Станислав Зигуненко - 100 великих достижений в мире техники
Еще одно преимущество новой методики – бомбами удается сбить пламя даже с горящей нефти или газа. Потому как образующая при взрыве ударная волна начисто «отрезает» пламя, лишает его кислорода.
Робот-стеноход
…Огонь так разбушевался, что даже видавшие виды бойцы пожарной охраны не рисковали приблизиться к «очагу возгорания» – огромному резервуару с нефтью. Меж тем пламя грозило перекинуться на другие сооружения нефтеперерабатывающего завода.
И тут вперед выдвинулся некий смельчак. Окутанный отражающей инфракрасное излучение серебристой тканью, он размеренной походкой приблизился вплотную к баку и начал подниматься… прямо по его гладкой отвесной стене. Пожарные замерли: «А ну как сорвется?»
Робот-стеноход
Но отважный незнакомец поднимался все выше. Наконец, он достиг расчетной отметки и двинулся вбок, оставляя за собой едва заметную снизу полоску. «Люк для подачи пены режет», – догадался кто-то. Телемонитор подтвердил: ловко орудуя сразу двумя резаками, смельчак успешно завершал начатое.
«Готовь ствол! – прозвучала команда. – Давай пену…»
Через несколько минут с пожаром было покончено.
Вы, конечно, догадались, что наш незнакомец – вовсе не Супермен или Бэтмен из одноименных кинобоевиков, а просто-напросто… робот.
А с примерной схемой действий кибернетического пожарного познакомил меня профессор В.Г. Градецкий. Создали прототип робота сотрудники его лаборатории совместно со специалистами Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны.
«Правда, в настоящем деле он еще не бывал, – пояснил Валерий Григорьевич, – но первые испытания подтвердили эффективность его применения».
Небольшое отступление. Пожары в нефтехранилищах, или, как говорят специалисты, в резервуарных парках, довольно частое явление. Так, в США за XX век случалось до 20 пожаров в год. Сходные «показатели» и у нас. Причем ущерб всякий раз огромен – от 1 до 10 млн долларов. Нередки и человеческие жертвы.
В конце концов, пожарным удается обуздать стихию. Но какой ценой? Когда 8 апреля 1985 года на Московском нефтеперерабатывающем заводе загорелся бензин в резервуаре с плавающей крышей РВС-10 000, для борьбы с огнем задействовали 117 пожарных автомобилей, которые израсходовали в общей сложности около 300 т пенообразователя. Тушение пожара осложнили перекос плавающей крыши, а также образование недоступных для пены «карманов», сильный порывистый ветер. В этих условиях современные автоматические установки малоэффективны.
Подобные случаи побудили специалистов искать новые приемы и средства борьбы с огнем. Вот один из них. В металлической стенке резервуара, чуть выше уровня горючего, прорезается окно, через которое внутрь закачивают пену. Но делать отверстие вручную, да еще с помощью газовых резаков… Где гарантия, что дополнительным источником возгорания не послужит сам резак? И что тогда станется с рискнувшим его применить человеком? Да и сможет ли он в принципе выполнить это при адской жаре, в удушающем дыму, а то и пламени?
«Вот мы вместе с пожарными и решили: такая работа – по плечу лишь мобильному роботу», – подытожил Градецкий.
Проблем оказалось немало. Первая и, пожалуй, главная: каким образом робот сможет взобраться по отвесной гладкой стене резервуара?
Пришлось обратиться к опыту «братьев наших меньших». Пауки, мухи и другие насекомые запросто бегают не только по стенам, но и по потолку. Как им удается?
Точного ответа нет до сих пор. Одни исследователи полагают, что все дело в особом клейком составе на лапках. Другие – что подобное хождение обеспечивают электрореологические жидкости, то есть соединения, способные «схватываться» под действием электромагнитного поля.
В Институте проблем механики не стали дожидаться, пока биологи закончат свои споры. Выбор остановили на присосках, какими обладают, скажем, геконы. Но робот куда массивней ящерицы. Пришлось присоски несколько модернизировать.
«Чтобы создать требуемое разрежение, можно, конечно, использовать вакуумный насос, – пояснил Градецкий. – Но отечественная промышленность не выпускает достаточно компактных и мощных устройств. Пришлось идти в обход»…
Помните, как действует пульверизатор? Поток воздуха из одной трубки, проходя над срезом другой, перпендикулярной первой, создает разрежение, благодаря которому засасывается и разбрызгивается жидкость, в которую эта вторая трубка погружена. Аналогичным образом – с помощью насоса, прокачивающего воздух, – создается разрежение под каждой из присосок транспортного робота.
Всего же их шестнадцать, и разделены они на группы. Восемь расположены непосредственно на днище модуля. Еще по две распределены по четырем «лапам». Прильнув к отвесной стене, робот может одновременно оторвать от нее все «лапы» – оставшиеся присоски надежно удержат его на вертикальной поверхности. А переставляя по очереди «лапы», включая и отключая присоски, модуль способен перемещаться, повинуясь командам оператора или заложенной программе.
Достигнув запланированной высоты, робот пускает в ход одну или две газовые горелки, которыми оснащены его «руки» (или, если угодно, передние «лапы»), и вырезает в стене резервуара отверстие, в которое затем закачивают пену. Намного ускорит резку использование плазменных или лазерных резаков. При особой необходимости можно прибегнуть к кумулятивному взрыву, который продырявит емкость в считаные доли секунды. Рассматривают специалисты и возможность резки струей воды под высоким давлением. Водяной резак намного безопаснее обычного – особенно при работе с легковоспламеняющимися жидкостями. Беда в том, что в стране нет насосов достаточной для того мощности: потребуется давление до 100 МПа.
А главное – нет средств для ускорения разработок. Сумм, которые выделяет Госкомитет по науке, хватает лишь на то, чтобы удержать сотрудников в лаборатории, не закрыть тему.
Похоже, денежные препятствия – покруче отвесных стен…
Робот-«муха»
Робот-«муха» может взлететь на высоту 20—30-этажного дома, а затем зависнуть, прилипнув к стенке или потолку. Такую конструкцию предложил и запатентовал старший преподаватель промышленного дизайна механико-машиностроительного факультета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета Денис Свистулин.
«В современном мегаполисе все чаще возникают задачи, которые не могут решить ни пожарные, ни спасатели на вертолетах, – рассказал изобретатель. – Например, тушить пожар выше 12-го этажа – проблема. А небоскребов становится все больше. Моя “муха” сможет доставлять на большие высоты спасательные комплекты, автоматические средства пожаротушения всего за несколько минут».
Робот-«муха»
Свое детище, которое пока существует лишь в макете, Денис Свистулин назвал «ДЛАНЬ» (Дистанционно пилотируемый Летательный Аппарат – НосителЬ), или попросту «муха».
«По внешнему виду аппарат пока действительно напоминает гигантскую муху, – говорит изобретатель. – Но в окончательном виде аппарат может иметь и другой облик – главное не внешний вид, а его конструктивные особенности и возможности».
Изобретатель не просто скрестил беспилотный летательный аппарат и робота-стенохода (такие конструкции уже существуют), но и научил его садиться на любые наклонные поверхности, будь то бетон, кирпичная стена или штукатурка. Для этого на «лапках» у «мухи» есть специальные вакуумные присоски.
А вот совершать продолжительные горизонтальные полеты такой аппарат не сможет. Но это, по мнению разработчика, и не нужно – к месту работы робота будет доставлять наземный автотранспорт. Затем летающий робот взлетит вертикально вверх, достигнет нужной точки, выполнит задачу и так же быстро вернется.
Над проектом изобретатель работает более 7 лет. В создании высокотехнологичной «мухи» ему помогли специалисты СПбГПУ, Университета авиационного приборостроения и коллеги из других учебных заведений. Размах крыльев в макете – почти метр, но у реальной «мухи» крылья будут в 3 раза больше.
Аппарат был бы давно готов в «железе». Но для создания опытного образца требуется около 5 млн долларов, а такой суммой ни сам изобретатель, ни учебное заведение, где он работает, не обладают.
«В США выделяют по 3 млрд долларов ежегодно на разработку беспилотных аппаратов разного назначения, проводятся различные инновационные программы, – говорит Денис. – Мы надеемся на российские гранты, подаем документы на участие в программах Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Ведь ныне создание беспилотных летательных объектов – приоритетная тема для нашей страны».
Во глубине веков и пирамид
