Робот-танк Thermite:

• дистанционно управляется человеком,

• может вплотную приближаться к огню,

• оснащен брандспойтом,

• соединен шлангом с цистерной с водой или насосом, который качает воду сразу из водоема,

• имеет возможность использовать до 2200 литров воды в минуту.

• относительно финансового вопроса, то пожарные США считают, что это очень выгодно. Американские пожарные машины имеют очень высокие характеристики, в частности - супер-прочную кабину, которая должна выдерживать падение тяжелых предметов, поэтому они собираются вручную и стоят 800000 долларов. Для сравнения - комплект из грузовика Bulldog RS-1 и роботов Thermite и Guardianстоит в два раза дешевле, то есть 400000 долларов. И что более важно, стандртная пожарная техника по своим возможностям уступает команде роботов. Разумеется, что применяя робота-танка Thermite, риск для жизни людей значительно снижается [19].

Рисунок 3.1 Робот-танк Thermite

3.2 Азот-пропановые авиабомбы

Тушение разгоревшихся лесных пожаров водой с самолётов или вертолётов, затратно и неэффективно: большая часть воды, сброшенной с высоты, до земли не долетает, а испаряется в восходящих над пожаром воздушных потоках, и долетевшие до горения капли воды, испаряются на раскалённых углях, лишь на момент снижая температуру горения.

Более эффективно тушение негрючими газами, углекислым или азотом: 1кг жидкого азота, эффективнее 100кг воды и уже изобретены мягкие емкости для хранения и транспортировки переохлаждённых  сжиженных газов.

Но при испарении не в очаге огня, из-за диффузии, газ смешивается с атмосферным кислородом, и утрачивает пламегасящий эффект. Таким способом можно гасить торфяники или свалки, где горение происходит внутри массы которая препятствует диффузии, и холодный при испарении азот или углекислый газ, снизу вытеснит тёплый атмосферный воздух, и огонь погаснет без кислорода.

Для тушения лесных пожаров, предлагаю добавлять  в негорючий газ,   бутан или пропан, который тяжелее воздуха, и будет распространяться по низу

При испарении такой смеси вблизи от огня, попавший из-за диффузии атмосферный  кислород, выгорит, как  только смесь достигнет огня. Это горение бутан-пропана, будет одномоментным, типа  вспышки, и весь кислород выгорит без заметного  повышения отрицательной  температуры, которой обладают газы после испарения.

Огонь пожара, лишённый притока кислорода сразу погаснет, а раскалённые угли быстро остынут от холодного после испарения, газа.

Смысл изобретения, заключается в том, что когда смесь достигнет огня,

произойдет вспышка пропана, и весь кислород в воздушном потоке выгорит

то есть произойдёт объёмный взрыв, направленный от очага огня, и в очаг затянет холодный, полностью лишённый кислорода, воздух, который задует огонь, как мы задуваем спичку..

Если огонь погаснет не весь,  то следующая порция испарившегося бутан-пропана, достигнув пламени взорвётся и выжжет кислород, и такие взрывы будут продолжаться до полного тушения огня, после чего оставшийся газ рассеется в атмосфере

Для доставки азот-пропановых огнетушителей к месту лесного пожара, предлагаю  использовать радиоуправляемые ракеты, высокоточную артилерию, авиабомбы… заменив  боеголовки – огнетушителями [19].

3.3 Беспилотные летательные аппараты

Первый экземпляр летательного аппарата 30 апреля 2015 года представили губернатору Хабаровского края Вячеславу Шпорту.

Испытания проходили на аэродроме вблизи поселка Калинка. Аппарат, считают специалисты, отлично подходит для обнаружения очагов возгорания. Он небольшой, размах крыла всего три с половиной метра, масса чуть более 10 килограммов. В то же время автономный полет БПЛА может длиться 4 часа, его дальность составляет около 260 километров, рабочая высота – от пятидесяти до тысячи метров.

Беспилотник оснащен камерой с высоким разрешением. Вся информация записывается на флэшку в самом аппарате и в режиме реального времени по радиоканалу передается оператору. Радиус действия радиолинии – 70 километров. Беспилотник может летать как по заложенной ранее программе, так и подчиняясь командам с земли. Если связь с оператором вдруг теряется, то БПЛА сам возвращается к точке где она пропала. В случае аварийной посадки найти его можно по сигналу GPS.

Такой беспилотник со всем оборудованием стоит около пяти миллионов рублей, - рассказывает Иван Денисов, начальник управления Лесами Хабаровского края. – Это на самом деле не много. Сейчас такие операции выполняются на вертолетах, час полета которых обходится в 150 тысяч рублей. Вот и считайте сами за сколько дней он окупиться. Кроме того с этого летательного аппарата мы получаем информацию практически мгновенно, а вертолет сначала должен сесть, чтобы доложить как прошла разведка.

БПЛА можно запустить с любой площадки размером в сто метров, время развертывания комплекса около 10 минут. Он может летать при ветре до 15 метров секунду, при температуре от – 30 до + 30 градусов и в дождь и в снегопад. Плюсы очевидны. Программа по внедрению беспилотных летательных аппаратов осуществляется управлением лесами правительства Хабаровского края при содействии Амурского филиала Всемирного фонда природы. Именно их специалисты доставили летательный аппарат в Хабаровск.

Аппарат способен не только искать лесные пожары, - делится Дмитрий Сычиков, старший координатор лесных проектов Амурского филиала Всемирного фонда дикой природы. – Он абсолютно бесшумен, может обнаруживать незаконные рубки, которые идут в лесу, следить за популяциями редких животных и на многое другое. Что ценно это полностью отечественная разработка, делают его в городе Ижевск. Пришлось постараться чтобы его найти. У нас, к сожалению, не так много подобных разработок. Есть дешевые любительские, которые могут летать максимум 30 минут и на небольшое расстояние. Есть очень дорогие военные, купить которые практически не возможно. Так что пришлось поискать.

По мнению губернатора Беспилотный летательный аппарат показал себя отлично. Даже сильный ветер не помешал аппарату показать все, на что он способен и найти специально для испытаний разведенный костер.

- Мы станем первым регионом, который возьмет на вооружение такие беспилотники, - отметил Вячеслав Шпорт, губернатор Хабаровского края. – Сначала возьмем пару штук, посмотрим, как они покажут себя в наших условиях, если все будет хорошо, то закупим больше. Это будет механизм, который, позволит нам существенно увеличить эффективность борьбы с лесными пожарами.

Пока беспилотники будут летать у Хабаровска и Комсомольска-на-Амуре. В дальнейшем, если дело пойдет, то под надзором окажется вся лесная территория края.

4 Варианты тушения лесного пожара

Часть расчетов содержит в себе следующее: расчет времени тушения участка кромки крупного лесного пожара рабочими с ручными инструментами, расчет времени тушения участка кромки пожара протяженностью S бригадой численностью n, расчет суммарной производительности бригады из n тушильщиков. Вышеперечисленные расчеты выполнены в соответствии с методикой, изложенной в [5]. Расчет экологического ущерба от общего числа возникших пожаров выполнен в соответствии с методикой, изложенной в [20].

4.1 Расчет времени тушения участка кромки крупного лесного пожара рабочими с ручными инструментами

Цель расчета: рассчитать время тушения участка кромки крупного лесного пожара рабочими с ручными инструментами

Время тушения определяется по формуле:

, (4.1)

где n - количество тушильщиков (непосредственно работающих на кромке, без выполнения вспомогательных операции);

S - протяженность кромки, закрепленной за данной бригадой, м;

W₁, - средняя скорость одного рабочего при тушении кромки, м/мин;

V_пер - средняя скорость передвижения рабочих по лесу при переходе с одного участка на другой, м/ч, м/мин;

V_кр - скорость продвижения кромки на участке работ бригады, м/мин.

Исходные данные: S=1000 м, n=10 чел., W₁=2 м/мин, V_пер= 30 м/мин, V_кр=1 м/мин

Подставляя данные для расчета в формулу, находим время тушения:

= 88 мин.

В случае, когда бригада перед началом тушения находится на середине участка с протяженностью кромки S и, разделившись на 2 группы, проводит тушение, формула несколько изменяется:

, (4.2)

Тогда при тех же данных для расчета время тушения составляет:

=71 мин.

Таким образом, время тушения участка кромки крупного лесного пожара рабочими с ручными инструментами составляет 88 минут, однако если бригада перед началом тушения находится на середине участка с протяженностью кромки 1000 и, разделившись на 2 группы, проводит тушение, время тушения сократится и составит 71 минуту.

4.2 Расчет времени тушения участка кромки пожара протяженностью S бригадой численностью n

Цель расчета: рассчитать время тушения участка кромки пожара бригадой

При заданных параметрах время тушения определяется количеством рабочих, занятых непосредственно тушением кромки (n_туш), при условии, что вспомогательные рабочие (n_всп) обеспечивают ритмичную работу тушильщиков. Поэтому на первом этапе расчета необходимо определить соотношение между числом тушильщиков и количеством вспомогательных рабочих. Из состава бригады вычисляется n_туш:

, (4.3)

Число вспомогательных рабочих составляет:

, (4.4)

Затраты времени на тушение кромки заданной протяженности определяются в этом случае количеством тушильщиков и устанавливаются по формуле:

, (4.5)

где

S- протяженность кромки, закрепленной за бригадой, м;

n- количество рабочих в бригаде;

W₁- средняя производительность одного тушильщика, м/мин;

V_пер- средняя скорость передвижения рабочих по лесу, м/мин;

V_кр- скорость движения кромки пожара в секторе работ бригады, м/мин;

l₁-среднее расстояние подноски опрыскивателей к месту тушения, м;

τ_запр- время заправки опрыскивателя, мин;

τ_1запр- время тушения одной заправкой, мин.

Исходные данные: S=2000 м, n=12 чел., W₁=15 м/мин, V_пер=30 м/мин, V_кр=0,5 м/мин, l₁= 100 м, τ_запр=5 мин, τ_{1 запр}= 8 мин.