликвидации аварии на ЧАЭС позволили выявить проблемы перспективного развития экстремальной робототехники. Для применяемых в экстремальных

ситуациях роботов необходимо улучшить качество защиты и повысить надежность систем обеспечения функционирования. По сути это главная проблема современной робототехники, требующая разработки новых физических подходов к решению задач управляемого движения (новые способы передвижения роботов)

и новых подходов к обеспечению робота источниками питания, гибкости реагирования при их применении. Ее решение требует развития способов надежного дистанционного и телеуправления, обеспечения универсальности функционирования роботов в различных катастрофических и сложных ЧС.

Литература

1. Израэль Ю. А., Вакуловский С. М., Ветров В. А. и др. Чернобыль: Радиоактивное загрязнение природных сред. М.: Гидрометео-издат, 1990. 296с.

2. Атлас современных и прогнозных аспектов последствий аварии на Чернобыльской АЭС на пострадавших территориях (АСПА Россия-Беларусь) / Под ред. Ю. А. Израэля и И. М. Богде-вича. М.; Минск: Фонд «Инфосфера» — НИА-Природа, 2009. 140 с.

3. Атлас загрязнения Европы цезием после Чернобыльской аварии / Авторы: М. Де Корт (Евросоюз), Ю. А. Израэль (Россия), И. И. Матвеенко (Беларусь), Л. Я. Табачный (Украина) / Координатор от Европейской Комиссии Г. Н. Келли. 1998. 73 листа.

4. Роль Вооруженных Сил в ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС: Доклад начальника Военной академии РХБ защиты имени Маршала Советского Союза С. К. Тимошенко полковника Игоря Кириллова на межведомственной научно-исторической конференции «Чернобыль. Память и подвиг народа. Роль Вооруженных Сил в ликвидации последствий катастрофы».

5. Юревич Е. И. Роботы ЦНИИ РТК на Чернобыльской АЭС и развитие экстремальной робототехники. СПб.: Изд. СПбГПУ, 2003.

6. Лопота В. А., Юревич Е. И. Мехатроника — основа интеллектуальной техники будущего // Микросистемная техника. 2003. № 1. С. 36.

7. Кемурджиан А. Л., Комиссаров В. И., Маленков М. И., Сологуб П. С. и др. Создание и использование радиоуправляемых транспортных роботов СТР для работы на Чернобыльской АЭС: Тезисы докладов на IV Всесоюзном совещании по робо-тотехническим системам. Ч. II. Киев, 1987. С. 265.

8. Маленков М. И., Кемурджиан А. Л. Опыт разработки и эксплуатации робототехнического комплекса СТР-1 при очистке кровель ЧАЭС в 1986 году // Х Научно-техническая конференция «Экстремальная робототехника», Санкт-Петербург, 13-15 апр. 1999. СПб. : Изд-во СПбГТУ, 1999. С. 48-55.

9. Источники литературы по роботу «Мобот»: http://www.sm.bmstu.ru/sm7.htm http://voen-teh.my1.ru/publ/50-1-0-30 http://www.myrobot.ru/articles/hist_1980.php http://apst.narod.ru/WebSiteSM7/CM7/kernelWc6105ea944083.htm http://www.mobot.ru/index.php?option=com_content&task=view &id=12&Itemid=5

Сведения об авторах

Овчинников Валентин Васильевич: д. т. н., проф., ФГВУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), гл. н. с. научно-исслед. центра. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. e-mail: [email protected] SPIN-код — 6751-9380.

Батанов Александр Федорович: к. т. н., ООО «Специальное конструкторско-технологическое бюро прикладной робототехники», нач. бюро, гл. констр. 119049, Москва, Ленинский проспект, 4, стр. 1а, e-mail: [email protected]

Мингалеев Салават Галимджанович: засл. спасат. РФ, ЦСИ ГЗ МЧС России, эксперт. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. e-mail: [email protected]

Information about authors

Ovchinnikov Valentin V.: Dr. Sci. Tech, Professor, All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Chief Researcher of the Research Center. 7 Davydkovskaya, Moscow, 121352, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific — 6751-9380.

Batanov Alexsander F.: PhD in Technical Sciences, Head of department-Chief designer Limited Liability «Special Design and technology Departament of Applied Robotics». 4 Leninsky Prospekt, Moscow, 119049, Russia. e-mail: [email protected]

Mingaleev Salavat G.: Honored Rescuer of the Russian Federation, Center for Strategic Studies of Civil Defense of the MRS of Russia, Expert. 7 Davydkovskaya, Moscow, 121352, Russia. e-mail: [email protected]

Издания ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)

Авторы, название URL

Афанасьева Е.В. и др. Основы системы спасения пострадавших в дорожно-транспортных происшествиях. Информационно-аналитический сборник. Издание второе, дополненное http://elibrary.ru/item.asp?id=22287658

Тодосейчук С.П. и др. Методические рекомендации по эксплуатации оборудования быстровозводимых пунктов временного размещения населения, пострадавшего в результате чрезвычайных ситуаций http://elibrary.ru/item.asp?id=22689053

Тодосейчук С.П. и др. Методические рекомендации по хране-нию и транспортировке оборудования быстровозводимых пунктов временного размещения населения, пострадавшего в результате чрезвычайных ситуаций http://elibrary.ru/item.asp?id=22402913

Посохов Н.Н. и др. Информационный бюллетень о деятельно-сти функциональных подсистем РСЧС в I полугодии 2014 года http://elibrary.ru/item.asp?id=22689115

Пучков В.А. и др. Настольная книга руководителя гражданской обороны http://elibrary.ru/item.asp?id=22689133