CC BY
70
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС «УМК-Д»
НА БАЗЕ МНОГОЦЕЛЕВОГО ДИРИЖАБЛЯ А-300МУ ДЛЯ
мониторинга наземной, воздушной и водной среды, предупреждения, оперативного обнаружения и тушения лесных и торфяных пожаров
В.А. КОНДРАТЮК, проф., ген. директор ФГУП «ГНЦЛПК», д-р экон. наук,
И В. ВОСКОБОЙНИКОВ, зам. ген. директора ФГУП «ГНЦ ЛПК» по науке, д-р техн. наук, В.М. КРЫЛОВ, гл. конструктор ФГУП «ГНЦЛПК»,
А.Н. КИРИЛИН, МПФ «Аэростатика», д-р техн. наук,
Д.В. КОНДРАТЮК, зам. гл. конструктора ФГУП «ГНЦ ЛПК», асп. МГУЛ
gnclpk@mail.ru
Лесные пожары являются мощным антропогенным фактором, существенно изменяющим функционирование и состояние лесов. Лесные пожары не только национальное российское бедствие, они имеют общемировой характер. С середины 20 века тушение лесных пожаров перестало быть заботой какого-либо отдельного государства и постепенно становится общемировой проблемой.
В России за последнее время погибло более 6 млн га лесных насаждений. Ежегодный ущерб от пожаров составляет десятки млрд руб.
Наиболее высокая горимость лесов зарегистрирована на территории Хабаровского, Приморского и Забайкальского краев, а также в Магаданской области, Республике Бурятия, Республике Саха, Еврейской автономной области, на долю которых приходится 92 % от общей площади, пройденной огнем.
Несовершенная работа по ликвидации пожаров в день обнаружения, несоблюдение технологии тушения пожаров привели к увеличению количества крупных лесных пожаров. Средний показатель таких пожаров за последние 10 лет по стране вырос с 2-3 % до 8 %.
Как показывает практика, авиабазы работают малоэффективно, кратность авиапатрулирования низкая, количество пожаров, обнаруженных авиацией, составляет всего лишь 10 %.
Кроме того, в настоящее время в стране работает только порядка 200 единиц воз-
душных судов (в основном Ан-2 и Ми-8), но на среднюю и высокую горимость, по мнению специалистов, необходимо от 600 до 800 воздушных судов. В США при тушении крупных пожаров в воздухе одновременно находятся более 400 воздушных судов, в России - максимум 10-15.
Таким образом, на сегодняшний день наблюдается недостаток воздушных судов малой авиации, и имеющееся количество этой техники не может обеспечить необходимую кратность патрулирования. Суммарные ежегодные налеты воздушных судов в 90-е годы в стране составляли более 100 тыс. часов, в последние годы в среднем 15 тыс. летных часов (в 1942 г. - 22 тыс. ч). Воздушные суда и технические средства, которыми они оснащены, физически и морально устарели, их износ составляет более 70 %.
Для коренного изменения положения дел необходимо перейти к разработке и внедрению принципиально новых, инновационных технологий по прогнозированию, обнаружению и тушению пожаров.
Государственный научный центр лесопромышленного комплекса (ФГУП «ГНЦ ЛПК») и Научно-производственная фирма «Аэростатика» (ООО «НПФ «Аэростатика») предлагают проект универсального аэростатического комплекса «УМК-Д» на базе многоцелевого дирижабля нового поколения А-300МУ, предназначенного для мониторинга наземной, воздушной и водной среды, патологической и экологической оценки состояния лесных территорий, их пожароопасности
16
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Рисунок. Общий вид дирижабля. Назначение: мониторинг состояния лесных территорий (700-900 тыс. кВ км / сутки); обнаружение зарождения очагов лесных пожаров в радиусе 100-300 км; оперативное (в течение 1 ч) тушение очагов лесных пожаров
и эффективного обнаружения и тушения лесных и торфяных пожаров.
Проект предусматривает использование:
1) воздушного носителя (дирижабля) с уникальными летно-техническими и экологоэкономическими параметрами, способными обеспечить безаэродромную эксплуатацию, вертикальный взлет и посадку, зависание над объектом, длительность беспосадочного полета - до 3 суток, скорость - до 150 км/ч, грузоподъемность - до10 т, возможность оперативной доставки в любую точку пожарных расчетов со спецтехникой, «водяных противопожарных бомб», тракторов и машин, естественную безопасность полетов, малую себестоимость летного часа - 9-11 тыс. руб., а также низкий уровень шума и выбросов в атмосферу токсичных продуктов сгорания топлива;
2) современных дистанционных с большим радиусом действия средств наблюдения и контроля в нескольких спектральных диапазонах днем и ночью, в том числе микроволновых радиометров, гиростабилизированных систем оптического наблюдения (СОН) с телевизионным и тепловизионным каналами, высокочувствительных тепловизоров, приборов космической навигации ГЛОНАСС и GPS;
3) новых высокоэффективных способов и средств пожаротушения посредством тонкораспыленной (мелкодисперсной 100150 мкм) воды и других.
Предлагаемое оборудование обеспечивает новые, недоступные для сегодняшних средств возможности обнаружения и тушения пожаров.
- Микроволновые радиометры позволяют получить информацию о влажности подстилки и содержании влаги в почве леса и кроне деревьев. При критическом содержании влаги в почве (менее 25 %) создаются благоприятные условия для возникновения и распространения пожара. При влажности крон деревьев менее 80 % возникает серьезная угроза перехода низкого пожара в верховой, который, обладая большой скоростью распространения, уничтожает лесную флору и фауну. В случае с торфяниками микроволновые измерения позволяют выявлять скрытые и явно не проявляющиеся в данный момент очаги загорания торфа. Таким образом, микроволновые измерения в зонах возможного загорания леса позволяют использовать их в различных прогнозных алгоритмах и перейти к поиску эффективных критериев оценки пожарной опасности лесных и лесоболотных территорий.
- Установка на дирижабль сканирующих систем оптического и телевизионного наблюдения с высокой разрешающей способностью позволит по пеленгу тепловых полей (днем и ночью) и дыма (только в светлое время суток) определить и с высокой степенью точности закоординировать в радиусе 100130 км очаг зарождающегося пожара площа-
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
17
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
дью менее 0,01 га. За один час «УМК-Д» в состоянии обследовать территорию площадью не менее 30 тыс. кв. км, за сутки - порядка 700-900 тыс. км2 (территория Иркутской области).
- Комплекс имеет минимальные по сравнению с самолетами и вертолетами курсовые, креновые и тангажные отклонения, вибрационные характеристики, что позволяет получать изображения значительно более высокого качества.
- Применение на «УМК-Д» в качестве огнетушащего вещества тонкораспыленной воды (ТРВ) или так называемого «водяного тумана» позволит в среднем в 10 раз повысить эффективность тушения. Высокая эффективность нового способа пожаротушения, разработанная российскими авиационными специалистами, заключается в комплексном воздействии различных механизмов на процесс горения: механический срыв пламени высокоскоростной двухфазной струей воды; быстрое локальное охлаждение горящей поверхности за счет мгновенного испарения мелких капель воды (увеличение скорости поглощения тепла); вытеснение кислорода из зоны горения парами испарившейся воды.
- На «УМК-Д» предлагается использовать следующие средства пожаротушения нового поколения, не имеющие аналогов в России и за рубежом: ранцевое устройство пожаротушения РУПТ (запас воды 10 л, дальность струи 12 м, поражаемая площадь древесного костра 60 м2); подвижные установки (контейнеры) с запасом воды 200-2000 л, дальность струи около 20 м.
- Как особо эффективное средство дистанционной борьбы с пожарами предполагается использование «оболочечных водяных бомб» массой от 0,1 до 1 т, сбрасываемых с высоты до 1 км и распыляющихся под воздействием гидравлического удара над очагом пожара. По нашим предварительным оценкам. 1-2 т «водяных бомб» достаточно для тушения лесного пожара на площади в 1 га.
- Патрулирование дирижабля осуществляется с наличием на борту звена десантников из 2-3 человек со снаряжением (ранцы, контейнеры) и определенного количества «во-
дяных бомб», что позволит оперативно (в течение часа) затушить обнаруженный пожар.
Стоимость летного часа комплекса «УДК» ниже аналогичного показателя самолета «Ан2» (грузоподъемность - 1,8 т; скорость - 180-230 км/ч) в 3-4 раза и вертолета «Ми8» (грузоподъемность - 3-4 т; скорость - 180-220 км/ч) - в 5-7 раз. По грузоподъемности «УДК» 2,5-4 раза превосходит «Ан2» и «Ми8». Применение комплекса «УДК» позволит на принципиально новом технологическом уровне производить мониторинг, оценку патологического и экологического состояния лесных территорий, своевременно выявлять зарождающиеся очаги пожара и оперативно и эффективно тушить их. Эта разработка будет иметь безусловный мировой приоритет.
Применение комплекса «УМК-Д» позволит на принципиально новом технологическом уровне производить мониторинг, оценку патологического и экологического состояния лесных территорий, своевременно выявлять зарождающиеся очаги пожара и оперативно и эффективно тушить их. Данная разработка будет иметь безусловный мировой приоритет.
Предлагаемый проект логически вписывается в предложения Рослесхоза по созданию федеральных межрегиональных авиационных лесопожарных центров, которые участвуют в обнаружении и тушении пожаров не только одного субъекта федерации, но и в пределах границ других федеральных округов, количество которых может быть до 4-5.
Создание Федеральных межрегиональных центров пожаротушения на основе дирижаблей нового поколения должно быть включено в национальную программу пожаротушения, которая должна завершиться к 2015 г.
Библиографический список
1. Методы оценки экологической опасности / Под ред. Т.А. Хоружей - М.: Экономика, 1991. - 220 с.
2. Криволуцкий, Р.А. Биоиндикация радиоактивных загрязнений / Р.А. Криволуцкий. - М.: Наука, 1999. - 384 с.
3. Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980.
18
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
