Механизация неотложных эвакуационных и спасательных работ в зонах боевых действий, аварий и катастроф актуальна несколько десятилетий и не решена до сего времени. Многочисленными примерами являются потери подразделений и частей, «зажатых» и расстрелянных в узких проходах, где «пробку» создает подбитая машина на мосту, узкой улице или дороге. Эвакуация такой машины обычными средствами под шквальным огнем невозможна или крайне опасна, поэтому во время войны за эвакуацию машины с поля боя под огнем награждали орденом. При ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС опасные работы выполнялись, как правило, вручную, а использование специальной техники было не всегда удачным. Например, во время уточнения масштабов аварии двигатель специальной машины с мощной радиационной защитой заглох, и машину удалось с трудом и не скоро эвакуировать, что привело к тяжелым болезням и потерям экипажа, в том числе членов правительственной комиссии.
Природно-климатические, экологические катастрофы и техногенные аварии привели к увеличению количества, масштабов и усложнению опасных зон – наводнений, пожаров, заражений и обстрелов. Существуют два аспекта проблемы механизации и роботизации эвакуационных и спасательных работ в опасных зонах: первый – выполнение механизированной сцепки и силовых эвакуационных работ без выхода людей из машин, второй – эвакуация людей и материальных средств из зон массовых затоплений.
Для максимального снижения потерь людей и ущерба при выполнении эвакуационных и спасательных работ должны быть соблюдены четыре условия: быстрота, унификация, надежность и безопасность. Например, быстрота снижает возможные потери и определяется массовым применением механизированной сцепки на различных средствах эвакуации. Унификация нужна для сцепки с любыми гусеничными и колесными объектами, которые имеют различные буксирные устройства по размещению, конструкции и присоединительным размерам. Надежность нужна для безотказной работы сцепки в зонах обстрелов, пожаров и заражений, а также создания больших тяговых усилий для эвакуации застрявших или безэкипажных машин. Под безопасностью понимается необходимость защиты тягача от зараженной, взрывоопасной или пожароопасной машины, а также предотвращение застревания тягача вместе с буксируемой машиной.
Попытки создать механизированную сцепку для машин на пересеченной местности неоднократно предпринимались в развитых странах, начиная с 30-х гг. прошлого века, однако предложенные конструкции оказывались неудачными. Жесткая механизированная сцепка плохо работает при перекосах машин на грунте, требует дополнительных затрат на оборудование объектов эвакуации и не может выполнять комплекс механизированных работ, а небольшая длина рычага жесткой сцепки подвергает опасности эвакуационный тягач и его экипаж. Роботы с электронным управлением, а также электрические и гидравлические манипуляторы в опасных зонах не надежны, что показывают их испытания и попытки использования в очагах сильных радиационных и химических заражений.
В различных странах для работ в опасных зонах имеются роботизированные комплексы, однако они выполняют только разведывательные и вспомогательные задачи, так как не обладают необходимым силовым оборудованием и универсальностью. Например, существуют телеуправляемые роботы массой до 0,2 т, которые могут непрерывно работать на аккумуляторах около 4 ч при средней скорости движения 2 км/ч. Если расстояние от машины управления до опасной зоны составляет 1 км, время работы такого робота сокращается до 3 ч. Роботы, управляемые по проводам, имеют массу до 0,6 т, оборудование грузоподъемностью до 70 кг и радиус действия 0,4 км при средней скорости движения около 1 км/ч, что не позволяет применять их в больших опасных зонах.
Эти робототехнические комплексы составляют робот, машина управления и обслуживания, а в некоторых вариантах – и транспортное средство для доставки робота к месту работ. Однако мобильность и проходимость в ограниченных проходах этих роботов не позволяют применять их на сильно пересеченной местности, а также в зонах разрушений с многочисленными препятствиями. Ограничения по массе и габаритам не позволяют обеспечить надежную радиационную защиту радиоэлектронного оборудования этих роботов с кратностью ослабления ионизирующего излучения не менее 10-15. Поэтому наряду с применением малогабаритных мобильных комплексов, в опасных зонах могут и должны быть использованы штатные бронированные машины различного назначения для выполнения разнообразных силовых работ.
Инновационная основа такого силового комплекса существует в России, где разработано и прошло испытания надежное и безопасное многофункциональное устройство, обеспечивающее механизацию сцепки и расцепки с различными машинами, разрушение препятствий и конструкций, подачу огнегасящих и нейтрализующих веществ и другие работы в опасных зонах без выхода людей из объектов. Устройство унифицировано и может быстро монтироваться на любое транспортное средство, имеющее силовой рабочий орган, управляемый изнутри машины, например бульдозерный отвал или другой манипулятор. Сцепка осуществляется с различными сцепными устройствами и с другими элементами конструкций машин. Технология и конструкция устройства защищены более чем двадцатью патентами 1993-2006 гг. и могут быть использованы на бронированных тягачах (рис. 1а), танках с бульдозерным оборудованием, пожарных танках, инженерных машинах разграждения (рис. 1б), бульдозерах, на колесных полицейских, дорожных универсальных и других машинах (рис. 2). Инженерные машины разграждения ИМР-2М «Робот» успешно применялись при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, устраняя завалы в зоне высокой радиации без выхода людей, однако не обладали устройствами для механизированной эвакуации машин из опасных зон.
Эвакуация машин из опасной зоны без выхода экипажа заключается в следующем. Устройство (рис. 2) устанавливается на бульдозерном отвале 4, управляемом из кабины машины. Сцепка состоит из штанги 5, буксирных тросов 6 и кронштейнов 7. Штанга имеет рычаги 8, 9 и фиксаторы 10 с прижимными болтами. Захваты размещены на концах рычагов, смещены по длине и предназначены для крепления буксирных тросов. Буксирные тросы выполнены в виде стальных канатных стропов и имеют на концах петли, петли с крюками или дополнительные устройства.
Сцепка осуществляется накидыванием петли на крюк объекта перемещением бульдозерного отвала и тягача. Гибкость троса обеспечивает сцепку при различных углах объекта эвакуации и тягача. Освобождение тросов из штанги обеспечивается при движении тягача назад, буксирование в безопасную зону производится, как правило, задним ходом тягача, а освобождение от опасного объекта осуществляется обрывом или разрушением буксирных тросов с управлением от бортовой сети тягача. Техническая характеристика устройства представлена в табл.1.
Особенности работ в зонах обстрелов, сильных заражений и пожаров определяют технико-экономические ограничения ресурса механизированных сцепок, который составляет около 25-30 км из зоны обстрела или сильных РХБ-заражений в безопасную зону и несколько циклов эвакуации из зоны сильного пожара вследствие заражения и изменения химико-механических свойств материалов сцепок.
Расчеты подтверждают преимущество канатной механизированной сцепки по сравнению с жесткой при эвакуации машин легкого застревания без выхода экипажей, где нужно использовать тросы, длина которых должна быть не менее длины подъема. При этом усилия на крюке тягача в статическом режиме у канатной сцепки больше, чем у жесткой, а динамический режим эвакуации рывком исключает возможное застревание тягача вместе с ОЭ. Следовательно, особенности эвакуации машин из опасных зон требует применения эффективных и дешевых устройств, обладающих высокой вероятностью сцепки в сложных условиях.
Канатная механизированная сцепка обеспечивает:
– механизированную сцепку тягача с разнотипными ОЭ буксирными тросами и эвакуацию ВВТ буксированием;
– расцепку с объектом буксирования разрывом тросов различными способами без выхода экипажей;
– движение тягача с установленной сцепкой в рабочем положении на пересеченной местности без ограничения скорости;
– сцепку с объектами, оборудованными буксирными пальцами с использованием буксирного крюка;
– сцепку с объектами, не оборудованными буксирными устройствами за их элементы конструкции (раму, несущий кузов и др.), в том числе эвакуация колесных машин полуподъемом;
– механизированную сцепку и вытаскивание объектов вооружения и военной техники (ВВТ) тяговой лебедкой тягача различными способами;
– выталкивание объектов с маршрутов движения колонн и при легких застреваниях;
– тушение локальных пожаров и подачу нейтрализующих веществ;
– разрушение препятствий.
Кроме того, сцепка позволяет механизировать другие операции, выполняемые экипажем тягача на местности с выходом из машины, снизить их продолжительность и трудоемкость, а также обеспечить удобство работ. Этими работами являются:
– образование петель буксирных и тяговых тросов, а также соединение свободных концов стальных канатов универсальными силовыми зажимами;
– сборка полиспаста на две ветви на штанге сцепки;
– заталкивание объектов ВВТ в хранилища и производственные помещения;
– механизированная подача дополнительного троса, блока полиспаста тягача и другого оборудования в труднодоступную зону, в том числе разминирование;
– подача к ОЭ схемы полиспаста в собранном виде, что устраняет ее сборку на сложной и труднопроходимой местности.
Такие работы по механизированной эвакуации техники, других материальных средств и людей, а также разрушения препятствий и тушению локальных пожаров выполняются:
– различными видами и родами войск Министерства обороны РФ;
– подразделениями МВД и ФСБ при движении колонн и штурме зданий и сооружений;
– штатными и нештатными подразделениями МЧС;
– штатными и нештатными подразделениями предприятий промышленности на химических, атомных и других опасных объектах;
– в добывающих отраслях промышленности при работе в сложных погодных и дорожно-грунтовых условиях;
– при проведении эвакуационно-спасательных работ на транспорте;
– дежурными тягачами силовых структур и различных предприятий.
Многофункциональное устройство может использоваться в составе штатных и нештатных пожарных и эвакуационных команд, которые имеются на всех предприятиях и хозяйствах в соответствии с правилами пожарной и прочей безопасности, планами эвакуации людей и материальных средств. Это устройство может использоваться, например, для обеспечения проезда пожарным машин к зданиям при скоплении машин во дворах домов, на бульдозерах при тушении лесных и складских пожаров и т. д. Безопасное перемещение легковых автомобилей полуподъемом осуществляется концом жесткой штанги, где могут устанавливаться съемные кронштейны различных типов.
Сцепка канатная механизированная является унифицированным внутривидовым и межвидовым средством для применения при эвакуационно-спасательных работах в зонах пожаров, обстрелов, в районах стихийных бедствий и других опасных зонах. Технические решения механизированных сцепок неоднократно представлялись на международных и специализированных выставках, где получили признание в качестве изделий двойного применения с высокими характеристиками, не имеющими аналогов в мире. Рентабельность этого устройства в мирное время обеспечивается снижением ущерба при эвакуации машин и других материальных средств из зон пожаров и заражений, повышением производительности эвакуационных работ, а также повышением безопасности и снижением травматизма людей.
Для обучения экипажей тягачей механизированной сцепке с объектами ВВТ без выхода экипажей и буксированию задним ходом разработан тренажер, который обеспечивает:
– изучение конструкции и способов применения механизированной сцепки, особенностей буксирных устройств и эвакуации различных объектов ВВТ без выхода экипажа;
– выполнение практических работ по подготовке тягача и сцепки к применению;
– отработку техники сцепки с буксирными устройствами различных машин днем и ночью без выхода экипажа;
– практическое выполнение механизированной сцепки тягача с ОЭ без выхода экипажа и вождения тягача задним ходом по заданному маршруту;
– практическое выполнение механизированной очистки буксирных устройств и резки металлических конструкций без выхода экипажа;
– отработку взаимодействия экипажа при выполнении механизированной сцепки, движении и управлении движением тягача задним ходом, а также дополнительных функций;
– задание условий выполнения упражнения и контроль действий обучаемых;
– выполнение оценочных нормативов по сцепке и движению тягача задним ходом в ограниченных проходах.
Принцип действия механизированной сцепки тренажера – соединение буксирного троса тягача с макетом объекта эвакуации и освобождение троса при отъезде тягача от макета. Состав тренажера: макет объектов эвакуации, устанавливаемый на местности, тягачи с механизированной сцепкой и обозначения габаритов проходов. Тренажер является элементом упражнения по вождению (эвакуации) машин, устанавливается на участке местности и позволяет исключить из процесса обучения реальные объекты эвакуации с экономией их моторесурсов.
Использование тренажера позволяет значительно сократить затраты, время и безопасность обучения водителей и экипажей тягачей механизированной эвакуации машин в опасных зонах, основу которой является сцепка с различными объектами эвакуации на пересеченной местности.
Решение задачи массовой эвакуации людей и материальных средств из зон обширных затоплений становится все более актуальным из-за климатических изменений в различных регионах и странах. Однако существующие летательные и плавательные средства не обладают необходимыми свойствами и характеристиками для выполнения этой задачи в опасных условиях.
Например, эвакуация людей вертолетом или дирижаблем невозможна при плохой видимости и сильном ветре, а также затруднена при эвакуации из малодоступных мест и для людей с невысокой физической подготовкой. Недостатками этих летательных средств являются их низкая производительность, опасность применения и высокая стоимость.
Плавательные средства не могут подойти ко всем местам и объектам эвакуации из-за различного рельефа местности, а плавательные средства и плавающие транспортеры (амфибии) – из-за препятствий, которыми являются затопленные машины, насаждения и постройки. Легкобронированные транспортеры типа БТР и БМП не могут быть применены из-за жестких ограничений по плавучести, которая находится на пределе для штатного оборудования.
Существуют и другие средства для эвакуации машин из воды. Например, для эвакуации затонувших ВВТ при форсировании водных преград используется эвакуационная команда в составе тягача, лодки или катера и плавающего транспортера. Лодка или катер постоянно находятся на воде в зоне переправы и при эвакуации используются для соединения буксирного троса затонувшего или остановившегося объекта с промежуточным тросом, один конец которого подается к лодке, а другой доставляется к тягачу на берег плавающим транспортером. Однако эти плавательные средства обладают низкой живучестью при воздействии противника, невысокой проходимостью в зонах разрушений и при высокой скорости течения воды, а также не имеют устройств разрушения препятствий и эвакуации с большими тяговыми усилиями.
Проблема эвакуации людей и материальных средств из зон обширных затоплений может быть решена на основе самоходного надводно-подводного комплекса, который состоит из тягача, оборудованного для движения под водой, и плавающего транспортера (рис. 3).
На тягаче 1 закреплена труба-лаз большого диаметра 2, с которой шарнирно соединен понтон 3. На бульдозерном отвале 6 тягача закреплена лестница 7 и механизированная сцепка. На корпусе тягача уложен буксирный трос 9, один конец которого соединен с его буксирным устройством, а свободный конец может быть поднят на понтон или лестницу. Снаружи трубы-лаза имеются скобы, а внутри трубы-лаза и корпуса тягача – лестница, площадка и сиденья для размещения людей. При движении через препятствия или при большой скорости течения воды с корпусом тягача буксиром 10 шарнирно соединяется плавающий транспортер 11.
Для управления передвижением тягача под водой используются прибор наблюдения или команды члена экипажа с трубы-лаза и плавающего транспортера. Проходы в препятствиях или выталкивание затопленных машин проделываются бульдозерным отвалом, управляемым изнутри тягача или штангой механизированной сцепки, а вытаскивание машин – механизированной сцепкой. Эвакуация людей и материальных средств из зон затопления может производиться несколькими способами: подачей к затопленному сооружению или объекту лестницы и перемещением ее к трубе-лазу; перемещением людей по полотнищу 8, соединенным между лестницей и трубой-лазом; раскрытием и всплыванием понтона с поручнем 4 и трапом 5, который может устанавливаться с различных сторон трубы-лаза, а также подачей к затопленным сооружениям буксируемого или свободного транспортера. Устойчивое положение тягача устраняет качку спасательных средств на воде, что значительно повышает производительность и снижает уровень опасности эвакуационных работ. Эвакуация машин и другой техники производится выталкиванием их из воды отвалом тягача или вытаскиванием после соединения второго конца буксирного троса с ОЭ. В транспортном положении тягача составная труба-лаз располагается горизонтально, а лестница и понтон отсоединены.
Применение устройства позволяет повысить безопасность и производительность эвакуации людей, техники и материальных средств из зон затоплений.
Требуют совершенствования и тягово-сцепные устройства различных машин. Например, буксирные устройства машин морально устарели и не унифицированы, защелки буксирных крюков ненадежны в сложных условиях, конструкция и размещение буксирных устройств не отвечают требованиям эвакуационной безопасности ВВТ. Зевы буксирных крюков различны, что не позволяет эвакуировать машины различных весовых категорий и исполнения. Например, танковыми тросами нельзя эвакуировать БМП, БТР, МТЛБ и машины на их базе, автомобильная техника до сих пор имеет передние буксирные крюки 70-летней разработки, а поворотное буксирное устройство задней части автомобилей не позволяет применять механизированную сцепку.
Рациональная конструкция буксирного крюка с фиксирующейся защелкой, которая может стать основой технического регламента и стандарта эвакуационной безопасности для гусеничных и колесных машин, запатентована и разработана. Особенностями ее конструкции являются: буксирный крюк 3-х типоразмеров имеет отверстие для жесткой сцепки и унифицированную защелку; полость размещения троса увеличена, что позволяет осуществлять механизированную сцепку при укладке буксирных тросов ОЭ в зеве крюков; в полости размещения буксирного троса защелка не содержит выступающих частей, что исключает самопроизвольное расцепление троса при буксировании машины, а пружина кручения заменена пружиной изгиба и размещена в защищенной зоне, что повышает ее надежность и живучесть.
Предлагаемая система эвакуации и спасения людей и техники в опасных зонах не требует больших затрат на внедрение. Она позволяет существенно повысить безопасность, надежность и производительность работ в этих зонах, а также технический уровень отечественных разработок и их конкурентоспособность.
Результаты этих инновационных разработок двойного назначения неоднократно получали признание на международных выставках в виде специальных призов и медалей. Механизированная сцепка более десяти лет назад успешно выдержала Государственные испытания, принята на снабжение и востребована в войсках, однако в Государственный заказ до сих пор не включена и до сих пор не реализована на практике.
Основная причина заключается в том, что эти инновации и их патентная защита выполнены малым предприятием, которое с 1995 г. профессионально работает в узком техническом направлении за счет собственных средств. Именно так строится инновационная политика в развитых странах, где при отсутствии риска заказчика разработчик затраты и риск берет на себя, но при передаче или отчуждении права на результаты единой технологии, которая может служить основой практической деятельности в гражданской и военной сфере, получает достойное вознаграждение. Однако малые предприятия до сих пор не вписываются в единые технологии, установленные четвертой частью Гражданского кодекса РФ, а порядок передачи, отчуждения и распоряжения правами научно-технической деятельности различных форм собственности, в том числе малыми предприятиями, Правительством РФ не разработаны.
Другая причина – отсутствие государственного механизма реализации пока дремлющего инновационного потенциала России, где ко Дню изобретателя пора добавить 365 дней в году и создать, наконец, действенную систему отбора и внедрения изобретений независимо от форм собственности. При этом инновационная стратегия должна быть направлена на то, чтобы наиболее конкурентоспособные разработки были защищены на внешнем рынке в течение длительного времени совместными усилиями изобретателей, разработчиков и государственных заказчиков.
Для запуска механизма инноваций в оборонном заказе достаточно целевого выделения 0,5-1% денежных средств этого заказа на приобретение лицензий и поддержание патентов в стране и за рубежом готовых или почти готовых разработок. Ориентировочные расчеты показывают, что через 2-3 года прибыль только от экспорта вооружений и продукции двойного назначения будет значительно превосходить затраты на инновации.
Главная причина низкой эффективности решения эвакуационных задач в опасных зонах – отсутствие государственной и межгосударственной систем разработки и обеспечения эвакуационной безопасности людей и материальных средств в опасных зонах, координирующих финансовые и научно-технические механизмы различных ведомств и стран на базе технического регулирования и инноваций.
Пути решения проблемы:
– включить в план приоритетных государственных программ разработку единой системы наземной безопасности эвакуационно-спасательных работ;
– разработать технический регламент России по унификации тягово-сцепных устройств машин различного назначения;
– разработать единый технический регламент России, а также межгосударственный регламент по свойствам технологий и средств, обеспечивающих выполнение эвакуационных работ в опасных зонах.
Владислав Ковалев, д.т.н, профессор, заслуженный изобретатель Российской Федерации, действительный член Международной академии авторов научных открытий и изобретений, лауреат Международного салона «Архимед», генеральный директор ЗАО «Премиксы»
