Применение пилотируемых и беспилотных авиационных комплексов для разведки, тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ в зданиях повышенной этажности

Авторы:

Юрий Осипов, кандидат военных наук, профессор, ведущий научный сотрудник, ФГБУ ВНИИПО МЧС России

Владимир Ершов, кандидат военных наук, доцент, старший научный сотрудник, ФГБУ ВНИИПО МЧС России

УГРОЗЫ МЕГАПОЛИСОВ

Как известно, решающими для спасения жизни людей и предотвращения ущерба от пожара являются сроки прибытия пожарных и начала их действий, а они в условиях мегаполиса могут значительно увеличиваться.  

Как показывает анализ пожаров, произошедших в высотных зданиях мегаполисов, пожарные и спасательные подразделения штатными средствами пока не готовы обеспечить как своевременную эвакуацию людей, так и эффективное тушение пожара на верхних этажах и кровле зданий повышенной этажности. Это часто обусловлено как отсутствием необходимой для проведения спасательных операций спецтехники, так и неэффективностью применяемых приемов пожаротушения. Используемые в настоящее время при пожарах в зданиях коленчатые подъемники обеспечивают высоту подъема до 90 м, что и определяет невозможность, как пожаротушения, так и  эвакуации из верхних этажей высотных зданий. Увеличение же длины пожарных автолестниц до 100-120 метров, что технически возможно, ведёт к усложнению технологии их изготовления, к большим проблемам в доставке к месту пожара и нахождению места для их установки.

На этом фоне перспективным направлением решения проблем является развитие авиационно-спасательных технологий, обеспечение их непосредственного внедрения в современную пожарную практику, создание перспективных авиационных технических средств и методов тушения пожаров и спасения людей.

ПРЕИМУЩЕСТВА АВИАЦИИ

Преимущества применения авиации определяются, прежде всего, быстротой реагирования, возможностью создания условий оптимальной обзорности мест пожаров и способностью маневрировать силами и средствами пожаротушения и проведения спасательных работ при изменении ситуации.

Применительно к условиям тушения пожаров в высотных зданиях, силы и средства авиации МЧС, включающие самолеты, вертолеты и беспилотные комплексы, могут выполнять:

а) авиационно-спасательные работы:

• поиск и обнаружение терпящих бедствие при пожаре;
• наведение наземных пожарных и поисково-спасательных групп на объекты поиска;
• эвакуация пострадавших из высотных зданий;

б) специальные авиационные работы:

• непосредственное тушение пожара с воздуха водой или раствором замедлителя горения (ретарданта) в местах, недоступных для наземных пожарных команд;
• ведение воздушной пожарной, инженерной, радиационной, химической разведки;
• сдерживание распространения пожара до прибытия наземных команд, предотвращение распространения огня;
• прокладка защищаемых полос на кровле зданий с помощью воды, пены, раствора химических веществ;
• десантирование пожарных и спасательных групп, а также средств пожаротушения, как правило, беспарашютным и посадочным способами на крыши горящих зданий; подъем “сухой” магистральной рукавной линии на верхние этажи здания;
• авиационно-монтажные и демонтажные работы;

в) обеспечение управлением и связью:

• ретрансляция связи между пожарными, поисково-спасательными группами и пунктами управления.

Тушение пожаров высотных зданий в городской черте с применением самолетов ИЛ-76ТД и Бе-200ЧС не практикуется, так как такие пожары, как правило, носят одиночный объектовый (точечный) характер и при значительной вероятности дополнительных разрушений целесообразность использования самолётов для пожаротушения является довольно сомнительной. Кроме того, маловысотные полеты самолётов над городской и промышленной застройкой ограничиваются достаточно жёсткими мерами безопасности. В тоже время, полностью отвергать такую возможность нельзя. Могут сложиться условия, когда самолёт может стать единственным средством пожаротушения при значительной площади горения кровли и фасадов зданий.

ВЕРТОЛЕТЫ

В зависимости от ситуации можно выделить два основных направления использования вертолётов.

Первое направление предполагает авиационную доставку к очагу пожара и высадку штатной пожарно-десантной группы с необходимым техническим оборудованием для проведения неотложных аварийных работ и спасательных операций.

Входящие в состав группы пожарные и спасатели могут эвакуировать людей из опасной зоны, локализовать отдельные очаги пожара, оказать экстренную медицинскую помощь.

Второе – доставка и сброс воды (огнетушащего состава) непосредственно на очаг пожара с использованием водосливных устройств  и водяных стволов.

Наиболее распространённым является мягкое водосливное устройство ВСУ-5 с изменяющимся объемом емкости от 1,3 до 2,5 и от 3 до 4,5 м³ для вертолетов типа Ми-8МТ (МТВ, АМТ) и Ка-32.

Водосливное устройство ВСУ-5

Применение вертолетов с ВСУ в ходе тушения пожара предполагает также корректировку их действий для перехода, при необходимости, от вертикального сброса воды, скажем, для тушения кровли здания, к сбросу воды на фасадные элементы зданий посредством использования скорости поступательного движения вертолета и, обусловленной им инерции движения водяного облака. Это, в свою очередь, может обеспечить значительное снижение интенсивности горения,  однако действуя подобным способом можно причинить ущерб больший, чем нанесет сам пожар (скажем, происходящий в одной из квартир).

Более значительный эффект может быть обеспечен при применении различных водопенных стволов с вертолета. Реализация этой идеи привлекает, как возможностью пустить водяную струю в окно горящего помещения, так и более экономным расходом тушащего вещества. Кроме того, зависнув на вертолёте рядом с источником открытого огня (что намного безопаснее, чем над ним) можно будет заливать очаг пожара навесной струей.

Применение горизонтального водопенного ствола

Независимо от направления использования ВС одним из важнейших видов действий пожарных подразделений, в том числе авиационных, является разведка пожара, которая должна вестись непрерывно с момента выезда подразделения на пожар и до его ликвидации. Её целью является получение таких данных, на основе которых руководитель тушения пожара может определить степень угрозы объекту и людям, правильно оценить обстановку на пожаре и принять квалифицированное решение.

Экипаж вертолёта, при его использовании в качестве воздушного разведчика, может обеспечить получение за минимальное время информации:

• о наличии и характере угрозы людям при пожаре высотного здания, их местонахождении, путях, способах и средствах спасания (защиты);
• наличии и возможности проявлений вторичных опасных факторов пожара, в том числе обусловленных особенностями технологии и организации производства на объекте пожара;
• месте и площади горения, а так же о направлении распространения огня;
• наличии и возможности использования средств противопожарной защиты;
• местонахождении ближайших водоисточников и возможных способах их использования;
• наличии электроустановок, возможно находящихся под напряжением;
• местах целесообразного вскрытия и разборки строительных конструкций;
• возможных путях ввода сил и средств для тушения пожара и иных данных, необходимых для выбора решающего направления приложения усилий;
• достаточности сил и средств, привлекаемых к тушению пожара.

БЛА

В городских условиях наряду с применением специализированных вертолетов немалый вклад в повышение эффективности комплекса противопожарных и спасательных мероприятий могут внести беспилотные авиационные системы (БАС) с беспилотными летательными аппаратами (БЛА), одной из главных задач использования которых является проведение оперативной воздушной разведки пожара до прибытия и начала работы пилотируемой авиации и наземных средств со средствами пожаротушения.

Предпочтительным по простоте организации применения и эффективности выполнения данной задачи является использование БЛА вертолетного (мультикоптерного) типа, способного производить многократный облет здания на малой скорости или зависание над ним для всеракурсного и детального осмотра очага горения.

БЛА вертолетного (мультикоптерного) типа

Кроме того, при выполнении пожаротушения зданий и сооружений особое внимание следует обратить на потенциальную безопасность полетов пилотируемых аппаратов из-за возможного наличия вблизи объекта проводов, воздушных кабелей с тросовой подвеской, антенных систем и т.п. Лучшим средством такого мониторинга, безусловно, является малогабаритный БЛА, способный до прибытия пожарных вертолетов выполнить рекогносцировку района объекта и определить безопасные параметры планируемых их маневров.

Кроме того, специфическими задачами БАС могут быть:

• ведение визуального наблюдения наружных поверхностей высотных зданий (сооружений), в том числе крыш, а также прилегающей местности с помощью оптико-электронных систем;
• панорамный и детальный обзор здания для определения инженерного состояния, обнаружения очагов возгорания и визуального контроля за ходом аварийно-спасательных работ в реальном масштабе времени;
• доставка малогабаритных устройств спасения и защиты людей, отрезанных от путей эвакуации при тушении пожаров в высотных зданиях и сооружениях.

НА КОНКРЕТНЫХ ПРИМЕРАХ

Статистика последних лет о применении авиационных технологий пожаротушения в условиях городской застройки свидетельствует о возрастании роли использования пожарных вертолетов, характерные особенности которого могут быть продемонстрированы рядом примеров.

Пожар в деловом центре «Москва-Сити»

Второго апреля 2012 г. в 20.00 пожар возник на 67-м этаже (высота порядка 270 м) строящейся башни «Восток» комплекса «Федерация» в деловом центре «Москва-Сити». Огонь распространился на два этажа – 66‑й и 67-й. На момент начала реагирования первоначальная площадь пожара составила 300 м2, которая  впоследствии  увеличилась до 1200 м2. Пожар был ликвидирован только в 14.00 следующего дня, жертв и пострадавших не было. В тушении участвовали четыре вертолета: три Ка-32 и один Ми-26.

Тушение пожара с применением вертолета

Пожарные вертолеты МЧС совершили в общей сложности 59 сбросов воды на горевшее здание. Была организована «вертолетная карусель» с забором воды из Москвы-реки. Несмотря на темное время суток, сильный боковой ветер и большую высоту сброса воды из-за находившихся на верхней площадке строительных кранов, а также на допущенные ошибки при выполнении первых сбросов, в целом, участие в тушении вертолетов признано успешным.

В г. Красноярске 21 сентября 2014 года днём произошел пожар в многоквартирном 24-х этажном доме. К месту пожара были вызваны вертолеты Красноярского авиационно-спасательного центра МЧС России. Всего в тушении участвовали 3 вертолета МИ-8 с ВСУ. За 34 сброса было сброшено 110 м³ воды.

Пожар в г. Красноярске

В обоих случаях достаточно успешно применялось специальное противопожарное оборудование.

Однако, в процессе выполнения пожаротушения было установлено, что:

• эффективность использования водосливных устройств существенно снижалась при сильном ветре, а слив огнегасящего состава в очаг интенсивного горения кратковременно способствовал распространению огня;
• существовала опасность зацепа и повреждения мягкого бака за посторонние предметы;
• конвективные потоки от низколетящего вертолета при подлете к очагу пожара на крыше здания также способствовали разлету искр и распространению пожара.

В целом же, так как современные внешние сливные устройства предназначены преимущественно для борьбы с лесными пожарами, то в большинстве своём, с их использованием неэффективно, а иногда и невозможно тушить иные виды пожаров, например, в городских условиях.

Значительный выигрыш мог бы быть получен при использовании  горизонтального телескопического водопенного ствола вертолёта Ка-32 с дальностью струи до 45 метров и производительностью — 40 л/сек. Это позволило бы не только распылять воду на очаг пожара, но и не входить, непосредственно, в зону горения.

Однако и в этом случае имеются свои проблемы, требующие решения. У всех систем горизонтального пожаротушения главным недостатком является то, что наведение ствола на цель (в одной плоскости, а то и в обеих) осуществляется пилотом, выполняющим манипуляции с вертолётом. При расходе тушащего вещества (снижении массы вертолёта), порывах ветра, изменении движения огня ему будет крайне сложно не только удерживать машину, но еще и отслеживать процесс тушения.

В связи с тем, что при подлёте вертолёта к вертикальному «экрану», в качестве которого выступает стена горящего здания, сбалансированное состояние сил и моментов, действующих на вертолёт, в целом, и на его несущий винт, в частности, нарушается. Преобладающими становятся момент пикирования (кренения) в сторону препятствия и сила, подтягивающая вертолёт к нему, что будет крайне опасным при работе в условиях задымления и, при применении системы горизонтального пожаротушения за счёт отдачи ствола, увеличивающей пикирующий момент на вертолёт.

В этой связи необходимо разработать автоматическую систему наведения струи на цель, то есть сделать стационарную установку горизонтального тушения подвижной и управляемой оператором. Пожарный ствол должен иметь приводы для его отклонения по горизонтали и вертикали. Штанга для размещения пожарного ствола должна выступать за пределы воздушного потока, образуемого винтом вертолёта. Пожарный ствол должен иметь оптический и инфракрасный прицелы для эффективного управления струёй огнетушащего вещества, подаваемого в очаг пожара.

ВЫВОДЫ

Главный же вывод, сделанный на основе анализа опыта применения вертолётов для тушения пожаров в городе, заключается в констатации:

— во-первых, слабого взаимодействия между структурами, определяющими порядок использования воздушного пространства и ответственными за безопасность полетов при организации применения авиационных технологий (полного отсутствия такового на пожаре  в деловом центре «Москва-Сити»);

— во-вторых, — острой необходимости организации дежурства вертолетной пожарно-спасательной службы.

Для выполнения противопожарных, авиационно-спасательных и специальных авиационных работ должны быть заранее подобраны и согласованы основные и запасные площадки для временного базирования и посадки воздушных  судов.  Во время работы  вертолетов условиях ЧС  эти площадки должны быть свободны от наземной техники и грузов. Площадки временного базирования вертолетов, как и стартовые позиции БЛА при их применении, должна оборудоваться средствами связи и (при необходимости) средствами радиотехнического обеспечения полетов.

Можно также определить несколько принципов создания и модернизации вертолётной техники для спасания людей и ликвидации пожаров, последствий взрывов и других чрезвычайных происшествий в высотных зданиях.

Главный принцип – модульный. Для каждого вида ЧС должен быть разработан свой специализированный быстросменяемый модуль необходимого оборудования.

Второй основополагающий принцип – мультиконтейнерный. Для каждого специализированного модуля должен быть разработан свой набор контейнеров. Например, пожарный контейнер может иметь несколько модификаций по видам пожаров. В них должны быть наборы рукавов, оборудования, инструментов, средств защиты дыхания, средств защиты от опасных факторов пожара, аварии и т.п. Медицинский модуль также может иметь несколько модификаций по масштабам, массовости травматизма и поражения людей, по необходимости оказывать специализированные виды медицинской помощи.

Третий принцип – модульно-системный, т.е. должно быть обеспечено использование контейнеров из состава разных модулей в интегрированном модуле для решения необычных, неординарных, экстремальных задач. Каждый модуль должен разрабатываться с учётом объекта, места, времени и тактики применения, соответствовать единой концепции, его состав должен иметь научное обоснование, хорошую конструкторскую проработку. Каждый модуль должен иметь своего заказчика, свои этапы создания и свои механизмы реализации.

Реализация перечисленных принципов позволит перейти от разовых локальных случаев использования вертолётов к созданию мобильной, всепогодной, с высокой готовностью службы, способной обеспечить широкомасштабную и достаточно надёжную защиту высотных зданий в городах.

Использованные источники

1 Методические рекомендации по применению вертолетов при тушении пожаров – утверждённые Статс-секретарём — заместителем Министра Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных, – 2011 г.

2 Учебное пособие «Профилактика и тушение пожаров в высотных зданиях и зданиях повышенной этажности с вентилируемыми фасадами» Под общей редакцией канд. техн. наук А.П. Чуприяна, – 2016 г.