Сотрудники и студенты Томского государственного университета разработали дрон, который позволит оптимизировать время тушения любых пожаров. Он рассчитывает оптимальную высоту, доставляет и сбрасывает в очаг возгорания специальный хладагент для успешного тушения. Разработка дрона велась совместно с МЧС России при поддержке гранта Российского научного фонда. Созданный БПЛА получил сертификат-подтверждение технических характеристик от ПАО «Ростелеком» и стал одним из лучших на выставке технологический решений «Дрон-гараж», которая прошла в рамках проектного интенсива «Архипелаг 2024».
Специальный дрон, который разработали ученые Научно-исследовательского института прикладной математики и механики ТГУ и студенты-участники Проектного парка физико-технического факультета ТГУ, позволит определить точные координаты возгорания и направить в очаг пожара необходимый объем хладагента. В данном контексте это вода или вода с добавлением поверхностно-активных веществ, которые при кипении или в процессе расширения отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и после сжатия передают ее окружающей среде.
– Сегодня, чаще всего, пилоты авиации противопожарной охраны при тушении возгорания полагаются на интуитивное понимание того, куда, в каком объеме и на какой высоте сбрасывать хладагент, – рассказывает инженер-исследователь НИИ ПММ ТГУ Сергей Басалаев. – Не всегда это получается: хладагента может оказаться мало, он может и вовсе не долететь. А иногда бывает и такое, что распространение возгорания уже остановлено, но процесс тушения продолжается. И это крайне невыгодно – один полет специального летательного суда три года назад оценивался почти в 400 тысяч рублей, а сегодня – почти в 500. И нашей задачей было рассчитать данные о формировании, динамике и тепломассообмене облака капель вследствие оседания хладагента, чтобы определить необходимый его объем и алгоритм для его успешной доставки.
Цель исследования, по словам Басалаева, – это получение новых фундаментальных знаний о формировании, динамике и тепломассообмене при гравитационном осаждении жидко-капельного облака в высокотемпературной среде. То есть, необходимо было понять, какой объем хладагента нужен при определенном пожаре, с какой высоты его сбрасывать так, чтобы возгорание было успешно ликвидировано за оптимальный промежуток времени.
Научные исследования проходили при поддержке Российского научного фонда. Проведенные работы позволили физикам ТГУ разработать специальную методику и программный комплекс для тушения пожаров – программное обеспечение для пилотов противопожарной авиации. Система позволяет оптимизировать процесс авиационного пожаротушения и упрощает работу пилота. ПО самостоятельно рассчитывает необходимый объем хладагента, курс полета и высоту для сброса и успешного тушения возгорания.
Также физики ТГУ создали специальное беспилотное воздушное средство «Шмель», которое при поддержке противопожарной авиации МЧС России позволяет ускорить тушение пожаров. Результаты показали, что потенциал беспилотника высокий: он может доставлять хладагент напрямую к пожару за минимальное количество времени.
– Этот проект мы осуществляем в тесном взаимодействии с МЧС России, – обращает внимание Сергей Басалаев. – От специалистов ведомства мы получаем фото, видео и статистику наблюдений за реальным тушением пожаров с использованием авиации. Они тестируют разработанный нами программный комплекс для сброса хладагента, а также предоставляют нам подготовленную площадку для тестирования нашего беспилотника-доставщика – в настоящее время для нас это очень важно.
Сергей Басалаев подчеркивает, что в сентябре 2024 года пройдет первый запуск беспилотника совместно со специалистами МЧС. На подготовленной территории состоится несколько тестирований по тушению специальных возгораний и функциональности беспилотника.
Добавим, разработанный студентами и преподавателями ФТФ ТГУ дрон для оптимизации времени тушения пожара получил сертификат-подтверждение технических характеристик и стал одной из лучших разработок в сфере БПЛА на выставке-конкурсе «Дрон-гараж» образовательного интенсива «Архипелаг 2024», который прошел в июле на острове Сахалин.
– Отличительная особенность выставки заключается в том, что нас оценивали не только эксперты в сфере беспилотных воздушных средств, но и сами посетители «Архипелага», – поясняет участник команды разработчиков, студент ФТФ ТГУ Юрий Чадин. – Мы представили нашу разработку – БВС «Шмель» – и крайне горды тем, что у нас получилось завоевать сердца аудитории и получить сертификат-подтверждение технических характеристик. Это значит, что мы можем и далее продолжать нашу работу и улучшать беспилотник.
Напомним, это не первая разработка ученых ТГУ, которая позволит решить проблему лесных пожаров. Сотрудники физико-технического факультета ведут работу над беспилотником, которые позволяет восстанавливать леса после пожаров: он будет доставлять в пострадавшие участки специальный субстрат, который поможет прорастать будущим деревьям.
Для справки. В Томском государственном университете реализацией проектов в сфере беспилотников занимается студенческое конструкторское бюро «Беспилотные авиационные системы» на физико-техническом факультете. Бюро занимается созданием уникальных разработок в сфере беспилотников, проводит испытания различных беспилотных устройств на специальном полигоне, а также реализует программы повышения квалификации и дополнительного образования в сфере управления БАС.