Мобильные противопожарные и шахтные роботы

Московский государственный технический университет  
имени Н. Э. Баумана 

В. А. Корсунский, В. Н. Наумов 
 
 
 
Мобильные противопожарные  
и шахтные роботы 
 
 
Допущено Учебно-методическим объединением вузов РФ  
по образованию в области транспортных машин  
и транспортно-технологических комплексов  
в качестве учебного пособия для студентов вузов,  
обучающихся по специальности «Автомобиле-  
и тракторостроение» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 

Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана 

2014 

УДК 621.865.8(075.8) 
ББК 32.816 
К66 

Рецензенты: С. В. Бахмутов, А. Н. Вержбицкий 

 
Корсунский В. А.  
К66   
Мобильные противопожарные и шахтные роботы : учеб. 
пособие / В. А. Корсунский, В. Н. Наумов. — М.: Изд-во МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2014. —  58, [2] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-3887-7 

Приведены конструкции мобильных роботов, предназначенных 
для использования при пожаротушении и авариях в шахтах. Рассмотрены концептуальные проблемы разработки и создания мобильных 
противопожарных и шахтных роботов. Исследованы технологии 
применения навесного и специального оборудования мобильных противопожарных и шахтных роботов. 
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». 

УДК 621.865.8(075.8) 
ББК 32.816 
 

Учебное издание 

Корсунский Владимир Александрович 
Наумов Валерий Николаевич  
Мобильные противопожарные  
и шахтные роботы 

 
Редактор А.В. Звягин  
Корректор А.А. Меньшиков 
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой 

Подписано в печать 06.02.2014. Формат 6084/16. 
Усл. печ. л. 3,49. Изд. № 122. Тираж 200 экз. Заказ . 
 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. 
e-mail: press@bmstu.ru 
www.baumanpress.ru 
 
 
ISBN 978-5-7038-3887-7 
  МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 

ВВЕДЕНИЕ 

Пожар является одним из самых страшных и наносящих 
огромный ущерб бедствий. При пожаре получают увечья и гибнут 
люди, в том числе и пожарные.  
Участие человека в тушении пожара без применения специальных средств защиты ограничено его физическими возможностями. Применяемые на сегодняшний день средства защиты человека от воздействия огня не позволяют ему находиться длительное 
время в очаге пожара, поскольку, находясь в стрессовой ситуации 
в очаге пожара, он может потерять ориентировку и получить серьезные ожоги и другие травмы. Кроме того, процесс тушения пожара может усугубляться утечкой и распространением ядовитых и 
радиоактивных веществ. 
Для уменьшения или полного исключения пребывания человека в зоне огневого воздействия необходимо переходить к использованию малолюдных и безлюдных технологий. Одним из таких 
способов 
является 
применение 
дистанционно 
управляемых 
средств пожаротушения — мобильных робототехнических комплексов (МРК).  
Чаще всего пожары случаются на предприятиях химической, 
нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, так 
как именно здесь протекают технологические процессы с интенсивным тепловыделением. В случае возникновения пожара на таких 
предприятиях существует дополнительная угроза химического воздействия на личный состав, участвующий в ликвидации очага возгорания. Мобильные роботы (МР) могли бы эффективно использоваться для постановки водяных завес на пути распространения 
ядовитых веществ, например при утечке аммиака. 
Применение противопожарных МРК может также дать экономический эффект в нефте- и газодобывающей, горнодобывающей, 

лесной, оборонной промышленности и энергетике (тепловые и 
электрические станции и т. п.), в авиации и на наземном транспорте.  
Таким образом, область использования МРК для тушения пожаров практически не ограничена. Роботы можно применять на 
объектах гражданского и военного назначения, как внутри зданий 
и сооружений, так и вне их. 
В процессе создания МРК, предназначенных для пожаротушения, необходимо на основе анализа происшествий провести классификацию чрезвычайных ситуаций, возникающих в различных 
отраслях экономики, и выделить наиболее пожароопасные зоны. 
Это позволит (при соответствующем финансировании) сократить 
сроки поисковых и исследовательских работ, уточнить тактикотехнические требования к противопожарным МР, разработать экспериментальные образцы или модернизировать существующие, а 
затем приступить к созданию перспективных роботов различного 
назначения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. МОБИЛЬНЫЕ ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ РОБОТЫ 

1.1. Подходы к созданию противопожарных МРК  
и тактико-технические требования к ним 

Существуют три основных пути создания МР-пожарников. 
Первый путь — это доработка серийно выпускаемой пожарной 
техники до уровня дистанционно управляемых образцов с использованием принципа модульного встраивания. 
Второй путь — переоборудование (дооснащение) уже существующих образцов МР (своеобразный «upgrade» базового образца). 
Третий путь — создание более совершенных образцов МРК 
новых поколений. 
Тактико-технические требования к роботам-пожарникам для 
различных нужд должны формироваться в соответствии с условиями их применения. Все типы МР могут оснащаться штатным и 
любым другим противопожарным оборудованием, должны иметь 
автономные (аварийные) источники энергии и водоснабжения. 
Проведенные за рубежом исследования показали, что эффективность тушения пожара достигается на расстояниях от 2 до 150 м. 
При этом воздействующий на огонь мобильный робот будет находиться под воздействием температуры от 400 до 900 °С. 
Максимальный расход воды (или смеси) для тушения пожара 
достигает 1,5 тыс. л/мин при давлении в питающих шлангах 
10…12 атм. Потребный запас воды или водно-дисперсной смеси 
при этом изменяется в пределах 9…12 тыс. л. 
Часто при пожаре возникает ситуация, когда необходимо использовать робот в самом очаге пожара для извлечения взрывоопасных веществ или для вывода через огонь людей. 

Предельная термостойкость противопожарного робота при температуре 400 °С составляет 30 мин, а при температуре 900 °С — 
всего 3 мин. 
МРК, предназначенные для использования внутри помещений, 
должны вскрывать двери, преодолевать лестничные марши и свободно размещаться в лифтовом пространстве. Поскольку чаще 
всего такие роботы проектируют с учетом наружного применения, 
то их ходовые части должны позволять им двигаться по грязи, 
траве, гальке, песку и преодолевать продольные и поперечные 
уклоны местности, вертикальные уступы и единичные неровности 
высотой до 0,2 м, рвы шириной и глубиной до 1,0 м. 
При конструировании ходовых частей противопожарных роботов необходимо учитывать изменение свойств применяемых для 
этого материалов от воздействия высокой температуры. Анализ 
существующих конструкций МР показал, что для элементов гусеничной ходовой части необходимо использовать тугоплавкие материалы, а для шин колесной ходовой части — негорючие резины 
со специальными наполнителями (вместо воздуха). 
Приборное оборудование МР должно позволять оператору 
перед тушением исследовать очаг пожара с помощью системы 
технического «зрения» (СТЗ) или акустической голографической системы. Блок технического «зрения» робота может быть 
оснащен видеокамерами инфракрасного и стереоскопического 
изображения. В районе пожара воздух, как правило, загрязнен 
пылью и дымом, а высокая температура (до 900 °С) разрушает 
оптические приборы. Поэтому одним из вариантов оснащения 
системы «очувствления» МР является использование современных тактильных и информационных датчиков различного типа 
(акустических, инфракрасных, радиолокационных). Для обработки сигналов, поступающих от датчиков, МРК требуется 
оснастить высокоскоростным микропроцессором, который лучше размещать на посту управления (ПУ), не подвергающемуся 
тепловому воздействию. Дистанционное управление роботом 
необходимо осуществлять по волоконно-оптическим линиям 
связи (ВОЛС), по кабелю или по радио. Кабель и линии связи 
должны быть защищены от огневого воздействия и от попадания влаги. Не оборудованный защитой пост (пульт) управления