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. Рассмот-
рены концептуальные проблемы разработки и создания мобильных 
противопожарных и шахтных роботов. Исследованы технологии 
применения навесного и специального оборудования мобильных про-
тивопожарных и шахтных роботов. 
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомо-
биле- 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 специ-
альных средств защиты ограничено его физическими возможно-
стями. Применяемые на сегодняшний день средства защиты чело-
века 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 серь-
езные ожоги и другие травмы. Кроме того, процесс тушения пожа-
ра может усугубляться утечкой и распространением ядовитых и 
радиоактивных веществ. 
Для уменьшения или полного исключения пребывания челове-
ка в зоне огневого воздействия необходимо переходить к исполь-
зованию малолюдных и безлюдных технологий. Одним из таких 
способов 
является 
применение 
дистанционно 
управляемых 
средств пожаротушения — мобильных робототехнических ком-
плексов (МРК).  
Чаще всего пожары случаются на предприятиях химической, 
нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, так 
как именно здесь протекают технологические процессы с интенсив-
ным тепловыделением. В случае возникновения пожара на таких 
предприятиях существует дополнительная угроза химического воз-
действия на личный состав, участвующий в ликвидации очага воз-
горания. Мобильные роботы (МР) могли бы эффективно использо-
ваться для постановки водяных завес на пути распространения 
ядовитых веществ, например при утечке аммиака. 
Применение противопожарных МРК может также дать эконо-
мический 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 по-
жаров 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 пожаротуше-
ния, необходимо на основе анализа происшествий провести клас-
сификацию чрезвычайных ситуаций, возникающих в различных 
отраслях экономики, и выделить наиболее пожароопасные зоны. 
Это позволит (при соответствующем финансировании) сократить 
сроки поисковых и исследовательских работ, уточнить тактико-
технические требования к противопожарным МР, разработать экс-
периментальные 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 исполь-
зованием принципа модульного встраивания. 
Второй путь — переоборудование (дооснащение) уже суще-
ствующих образцов МР (своеобразный «upgrade» базового об-
разца). 
Третий путь — создание более совершенных образцов МРК 
новых поколений. 
Тактико-технические требования к роботам-пожарникам для 
различных нужд должны формироваться в соответствии с услови-
ями 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 эффектив-
ность тушения пожара достигается на расстояниях от 2 до 150 м. 
При этом воздействующий на огонь мобильный робот будет нахо-
диться 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 ис-
пользовать робот в самом очаге пожара для извлечения взрыво-
опасных веществ или для вывода через огонь людей. 

Предельная термостойкость противопожарного робота при тем-
пературе 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 сво-
бодно 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 робо-
тов необходимо учитывать изменение свойств применяемых для 
этого материалов от воздействия высокой температуры. Анализ 
существующих конструкций МР показал, что для элементов гусе-
ничной ходовой части необходимо использовать тугоплавкие ма-
териалы, 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 голографиче-
ской 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 современ-
ных тактильных и информационных датчиков различного типа 
(акустических, инфракрасных, радиолокационных). Для обра-
ботки сигналов, поступающих от датчиков, МРК требуется 
оснастить высокоскоростным микропроцессором, который луч-
ше 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 попада-
ния влаги. Не оборудованный защитой пост (пульт) управления 

МР следует размещать на безопасном расстоянии от очага по-
жара. 
На основании анализа технологии процесса пожаротушения 
сформулируем общие тактико-технические требования для раз-
личных типов МР-пожарников: 
• обеспечение тепловой защиты дорогостоящего оборудования, 
линий связи и корпуса робота от непосредственного воздействия 
огня; 
• высокие маневренность и устойчивость передвижения в зда-
ниях и сооружениях, способность преодолевать препятствия и раз-
ворачиваться на месте или с малым радиусом поворота; 
• легкость изменения конструкции в соответствии с требовани-
ями заказчика; 
• использование альтернативных источников питания и водо-
снабжения для применения робота как внутри, так и снаружи объ-
екта пожаротушения; 
• применение агрегатно-модульного принципа построения ро-
бота с целью его последующей модернизации для быстрого мон-
тажа и транспортировки; 
• высокая производительность инженерно-технических и таке-
лажных работ. 
Тяжелые (массой несколько тонн) МР, переоборудуемые из се-
рийных противопожарных или транспортных машин, необходимо 
оснастить броневой и огневой защитой корпуса и видеокамер. 
Кроме того, вес и габариты тяжелых роботов должны позволять 
транспортировать их на вертолетах и самолетах или перевозить на 
трейлерах. 

1.2. Зарубежные программы создания противопожарных МРК 

Работы по созданию мобильных противопожарных робототех-
нических комплексов ведутся в Великобритании, ФРГ, Франции, 
Италии, Японии, США и других странах. Большинство разработок 
ведется в рамках целевых программ при государственном и отрас-
левом финансировании с привлечением на конкурсной основе 
большого числа коммерческих фирм. 
По окончании военного конфликта в Кувейте в 1991 г. амери-
канскими компаниями NIST BUILDING и FIRE RESEARCH  

LABORATORY была обоснована необходимость создания мощ-
ных мобильных роботов для тушения нефтяных пожаров. К этому 
вынуждали не только мощное воздействие огня, но и чрезвычайно 
сложные климатические условия, в которых приходилось работать 
пожарным при практически полном отсутствии открытых природ-
ных источников. Разработку такого робота в рамках проекта Ro-
bocrane выполнила фирма ISD (Intelligent Systems Division). 
В рамках проекта FDM (Feasibility Demonstration Model) аме-
риканской фирмой АМЕТЕК на базе штатных противопожарных 
машин серии Р-2, Р-4 и Р-19 был разработан экспериментальный 
дистанционно управляемый противопожарный МР (рис. 1.1) для 
проведения испытаний основных элементов, узлов и оценки раз-
личных концепций применения робототехнических комплексов. 
 
 

Рис. 1.1. МРК на базе штатной противопожарной ма-
шины тушит пожар 

Последствия чрезвычайных происшествий с самолетами авиа-
ции США побудили управление противопожарной безопасности 
ВВС США по контракту с той же фирмой АМЕТЕК приступить к 
разработке опытного образца противопожарного робототехниче-
ского комплекса. Проектом RFS (Robotic Firefighter System), фи-
нансируемым ВВС США, предполагалось создание мобильного 
антропоморфного противопожарного робота — машины, способ-
ной воспринимать от окружающей среды те же сигналы, что и че-
ловек, и выполнять при помощи исполнительных механизмов 
сложные движения. Однако из-за высокой стоимости и сложности 
конструкции такого робота фирма отказалась от реализации этого 
проекта. 
В Великобритании противопожарной службой Западного 
Йоркшира совместно с JCB разрабатываются противопожарные 
роботы тяжелого класса для различных нужд. Малогабаритные, 
легкого класса (массой до 100 кг) МР-пожарники выпускаются 
фирмой A.I.Security при поддержке противопожарной службы За-
падного Мидлэнда. 
В рамках программы ARTHE (Advanced Robot Technology for 
the Hazard Environment — прогрессивные технологии роботов для 
агрессивных сред) японская ассоциация прогрессивных робото-
технических технологий ARTRA (Advanced Robot Technology Re-
search Association) разработала перспективные образцы мобильных 
роботов, в том числе и для пожаротушения. 
Одним из этапов программы предусматривалось создание ви-
део- и тактильных датчиков, быстродействующих приводов и си-
стем управления, высокопрочных легких материалов, а также уни-
версальных устройств рабочих органов (манипуляторов) роботов 
для выполнения монтажно-сборочных, слесарных и такелажных 
работ. Главной задачей проекта ARTHE являлось создание новых 
технологий в области пожарной робототехники, обеспечивающих 
снижение веса и габаритов мобильных роботов. 

1.3. Противопожарные роботы Великобритании 

В Великобритании фирма A.I.Security выпускает небольшими 
партиями роботы Ro-Veh серии E, предназначенные для тушения 
пожаров. Робот оснащен гусеничной ходовой частью с индивиду-

альным приводом ведущих звездочек от бортовых электродвига-
телей мощностью 95 Вт каждый. На корпусе МР в специальном 
кронштейне установлена видеокамера и подвижно закреплен 
брандспойт (рис. 1.2). 
Дистанционное управление роботом и питание электродвига-
телей робота осуществляются оператором по бронированному и 
водонепроницаемому кабелю с пульта, находящегося на расстоя-
нии до 100 м. Наблюдение за окружающей обстановкой ведется по 
монитору, изображение на который передается по линии связи при 
помощи одной или двух видеокамер, устанавливаемых на МР. 
Скорость перемещения робота составляет около 1,0 км/ч. По-
скольку такой робот обладает малыми габаритами и массой (87 кг), 
то при необходимости он легко может быть перенесен вручную дву-
мя пожарными. Транспортировка робота на значительные расстояния 
осуществляется при помощи легкового автомобиля или специального 
транспортного средства, на котором размещается пост дистанционно-
го управления и оснастка. МР может использоваться в очаге пожара 
как внутри (рис. 1.3), так и снаружи помещений при опасности обру-
шения конструкций. В случае повреждения робота металлический 
питающий кабель может служить средством его эвакуации. Стои-
мость робота в зависимости от комплектации колеблется в пределах 
80…100 тыс. долл. 
 

 
 
Рис. 1.2. Мобильный робот Ro-Veh E