RU2744324C1 - Система и способ тушения пожара - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к обнаружению и предупреждению чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий, а именно к тушению пожаров. Разработанная система тушения пожара содержит модуль управления тушением пожара, летательный аппарат (ЛА) разведчик, по меньшей мере один ЛА носитель и множество ударных беспилотных летательных аппаратов (УБПЛА). Модуль управления тушением пожара выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с ЛА разведчиком и ЛА носителем, формирования и корректировки алгоритма тушения пожара в зависимости от постоянно поступающей информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, передачи ЛА носителям алгоритма тушения пожара и конфигурации расположения ЛА носителей и роя УБПЛА при тушении пожара. ЛА разведчик выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара, обнаружения очага возгорания, определения типа очага возгорания, его координат и параметров, направления и скорости перемещения огня, силы и направления ветра, передачи данных модулю управления тушением пожара. ЛА носитель выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара и с УБПЛА, доставки к очагу возгорания УБПЛА и их сброса, образования роя из УБПЛА определенной пространственной конфигурации в зависимости от типа пожара. УБПЛА предназначены для попадания в расчетную точку очага возгорания и высвобождения заряда огнетушащего вещества с полным самоуничтожением, содержат корпус аэродинамической формы с электродвигателем, системой регулирования и зарядом в виде твердого диоксида углерода. Также заявлен способ тушения пожара с использованием указанной системы. Техническим результатом является обеспечение высокой точности попадания зарядов, повышение эффективности пожаротушения, а также обеспечение мобильности системы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к обнаружению и предупреждению чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий, а точнее, к тушению пожаров.

В настоящее время стоит острая проблема тушения пожаров, особенно пожаров большой интенсивности и в с ложно доступных местах. Анализ мировой пожарной обстановки позволяет констатировать растущую потребность в новых методиках и средствах пожаротушения, причем как обнаружения, так и борьбы с пожарами. Изобретение актуально для регионов с повышенной пожарной опасностью, подверженных негативному воздействию стихийных бедствий, а также для населенных пунктов и промышленных центров, в которых велика вероятность возникновения пожароопасных ситуаций, обусловленных человеческим фактором или большим износом производственных мощностей и жилого фонда.

Из уровня техники известен патент США US 6364026 «Robotic fire protection system» (опубл. 02.04.2002), описывающий роботизированное транспортное средство наблюдения, выполненное в виде беспилотного летательного аппарата (далее - БПЛА) наблюдения, роботизированное транспортное средство тушения, выполненное в виде БПЛА тушения, и наземную станцию мониторинга и управления их полетом с человеком-оператором. БПЛА наблюдения предназначен для непрерывного патрулирования пожароопасного района и мониторинга обстановки в оптическом и инфракрасном диапазонах с помощью бортовых средств наблюдения и передачи данных на станцию мониторинга и управления полетом. БПЛА тушения снабжены контейнерами с тушащим пожар веществом, а также собственными средствами наблюдения за обстановкой в оптическом и инфракрасном диапазонах. Эти средства наблюдения служат для самостоятельной примерной ориентации в пространстве при вылете в направлении пожара и передачи оператору станции мониторинга и управления полетом данных, необходимых для точного наведения на место пожара и оценки его состояния. БПЛА тушения размещены на пусковых установках в пожароопасном районе. Они находятся в состоянии постоянной готовности к применению. Оператор станции мониторинга и управления задает направление, высоту и скорость полета БПЛА наблюдения и непрерывно получает от него видеоинформацию. В случае обнаружения пожара он дает команду на запуск ближайшего к месту пожара БПЛА тушения, и по прилету его в заданный район - команду на применение тушащего пожар вещества. Координаты БПЛА определяются с помощью спутниковой системы навигации (GPS).

Основным недостатком данного технического решения является то, что система не пригодна для тушения пожара на больших территориях. Также известная система требует участия чело века-пилота, управляющего полетом БПЛА с земли, и предварительного обустройства местности пусковыми установками, что делает известную систему дорогостоящей и сложной в обслуживании. Эффективность системы низкая из-за невозможности точного попадания в очаг возгорания. Также недостатком является относительно высокая вероятность столкновения в воздухе сразу нескольких БПЛА.

Патент РФ RU 2291730 «Способ тушения огня и устройство для его реализации» (опубл. 21.03.2007) описывает средства тушения горящих продуктов различной природы и назначения, в том числе нефти, древесины, природного газа и их производных, с использованием гранул диоксида углерода. Согласно способу тушения огня, при пожаротушении гранулы диоксида углерода вводят в зону горения по баллистической кривой снарядами, выполненными в виде брикетов с гранулами диоксида углерода, размещенными в пористых эластичных оболочках. Устройство, используемое для реализации способа тушения огня, представляет собой средство метания снарядов с огнетушащим элементом путем разгона снарядов в стволе давлением на снаряд газообразного рабочего тела, систему создания указанного давления и опору, на которой установлено средство метания. Оно может быть реализовано в виде самозарядной пневматической пушки, выполненной с возможностью эксплуатации в режиме непрерывной прицельной стрельбы снарядами.

Описанное техническое решение раскрывает способ тушения пожаров посредством снарядов, содержащих гранулы диоксида углерода, однако основной особенностью является то, каким образом доставляется диоксид углерода до пожара, а именно, в отсутствие летательных аппаратов (далее - ЛА) или же БПЛА. Известная система требует развертывания в непосредственной близости от очага пожара, создает угрозу для персонала, обслуживающего метательные устройства, обладает недостаточной точностью.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является система беспилотного пожаротушения, основанная на групповой работе БПЛА, согласно заявке на патент Китая CN 109331360 «Unmanned aerial vehicle fire extinguishing system based on unmanned aerial vehicle group operation» (опубл. 15.02.2019). Система пожаротушения включает в себя основной БПЛА с электронным оборудованием, по меньшей мере один вспомогательный БПЛА, способный нести огнетушащую бомбу, и наземную станцию принятия решений и управления указанными БПЛА. На основном БПЛА установлены силовой механизм, который обеспечивает полетную мощность; цифровой радиомодуль для обмена данными между БПЛА и наземной противопожарной станцией управления и получения соответствующих инструкций на тушение пожара; камера для получения информации об окружающей среде и области пожара, а также детекции области пожара и определении мест сброса огнетушащих бомб; инфракрасный сенсор для регистрации температуры окружающей среды с целью предотвращения попадания БПЛА в зону с высокой температурой; сенсор давления для детекции тепловых потоков и возмущений воздуха, определения скорости потока воздуха вблизи от области пожара. Вспомогательные БПЛА выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом в составе группы (роя) БПЛА, так что они выполняют групповое задание, при котором могут одновременно перемещаться в заданном взаимном положении и нести огнетушащие бомбы. При небольшом пожаре может использоваться один вспомогательный БПЛА. В случае большого пожара предпочтительно использовать от 2 до 12 вспомогательных БПЛА. При необходимости несколько вспомогательных БПЛА могут нести одну огнетушащую бомбу большой массы, или же каждый из них несет свою огнетушащую бомбу. В состав вещества огнетушащей бомбы могут входить частицы диоксида углерода. Данные от датчиков основного БПЛА используются для оперативного управления коллективным полетом группы вспомогательных БПЛА. Передача инструкций от наземной станции к вспомогательным БПЛА ведется через основной БПЛА. Техническим результатом указанного известного технического решения является повышение точности сброса огнетушащих бомб, и оно может использоваться для тушения пожаров в высотных зданиях, лесах, объектах промышленности большой площади (например, атомных станциях) без риска нанесения ущерба персоналу и людям на земле.

Несмотря на то, что архитектура данной известной системы беспилотного пожаротушения близка к заявленной в настоящем изобретении, первая обладает рядом недостатков. В частности, с ее помощью достаточно сложно реализовать эффективное тушение пожара в условиях быстро меняющейся ситуации. Ограничением является также то, что данная система предусматривает использование только БПЛА, исключая применение в качестве несущих и разведывательных ЛА - самолетов, вертолетов и других летательных средств. Важно и то, что известная система имеет ограничения по точности доставки огнетушащего средства каждым из вспомогательных БПЛА, что влияет на эффективность тушения пожара.

Таким образом, все известные из области техники способы, системы и средства для тушения пожара не обладают достаточным эффектом для быстрого и точного попадания в цель огнетушащего вещества, а, следовательно, характеризуются ограниченной эффективностью тушения пожара.

Задачей настоящего изобретения является создание такой системы и способа тушения пожара, которые обеспечивали бы простоту и эффективность тушения пожара.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности пожаротушения за счет обеспечения высокой точности попадания зарядов, а также обеспечение повышенной мобильности системы.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что система тушения пожара согласно настоящему изобретению содержит модуль управления тушением пожара, мобильную базу обслуживания, летательный аппарат (ЛА) разведчик, по меньшей мере один ЛА носитель и множество ударных беспилотных летательных аппаратов (УБПЛА). Модуль управления тушением пожара выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с ЛА разведчиком и ЛА носителем, непрерывного получения информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, обработки полученной информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, формирования алгоритма тушения пожара и корректировки алгоритма тушения пожара в зависимости от постоянно поступающей информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, передачи ЛА носителям алгоритма тушения пожара и конфигурации расположения ЛА носителей и роя УБПЛА при тушении пожара, получения информации от ЛА разведчика и ЛА носителей о ходе тушения пожара и о новых очагах возгорания, изменения параметров роя УБПЛА на основе получаемой информации. ЛА разведчик выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара, обнаружения очага возгорания, определения типа очага возгорания, его координат и параметров, направления и скорости перемещения огня, силы и направления ветра, передачи данных модулю управления тушением пожара. Таким образом ЛА разведчик обеспечивает мониторинг местности и постоянную коррекцию информации о состоянии очага возгорания в режиме реального времени, что позволяет немедленно реагировать на изменяющиеся условия, тем самым повышая эффективность тушения пожара. ЛА носитель выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара и с УБПЛА, направления информации с места пожара модулю управления тушением пожара и получения от него алгоритма тушения пожара, доставки к очагу возгорания УБПЛА и их сброса, образования роя из УБПЛА определенной пространственной конфигурации в зависимости от типа пожара, изменения параметров роя УБПЛА на основе получаемой информации об изменениях в картине пожара. УБПЛА предназначены для направления и доставки зарядов огнетушащего вещества (или огнетушащего средства) к очагу возгорания путем их полного самоуничтожения. Под полным самоуничтожением подразумевается детонация УБПЛА на заданной высоте, причем определение места и момента детонации поступает с модуля управления тушением пожара. Это позволяет достичь более точной доставки огнетушащего средства в заданную точку в области пожара для каждого УБПЛА, что сказывается на повышении эффективности пожаротушения с использованием предложенной формы средств пожаротушения - зарядов, внутри каждого из которых располагается, преимущественно, твердый диоксид углерода (CO2), выполненный в виде гранул или брикетов, о чем будет сказано далее. УБПЛА содержат легковоспламеняющийся корпус аэродинамической формы с электродвигателем, системой регулирования и зарядом в виде твердого диоксида углерода и выполнены с возможностью взаимодействия с модулем управления тушением пожара и ЛА носителями для получения команд по формированию роя определенной пространственной конфигурации и его изменения в зависимости от типа пожара, а также изменения параметров роя УБПЛА на основе получаемой информации.

Система тушения пожара способна повысить эффективность и экономичность при тушении пожара в городских домах (особенно высотных или обладающих культурной ценностью), производственных помещениях, складах, в том числе горючих материалов, нефтяных вышках, нефтегазоперерабатывающих и химических заводах, лесных и сельскохозяйственных угодьях, вблизи поселений и отдельных домов/усадеб. При этом система обеспечивает высокую точность попадания зарядов твердого диоксида углерода либо другого вещества за счет использования именно роя УБПЛА. Использование для тушения пожара вещества в виде твердого диоксида углерода объясняется тем, что он вытесняет кислород воздуха, что является особенно важным для безопасности людей, а также животных.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата также возможны в частных вариантах исполнения заявленной системы.

Так, например, ЛА разведчик и ЛА носители могут быть выполнены в виде БПЛА. Выбор использования ЛА или БПЛА обуславливается в первую очередь параметрами распространения пожара. Также система тушения пожара может содержать модуль управления тушением пожара и мобильную базу, на которых обеспечивается хранение и полное обслуживание ЛА разведчика, ЛА носителей, запаса УБПЛА и специально упакованных зарядов диоксида углерода. Специалисту в данной области техники будет понятно, что под полным обслуживанием можно подразумевать хранение аккумуляторных батарей, зарядных устройств, специально упакованных зарядов огнетушащего вещества, замену аккумуляторных батарей несущих БПЛА после возвращения их на базу, оснащение УБПЛА зарядами специально упакованного огнетушащего вещества, подвешивание новых УБПЛА взамен израсходованных, осмотр корпусов ЛА и УБПЛА на наличие повреждений, а также контроль и, при необходимости, наладку систем слежения и прочее.

Модуль управления тушением пожара может быть расположен на земле, автомобиле, вертолете, борту судна или иного транспортного средства, или же на ЛА носителе.

ЛА разведчик может быть расположен вблизи модуля управления тушением пожара и является наблюдателем, не осуществляя при этом вылета.

Еще одним объектом настоящего изобретения, решающим поставленную задачу и позволяющим достичь заявленный технический результат, является способ, который на основе вышеописанной системы позволяет производить обнаружение очага возгорания, определять тип очага возгорания и тип пожара, координаты очага возгорания, параметры очага возгорания, направления и скорости перемещения огня, силы и направления ветра, обработку полученной информации, моделировать развитие пожара, формировать алгоритм тушения пожара, траектории движения ЛА, корректировать алгоритм тушения пожара в зависимости от постоянно поступающей информации о пожаре, передавать ЛА алгоритм тушения пожара, траекторию движения ЛА и конфигурацию расположения роя УБПЛА, получать информацию о ходе тушения пожара и новых очагах возгорания, изменять на ее основе параметры роя УБПЛА, контролировать и управлять воздушным пространством, контролировать процесс тушения пожара, управлять ЛА и БПЛА до полного устранения очага возгорания.

Подробнее о системе, состоящей из основных ее составляющих, перечисленных выше, и о способе, который реализует представленную систему, описано ниже на одном из возможных примеров реализации системы, которым, однако, данное изобретение не ограничивается.

Модуль управления тушением пожара представляет собой станцию, выполненную с возможностью приема и передачи сигналов через спутниковые каналы наведения, и размещается на земле, на автомобиле, в вертолете, на борту судна, на ЛА носителе или другом транспортном средстве. Модуль управления также выполнен с возможностью обслуживания и управления группами летательных аппаратов, в том числе ЛА и БПЛА, моделирования развития различных типов пожаров, разработки сценария тушения пожара и контроля за его реализацией, контроля и управления воздушным пространством, информационное обеспечение.

Модуль управления может быть реализован любыми известными программно-аппаратными средствами, такими как персональный компьютер или более мощная рабочая станция, в том числе в промышленном исполнении, с соответствующим программным обеспечением для выполнения своих функций и реализации заявленного способа, а также снабженными требуемыми средствами связи со всеми ЛА и БПЛА.

Модуль управления тушением пожара обеспечивает взаимодействие со всеми ЛА и БПЛА, а также имеет возможность корректировать алгоритмы построения пространственного расположения роя УБПЛА в режиме реального времени с учетом постоянно поступающей обновленной информации о ходе распространения и тушения очага возгорания от ЛА разведчика. ЛА разведчик может быть заменен на БПЛА разведчик, и специалисту данной области техники будет понятно, что данная замена зависит от многих факторов, например, от степени распространения пожара, а также от его сложности. Например, чем сложнее ситуация с очагом возгорания и обширнее площадь возгорания, тем удобнее использование ЛА разведчика.

Построение алгоритмов и проведение на их основе аэродинамических расчетов с целью определения необходимой конфигурации роя УБПЛА и его осуществления, возможность корректировки построенных алгоритмов в режиме реального времени, а также обработка полученной информации реализуются, преимущественно, за счет применения сверточных нейросетей, а именно, искусственного интеллекта. Существуют и более простые варианты осуществления построения и корректировки алгоритмов, например, информационный способ, а именно, информационный обмен между ЛА и БПЛА, однако данный метод (описан в упомянутом выше патенте США US 6364026) может приводить к столкновениям в воздухе ЛА и БПЛА.

ЛА разведчик, а в некоторых случая, как было описано выше, БПЛА разведчик, расположен вблизи модуля управления полетом, может находиться свободно в полете или же быть закрепленным на высоте до 100 м на тросе или ином устройстве, например, электрокабеле, обеспечивающем его непрерывное электропитание. ЛА разведчик содержит размещенную на нем аппаратуру, которая выполняет мониторинг местности и выявляет очаги возгорания, определяет характер пожара и его точные координаты, а также направление перемещения огня, силу, направление ветра и затем передает все данные на модуль управления тушением пожара с целью корректировки траектории полета несущих ЛА и БПЛА.

ЛА разведчик может быть реализован на базе любого известного ЛА, включая в частном случае БПЛА, снабженного требуемыми средствами связи, а также датчиками и средствами мониторинга, такими как видеокамеры, датчики направления и силы ветра, датчики давления, датчики температуры и т.д., которые хорошо известны специалисту и не требуют специальных пояснений.

ЛА носитель, а в некоторых случаях БПЛА носитель, располагается, преимущественно, свободно в полете и выполнен постоянно взаимодействующим как с ЛА разведчиком, так и с модулем управления тушением пожара, причем взаимодействие осуществляется с целью точного наведения ЛА носителя и УБПЛА на место возгорания, а также для получения от модуля управления тушением пожара требуемого (расчетного) типа пространственного расположения роя УБПЛА. Важным преимуществом настоящего изобретения является то, что ЛА носитель содержит в своих специальных отсеках или подвесных конструкциях УБПЛА, что способствует более быстрому и точному построению требуемого роя УБПЛА, а, следовательно, повышает эффективность тушения пожара и точность доставки огнетушащего средства к очагу возгорания.

Как и ЛА разведчик, ЛА носитель может быть реализован на базе любого известного ЛА, включая в частном случае БПЛА, снабженного средствами связи. При необходимости, например, для повышения оперативности поступления информации о пожаре и текущих внешних условиях, ЛА носитель также может быть снабжен требуемыми датчиками и средствами мониторинга, такими как видеокамеры, датчики направления и силы ветра, датчики давления, датчики температуры и т.д., которые хорошо известны специалисту и не требуют специальных пояснений.

УБПЛА имеют легковоспламеняемый корпус аэродинамической формы, обеспечивающей их плавное движение. Они снабжены электродвигателем, расположенным в хвостовой части, работающим от аккумулятора и функционирующим с помощью системы регулирования, которая управляется сигналами с ЛА носителя для обеспечения высокой точности попадания зарядов. В момент попадания в цель (расчетную точку) УБПЛА самоуничтожаются, полностью высвобождая заряды тушащего вещества.

УБПЛА снабжены зарядами, внутри каждого из которых располагается, преимущественно, твердый диоксид углерода (CO2), выполненный в виде гранул или брикетов, или же другое вещество, которое способно быстро и эффективно справиться с тушением очага возгорания.

Благодаря аэродинамической форме корпуса и наличию электродвигателя, а также системе регулирования, УБПЛА выполнены с возможностью построения из них роя, пространственная геометрическая форма которого и количество УБПЛА в сечении, перпендикулярном оси симметрии геометрической фигуры роя, задаются модулем управления тушением пожара и передаются УБПЛА через модуль управления и ЛА носители. Форма роя определяет, насколько эффективно будет потушен очаг возгорания. Предпочтительно использовать, но не привязываясь только к нижеперечисленным, несколько типов конфигураций пространственного расположения роя УБПЛА в зависимости от характера очага возгорания, а также от метеорологических условий:

Р1 - имеет вид конуса с основанием в форме эллипса (в частности окружности) и осью симметрии в виде прямой, перпендикулярной основанию, либо наклоненной к нему. Данный тип используется для тушения пожара в городских зданиях, производственных помещениях, отдельно стоящих домах. Характерными параметрами роя типа Р1 являются размеры осей эллипса основания, длина и угол наклона прямой оси симметрии. Вершина конуса направляется в точку максимальной температуры горения, конус острием «вдавливается» в очаг пожара. Технический результат от использования данной формы роя обеспечивается за счет направления вершины конуса в центр очага пожара и дальнейшего нанесения ударов зарядов диоксида углерода по расходящимся эллипсам (окружностям) в сторону периферии очага пожара, тем самым обеспечивая максимальную эффективность ликвидации очага возгорания;

Р2 - имеет вид пространственного рога, ось симметрии которого представляет кривую, а площади сечений, перпендикулярные оси симметрии и имеющие форму эллипса, монотонно уменьшаются к вершине. Данный тип роя может использоваться при сильном боковом ветре для тушения низового лесного или полевого пожара, возгорание которого имеет форму полусферы, вершина которой соответствует точке пожара максимальной температуры. При этом рой направляется так, чтобы вершина конуса попала в центр полусферы. Характерными параметрами роя типа Р2 являются размеры осей эллипса основания, длина и кривизна оси симметрии, изменение параметров сечений, перпендикулярных оси симметрии. В вырожденном виде, например, при отсутствии бокового ветра, форма роя Р2 может превращаться в форму роя PL Технический результат от использования данной формы роя обеспечивается за счет учета направления и силы ветра, что повышает точность попадания зарядов в очаг пожара;

Р3 - имеет вид «корня растения», а именно, вид пространственной геометрической фигуры, отличающейся от фигуры роя типа Р1 и Р2 тем, что состоит из двух и более рогов или конусов, одинакового или разных размеров, как бы «приклеенных» к поверхности шара, направленных либо в одну, либо в разные стороны. В процессе тушения пожара рога (конусы) могут сближаться между собой или удаляться друг от друга. Данный тип роя может использоваться для тушения верхового лесного пожара или при ликвидации пожара на объектах повышенной опасности, которые характеризуются наличием нескольких очагов пожара. При этом острия рогов (конусов) роя направляются на различные очаги пожара как на выявленные до запуска роя, так и обнаруженные в процессе движения. Характерными параметрами роя типа Р3 являются параметры шара, а также все параметры, перечисленные для роя типа Р1 и Р2 для всех рогов (конусов), а также характеристики расположения сечений рогов (конусов) на поверхности шара, скорость сближения расхождений рогов (конусов). Технический результат от использования данной формы роя обеспечивается за счет оперативного реагирования на изменение параметров пожара, что повышает эффективность использования зарядов в процессе тушения пожара;

Р4 - имеет форму пространственной спирали, площадь сечения которой представляет собой круг или эллипс постоянного или изменяющегося размера. Данный тип роя может использоваться для тушения пожара при наличии сильных восходящих потоков воздуха на нефтяных и газовых вышках, хранилищах горючих материалов, опасных, в том числе химических, производств, высотных зданий. При этом спираль как бы обвивает область восходящих потоков, сужаясь (в виде воронки) к очагу пожара. Характерными параметрами роя Р4 являются геометрические параметры оси симметрии, размер и форма перпендикулярных сечений и скорость их изменения в процессе тушения пожара. Техническим результатом использования данной формы роя является снижение риска гибели УБПЛА до достижения очага пожара или отклонения их от заданной цели, повышение точности доставки зарядов в очаг пожара;

Р5 - имеет форму многослойного прямоугольника (прямоугольного параллелепипеда), широкая часть которого направлена в сторону фронта распространяющегося интенсивного лесного пожара. Используется при тушении фронтальных лесных пожаров, в особенности при их приближении к населенным пунктам. Характерными параметрами роя Р5 являются ширина фронта роя, а также высота и удаленность от земли, количество слоев, состоящих из УБПЛА. Техническим результатом использования данной формы роя является замедление распространения лесного пожара за счет повышения эффективности его тушения и точности доставки огнетушащего средства с целью выиграть время для эвакуации мест проживания людей.

Следует отметить, что приведенные выше варианты конфигураций пространственного расположения роя УБПЛА не являются единственно возможными при реализации настоящего изобретения, и специалист сможет внести в них коррективы, исходя из характера очага возгорания, а также метеорологических условий, но учитывая особенности и возможности заявленной системы пожаротушения.

УБПЛА выполнены с возможностью доставки зарядов тушащего вещества к месту горения (расчетной точке) и моментального самоуничтожения. Таким образом, УБПЛА могут быть использованы в процессе тушения пожара только единожды для доставки зарядов огнетушащего вещества к очагу возгорания. Специалисту в данной области техники будет понятно, что данный признак упрощает конструкцию УБПЛА, снижает требования к емкости аккумулятора, а значит, повышает полезную нагрузку, т.е. количество переносимого огнетушащего вещества.

Алгоритм управления тушением пожара предусматривает также моментальное самоуничтожение УБПЛА на определенной высоте, в том числе при его отклонении от заданной траектории полета. Под самоуничтожением подразумевается детонация УБПЛА с брикетами диоксида углерода на заданной высоте и в заданных координатах. Например, в случае, если в очаге возгорания обнаружен живой объект, детонация будет отменена или произойдет вне огня. С другой стороны, точное местоположение распределения средств пожаротушения каждым из УБПЛА, включая высоту, позволяет более эффективно использовать такие средства, а значит, приводит к росту эффективности пожаротушения с учетом постоянного контроля за процессом пожаротушения и внешними условиями в области пожара.

Для решения широкого спектра комплексных задач требуются разные типы ЛА и БПЛА, способные работать безопасно в одном воздушном пространстве. Очевидно, что задача тушения пожара сводится к подзадаче поиска очага возгорания и непосредственно самого тушения пожара путем сбрасывания груза с полезной нагрузкой на очаг возгорания.

Заявленная система и способ тушения пожара работают следующим образом. ЛА разведчик с помощью специальной аппаратуры производит мониторинг местности и обнаруживает очаг возгорания, передает информацию модулю управления тушением пожара, который, в свою очередь, ее обрабатывает и параллельно, в режиме реального времени, передает ее ЛА носителям, которые после получения точных координат очага возгорания от ЛА разведчика вылетают в его сторону, получая в процессе полета от модуля управления тушением пожара данные по формированию необходимого типа пространственного расположения роя УБПЛА, находящихся на их бортах. В установленный момент ЛА носители выпускают рой УБПЛА, в частности, согласно одному из упомянутых выше типов конфигураций пространственного расположения роя УБПЛА, которые обеспечивают доставку зарядов твердого диоксида углерода к месту горения и самоуничтожаются в процессе тушения. Мониторинг местности с очагом возгорания происходит до момента полного устранения пожара.

Таким образом, заявленные система и способ тушения пожара обеспечивают максимальную эффективность тушения пожара с помощью ЛА разведчика, ЛА носителей и роя УБПЛА, при этом повышение эффективности пожаротушения обеспечивается высокой точностью попадания зарядов огнетушащего вещества.

Claims (24)

1. Система тушения пожара, включающая:

модуль управления тушением пожара,

мобильную базу обслуживания,

летательный аппарат (ЛА) разведчик,

по меньшей мере один ЛА носитель, и

множество ударных беспилотных летательных аппаратов (УБПЛА),

причем модуль управления тушением пожара выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с ЛА разведчиком и ЛА носителями, непрерывного получения информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, обработки полученной информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, формирования алгоритма тушения пожара и корректировки алгоритма тушения пожара в зависимости от постоянно поступающей информации от ЛА разведчика и ЛА носителей, передачи ЛА носителям алгоритма тушения пожара и конфигурации расположения ЛА носителей и роя УБПЛА при тушении пожара, получения информации от ЛА разведчика и ЛА носителей о ходе тушения пожара и о новых очагах возгорания,

ЛА разведчик выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара, обнаружения очага возгорания, определения типа очага возгорания, его координат и параметров, направления и скорости перемещения огня, силы и направления ветра, передачи указанной информации модулю управления тушением пожара,

каждый ЛА носитель выполнен с возможностью двустороннего непрерывного взаимодействия с модулем управления тушением пожара и с УБПЛА, направления информации о ходе тушения пожара с места возгорания модулю управления тушением пожара и получения от него алгоритма тушения пожара, доставки к очагу возгорания УБПЛА и их сброса, образования роя из УБПЛА определенной пространственной конфигурации в зависимости от типа пожара, и

УБПЛА предназначены для направления на очаг возгорания и высвобождения заряда огнетушащего вещества в виде твердого диоксида углерода в заданной точке пространства путем полного самоуничтожения, содержат корпус аэродинамической формы с электродвигателем, системой регулирования и зарядом огнетушащего вещества и выполнены с возможностью взаимодействия с модулем управления тушением пожара и ЛА носителями для получения команд по формированию роя определенной пространственной конфигурации и его изменения в зависимости от типа пожара.

2. Система тушения пожара по п. 1, в которой ЛА разведчик и ЛА носители являются соответственно беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) разведчиком и БПЛА носителями.

3. Система тушения пожара по п. 2, в которой модуль управления тушением пожара совмещен с мобильной базой обслуживания, обеспечивающей хранение БПЛА разведчиков, БПЛА носителей, запасов УБПЛА и зарядов огнетушащего вещества, приборов и материалов, обеспечивающих бесперебойную работу по тушению пожара.

4. Система тушения пожара по п. 1, в которой ЛА разведчик расположен вблизи от модуля управления тушением пожара на тросе или электрокабеле и является наблюдателем, не осуществляя при этом вылета.

5. Система тушения пожара по п. 1, в которой модуль управления расположен на ЛА носителе.

6. Способ тушения пожара с использованием системы тушения пожара по любому из пп. 1-5, включающий:

обнаружение очага возгорания,

определение типа очага возгорания и типа пожара, координат очага возгорания, параметров очага возгорания, направления и скорости перемещения огня, силы и направления ветра,

обработку полученной информации,

моделирование развития пожара,

формирование алгоритма тушения пожара, траектории движения ЛА носителей, корректировку алгоритма тушения пожара в зависимости от постоянно поступающей информации о пожаре,

передачу ЛА носителям алгоритма тушения пожара, траектории движения ЛА носителей и конфигурации расположения роя УБПЛА,

получение информации о ходе тушения пожара и новых очагах возгорания,

изменение параметров роя УБПЛА на основе получаемой информации,

контроль и управление воздушным пространством, контроль процесса тушения пожара, управление ЛА разведчиком, ЛА носителями и УБПЛА до полного устранения очага возгорания.