CC BY
52
Возможные направления использования дирижаблей нового поколения для снижения рисков природных и техногенных чрезвычайных
ситуаций
Акимов В. А., д.т.н, ЦСИ ГЗ МЧС России,
Резников В. М., к.т.н., ВНИИ ГО ЧС
В процессе снижения рисков ЧС имеется три этапа: принятие превентивных мер, оперативная ликвидации (локализация), ликвидация (смягчение) последствий. Система борьбы с ЧС и их последствиями может быть функционально разделена на информационную подсистему и подсистему реагирования. Каждая из подсистем имеет проблемы, связанные с недостатками используемых средств. Однако техника постоянно развивается, появляются более совершенные средства и даже ранее не применявшиеся для борьбы с ЧС.
Такими средствами могут являться дирижабли нового поколения, программа строительства которых разработана ЗАО «Аэростатика» и утверждена ВВС. Предполагается строительство дирижаблей нескольких классов, размерами от нескольких до сотен метров. Каждый из классов может найти применение при прогнозе природных ЧС и их развитии, своевременном обнаружении и контроле развития ЧС и даже обеспечении ведения аварийно-спасательных работ.
Рассмотрим возможные направления использования различных дирижаблей, применительно к их заявленным и имеющимся основным характеристикам (табл.).
Таблица
Летно-технические характеристики проектов дирижаблей фирмы «Аэростатика»
Тип дирижабля А-300 А-06 А-35 «Аэростатика»
Крейсерская скорость, км/ч 104 160 165 140
Высота полета, м 2700 3000 4000 20000
Дальность полета, км 1500 9000 15000 -
Полезная нагрузка, т 1,5 25 200 1,0
Конструктивная длина, м 58 41 251 251
Объем корпуса, м3 6000 60000 352000 352000
Прежде всего, следует рассмотреть проблему аэрокосмического мониторинга (ГОСТ Р 22.1.04 - 96 БЧС. Мониторинг аэрокосмический). Проблема эта заключается в том, что сегмент системы «аэро» отсутствует, а космический сегмент - Система космического мониторинга чрезвычайных ситуаций МЧС России (СКМ ЧС) обеспечивает незначительную часть задач МЧС России. Фактически обеспечивается относительно оперативное обнаружение (2 - 3 раза в сутки) крупных лесных пожаров и наводнений. Не оперативно, с периодом в несколько суток, возможно оценить масштаб последствий и обнаружить ряд ЧС, для чего необходима информация высокого пространственного разрешения. Причин того две: принципиальная и техническая. Принципиальная заключается в том, что с одного КА невозможно получить информацию одновременно высокого и пространственного разрешения. Техническая причина заключается в отсутствии отечественных КА ДЗЗ. В СКМ ЧС приходится использовать информацию низкого разрешения, предоставляемую в открытом доступе американскими КА ТЕКЛА и КОАА. Информация среднего и высокого разрешения от зарубежных космических аппаратов (КА) может быть получена только по предварительному заказу с предоплатой и при наличии лицензии. Срок выполнения заказа может составлять несколько недель (архивный снимок для определения изменений может быть получен быстрее и дешевле). Кроме того, аппаратуру радиолокационного наблюдения имеет только канадский КА Яаёагеа!;.
Кроме того, двухступенчатая система информации - космическая и авиационная составляющие - не соответствует структуре системы управления и реагирования МЧС России и масштабам ЧС (федеральный, межрегиональный и региональный уровни).
Пустующую нишу может заполнить стратосферный дирижабль «Беркут» или «Аэростатика», грузоподъемность которого позволяет оснастить его всеми необходимыми средствами наблюдения самого широкого спектра излучений: от электромагнитного до рентгеновского, а также счетчиками заряженных частиц, активными лазерными радиолокаторами.
Снижение высоты с космической до стратосферной в 20 - 30 раз в той же пропорции повышает разрешающую способность приборов, используемых в космическом мониторинге, и повышает энергию принимаемого сигнала на 20 - 30 дБ. При этом на 20 - 30 дБ повышается и сигнал, принимаемый наземными станциями, что позволяет на той же аппаратуре принимать большие потоки информации, либо уменьшать площадь приемной антенны, делая более мобильной станцию приема. Все это открывает возможность не только оперативного обнаружения природных и природно-техногенных ЧС, но также контролировать и прогнозировать развитие последствий аварий на потенциально радиационно- и химически опасных объектах и гидросооружениях.
Без барражирования стратосферный дирижабль обеспечивает получение снимка высокого разрешения с площади, превышающей 1,5 тыс. км2 и обзор с радиусом по земле до 500 км.
Научные разработки последних десятилетий, подтвержденные отдельными опытными данными, выявили наличие целого ряда предвестников землетрясений, по которым можно дать кратковременный и наиболее достоверный прогноз готовящегося землетрясения. В частности это: эманация радона и гелия, высыпание заряженных частиц, появление электромагнитного излучения в УНЧ диапазоне, флуктуации электростатического и магнитного поля Земли, повышение температуры и поляризация отраженного света на участках вокруг разломов и т.д. Ряд предвестников (ЭМИ, ионные поля, скопление электронов) наблюдались в космосе накануне землетрясений, однако там они носят вторичный, наведенный характер и распространяясь в соответствии магнитными линиями поля Земли не дают возможности достоверно определить место готовящегося события.
Известно, что напряженность ЭМИ ослабевает пропорционально квадрату расстояния, а напряженность электростатического и магнитного полей - пропорционально расстоянию. Следовательно, с меньшего расстояния можно обнаружить более слабые флуктуации, т.е. на более ранней стадии развития процесса.
Условная вероятность Ж(Т) прогноза землетрясения за время, не превышающее заданного, по наличию предвестников определяется выражением (1):
Ж(Г) = Р(Т)Р[1-П(1-рг кг)] , (1)
где Р(Т) — вероятность нахождения носителя аппаратуры в районе готовящегося землетрясения за упредительное время, не превосходящее Т,
рг — условная вероятность обнаружения предвестника /-го типа,
к — корреляция предвестника и события.
Таким образом, постоянное нахождение дирижабля в районе готовящегося землетрясения, определенного методами долгосрочного и средне срочного прогноза, резко увеличивает вероятность краткосрочного прогноза. При прочих равных условиях для достижения такого же уровня вероятности необходима группировка из двух десятков КА, специализированных для прогноза землетрясений, типа разрабатываемого КА «Ка-нопус».
В приведенном соотношении присутствуют корреляционные коэффициенты к, значения которых неизвестны и для нахождения которых необходим большой набор статистических данных, а сильные землетрясения статистически редкие события.
Для набора статистических данных о связи предвестников с фактом события и временем до его начала целесообразно проводить мониторинг сейсмоопасных территорий и форшоковых участков, прежде всего на Камчатке, Сахалине, Кавказе и набирать статистику на слабых землетрясениях, происходящих достаточно регулярно. Использовать в этих целях можно относительно маловысотные привязные платформы и дирижабли типа разработанных для ВВС «Пума» и «Ягуар».
Другим важным направлением применения дирижаблей является транспортировка тяжелой техники к месту катастрофы. По своей грузоподъемности дирижабли превосходят любые другие транспортные средства, но будучи самыми безопасными устройствами, могут передвигаться без ограничений по кратчайшему пути от места погрузки до места аварии, при этом путевая скорость уступая самолету превосходит скорость поезда.
Если учесть необходимость доставки техники на аэродром, способный принимать тяжелые лайнеры, типа «Руслан» и транспортировку техники от аэродрома, то выигрыш во времени доставки окажется проигрышем, да и по грузоподъемности дирижабли превосходят авиацию.
Наконец, дирижабли могут оказаться полезными и при ведении аварийноспасательных работ: в качестве пункта управления работами, для освещения места работ в ночное время и в качестве крана при разборке завалов. Зачастую сверху завала находятся тяжелые плиты, не поддающиеся ручной разборке. Крану подойти к завалу в начальный период разборки невозможно - необходимо расчистить подход, стаскивая плиты трактором - можно нарушить структуру завала, а время не ждет - на спасение пострадавших отпущено не более 5 часов. В завале могут находиться блокированные, время жизни которых достигает 5-ти суток. В течение этого срока применять тяжелую технику по международным нормам не разрешается, а дирижабль способен мягко и быстро снять верхние блоки и плиты, не нарушая структуры завала.
