МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (МИНТРАНС РОССИИ) ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации Л.С.БЯКОВ АВИАЦИОННЫЕ РАБОТЫ Санкт-Петербург 2013 МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (МИНТРАНС РОССИИ) ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации Л.С.Бяков АВИАЦИОННЫЕ РАБОТЫ Учебное пособие Допущено УМО по образованию в области аэронавигации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Аэронавигация» и специальностям высшего профессионального образования «Эксплуатация воздушных судов и организация воздушного движения», «Летная эксплуатация воздушных судов» и «Аэронавигационное обслуживание и использование воздушного пространства». Санкт-Петербург 2013 Бяков Л.С. Авиационные работы. Учебное пособие. – С.-Петербург, СПб ГУ ГА, 2013. Издание второе, переработанное и дополненное. Подготовлено в соответствии с программой курса «Воздушные перевозки и авиационные работы», раздел «Авиационные работы» (объем 64 ч.). Учебное пособие предназначе6но для студентов Университета ГА. Может быть использовано в средних учебных заведениях гражданской авиации, а также в авиационных учебных центрах и летных подразделениях авиакомпаний. Рецензенты: И.Б.Кузнецов, директор Учебно-тренировочного центра ГА, С.-Петербург, канд. техн. наук, Заслуженный работник транспорта РФ В.Я.Сохацкий, зам. Директора Института руководящих испециалистов отрасли Университета ГА, канд. техн. наук доцент работников © Университет гражданской авиации, 2013 3 ВВЕДЕНИЕ Применение авиации в отраслях экономики включает целый ряд авиационных работ, имеющих свои специфические особенности как в организации, так и в технологии их выполнения. Это обработка с воздуха сельскохозяйственных и лесных угодий, борьба с лесными пожарами, геологоразведочные и картографические работы, санитарно-спасательные работы, проводка караванов судов по Северному морскому пути и т.д. Особое значение приобрели работы по использованию авиации в труднодоступных районах Севера, Сибири и Дальнего Востока. Перестройка и интеграция страны в международную экономику значительно расширили возможности использования авиации за рубежом. В настоящее время появляются различные заказы на выполнение вертолетных услуг в различных странах мира по монтажу и демонтажу высотных объектов, установке опор линий электропередач, прокладке нефтяных и газовых труб. Нарабатывается международный опыт, налаживаются связи с зарубежными фирмами и предприятиями, выполняющими авиационные работы, приобретается международный авторитет. Все это вместе, несомненно, определяет необходимость дальнейшего использования авиации в отраслях экономики. В настоящее время достаточно хорошо изучены вопросы транспортной авиации, но проблемы применения авиации в отраслях экономики освещены недостаточно. Некоторые стороны этих проблем были исследованы и внедрены в практику гражданской авиации в виде руководств, инструкций и методических указаний. По отдельным видам работ издан ряд учебников и учебных пособий. Однако единого учебника по авиационным работам нет. Цель настоящего учебного пособия заключается в изложении теоретических основ организации и технологии выполнения наиболее известных и перспективных с точки зрения дальнейшего развития работ. В основу пособия положены материалы лекций, прочитанных автором в 4 Санкт-Петербургском Государственном университете гражданской авиации по дисциплине «Авиационные работы». Помимо этого использованы результаты научно-исследовательских работ ВНИИ ПАНХ (НПК «ПАНХ») и Университета ГА, а также нормативные документы, регламентирующие организацию и выполнение авиационных работ. В данном издании учтены все замечания и пожелания, высказанные за последние годы на научно-практических конференциях по применению авиации в народном хозяйстве. Автор стремился максимально хорошо выполнить свою работу и надеется, что практическое использование предложенных в учебном курсе рекомендаций будет способствовать повышению эффективности использования авиации в отраслях экономики. 5 Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ АВИАЦИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 1.1. Развитие организационных форм применения авиации в народном хозяйстве Идея использования авиации в интересах народного хозяйства России возникла в начале 1918 г. В апреле 1918 г. при Всероссийском комитете по управлению воздушным флотом республики был создан отдел по применению авиации в народном хозяйстве, который возглавил известный в те годы летчик Н.А.Яцук. Отдел начал свою деятельность с подготовки полетов по воздушным съемкам. В том же году была проведена первая опытная аэрофотосъемка местности под Курском, Казанью и Котласом общей площадью около 800 кв. км. Съемка проводилась с целью размежевания земель, учета лесных массивов, а также исправления карт и планов. В июле 1918 г. вышло Постановление правительства о выделении средств для научной полярной экспедиции по исследованию Ледовитого океана и разведке Северного морского пути. Для обслуживания данной экспедиции было предложено использовать тяжелый аэроплан «Илья Муромец». Стремясь шире и эффективнее использовать авиацию, правительство направляло усилия авиаторов на расширение круга работ в различных отраслях экономики страны. В 1922 г. возникла мысль об использовании авиации в сельском хозяйстве. Это объясняется тем, что в этот период оно находилось в большом упадке. Создались условиях, благоприятные для распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Особенно большой вред приносила саранча в районах Средней Азии, Северного Кавказа и Нижнего Поволжья. Для борьбы с саранчой нужны были машины с высокой производительностью и экономичным расходом ядохимикатов. Решением этой задачи активно занимался профессор Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева Н.Ф.Болдырев, который летом 1922 г. организовал и провел совместно с энтомологом П.А.Свириденко первые опыты 6 по опрыскиванию растений жидкостью с самолета. Полеты выполнял летчик Н.П.Ильзин на самолете военного ведомства. Опыты дали положительный результат. На основании полученных результатов были разработаны временные правила выполнения полетов по опрыскиванию растений и подготовлены технические требования к сельскохозяйственному самолету и его аппаратуре. Первым сельскохозяйственным самолетом в нашей стране стал самолет «Конек-Горбунок», который был построен в 1923 г. под руководством инженера В.Н.Хиони. Начиная с 1922 г. аэропланы стали применяться в качестве транспортных средств для перевозки пассажиров, грузов и почты. Наряду с рейсами внутри страны стали выполняться полеты и за ее пределы: Венгрию, Германию, Афганистан и др. Таким образом, проведенные первые экспериментальные полеты по выполнению аэрофотосъемки, авиационно-химических работ, обслуживанию научных экспедиций, а также полеты для перевозки пассажиров, грузов и почты показали целесообразность использования авиации в интересах народного хозяйства и международного сотрудничества. 9 февраля 1923 г. Совет Труда и Обороны принял Постановление о создании Гражданской авиации как отрасли народного хозяйства. Начиная с 1923 г. использование авиации в народном хозяйстве страны пошло по двум направлениям: для перевозки пассажиров, багажа, грузов и почты. Таким образом зародился авиационный вид транспорта; для выполнения работ в отраслях народного хозяйства, тем самым сформировалось особое направление деятельности – применение авиации в народном хозяйстве (ПАНХ). Примечание. Название ПАНХ просуществовало до 1983 г. В 1983 г. было заменено на «Использование авиации в отраслях народного хозяйства». В 1997 г. ВК РФ «Использование авиации в отраслях народного хозяйства» заменил на «Авиационные работы». 7 Начиная с 1923 г. применение авиации в народном хозяйстве неуклонно и быстро развивается. Одной из важнейших задач того периода была аэрофотосъемка. Продолжалось топографическое изучение территории нашей страны. Существенный вклад в развитие аэрофотосъемочных работ внесли ученые М.Д.Бонч-Бруевич, П.П.Соколов, пилоты М.С.Бабушкин и другие. Из года в год росла потребность в аэрофотосъемке – сначала для землеустройства, а затем для уточнения побережий морей и строительства дорог. С 1925 по 1932 гг. размеры заснятой площади возросли с 0,9 до 108,8 тыс. кв. км. Не менее эффективным по сравнению с наземным стал авиационнохимический метод борьбы за повышение урожайности в сельском хозяйстве. Площадь полей, обработанных авиацией, быстро увеличивалась в 1931 г. она составила 140 тыс. га, а в 1940 – уже 913 тыс. га. В предвоенные годы был разработан и освоен целый ряд новых видов авиационно-химических работ, как то: рассев минеральных удобрений, дефолиация и десикация сельскохозяйственных культур, аэросев семян леса, трав и др. Авиация стала оказывать существенную помощь исследователям Арктики. Полярные летчики вели разведку ледовой обстановки, осуществляли проводку судов, выполняли другие работы, способствующие освоению богатств этого сурового края. С начала 30-х годов авиация начала использоваться для оказания медицинской помощи населению страны, живущему в труднодоступных районах. Для этой цели в Харькове конструктором К.А.Калининым был создан специальный санитарный самолет К-3. Самолет мог взять одного больного на носилках или двух сидячих и сопровождающего. Оказание медицинской помощи в масштабе всей страны относится непосредственно к 1934 г. В тот период создаются специальные санитарные авиационные подразделения в Москве, Ленинграде, Киеве, Свердловске и других крупных городах страны. Самолеты К-3, а затем К-5, По-2, Ш-2, П-5 перевозили из труднодоступных районов больных, нуждающихся в срочной медицинской помощи, доставляли врачей и медикаменты. Медицинские работники стали появляться в горных 8 аулах, в таежных поселках, на стойбищах оленеводов и чабанов, чтобы провести среди населения профилактические мероприятия и санитарнопросветительскую работу. Использование авиации в лесном хозяйстве положено в 1931-1932 гг. В 1931 г. была организована первая авиаэкспедиция по охране лесов от пожаров в Горьковской области и одновременно проведены опыты по аэровизуальному описанию лесов. Такие же опыты были осуществлены в бассейне реки Енисея для установления усыхания деревьев и возможности таксации леса с воздуха. Но недостаточно было только обнаружить лесной пожар и сообщить о нем наземной охране, необходимо было еще организовать его тушение. Поэтому большое внимание было уделено изысканию способов решения этих задач средствами авиации. Для этой цели создаются специальные авиационные подразделения, которые именовались как лесная авиация. Лесная авиация в своем составе имела отряды парашютистов для активной борьбы с лесными пожарами. Просуществовала она до начала 50-х годов. В последующие годы авиационная охрана лесов прочно вошла в лесное хозяйство и заняла ведущее место в системе противопожарных мероприятий страны. К концу 90-х годов авиационной охраной лесов было охвачено более 2/3 площади лесного фонда СССР. При этом 90% пожаров обнаруживалось и 40% тушилось с помощью авиации. 13 февраля 1934 г. затонул раздавленный льдами ледокол «Челюскин» в Беринговом проливе. Люди и все имущество были эвакуированы на лед. Для спасения челюскинцев было принято решение использовать авиацию. Спасательные полеты производились семью самолетами Ант-4 и По-5 в исключительно сложных условиях. Достаточно сказать, что пленникам ледяного лагеря пришлось 15 раз заново строить посадочные площадки, разрушавшиеся из-за передвижения льдов. Беспримерная в истории воздушная спасательная операция продемонстрировала огромные возможности гражданской авиации. В ознаменование подвига авиаторов по спасению челюскинцев от 16 сентября 1934 года было учреждено Правительством СССР 9 высокое звание Героя Советского Союза. Первыми этого звания были удостоены 7 пилотов: М.В.Водопьянов, И.В.Доронин, Н.П.Каманин, С.А.Леваневский, А.В.Ляпидевский, В.С.Молоков, М.Т.Слепнев. Эпопея по спасению челюскинцев положила начало аварийно-спасательным работам. В конце 30-х годов заложены основы геофизических воздушных съемок. Работу по исследованию природных ресурсов проводил Всесоюзный геологический институт. На авиацию возлагались задачи дистанционного зондирования Земли с помощью установленной на самолет специальной аппаратуры. Было установлено, что с помощью геофизических воздушных съемок можно находить те или иные полезные ископаемые, а также изучать геологическое строение земной коры. По мере развития страны возникали новые задачи. Потребность в авиационном обслуживании значительно возросла. С 1934 г. в системе гражданского воздушного флота (ГВФ) начали создаваться авиационные отряды специального назначения, которые выполняли работы в сельском и лесном хозяйствах, здравоохранении (оказание медицинской помощи населению), а в дальнейшем – в геологии, рыбной, нефтяной и газовой промышленности. В период Великой Отечественной войны (1941-1945) объемы работ были резко сокращены, однако, научные исследования продолжались. На заседании НТС НИИ ГВФ в ноябре 1943 г. были заслушаны и обсуждены доклады Г.И.Коротких – «Об основных направлениях и организационных формах научно-исследовательской работы по применению авиации в народном хозяйстве» и В.А.Назарова – «О послевоенном развитии авиации специального применения». Таким образом были определены первоочередные задачи авиации в послевоенном подъеме народного хозяйства страны. В послевоенные годы появился целый ряд работ, связанных с освоением Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Авиация стала применяться для поиска полезных ископаемых, а также для строительства нефте– и газопроводов, проводки караванов судов по Северному морскому пути, 10 обслуживанию научных экспедиций и хозяйственных организаций. Широкое применение гражданская авиация находит в рыбном хозяйстве и зверобойном промысле. С помощью воздушных судов проводится разведка рыбы и морского зверя, доставка икры и мальков для внутренних водоемов, осуществляется наблюдение за миграцией диких зверей. Помимо этого авиация применяется для изучения и контроля окружающей среды. Ответственные задачи выполнялись воздушными судами ПАНХ в северных полярных бассейнах и в Антарктиде. С их помощью обеспечивались всем необходимым высокоширотные научно-производственные экспедиции, осуществлялись работы по выполнению ледовой авиаразведки, производились гидрографические, океанографические и другие научные наблюдения. Продолжала расширяться сфера использования авиации в сельском хозяйстве. Наряду с внесением минеральных удобрений и авиахимической защитой растений серьезным научным достижением явилась разработка и внедрение способа внесения жидких комплексных удобрений, малообъемного опрыскивания, аэросев зерновых и технических культур. Авиационный способ обработки стал одним из важнейших в общем комплексе мероприятий, направленных на повышение урожайности в стране. За все эти годы применение авиации в народном хозяйстве получило динамическое развитие. По масштабам производства и объемам выполненных работ ПАНХ не имеет равных в мире. За этот период освоено более 100 видов работ. Они весьма разнообразны как по физической сущности, так и по технологии их выполнения. Хочется верить, что у этой славной истории будет столь же славное продолжение. 11 1.2. Роль авиации в развитии производительных сил отраслей экономки Производительные силы – это средства производства и люди, приводящие их в действие. К средствам производства относятся предметы труда: машины, механизмы, конвейерные линии, робототехника и др. Главным элементом производительных сил являются люди, которые приводят в действие предметы труда, благодаря профессиональным знаниям, умению и производственному опыту работы. Постоянное совершенствование средств производства и повышение квалификации трудящихся является важнейшим фактором развития производительных сил отраслей экономики. В этом большую роль играет гражданская авиация, которая превращается в непосредственную производительную силу, призванную механизировать трудоемкие процессы в производстве отраслей. Авиация играет немаловажную роль в совершенствовании технологии производства. Так, использование самолетов и вертолетов в сельском хозяйстве в корне изменило технологию некоторых процессов. Изменилась и система защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней, система применения минеральных и органических удобрений. При этом в 10-50 раз сокращается трудоемкость работ, на 2-5 центнера с гектара увеличивается урожайность. При применении авиации сокращаются сроки проведения работ. Так, например, для увеличения высоты телевизионной антенны с высоты 120 м до 150 м наземным способом требуется не менее одного месяца, а вертолет выполняет эту работу за 1,5-2 часа. Или для перевозки на расстояние 100 км и монтажа буровой установки весом 400 т в тундре наземным способом требуется не менее двух месяцев. Вертолет Ми-6 устанавливает за 26 летных часов. Гражданская авиация снижает издержки производства и экономит трудовые силы. Издержки производства – это совокупность затрат живого труда и материальных ресурсов на изготовление того или иного продукта. Сокращение издержек производства может быть достигнуто на основе 12 экономии ресурсов и росте производительности труда. Здесь авиация играет большую роль. Установлено, каждый обработанный миллион гектар сельхозугодий с помощью авиации высвобождает порядка 1500 рабочих и около 1000 единиц наземной сельскохозяйственной техники. Авиация вносит культуру в производство, дисциплинирует его и поднимает на более высокую техническую ступень развития. В настоящее время, когда наша страна встала на путь рыночного развития, роль гражданской авиации в развитии производительных сил отраслей экономики требует всесторонней технико-экономической оценки. До перестроечного периода мы ограничивались оценкой применения авиации в народном хозяйстве в рамках гражданской авиации, но как показывают исследования, экономический эффект образуется во всех отраслях, использующих авиацию. Этот аспект позволяет по-новому оценивать роль авиации и ее влияние на экономические показатели отраслей экономики и в конечном итоге на экономику страны. Особенностью экономической оценки эффективности использования авиации в отраслях экономики является то, что в результате ее применения создается два вида экономического эффекта – прямой экономический эффект и косвенный. Прямой экономический эффект обусловлен сопоставлением затрат и полученных результатов. Другими словами, он выражается в получении чистой прибыли. Он определяется как в гражданской авиации, так и в отраслизаказчике. Косвенный экономический эффект выражается в сокращении сроков проведения работ (строительстве, реконструкции промышленных объектов, ускорение доставки рабочих бригад, грузов и оборудования, агротехнических сроков и т.п.). Этот эффект образуется только в отраслях-заказчиках. Существует ряд работ, экономический эффект которых очень трудно подсчитать. К ним относятся в основном работы, имеющие социальный характер: оказание медицинской помощи населению, поисково-спасательные 13 работы, борьба с эпидемиями, контроль чистоты окружающей среды и др. Но это не значит, что мы их не должны выполнять. Независимо от социального и экономического положения, государство обязано обеспечивать охрану окружающей среды и заботиться о жизни и здоровье своего населения. 1.3. Понятие авиационных работ и их виды Под авиационными работами следует понимать работы, выполняемые в отраслях народного хозяйства с использованием воздушных судов и летательных аппаратов. В этой связи воздушные суда и летательные аппараты могут использоваться как: сельскохозяйственные машины в аграрно-промышленном комплексе страны; технические средства для охраны и защиты окружающей среды, при изыскании и исследовании природных ресурсов; подъемные средства при строительстве и реконструкции различных объектов; санитарно-спасательные средства при оказании медицинской помощи населению, стихийных бедствиях и аварийных ситуациях; транспортные средства для перевозки служебного персонала, грузов и оборудования при обслуживании различных экспедиций, научных и хозяйственных организаций. Таким образом, при выполнении авиационных работ воздушные суда и летательные аппараты используются как составные элементы в производственно-технологических процессах отраслей экономики. В зависимости от назначения и технологии выполнения авиационные работы подразделяют на следующие основные виды: авиационно-химические; воздушные съемки; 14 лесоавиационные; строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные; санитарно-спасательные; другие (транспортно-связные, рассеивание облаков и туманов, ледовая разведка, проводка морских судов, летные проверки наземных средств обеспечения полетов и т.д.). Руководство по авиационным работам ИКАО содержит 49 наименований авиационных работ, объединенных в 7 групп; аэрофотосъемка (10 видов); прикладные работы (11 видов); воздушные наблюдения и патрулирование (11 видов); авиационные работы в строительстве (7 видов); использование авиации для целей связи (2 вида); создание турбулентности воздуха (5 видов); аварийные операции (3 вида). Таким образом, классификация авиационных работ в ИКАО включает в основном те же виды работ, что и в нашей стране. Следует заметить, что перечень работ, входящих в каждый вид, в нашей стране значительно шире по сравнению с ИКАО. 1.4. Воздушные суда и летательные аппараты, используемые в отраслях экономики Для уничтожения вредителей сельскохозяйственных культур в 1923 году в Одесских авиаремонтных мастерских под руководством инженера В.Н.Хиони был построен самолет «Конек-Горбунок». На нем был установлен бак для ядохимикатов и распылитель. Самолет мог брать полезную загрузку 275 кг и имел максимальную скорость 125 км/ч. Это наш первый отечественный сельскохозяйственный самолет, который в 1928 году демонстрировался на Международной авиационной выставке в Берлине. Всего было изготовлено 30 таких машин, которые использовались в сельском 15 хозяйстве. В 1930 году в эксплуатацию поступил самолет По-2 конструкции Н.Н.Поликарпова. Он имел прекрасные аэродинамические характеристики и летно-технические данные, благодаря чему применялся почти на всех видах работ. Повышенный спрос на авиаработы в свою очередь стимулировал появление новой авиационной техники. В течение 50-60-х годов самолеты По-2 и пришедшие им на смену Як-12 постепенно заменяются более мощным самолетом Ан-2. Самолет Ан-2 был создан в 1948 году в ОКБ, возглавляемым О.К.Антоновым, как специальный сельскохозяйственный самолет (рис. 1.1). На нем был установлен поршневой двигатель Аш-62 мощностью 1000 л.с. Внедрение Ан-2 в сельскохозяйственное производство способствовало резкому подъему работ по защите растений от вредителей и болезней, а также внесению минеральных и органических удобрений. Этот самолет нашел широкое применение не только в сельском хозяйстве, но и в других отраслях экономики. В 1979 году с целью улучшения экономических характеристик самолет Ан-2 был модифицирован в самолет Ан-3 (рис. 1.2) с турбовинтовым двигателем ТВД-20 мощностью 1450 л.с. Самолет отличается от Ан-2 по своей конструкции только удлиненным фюзеляжем. Опытный образец успешно прошел летные испытания. Создание самолета Ан-3 включено в Федеральную целевую программу «Развитие гражданской авиационной техники России на 2001-2015 гг.». Основные летно-технические характеристики самолетов Ан-2 и Ан-3 приведены в таблице 1.1. 16 Таблица 1.1 Летно-технические характеристики сельскохозяйственных самолетов № п/п Параметры 1 Взлетная масса, т 2 Вместимость бака для химикатов, л 3 Скороподъемность на номинальном режиме работы двигателя, м/с 4 Рабочая скорость, км/ч 5 Потребная длина ВПП, м 6 Взлетная мощность двигателя, л.с. 7 Крейсерская скорость, км/ч 8 Дальность полета, км Ан-2 5,25 1400 1,9 Ан-3 5,80 2200 3,7 150-160 500±25 1000 155 1100 140-180 500±25 1450 200 900 Рис. 1.1. Сельскохозяйственный самолет Ан-2 Рис. 1.2. Сельскохозяйственный самолет Ан-3 17 Самолет Ан-2, который до сих пор еще используется в отраслях экономики, морально и физически устарел. В настоящее время многие конструкторские коллективы приступили к созданию легких воздушных судов. Есть уже хорошие разработки. Так, например, в АО АНТК им. А.Н.Туполева создан самолет Ту-24СХ (рис. 1.3), в ЭМЗ им. В.М.Мясищева – самолет М-500 (рис. 1.4), в Авиационной корпорации «Як» – Як-18Т, Як-58, Як-112, а в АО «АНПК Сухого» создается самолет Су-38Л для сельскохозяйственных работ; на вертолетном заводе им. М.Л.Миля – вертолет Ми-34; на ВНТК им. Н.И.Камова – вертолет Ка-226. Но к сожалению они пока не доводятся до серийного производства. Большое внимание за последние годы уделялось разработкам воздушных судов для тушения лесных пожаров. Это такие типы, как Ан-2П, Ан-26П, Ил-76ТП, Бе-12П, а также самолеты-амфибии Бе-200 и Ла-8 (рис. 1.5, 1.6). Рис. 1.3. Сельскохозяйственный самолет Ту-24СХ Рис. 1.5. Самолет Ла-8 Рис. 1.4. Сельскохозяйственный самолет М-500 (проект) Рис. 1.6. Вид кабины пилотов самолета Ла-8 18 В настоящее время широкое применение в мире находят сверхлегкие летательные аппараты (СЛА): микросамолеты и вертолеты, мотодельтапланы, дельтапланы, паропланы и другие летательные аппараты. Наиболее распространенными среди них являются моторизованные дельтапланы (МДП). Современные МДП способны перевозить до 200 кг груза на расстояние до 300 км со скоростью 79-90 км/ч или патрулировать территорию в течение 34 часов, поднимаясь на высоту до 3000 метров. Для их взлета и посадки могут использоваться неподготовленные площадки (участки дорог, поля, водоемы и т.п.). Обучение дельталетчика по затратам примерно соответствует обучению водителя автомобиля. Эти качества обеспечили мотодельтапланам высокий спрос во Франции, Германии, Италии, Швейцарии, Венгрии, США, Канаде и других странах. Мировой опыт показывает, что ввиду невысокой стоимости и простоты эксплуатации использование МДП на различных работах перспективно и выгодно. Так, например, во Франции с их помощью ежегодно обрабатывается свыше 550 тыс. га посевов различных сельскохозяйственных культур. По данным французских специалистов, срок окупаемости МДП 2-3 года при нагрузке 150 летных часов в год. Расходы на содержание МДП значительно ниже расходов на содержание самолетов, вертолетов и тракторов. В России основными типами отечественных СЛА являются: «Экзотика», «Егорыч», Р-40 «Пегас», «Авиатика 890СХ», Fо-2 и др. Их летнотехнические характеристики приведены в таблице 1.2. Из приведенных типов СЛА можно выделить «Авиатику 890СХ» разработки ОСКБ ЭС МАИ. Данный самолет предназначен для выполнения авиационно-химических работ. По конструкции он представляет собой одноместный биплан цельнометаллической конструкции с полотняной обшивкой крыла, хвостового оперения и рулевых поверхностей. Самолет имеет трехопорное неубирающееся в полете шасси с носовым управляемым от педалей колесом (рис. 1.7). Самолет может выполнять полеты в светлое время суток и в простых метеоусловиях. При коммерческой загрузке 150 кг он имеет дальность полета 270 км. 19 Рис. 1.7. Сельскохозяйственный сверхлегкий самолет «Авиатика 890СХ» Таблица 1.2 Основные летно-технические характеристики СЛА № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Летно-технические характеристики Взлетная масса, кг Масса пустого ЛА, кг Число и мощность двигателей, л.е. Максимальная скорость полета, км/ч Скороподъемность, м/с Размах крыла, м Площадь крыла, м2 Удельная нагрузка на крыло, кг/м2 Типы «Экзотика» «Егорыч» Р-40, «Авиатика Fо-2 «Пегас» 890СХ 525 450 410 300 257 213 512 356 456 311 1x105 2x33 2x35 1x80 1x53 130 130 120 120 90 5 2,5 1,5 5,0 2,4 10,6 16,0 32,0 9,0 11,4 39,4 10,8 16,5 31,8 8,1 и 5,9 14,3 31,0 11 19 22,2 20 Среди мотодельтапланов заслуживает внимания Fо-2 разработки ЗАО «Аэросервис СЛА», ТОО «Аэромотор» г. Санкт-Петербург, который совместно с ЗАО «ЦПТ» (г. Тольятти) и ВНИИ ПАНХ ГА (г. Краснодар) доведен в настоящее время до широкого практического применения (рис. 1.8). МДП двухместный с расположением мест рядом друг с другом. Это обеспечивает возможность общения в полете. Силовая установка расположена сзади. Двигатель оснащен толкающим воздушным винтом. В носовой части расположен приборный блок, на лицевой панели которого находятся указатели высоты и скорости полета, а также вертикальный скорости и тахометр. Для выполнения некоторых работ второе сидение может быть заменено контейнером с аппаратурой, необходимой для производства авиаработ. Рис. 1.8. Мотодельтаплан Fо-2 Этот МДП может взлетать с неподготовленных площадок (участки дорог, полей) с применением колесного, лыжного или поплавкового шасси. Разработкой и созданием МДП в настоящее время занимаются многие юридические и физические лица, которые имеют достаточное представление об авиационной технике и ее возможном применении в отраслях экономики. 21 Учитывая современное состояние экономики страны, НПК «ПАНХ» провел исследование о целесообразности использования СЛА в отраслях экономики. В результате исследований установлено, что СЛА могут выполнять различные виды работ: доставка почты и небольших (до 150 кг) грузов в условиях бездорожья и отсутствия аэродромов; патрулирование дорог, нефте– и газопроводов; контроль окружающей среды; контроль посевов сельскохозяйственных культур; учет диких животных и аэротаксация леса; выполнение геофизических съемок в равнинной местности; обучение пилотов МДП. Большое внимание было уделено использованию СЛА в сельском хозяйстве для защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Специалисты сельскохозяйственного производства признают, что такие их качества как малая рабочая высота полета и небольшая скорость позволяют обеспечить высокое качество обработки при низкой себестоимости летного часа. В перспективе по прогнозам специалистов СЛА будут выполнять до 30% объемов авиационных работ в сельском хозяйстве России. Уже сегодня в отдельных регионах нашей страны и ближнего зарубежья СЛА стали использоваться на некоторых видах работ. Это дает основание полагать, что в ближайшее время они займут свою потребительскую нишу на рынке авиационных работ. 22 Глава 2. АВИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ РАБОТЫ 2.1. Понятие авиационно-химических работ и их назначение Авиационно-химические работы (АХР) – это работы, выполняемые в целях рассева, опрыскивания, распыления сыпучих и жидких веществ, а также энтомофагов биологического метода защиты растений. АХР выполняются в сельском и лесном хозяйстве, при проведении противоэпидемических мероприятий, выполняемых органами здравоохранения, и в других отраслях экономики. В сельском хозяйстве АХР производятся для повышения урожайности и совершенствования агротехники возделывания сельскохозяйственных культур. Для этой цели: вносятся различные удобрения; проводится защита растений от вредителей и болезней сельскохозяйственных культур; ведется борьба с сорной растительностью; производится аэросев зерновых и технических культур, а также семян трав; проводится предуборочное удаление листьев (дефолиация), подсушивание растений на корню (десикация), ускорение созревания зерновых культур (сеникация) и другие работы. Использование авиации в борьбе за повышение урожайности имеет ряд преимуществ по сравнению с наземными машинами. Самолеты и вертолеты более равномерно рассеивают вещества по поверхности поля и не вызывают механических повреждений почвы и растений, которые неизбежны при обработке наземными машинами. Подсчитано, что эти повреждения влекут за собой до 10% потери урожая. С помощью авиации обрабатываются места, недоступные для наземных машин: участки садовых культур, расположенные 23 на склонах гор; плавни (места размножения саранчи); поля в ранний весенний период и т.д. Авиация обладает более высокой производительностью, что позволяет выполнять работы в сжатые и лучшие агротехнические сроки. Применение авиации в сельскохозяйственном производстве в корне меняет и систему защиты сельхозкультур от вредителей и болезней. Установлено, что только от вредных насекомых ежегодно погибает до 30% урожая. Для повышения урожая и сохранения его от вредителей и болезней необходимо применять прогрессивные технологии возделывания сельхозкультур. В этом плане авиационный способ обработки стал одним из важнейших в общем комплексе мероприятий в борьбе за урожайность. В лесном хозяйстве АХР выполняются с целью защиты леса от его вредителей, которые при массовом размножении наносят большой ущерб, уничтожая или повреждая хвою, листья и другие части деревьев. Вредители могут уничтожать целые лесные участки. В практике лесозащиты выделяются следующие особо опасные насекомые: сибирский шелкопряд, сосновый шелкопряд, шелкопряд монашенка, сосновая совка, сосновый пилильщик, златогузка, сосновый клоп, майский жук и др. Обработка леса производится в основном ядохимикатами. Помимо химических средств защиты леса применяют также бактериальные препараты – инсектициды кишечного действия. Они токсичны для гусениц и безвредны для человека, зверей и птиц. Действие биопрепаратов отличается от действия химических пестицидов. Не все вредные насекомые погибают сразу. Часть из них выживает после опрыскивания, но продолжает болеть и теряет свое значение как вредитель. Действие бактериальных препаратов проявляется лучше всего, если температура воздуха днем была не ниже 17оС и осадки отсутствовали в течение двух-трех дней после обработки. Широкое применение в лесном хозяйстве получило внесение удобрений в лесные насаждения, а также аэросев семян хвойных пород. В системе противоэпидемических мероприятий, выполняемых органами здравоохранения, проводится уничтожение переносчиков заразного начала – 24 кровососущих насекомых (гнус таежный, малярийные комары) и клещей, а также грызунов (крыс, мышей, сусликов), которые либо сами могут быть переносчиками заболеваний, либо способствуют их распространению через своих паразитов – блох. Грызуны также являются серьезными вредителями в сельском хозяйстве. Борьбу с насекомыми проводят в период наиболее уязвимых стадий их жизненного цикла. Обработку производят дустами и жидкими эмульсионными концентратами дифоса или метатиона. Авиахимическую обработку против клещей – переносчиков энцефалита проводят в один из трех сроков: поздней осенью (под снег), ранней весной (по снегу) и перед распусканием листвы на деревьях и кустарниках. Применяются препараты контактного действия. Для борьбы с грызунами применяют отравленные приманки, которые готовят из зерна, смешивая его с маслом и фосфидом цинка или пропитывая раствором глифтора. Приманки разбрасывают с высоты 20-50 м при сплошном рассеве и с высоты 5-10 м при полосном рассеве. Допустимая скорость ветра при сплошном рассеве 8-10 м/с, при полосном – 5 м/с. АХР по борьбе с кровососущими насекомыми и грызунами выполняются в строгом соответствии с технологией данного вида работ. В случае нарушения технологии можно принести вред окружающей среде и человеку, поэтому АХР для подобных целей выполняются как правило в особых случаях и только при наличии у Заказчика специального разрешения органов здравоохранения. Воздушные суда, выделяемые для этих работ, должны быть оборудованы фильтрами-кондиционерами для предотвращения попадания в пилотскую кабину паров или газов родентицидов, а личный состав обязан пройти специальную подготовку по технике безопасности. К АХР, выполняемым в других отраслях экономики, относятся: борьба с разливами нефти на водной поверхности; дезинфекция рыбовидных прудов; 25 борьба с кустарниками на трассах ЛЭП; зачернение рек и водоемов и др. Существует множество источников загрязнения морей и водоемов нефтью: нефтеперерабатывающие заводы, нефтебазы, трубопроводы, буровые установки и др. Однако наиболее существенное загрязнение морской поверхности нефтью происходит при авариях нефтяных танкеров. Разлившаяся нефть оказывает пагубное воздействие на биологические процессы, протекающие в водной среде. При этом гибнут морские животные и организмы, а также водоплавающие птицы. Все это диктует необходимость принятия срочных мер для ликвидации разлива нефти. Как показывает практика, ручной сбор нефти, а также применение морских судов для этих целей малоэффективно. Для ускорения и повышения производительности работ по ликвидации разливов нефти по водной поверхности целесообразно применение воздушных судов как наиболее скоростных и производительных средств. Краснодарский НПК «ПАНХ» разработал специальную технологию по нейтрализации нефтепродуктов в акваториях морей и океанов с применением вертолетов. Обработка производится диспергентами путем опрыскивания нефтяного пятна. Полеты производятся на высоте 10-15 м и на скорости 60-80 км/ч. Дезинфекция рыбоводных прудов производится для борьбы с болезнями рыб и уничтожения их паразитов. Для этой цели используют хлорную или негашеную известь в количестве 0,5-2,5 т/га. Известь уничтожает возбудителей инфекционных заболеваний и паразитов рыб. Дезинфекция производится в осенний или весенний периоды. Максимально допустимая скорость ветра при обработке не должна превышать 6 м/c. Немаловажное значение имеет применение авиационно-химического метода для уничтожения древесно-кустарниковой растительности на линиях электрических передач (ЛЭП), которые нередко проходят в пересеченной или заболоченной местности, заросшей кустарниками. Содержание трасс ЛЭП в очищенном от древесных растений состоянии позволяет улучшить условия 26 обзора трасс, исключить утечку электроэнергии и возникновение аварий. Для уничтожения кустарников применяются гербициды группы 2,4-Д. Наиболее восприимчивы к ним ольха, береза, лещина, осина и ива. Химическую обработку необходимо выполнять в равнинной местности с самолетов, а в пересеченной – с вертолетов при крутизне склонов вдоль трассы не более 30 о. Участки трасс ЛЭП напряжением до 500 кВт можно обрабатывать без отключения тока. Безопасная высота полета должна быть не менее 20 м над опорами ЛЭП. При отключении тока полеты воздушных судов можно производить на высоте 15 м над опорами. Максимально допустимая скорость ветра при обработке просек трасс не более 4 м/с. Трассы ЛЭП с шириной просек менее 50 м должны обрабатываться в безветренную погоду или при ветре вдоль трассы. В весенний период на реках, текущих с юга на север (Сев. Двина, Обь, Енисей, Лена и др.), производится их зачернение с целью ускорения таяния льдов. Это необходимо для обеспечения раннего судоходства и предотвращения образования заторов льда, которые становятся причиной больших наводнений. В качестве реагента применяют сажу, которую разбрасывают с воздушных судов по руслу реки. Полеты как правило выполняются на высоте 10 м и при скорости ветра не более 3 м/c. 2.2. Способы внесения веществ В зависимости от вида вещества, его физического и химического состояния различают три способа внесения: рассев, опрыскивание и опыливание. Рассев осуществляется для внесения минеральных удобрений, а также для разбрасывания отравленных приманок при борьбе с грызунами. Удобрения могут быть гранулированными, кристаллическими и порошковыми с размерами частиц от 1 до 4 мм в поперечнике. Отравленные приманки разбрасываются в виде зерен, пропитанных ядом. С помощью рассева производится зачернение 27 рек, известкование кислых почв и дезинфекция рыбоводных прудов. Рассев применяется и для посева зерновых культур (пшеница, рожь, овес, ячмень, рис), семян хвойных пород и саксаула, а также семян многолетних трав и бобовых растений. По технологии выполнения рассев может быть сплошной или полосной. Сплошной применяется при внесении удобрений, при этом обеспечивается заданная равномерность распределения веществ по полю. Отравленные приманки могут вноситься не только путем сплошного рассева, но и полосного. Для рассева сыпучих веществ применяется аппаратура с распылителями туннельного и центробежного типов, устанавливаемая на самолетах и вертолетах. Опрыскивание – это нанесение на обрабатываемые объекты веществ в виде жидкости. В качестве жидкости могут применяться различные растворы, суспензии и эмульсии, которые приготавливаются из растворяемых порошков и эмульсионных концентратов. Опрыскивание выполняется для внекорневой подкормки сельскохозяйственных и технических культур. Путем опрыскивания проводится химическая прополка сорняков в посевах сельскохозяйственных культур, дефолиация и десикация растений. В общем виде агротехнические требования к опрыскиванию были разработаны давно и в значительной степени они не претерпели существенных изменений до настоящего времени. Сделаны лишь некоторые дополнения и уточнения с учетом разнообразия веществ, условий работы, возделываемых культур и применения новой техники. В процессе опрыскивания на растения оседают капли различной величины. Исходя из этого, качество опрыскивания характеризуется величиной капель, количеством капель на 1 см2 обрабатываемой поверхности и равномерностью распределения этих капель. Прогрессивной формой авиационного опрыскивания являются малообъемное (МО) и ультрамалообъемное (УМО) опрыскивание. При МО расход жидкости составляет от 10 до 25 литров на 1 гектар, при УМО – от 1 до 28 10 литров. В отличие от рассева зернистых веществ, где пользуются готовыми сыпучими материалами, при опрыскивании нужно раздробить жидкость на мелкие капли в процессе полета над обрабатываемым участком. Дробление жидкости на капли происходит под воздействием ряда факторов. Существует два основных способа получения мелких капель жидкости: механическое дробление жидкости и конденсация паров растворенного инсектицида при его смешении с атмосферным воздухом. Возможны также сочетания этих способов. Техника распыления жидкости широко излагалась, и по этому вопросу имеется обширная литература, из которой следует, что для получения мелких капель необходима аппаратура, обеспечивающая высокое давление, малые выходные отверстия распылителей и большая скорость воздушного потока. Опыливание – это нанесение порошковидных препаратов и дустов на обрабатываемые объекты. Оно применяется для защиты растений от вредителей и болезней. При опыливании используются химикаты в готовой к применению форме. Особенностью порошков является тонкий размол и малая величина частиц. Величина частиц в поперечнике находится в пределах 1-20 мкм, иногда до 50 мкм. До начала 60-х годов прошлого века на защите растений авиаопыливание было основным способом авиаобработок (60%). Однако большие потери химикатов в процессе опыливания, плохая удерживаемость на сухих растениях и ограниченный период дневной работы воздушных судов побудили искать пути замены этого способа, и на смену ему пришел способ опрыскивания. Воздушные суда, выполняющие авиационно-химические работы, оборудуются специальной сельскохозяйственной аппаратурой. Аппаратура бывает двух видов: для разбрасывания сыпучих веществ и для внесения жидких веществ и биологических объектов. С начала применения авиации в сельскохозяйственном производстве и до настоящего времени для воздушных судов и СЛА было создано много разнообразных в техническом отношении типов аппаратуры, которые постоянно совершенствуются, улучшаются в 29 соответствии с изменением предъявляемых к ней технических, технологических и экономических требований. В настоящем учебном пособии не дается описания существующих типов такой аппаратуры. В литературе, посвященной АХР, читатели могут подробно ознакомиться с различными вариантами сельхозаппаратуры самолетов и вертолетов. 2.3. Особенности авиационной обработки Сущность авиационной обработки заключается в последовательном нанесении параллельных полос на обрабатываемую площадь с предельно малой высоты полета (5-50 м). Выпуск веществ с воздушного судна производится в режиме установившегося горизонтального полета (рис. 2.1). Условия такого полета определяются двумя выражениями: Y = G, Q = P, где Y – подъемная сила; G – сила веса воздушного судна; Q – лобовое сопротивление воздушного судна; P – сила тяги воздушного судна. Нарушение этого условия вызовет изменение высоты и скорости полета, тем самым нарушится равномерность распределения частиц вещества по поверхности обрабатываемой площади. Частицы вещества при падении совершают сложный путь. Траектория их движения определяется многими факторами. От того, как ведут себя частицы в воздухе, как они ложатся на поверхности обрабатываемых объектов, зависит эффективность и качество авиационной обработки. Рассмотрим некоторые аспекты оседания и характера распределения частиц вещества. 30 Рис. 2.1. Самолет Ан-2 в горизонтальном полете при опрыскивании растений В полете Одновременно в на воздушное результате судно набегает индуктивного воздушный сопротивления поток. возникают индуктивные потоки, средняя составляющая которых направлена вертикально вниз (рис. 2.2). Рис. 2.2. Образование скоса потока 31 Под воздействием индуктивных потоков происходит скос горизонтального потока. Угол, образованный вектором скорости полета и вертикальной составляющей индуктивного потока, называется углом скоса. Он равен 𝑡𝑔 𝜀 = ̅ 𝑈 , 𝑉 где ε – угол скоса, град.; ̅ – средняя скорость индуктивного потока, м/с; 𝑈 V – скорость набегающего потока (воздушная скорость ВС), м/с. Средняя скорость индуктивного потока для моноплана определяется: ̅= 𝑈 2𝐺 , 𝜋 𝜌 𝑉 𝑙2 где G – полетный вес самолета, кг; ρ – плотность воздуха, кгс2/м4; V – скорость самолета, м/с; l – размах крыла, м. Средняя индуктивная скорость при поступательном движении вертолета может быть найдена по формуле: ̅= 𝑈 𝑃 , 2 𝜋 𝜌 𝑉 𝑟2 где R – тяга несущего винта, кг; r – радиус несущего винта, м. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что воздушный поток за крылом самолета Ан-2 при скорости полета V = 160 км/ч отклоняется на 3о. При уменьшении скорости до 150 км/ч и отклонении закрылков на 5о угол скоса увеличивается и достигает величины 5о. Изучение фотографий опыливаний химикатами, выполнявшихся на вертолетах Ми-1, Ми2 и Ка-26 при различных скоростях полета, показало, что струя вещества направляется к земле под различными углами: 32 Скорость полета, км/ч Угол скоса, град. 120 60 30 15 5 15-20 45-50 75-80 Таким образом, угол скоса изменяет направление движения частиц вещества, увеличивает их вертикальную составляющую скорости. Это обстоятельство сказывается на качестве обработки. Следовательно, для улучшения качества авиационной обработки воздушное судно должно иметь малую скорость полета и небольшой размах крыльев. Например, по материалам технических требований Техасского колледжа, диапазон рабочих скоростей сельскохозяйственных самолетов в США установлен 95-160 км/ч. На характер распределения частиц по обрабатываемой площади большое влияние оказывают вертикальные и горизонтальные потоки воздуха. Вертикальные потоки образуются за счет неравномерности прогрева приземного слоя воздуха. Среди вертикальных есть полезные потоки, которые улучшают распределение распыляемого вещества. К таким можно отнести нисходящие потоки. Но существуют и восходящие потоки, которые задерживают частицы в воздухе. Зависимость времени падения частиц от вертикальных потоков воздуха можно выразить следующей формулой: 𝑡сп = ℎр ± 𝑈в , 𝑉сп где tсп – время свободного падения частиц, с; hр – рабочая высота полета ВС, м; Vсп – скорость свободного падения частиц, м/с; Uв – скорость вертикальных потоков, м/с. Горизонтальный поток – это ветер, который сносит частицы от линии полета. Величина сноса (lсн) зависит от времени нахождения частиц в воздухе и скорости ветра (Uг). Величину сноса можно определить: 𝑙сн = ℎр ∙ 𝑈г , м . 𝑉сп ± 𝑈в 33 Из этих данных установлены предельные значения по скорости ветра: – рассев сыпучих удобрений – не более 8 м/с; – аэросев зерновых и технических культур – не более 5 м/с; – опрыскивание – не более 3 м/с; – опыливание – не более 2 м/с. При работе с жидкими веществами на капли влияет температура наружного воздуха. Под ее воздействием капли испаряются, уменьшаются в размерах и активнее подвергаются воздействию вертикальных и горизонтальных потоков воздуха. Судя по имеющимся в литературе данным, при крупнокапельном опрыскивании с высоты 5 м и температуре воздуха 25 о величина испарения капель составляет в среднем 12-17%. Выпускаемые с воздушного судна вещества ложатся на поверхность обрабатываемой площади в виде полосы (рис. 2.3). C Рис. 2.3. Распределение веществ по ширине полосы 34 Ширина полосы, на которой обнаруживается вещество, называется шириной захвата (Шз). Ее величина зависит от: – конструкции аппаратуры; – вида и нормы внесения вещества; – скорости и высоты полета ВС; – степени вихреобразования. По ширине полосы частицы вещества располагаются неравномерно. Максимальная концентрация веществ – в середине полосы, а на ее концах количество частиц меньше. Зададим норму внесения (рис. 2.3). Норма внесения (Nв) – это количество вещества, выраженное в килограммах или литрах и приходящееся на единицу площади (гектар). При заданной норме внесения (Nвз) на участке CD выпадет столько вещества, сколько требуется для получения необходимого эффекта. А на участках АС и BD выпадет значительно меньше вещества, и его будет недостаточно, чтобы получить требуемый эффект обработки. Часть ширины захвата (CD) с количеством вещества, удовлетворяющего заданной норме внесения, принято называть токсичной шириной захвата (Шт). Чтобы достичь равномерности распределения веществ по поверхности обрабатываемой площади при Nвз, вторую полосу необходимо класть рядом с первой, но с некоторым перекрытием. Расстояние между двумя параллельными полетами, при котором образуется достаточное перекрытие полос, обеспечивающее необходимую эффективность и качество работ, называют рабочей шириной захвата (Шр). Рабочая ширина практически равна токсичной ширине захвата и определена в технологии выполнения АХР в зависимости от установленной сельхозаппаратуры и вида работ. Но иногда при определенных условиях работы возникает необходимость ее уменьшения. Такая необходимость появляется например в случаях, когда выпуск веществ заканчивается, не долетая до конца обрабатываемого участка (рис. 2.4). В этом случае производится перерасчет рабочей ширины с целью ее 35 уменьшения и исключения непроизводительного полета воздушного судна на гоне. Перерасчет выполняется по формуле 𝐺р ∙ 104 Шр = , 𝑁в ∙ 𝑙г ∙ 𝑛з где Gр – разовая загрузка ВС, кг (л); Nв – норма внесения веществ, кг(л)/га; lг – длина участка, м; nз – количество заходов на участок в одном полете. Уменьшается рабочая ширина и в других случаях, но всякое ее изменение не должно отражаться на качестве работ и снижении производительности полетов. В технологическом процессе АХР наряду с шириной полосы используют также общую ее длину (lо), которая определяется формулой 𝐺р ∙ 104 𝑙о = , м. 𝑁в ∙ Шр Все сыпучие вещества, а также жидкости, применяемые на АХР, представляют собой полидисперсные смеси, которые состоят из частиц и капель различной величины. В результате сильной турбулентности воздуха частицы (капли) в определенной степени сепарируются за пролетающим ВС и распределяются по обрабатываемой поверхности следующим образом. Крупные частицы вещества оседают узкой полосой по пути следования ВС. Средние частицы опускаются медленнее, разносятся по сторонам и являются основной частью вносимого вещества. Мелкие частицы очень медленно опускаются на землю, а в большинстве случаев вообще сносятся ветром с обрабатываемой площади. Из этого следует, что авиаобработку предпочтительно производить в тихую безветренную погоду. Наиболее благоприятное время проведения АХР – утро и вечер, когда отсутствуют восходящие потоки воздуха, а температура и влажность приближаются к оптимальным. 36 S lр Шр Шт Рис. 2.4. Вариант окончания выпуска веществ 2.4. Производственный цикл авиационно-химических работ На АХР в течение рабочего дня воздушное судно выполняет большое число полетов по схеме: аэродром – обрабатываемый участок – аэродром. Количество таких полетов доходит до 50, а иногда и более. Эти чередующиеся на протяжении рабочего дня один за другим полеты принято называть циклами. Цикл складывается из следующих последовательных операций: – загрузка ВС; – запуск двигателя (если он был выключен); – выруливание на старт; – полет ВС с целью обработки участка; – заруливание ВС после посадки на загрузочную площадку; – выключение двигателя. Началом цикла считается загрузка ВС, окончанием – выключение 37 двигателя после заруливания на загрузочную площадку. При работе вертолета из указанного цикла выпадает руление и окончанием цикла считается посадка на загрузочную площадку. Продолжительность цикла (Тц) может быть выражена суммой двух слагаемых: Тц = Тз + Тп , где Тз – время, затрачиваемое на земле, мин.; Тп – время полета ВС, мин. Время работы на земле включает все наземные операции: загрузка ВС, запуск двигателя и выруливание на старт, а также заруливание на загрузочную площадку и выключение двигателя. Оно не является производительным, в общем балансе времени цикла составляет от 20 до 50% и зависит в основном от механизации погрузки ВС и организации работ. Производственный полет на АХР складывается из следующих элементов: взлет ВС, полет к обрабатываемому участку, работа над участком, возвращение на рабочий аэродром и посадка ВС. Суммарное время полета (Тп) можно представить в виде: Тп = t1 + t2 + t3 + t4 , где t1 – время работы над участком, мин.; t2 – время всех разворотов в одном полете, мин.; t3 – время полета ВС от аэродрома до обрабатываемого участка и обратно, мин.; t4 – время взлета и посадки ВС, мин. Раскроем каждое слагаемое. Время работы ВС над участком определяется по формуле: 𝑡1 = 𝑙г ∙ 𝑛з , 60 ∙ 𝑉п ∙ где lг – длина гона (участка), м; nз – количество заходов на участок в одном полете; Vп – скорость полета ВС над участком, м/с. 38 Время всех разворотов равно: 𝑡2 = 𝑡п ∙ 𝑛з , где 𝑡п – время одного разворота при заходе на очередной гон, мин.; 𝑛з – количество разворотов. Разворот на АХР складывается из следующих элементов: набор безопасной высоты, заход на очередной гон и снижение до рабочей высоты. Исходя из этого, время одного разворота можно представить tp = tн + tз + tсн . Здесь tн – время набора безопасной высоты разворота, мин.; tз – время захода на очередной гон, мин.; tсн – время снижения ВС до рабочей высоты, мин. Время набора безопасной высоты разворота: 𝑡н = 𝐻б – ℎр . 60 ∙ 𝑉ун Здесь 𝐻б – безопасная высота разворота, м; ℎр – рабочая высота полета над участком, м; 𝑉ун – вертикальная скорость набора, м/с. Время захода на очередной гон определяет: 𝑡3 = 60 ∙ 2 𝜋 ∙ 𝑉разв 9,81 𝑡𝑔 𝛾 ∙ 𝜑 , 360 где 𝑉разв – скорость воздушного судна на развороте, м/с; 𝛾 – угол крена, град.; 𝜑 – угол разворота, град. При стандартном развороте угол разворота равен 𝜑 = 180 + 2 Ψ . Здесь Ψ – угол отворота в сторону, противоположную стандартному развороту. Время снижения можно определить по формуле 39 𝐻б – ℎр . 60 ∙ 𝑉у сн 𝑡н = где 𝑉у сн – вертикальная скорость снижения ВС, м/с. Время полета от рабочего аэродрома до участка и обратно можно представить в виде 𝑡3 = 120 𝐿п 𝑉п , где 𝐿п – расстояние от рабочего аэродрома до участка, км; 𝑉п – скорость полета ВС, км/ч. Время взлета и посадки (t4) выражается t4 = tвзл + tпос. Здесь: tвзл – время взлета, определяемое от начала разбега самолета (от взятия шаг-газа вертолета) и до момента выхода на курс следования к обрабатываемому участку; tпос – время посадки, равное времени начала 4-го разворота и до окончания пробега самолета (посадки вертолета). Время полета (Тп) зависит от летно-технических характеристик ВС (ЛА), а также характера технологического процесса АХР. Исходя из этого, в производственных условиях расчет продолжительности производится по формуле 𝑇п = 600 ∙ 𝐺р 10 ∙ 𝐺р ∙ 𝑡р 120 𝐿п + + + 𝑡4 . 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑉р 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑙г 𝑉п Здесь 𝐺р – разовая загрузка ВС, кг(л); Nв – норма внесения веществ, кг(л)/га; Шр – рабочая ширина захвата, м; Vр – рабочая скорость полета ВС, км/ч; tp – время одного разворота ВС, мин.; 𝑙г – длина гона (участка), км; Lп – расстояние от рабочего аэродрома до участка, км; Vп – скорость полета ВС от аэродрома к участку, км/ч; одного полета 40 t4 – время взлета и посадки ВС, мин. Анализ результатов обработки статистических данных производственного полета на АХР показывает, что время элементов полета изменяется в следующих пределах (%): – время обработки участка (t1) 7,2…39,0; – время разворотов (t2) 4,38…59,0; – время полета от аэродрома до обрабатываемого участка и обратно (t3) 4,5…38,9; – время взлета и посадки (t4) 1,1…9,6. Таким образом, фактическое рабочее время (t1) занимает в среднем всего лишь около 23%. Основные затраты времени производственного полета приходятся на развороты и перелеты. Поэтому уменьшение времени разворота и полета от аэродрома до обрабатываемого участка является одним из существующих способов повышения производительности полетов. Взлет и посадка занимают в среднем примерно 5% времени всего полета. Следовательно, рассматривать их с точки зрения оптимизации практически не имеет смысла. Затраты времени на каждый цикл и частота их повторяемости во многом зависит от того, как организован весь производственный процесс в течение рабочего дня. Этот процесс складывается из подготовительного и заключительного времени, в которое входят предполетная и техническая подготовка, обслуживание ВС и его заправка горюче-смазочными материалами, инструктаж рабочих бригад и т.п. В некоторых случаях время затрачивается еще и на подлет ВС с аэродрома базирования на рабочий аэродром (посадочную площадку) и обратно. Исходя из этого, можно сделать основной вывод: от правильного и умелого проведения каждой операции цикла, а также операций не циклического характера зависит уровень производительности полетов, а также рациональное и экономическое проведение АХР в целом. 41 2.5. Производительность полетов и себестоимость АХР Показателями эффективности использования ВС на АХР являются производительность полетов и себестоимость обработки одного гектара. Производительность полетов показывает, как эффективно используется воздушное судно и какая выработка при этом достигается. На АХР целесообразно рассматривать три вида производительности: – производительность за один вылет (Пв); – производительность в летный час (Пл.ч.); – производительность в рабочий час (Пр.ч.). Производительность за один вылет показывает, сколько гектаров обрабатывается за один полет. Она определяется Пв = 𝐺р , га / в. 𝑁в Здесь Gр – разовая загрузка ВС, кг (л); Nв – норма внесения веществ на один га, кг (л)/га. Производительность в летный час показывает, сколько гектаров обрабатывается за один час полета и определяется по формуле Пл.ч. = 60 ∙ 𝐺р , га/ч . 𝑁в ∙ 𝑇п Здесь Тп – время одного полета, мин. Производительность в рабочий час показывает, сколько гектаров обрабатывается за один рабочий час и определяется Пр.ч. = 60 ∙ 𝐺р , га/ч . 𝑁в ∙ 𝑇ц Здесь Тц – время одного цикла, мин. Следует заметить, что если производительность за один вылет и в летный час характеризуют в основном работу летного экипажа, то производительность в рабочий час учитывает работу обслуживающего наземного персонала, участвующего в выполнении АХР, а также оценивает 42 организацию АХР в целом. Себестоимость обработки одного гектара (Сга) – это затраты на обработку одного гектара. Она показывает, во что обходится предприятию обработка одного гектара и определяется по формуле Сга = Сл.ч. , Пл.ч. (1) где Сл.ч. – себестоимость летного часа ВС, руб./га. Из данной формулы видно, что себестоимость обработки одного гектара находится в обратной зависимости от производительности полетов. Чем больше производительность, тем меньше будет себестоимость, и наоборот, чем ниже производительность, тем выше себестоимость. Таким образом, повышение производительности полетов ВС – один из главных факторов снижения себестоимости АХР. Задачу повышения производительности полетов можно решать несколькими путями. Рассмотрим некоторые из них, для чего исследуем основное уравнение производительности Пл.ч. = 60 ∙ 𝐺р 𝑁в ∙ 𝑇п (2) где 𝑇п = 600 ∙ 𝐺р 10 ∙ 𝐺р ∙ 𝑡р 120 𝐿п + + + 𝑡4 . 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑉р 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑙г 𝑉п (3) Из уравнений (2) и (3) видно, что производительность в летный час (Пл.ч.) зависит от многих величин. В производственных условиях эти величины можно подразделить на два вида – постоянные и переменные. К постоянным относятся: разовая загрузка (Gр), ширина захвата (Шр), рабочая скорость полета ВС (Vр), скорость подлета (Vп) и время взлета и посадки ВС (t4). К переменным величинам относятся: норма внесения (Nв), длина обрабатываемого участка (𝑙г ) и удаленность участка от рабочего аэродрома (Lп). Эти переменные величины могут быть оптимизированы производительности полетов. в Таким целях достижения образом, максимальной производительность производственном процессе зависит Пл.ч. = f (Nв , 𝑙г , 𝐿п ). в 43 1. Рассмотрим, как изменяется производительность ВС различной грузоподъемности (G2 > G1) в зависимости от нормы внесения веществ. Для этого построим график зависимости Пл.ч. = f (Nв). 90 80 70 60 50 40 G2 30 20 G1 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Рис. 2.5. Изменение часовой производительности ВС в зависимости от нормы внесения Из графика видно, что с увеличением нормы внесения производительность полетов падает, и наоборот, с уменьшением нормы она возрастает. Это обусловлено тем, что при уменьшении норм возрастает время основной работы по обработке участков за счет сокращения полетов на рабочий аэродром с целью загрузки ВС. И наоборот, увеличение норм ведет к увеличению непроизводительного налета часов, а это в конечном итоге снижает производительность полетов в летный час. Как показывают исследования, увеличение нормы внесения веществ интенсивнее ведет к снижению часовой производительности на ВС меньшей грузоподъемности, чем на ВС большей грузоподъемности. Следовательно, на работах с относительно высокими нормами внесения целесообразно применять ВС большей грузоподъемности, а на работах с малыми нормами – более легкие ВС и СЛА. 44 2. Рассмотрим, как изменяется производительность в зависимости от длины участка и его удаленности от рабочего аэродрома. Из формул (2) и (3) видно, что с уменьшением длины участка (𝑙г ) производительность полетов уменьшается. Это связано с увеличением непроизводительного налета часов на разворотах. С увеличением длины участка производительность полетов возрастает за счет сокращения разворотов. С увеличением удаленности (Lп) обрабатываемого участка от рабочего аэродрома производительность полетов уменьшается и, наоборот, с уменьшением подлета (Lп) производительность увеличивается. Следовательно, чтобы повысить производительность полетов, необходимо принимать к обработке участки больших размеров и расположенных как можно ближе к рабочему аэродрому. 2.6. Наземная сигнализация Равномерность распределения веществ по обрабатываемой площади в точно заданных границах обеспечивается средствами наземной сигнализации. По своему назначению сигнализация бывает производственной и предупредительной. Производственная сигнализация предназначена для указания пилоту направления полета над обрабатываемым участком, обозначения начала и конца гона, а также для обеспечения параллельности полос. Воображаемая линия, соединяющая два сигнала, расположенные на противоположных концах участка, называется сигнальной (рис. 2.6). Ее, как правило, образуют вдоль наибольшей длины обрабатываемого участка. Расстояние между сигнальными знаками не должно превышать 2 км. Если оно больше, а также при наличии препятствий или неровного рельефа, на участке между крайними сигналами, в середине, ставится третий дополнительный сигнал. 45 Если имеются препятствия на подходах к обрабатываемому участку, то в целях обеспечения безопасности полетов при заходе на гон и выходе из него рассчитываются безопасные расстояния сигнальных знаков от препятствий (рис. 2.7). Рис. 2.6. Сигнальные линии при авиационной обработке Рис. 2.7. Удаление сигнального знака от препятствия 46 Расчет производится по формуле 𝑙1 = (𝐻пр + ∆ ℎ) − ℎр 𝑉у сн 𝑉сн + 𝑙 ′ , где 𝑙1 – удаление сигнального знака от препятствия при заходе на гон, м; 𝐻пр – высота препятствия, м; ∆ ℎ – безопасная высота пролета ВС над препятствием, м; ℎр – рабочая высота полета ВС над участком, м; 𝑉у сн – вертикальная скорость снижения ВС, м/с; 𝑉сн – поступательная скорость ВС на снижении, м/с; 𝑙 ′ – расстояние до сигнального знака, на котором ВС должно быть переведено на рабочую высоту (для самолетов эта величина устанавливается равной 50 м, для вертолетов – 25 м). При выходе из гона сигнальный знак будет удален от препятствия на расстояние 𝑙2 , 𝑙2 = (𝐻пр + ∆ ℎ) − ℎр 𝑉ун 𝑉н . Здесь 𝑉ун – вертикальная скорость набора высоты, м/с; 𝑉н – поступательная скорость ВС при наборе высоты, м/с. Пилот ведет самолет или вертолет точно по сигналам на установленной для данного вида работ высоте. Над входным сигналом он включает аппаратуру, а над выходным выключает ее. Отклонения от сигнальной линии в ту или другую сторону, а также невыдерживание заданной высоты приводят к неравномерному рассеву веществ и образованию огрехов и загущений, что особенно недопустимо при работе с ядохимикатами, в повышенных нормах причиняющими ожоги растениям. После пролета ВС сигнальную линию передвигают на расстояние, равное рабочей ширине захвата, для обозначения очередного гона. Передвижение сигналов производят против ветра или под некоторым углом к нему. Это делается для того, чтобы сигнальщики и пилот не попали в полосу 47 веществ, не успевших осесть на землю после предыдущего гона. Для выдерживания установленной ширины перехода и достижения равномерности обработки участка сигнальщики должны иметь мерные двухметровки. Измерять расстояние перехода на новую сигнальную линию шагами запрещается. Для сигнализации применяются стандартные двухцветные флаги. Сигнальный флаг состоит из древка длиной 2-3 м, к которому крепится прямоугольная рама-каркас размером 1,4 х 0,7. Древко делит раму на две равные (0,7 х 0,7 м): на одну из них прикрепляется матерчатое полотнище белого цвета, на другую – красного (рис. 2.8). а) б) Рис. 2.8. Сигнальные флаги: а) в рабочем положении; б) в свернутом положении Такой флаг прост в изготовлении, легок при переноске, а главное хорошо виден пилоту. В качестве сигнальных знаков можно использовать цветные зонты и красные флаги. При обработке лесных массивов используют удлиненные древки, на 48 которых флаги возвышаются на 1,5-2 м над лесом. При обработке лесных массивов высотой более 7 м для сигнализации применяют шары-пилоты, которые выпускаются на 1,5-2 м над кронами деревьев (рис. 2.9). Рис. 2.9. Сигнализация шарами-пилотами Часто для сигнализации в лесу используют ракеты, запуск которых производится из ракетных пистолетов строго вертикально вверх. Производственную сигнализацию осуществляют специально выделенные предприятием заказчика люди – сигнальщики. Перед началом АХР их обучают правилам сигнализации и технике безопасности при выполнении работ. В процессе работы сигнальщики обязаны строго соблюдать ширину перехода, равную рабочей ширине захвата. Ширина перехода замеряется с помощью двухметровки – циркуля или других средств. Сигнальщики постоянно держат самолет или вертолет в поле своего зрения и следят за выходом веществ. Сигнальщикам рекомендуется начинать 49 переход на очередную точку заранее, при подходе к нему самолета (вертолета) на удалении 100-150 м. Этим исключается попадание на них веществ. Предупредительная сигнализация организуется для обозначения препятствий, расположенных на обрабатываемых участках и на их границах. Специальные знаки, применяемые для предупреждения пилота о препятствиях, должны отличаться от сигналов, применяемых при полевой обработке. В качестве предупредительных знаков можно рекомендовать красные флаги, неподвижно установленные на препятствиях. Выполнение полетов на АХР без сигнальных знаков запрещается. В виде исключения без сигнальных знаков разрешается производить обработку обочин дорог, узких участков, которые могут быть обработаны в 2-3 захода. В случае совпадения направления полета с ясно обозначенными рядами (плодовые сады, виноградники) при длине участка, не превышающей один километр, обработку можно производить по одному сигнальному знаку (рис. 2.10). Рис. 2.10. Опрыскивание виноградников с вертолета Ка-26 50 2.7. Способы обработки участков Для обработки участков применяют следующие способы: – челночный; – загонный; – комбинированный. При челночном способе обработка участков осуществляется по одной сигнальной линии, а заход ВС (ЛА) на очередной гон выполняется методом стандартного разворота или отворота на расчетный угол (рис. 2.11). а) б) Рис. 2.11. Челночный способ обработки. Заход на очередной гон: а) стандартным разворотом; б) отворотом на расчетный угол Полет ВС при этом напоминает движение челнока на ткацком станке, что дало название способу. Он получил самое широкое распространение в практике АХР, так как позволяет обрабатывать участки (поля) самых различных размеров. Суть его заключается в следующем. 51 Ориентируясь по сигналам, расположенным на границах участка, пилот: – производит снижение ВС и выводит его в створ сигнальных знаков; – до входного сигнала занимает рабочую высоту и устанавливает рабочую скорость полета; – над входным сигналом включает в работу аппаратуру и строго выдерживая направление, рабочую высоту и скорость, производит обработку. Над выходным сигналом пилот выключает аппаратуру, после чего по прямой набирает безопасную высоту. На безопасной высоте в горизонтальной плоскости он производит отворот на 80о, а затем разворот в противоположную сторону до выхода в створ сигнальных знаков с последующим снижением до рабочей высоты. При этом заходе значительное количество летного времени тратится на развороты, что влечет за собой снижение производительности полетов. В целях повышения производительности полетов на простых участках допускается выполнять заход на очередной гон отворотом на расчетный угол (рис. 2.11,б). Практически это делается следующим образом. После пролета выходного сигнала устанавливается режим работы двигателя (двигателей), обеспечивающий набор высоты в развороте с вертикальной скоростью не менее 1,5 м/с. На высоте 10 м при открытых подходах или 10 м над препятствиями одновременно с набором высоты производится разворот ВС с креном 15 о на расчетный угол. При достижении угла отворота производится перекладка рулей в противоположную сторону до крена 30о. Одновременно ВС переводится в горизонтальный полет с выходом в створ сигнальных знаков. При этом высота должна быть не менее 30 м над препятствиями. После выхода в створ сигнальных знаков ВС переводится в режим снижения до рабочей высоты. Угол отворота (Ψ) теоретически зависит от рабочей ширины (Шр) и радиуса разворота (R) и определяется следующим соотношением: Шр / R = 2 cos Ψ . Следовательно, 52 𝛹 = arccos Шр . 2𝑅 При данном заходе время выполнения разворота на 20-25 секунд меньше времени выполнения стандартного разворота, что дает значительную экономию летного времени и повышение производительности полетов на 910%, а также снижение себестоимости обработки одного гектара не менее чем на 9%. Загонный способ (рис. 2.12) состоит в том, что выделенный под обработку участок делится на две равные последовательно обрабатываемые полосы (загоны). При обработке этим способом устанавливают две сигнальные линии, которые передвигают после каждого захода ВС на определенные расстояния в сторону необработанной части участка. Заход на следующую линию сигналов производится разворотом на 180о. Загонный способ облегчает технику пилотирования, дает экономию по времени от 0,6 до 0,8 мин на каждом развороте по сравнению с челночным способом обработки. Наибольший экономический эффект достигается при ширине загона, равной двум радиусам разворота. Опыт применения загонного способа обработки показывает, что производительность полетов на АХР повышается до 20%, а затраты труда снижаются на 20-25%, несмотря на выделение двух дополнительных сигнальщиков. Комбинированный или способ одновременной обработки нескольких участков заключается в том, что за один полет обрабатываются два или несколько близко расположенных участков (рис. 2.13). При этом способе почти исключаются стандартные развороты и делаются небольшие довороты ВС. Снижаются затраты летного времени на полеты от аэродрома до обрабатываемых участков, сокращается продолжительность полета. Особенно эффективно применение этого способа при использовании ВС, имеющих большую грузоподъемность, а также при работе с малыми нормами внесения веществ. В этом случае производительность полетов повышается на 15-20% по сравнению с раздельной обработкой участков. 53 Рис. 2.12. Загонный способ обработки Рис. 2.13. Варианты одновременной обработки нескольких участков Но здесь следует иметь в виду, что время перелета между одновременно обрабатываемыми участками не должно превышать время разворота на очередной гон, а расстояние (L) между ними должно удовлетворять условию L < 2,5 · tp , 54 где tp – время разворота при заходе на очередной гон, мин. При ультрамалообъемной обработке, кроме того, следует проверить соответствие условий полетов допустимым нормативам: – ограничение числа разворотов (не более 30); – ограничение продолжительности одного полета (не более 90 мин). Если одно из условий не соблюдается, следует снизить разовую загрузку ВС. Способ обработки определяется исходя из размеров и конфигурации участков, а также расположения их по отношению к рабочему аэродрому и друг к другу. Критериями оценки наивыгоднейшего способа являются безопасность полетов и максимум производительности ВС в летный час, т.е. Пл.ч. → max . 2.8. Определение рациональных условий выполнения АХР При организации АХР важно определить, при каких производственных условиях их выполнение может быть рентабельно, т.е. будет выгодно для предприятий ГА. Рентабельность – это соотношение доходов, получаемых от производства АХР, и расходов, затрачиваемых на их выполнение. За доходы в данном случае принимается тариф, получаемый с одного гектара (Тга), а за расходы – себестоимость обработки одного гектара (Сга). В практике АХР могут встретиться три варианта соотношения доходов и расходов: при Тга < Сга АХР будут убыточны; при Тга = Сга рентабельность равна 0; при Тга > Сга АХР будут рентабельны. Итак, рентабельность обеспечивается условием, когда Тга > Сга . В современных условиях хозяйствования тарифы договорные, т.е. на период выполнения работ предприятия по договоренности с заказчиками сами устанавливают тарифы по договору на взаимовыгодных условиях. Таким 55 образом, будем считать, что тариф является величиной постоянной. Себестоимость же величина переменная и в процессе выполнения АХР зависит от нормы внесения веществ (Nв), длины участка (lг) и удаленности участка (Lп) от рабочего аэродрома. Исходя из этого, нужно организовать работу так, чтобы обеспечить заданную норму внесения, не превышая предусмотренные расходы, иначе говоря, добиться, чтобы себестоимость обработки одного гектара была ниже или по крайней мере равна тарифу, т.е. Тга ≥ Сга . Это достигается путем подбора наивыгоднейших участков обработки по длине и их удаленности от рабочего аэродрома. Для этого необходимо найти зависимость lг = f (Lп). Итак, Сга = 60 ∙ 𝐺р Сл.ч. , Пл.ч. = . Пл.ч. 𝑁в ∙ 𝑇п Следовательно, Сга = Сл.ч. ∙ 𝑁в ∙ 𝑇п , 60 ∙ 𝐺р (4) Возьмем условие, когда Сга = Тга. Тогда уравнение (4) запишем в виде Тга = Сл.ч. ∙ 𝑁в ∙ 𝑇п , 60 ∙ 𝐺р (5) 60 ∙ 𝐺р ∙ 𝑇га . Сл.ч. ∙ 𝑁в (6) Из уравнения (5) найдем Тп: Тп = Приравняв правые части уравнений (3) и (6), получим 600 ∙ 𝐺р 10 ∙ 𝐺р ∙ 𝑡р 60 ∙ 𝐺р ∙ 𝑇га 120 𝐿п + + + 𝑡в.п. = . 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑉р 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑙г 𝑉п Сл.ч. ∙ 𝑁в (7) Из уравнения (7) найдем lг 𝑙г = 10 ∙ 𝐺р ∙ 𝑉р ∙ 𝑡р , 𝑁в ∙ Шр (𝑎 ∙ 𝑉р − 20 𝐿п ) где 𝑎= 60 ∙ 𝐺р ∙ 𝑇га 600 ∙ 𝐺р − − 𝑡в.п. . Сл.ч. ∙ 𝑁в 𝑁в ∙ Шр ∙ 𝑉р (8) 56 Если построить график lг = f (Lп), то получим область рациональных и нерациональных условий выполнения АХР (рис. 2.14). lг, км Рациональная зона Тга > Сга 1,0 0,8 Тга = Сга 0,6 Нерациональная зона Тга < Сга 0,4 0,2 0 2 4 6 8 10 12 14 Lп Рис. 2.14. Определение области рациональных и нерациональных условий выполнения АХР Кривая делит площадь графика на две зоны: верхнюю – рациональную, где сочетание длины участка и расстояние подлета обеспечивают рентабельность АХР, и нижнюю – нерациональную, где Тга > Сга. Точки, расположенные на кривой, показывают равенство тарифа и себестоимость обработки, т.е. Тга = Сга. Имея такой график, можно определить, в какой зоне лежит участок, предложенный к обработке. 57 Глава 3. АЭРОФОТОСЪЕМКА 3.1. Основы аэрофотосъемки Под аэрофотосъемкой (АФС) понимается комплекс работ, выполняемых с целью фотографирования с воздушных судов земной поверхности или ее объектов. Велико значение АФС для экономики страны. Академик А.Е.Ферсман еще в 1926 году писал: «Я думаю, что перед нами сейчас не только новое оружие для работы в труднодоступных областях земной поверхности, но и новый метод для понимания ряда проблем в различных областях научной географии». Результаты АФС используются для создания топографических и специальных карт, на которых изображаются природные и социальноэкономические объекты местности с присущими им количественными и качественными характеристиками и особенностями размещения. По материалам АФС ведутся практически все виды изысканий мест строительства промышленных объектов, дорожных магистралей, линий электропередач (ЛЭП), нефте- и газопроводов. АФС широко применяют при планировании городов и населенных пунктов, а также для изучения природных ресурсов, геоботанических и почвенных исследований. Большое значение АФС имеет для лесного хозяйства. Ее материалы используются для лесоэкономического, лесокультурного, транспортно-мелиоративного обследования и таксации леса. Помимо этого, АФС может применяться для обнаружения лесных пожаров. Это далеко не полный перечень области применения АФС, по которому уже можно судить о важности аэрофотосъемочных работ для народного хозяйства. По назначению АФС подразделяют на топографическую съемку для создания карт и планов и нетопографическую для целей специального тематического дешифрования. В зависимости от положения оптической оси аэрофотоаппарата (АФА) 58 АФС подразделяют на плановую и перспективную. Плановой называют АФС, при которой оптическая ось АФА находится в вертикальном положении или отклоняется от вертикали в пределах не более 3о, а плоскость негатива горизонтальна (рис. 3.1,а). Это основной вид АФС, который выполняется в основном для создания топографических карт и планов. К перспективной относят АФС, при которой оптическая ось АФА значительно (α = 4о ÷ 60о) отклонена от вертикального положения (рис. 3.1,б). а) б) Рис. 3.1. Плановая (а) и перспективная (б) АФС Перспективная съемка может быть выполнена с частью видимого горизонта и без него, изображая только земную поверхность. Одним из задаваемых параметров АФС является масштаб, под которым понимается отношение длины отрезка, получаемого на снимке, к действительной его величине на местности (рис. 3.2). Масштаб обычно выражают отвлеченным числом (1/М), в котором числитель – единица, а знаменатель – число, показывающее, во сколько раз уменьшены линейные размеры на снимке. Масштаб горизонтального аэрофотоснимка постоянен по любому направлению масштаб наклонного аэроснимка не является постоянной величиной и зависит от угла наклона (α) оптической оси АФА. 59 Рис. 3.2. Масштаб горизонтального аэрофотоснимка Рис. 3.3. Продольное перекрытие аэрофотоснимков По масштабам фотографирования АФС подразделяют на: – крупномасштабную (М < 10000); – среднемасштабную (М = 10000 ÷ 50000); – мелкомасштабную (М < 50000). Аэросъемочные полеты выполняются на высотах от 50 до 10000 м. Высота фотографирования зависит от масштаба съемки. Крупномасштабная съемка производится на малых высотах (50÷1000 м) и выполняется на легких 60 самолетах типа Ан-2 и вертолетах. Среднемасштабную съемку производят на высотах от 1000 до 5000 м на самолете Ан-30. Мелкомасштабная съемка производится на высотах более 5000 м. для этой цели используют более скоростные высотные самолеты. В зависимости от характера полета, метода получения аэрофотоснимка, а также размера и формы фотографируемой местности АФС подразделяется на: – кадровую; – маршрутную; – площадную. При кадровой АФС фотографируются отдельные участки местности или какие-либо объекты (развязки дорог, лесные гари, семенные участки, исторические памятники и др.). В этом случае земная поверхность и ее объекты представляются в виде отдельных фотоснимков. Маршрутная АФС – это фотографирование узкой полосы местности вдоль линии полета ВС (рис. 3.3). При этом предусматривается продольное перекрытие (Рх) фотоснимков. Оно задается заранее и выражается в процентах. Для получения заданного размера продольного перекрытия (Рх) аэрофотоснимков экипаж ВС должен рассчитать время экспонирования (τ). Расчет производится по формуле: 𝜏= 𝑙 (100 − 𝑃х ) ∙ 𝐻ф , с. 100 𝑊 ∙ 𝑓 Здесь: 𝑙 – длина аэрофотоснимка, мм; 𝑃х – продольное перекрытие, %; 𝐻ф – высота фотографирования, м; W – путевая скорость ВС, м/с; f – фокусное расстояние АФА, мм. Расстояние между соседними точками фотографирования называют продольным базисом (Вх). Определяется он по формуле: 𝐵х = 𝑙 (100 − 𝑃х ) ∙ М , км, 107 61 где 𝑙 – длина аэрофотоснимка, см; М – знаменатель масштаба съемки. В зависимости от конфигурации объекта маршрут полета может быть прямолинейным, ломанным или криволинейным. Этот вид АФС широко применяют при изыскании и проектировании дорожных магистралей, линий электропередач, гидромелиоративных обследованиях рек и т.п. При площадной АФС фотографируется большая площадь земной поверхности путем проложения ряда прямолинейных и параллельных маршрутов. Маршруты прокладываются с таким расчетом, чтобы обеспечить заданное поперечное перекрытие (Рх) между снимками смежных маршрутов (рис. 3.4). Межмаршрутное расстояние (Ву) или еще его называют поперечный базис, рассчитывается по формуле: 𝐵у = 𝑏 (100 − 𝑃у ) 100 ∙ М , м. Здесь 𝑏 – ширина аэрофотоснимка, мм; Ру – поперечное перекрытие, %. Количество съемочных маршрутов (К) на съемочном участке рассчитывается исходя из ширины участка (Ш) и межмаршрутного расстояния К = ( Ш / Ву ) + 0,5 n , где n – количество продольных границ съемочного участка. Конечной продукцией АФС является заснятая площадь земной поверхности, которая измеряется в квадратных километрах (км2). Для получения сопоставимых данных по трудоемкости съемочных работ выполненные физические объемы АФС различных масштабов приводятся к эквивалентной по трудоемкости АФС и выражаются в приведенных квадратных километрах (Sпрв): Sпрв = Sф · k , где Sф – физическая площадь, км2; k – коэффициент приведения. 62 При масштабе 1:25000 k = 1. Коэффициенты приведения для других масштабов съемки приводятся в Руководстве по аэрофотосъемочным работам. Рис. 3.4. Поперечное перекрытие аэрофотоснимков 3.2. Выполнение аэрофотосъемочных полетов Аэрофотосъемочный полет включает три основных этапа: – взлет, набор высоты и полет до съемочного участка; – аэрофотосъемку заданного участка; – возвращение на аэродром, снижение и посадку. Общее время съемочного полета (валовое) – это время от момента взлета до посадки ВС, которое можно представить в виде суммы двух слагаемых: Тв = Тп + Тс , где Тв – валовое время, ч; Тп – время подлета: взлет, набор высоты, полет к съемочному участку, возвращение на аэродром, снижение и посадка, ч; Тс – съемочное время, ч. Полет к съемочному участку и обратно выполняется по установленным воздушным трассам и на заданном эшелоне (высоте) полета. Отход от трассы на объекты съемки и возвращение на нее производятся по наикратчайшему расстоянию при активном управлении службой УВД. 63 Время подлета – непроизводительное время. Оно зависит от расстояния подлета (Lп) и рейсовой (средней) скорости подлета (Vр). Для повышения эффективности использования ВС на АФС следует его минимизировать, т.е. Тп = Тп ( Lп , Vр ) → min . Это достигается путем решения следующих задач: 1. Выбор наивыгоднейшего аэродрома базирования. 2. Выбор наикратчайшего маршрута полета к съемочному участку. 3. Выбор наивыгоднейшего режима полета ВС. В процессе подлета к объекту съемки экипаж ВС оценивает метеорологические условия (наличие облачности, туманов, направление и силу ветра), определяет наиболее рациональную последовательность проложения аэрофотосъемочных маршрутов, готовит справочный материал, подготавливает съемочную аппаратуру и пилотажно-навигационное оборудование к выполнению АФС. При прибытии в район съемки командир ВС обязан сообщить на аэродром базирования о съемочной обстановке и свое решение о начале работы или возвращении на аэродром вылета. Траектория съемочного полета состоит из двух характерных участков – аэросъемочных маршрутов и разворотов (заходов). На маршрутах производится фотографирование земной поверхности в режиме установившегося горизонтального полета. Развороты или заходы выполняют вспомогательную роль, обеспечивая переход ВС с пройденного маршрута на другой. Заход на очередной маршрут может осуществляться тремя основными способами: – заход одним разворотом на угол 180о; – заход двумя разворотами; – заход с отворотом на расчетный угол. Заход одним разворотом на угол 180о (рис. 3.5,а) выполняется, когда межмаршрутное расстояние (Ву) равно или незначительно больше двух радиусов разворота (R). При этом угол крена (γ) определяется из соотношения 64 𝑡𝑔 𝛾 = 2𝑉 , 9,81 𝐵у где V – скорость ВС на развороте, км/ч. При наличии ветра этот вариант захода обеспечивает выход ВС на ось очередного маршрута, но при этом разворот выполняется на угол 180 о ± 2 УС (угол сноса). Заход двумя разворотами (рис. 3.5,б) осуществляется, когда расстояние между маршрутами (Ву) значительно превышает удвоенный радиус разворота, а расчетная величина угла крена менее 15о. Момент начала второго разворота определяется отрезком времени tр между началами первого и второго разворотов: 𝑡р = 𝐵у 1 𝑉 ∙ − 0,04 , 𝑐. 𝑉 1 ± sin УС 𝑡𝑔 𝛾 Когда расстояние между маршрутами меньше удвоенного радиуса разворота ВС с максимально допустимым креном, то рекомендуется выполнять заход с отворотом на расчетный угол (рис. 3.5,в). Расчетным элементом такого захода является угол отворота (Ψ), который связан с заданным расстоянием между маршрутами и другими величинами, характеризующими условия полета следующей известной зависимостью: 2 cos Ψ = 𝐵у . 𝑅 Следовательно, Ψ = arccos 𝐵у ± УС . 2𝑅 Время, затрачиваемое на фотосъемку заданной площади (Тс), зависит от площади съемочного участка и эффективной скорости (Vэф). Эффективная скорость – это средняя скорость полета ВС с учетом затрат летного времени на разворотах. Она определяется: 𝑉эф = 𝑙 , 𝑡с 65 где 𝑙 – длина съемочного маршрута, км; 𝑡с – время съемки, ч. Время съемки складывается из времени фотографирования (tф) и времени перехода с одного маршрута на другой (tр), т.е. tс = tф + tр или 𝑡с = 𝑙 + 𝑡р . 𝑉кр Здесь Vкр – крейсерская скорость полета ВС при фотографировании, км/ч. Рис. 3.5. Траектории заходов: а) одним разворотом; б) двумя разворотами; в) углом отворота на расчетный угол 66 В процессе фотографирования основная задача экипажа – удерживать ВС на линии заданного пути. Для этой цели необходимо постоянно осуществлять радиотехнический и визуальный контроль точности прохождения съемочных маршрутов и выполнения заходов на очередной маршрут. Поправки в курс следования на маршруте съемки не должны превышать ±2о. Основными критериями оценки фактической траектории полета принято считать стабильность выдерживания поперечного перекрытия, азимутальность и прямолинейность аэросъемочных маршрутов. 3.3. Организация аэрофотосъемочных работ Аэрофотосъемочные работы (АФСР) выполняются специализированными предприятиями ГА и производятся на основании специального разрешения. Получение разрешения на выполнение этих работ является обязанностью заказчика. Авиапредприятия несут ответственность за соблюдение режимов полета в разрешенных границах данной территории. Все лица, допущенные к выполнению АФСР, должны иметь допуск к работе с секретной документацией. В состав АФСР входит: фотографирование земной поверхности, обработка фотоматериалов, монтаж, оценка качества аэроснимков, а также сдача готовой продукции заказчику. Фотографирование земной поверхности и ее объектов производится как со специализированных аэрофотосъемочных самолетов, так и со специально оборудованных ВС, находящихся на эксплуатации в гражданской авиации. Тип ВС зависит от целевого назначения и масштаба АФС. Например, при крупномасштабной АФС используют менее скоростные ВС, а при мелкомасштабной – более скоростные. В настоящее время для АФС применяют специализированный самолет Ан-30, а также вертолеты: Ми-2, Ми-8, Ка-26. Для выборочных съемок небольших участков в крупных масштабах могут использоваться сверхлегкие и беспилотные ЛА. 67 ВС оборудуются аэрофотосъемочной аппаратурой, в комплект которой входят: – АФА в гидростабилизирующей или плановой аэрофотоустановке; – командный прибор; – радиовысотомер с фоторегистратором; – статоскоп. Аэрофотоаппарат предназначен для фотографирования земной поверхности. Он крепится на гидростабилизирующей установке, которая предназначена для стабилизации в направлении вертикали оптической оси АФА, а также для разворота АФА на угол сноса. Современные АФА обладают высокими измерительными и изобразительными характеристиками, а также высокой степенью автоматизации основных рабочих процессов фотосъемки. Электронный командный прибор (ЭКП-2 и ЭКП-3) предназначен для управления режимом работы АФА при фотографировании с заданным продольным перекрытием, а также может выдавать на аэрофотоустановку сигнал для разворота АФА на угол сноса. Топографический радиовысотомер (РВ-18) предназначен для измерения высоты фотографирования и выдачи электрического сигнала, пропорционального высоте, на командный прибор. По показаниям радиовысотомера определяют расстояние от центра проекции фотоснимка до ближайшей точки земной поверхности. Фоторегистратор ТАУ-М предназначен для регистрации показаний радиовысотомера путем фотографирования цифрового указателя высоты. Он автоматически фотографирует показания указателя высоты синхронно со съемкой местности. Статоскоп предназначен для измерения и автоматической регистрации колебаний барометрической высоты полета. На маршруте полета статоскоп измеряет и регистрирует изменение статистического давления, по которому при последующей обработке вычисляются разности высот центров фотографирования. 68 Обработка фотоматериалов включает фотолабораторные работы, связанные с получением позитивной печати, а также монтаж аэроснимков, изготовление фотосхем и репродукций. Заключительной стадией АФСР является оценка качества выполненной АФС и сдача готовой продукции заказчику. 69 Глава 4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗДУШНЫЕ СЪЕМКИ 4.1. Виды геофизических воздушных съемок Геофизические воздушные съемки – это такие съемки, в процессе которых измеряются естественные физические поля Земли (магнитное, электромагнитное, гравитационное, радиоактивность). Геофизические воздушные съемки (ГВС) выполняются в целях поиска полезных ископаемых, изучения недр Земли, а также контроля окружающей среды. Начало аэрогеофизическим исследованиям было положено в 1936 году. Первые опытные полеты проведены А.А.Логачевым и А.Т.Майбородой в районе Старой Руссы. В 1939 году в Горной Шории работала аэромагнитная партия Всесоюзного геологического института, которая явилась первой в мире опытно-производственной аэромагнитной партией. Работами этой партии было установлено, что аэромагнитные исследования позволяют не только отмечать магнитные аномалии, связанные с железорудными месторождениями, но и уточнять геологическое строение Земли. В конце 40-х годов прошлого столетия в мире интенсивно разрабатывались и внедрялись новые виды аэрогеофизических съемок. Были созданы аэрорадиометрические и аэроэлектроразведочные приборы. Качественно новый скачок наступил в 1950 году, когда в нашей стране разработали высокоточный аэромагнитометр АЭМ-49. В настоящее время значительно расширился круг дистанционных исследований. Современная аппаратура, устанавливаемая на ВС, во многом превзошла по точности измерения наземных съемок. Можно констатировать, что аэрогеофизика превратилась в принципиально новую технологию исследования поверхности Земли и ее недр. 70 В зависимости от изучаемого физического поля Земли ГВС подразделяются на следующие основные виды: – аэромагнитная; – аэрогравиметрическая; – аэроэлектроразведочная; – радиолокационная; – аэрогаммаспектрометрическая; – тепловая. Рассмотрим кратко их физические основы и назначение. Аэромагнитная съемка – традиционный метод в аэрогеофизических исследованиях, применяющийся для решения широкого класса геологических и других задач, основанный на различии магнитных свойств горных пород. При такой съемке измеряются геомагнитное поле и его составляющие, а также их градиенты с целью геологического картирования и разведки месторождений полезных ископаемых. Использование ее в комплексе с другими геофизическими методами позволяет оконтуривать отдельные геологические тела, определять границы отдельных структурных зон, а иногда выделять их внутреннее строение. Применяются варианты жесткого крепления магниточувствительных датчиков и варианты таких датчиков, буксируемых в гондолах. Аэрогравиметрическая съемка – непрерывное или дискретное измерение и фиксация параметров гравитационного поля Земли с помощью специальных приборов (гравиметров), устанавливаемых на борту ВС или в контейнере на внешней подвеске (трос-кабеле) самолета или вертолета. Применяется для решения широкого спектра поисковых и прогнознопоисковых задач. Это один из новых методов изучения труднодоступных территорий, перспективных на углеводородное сырье. Аэроэлектроразведочная съемка применяется преимущественно при поисках месторождений сульфидных руд и подземных вод, а также при структурно-технических исследованиях. Физическая основа электроразведки 71 заключается в измерении вторичных электромагнитных полей, создаваемых горными породами с различными удельными сопротивлениями. Радиолокационная съемка (РЛ-съемка) представляет собой новый метод получения изображения местности, основанный на облучении ее радиоволновыми импульсами с дальнейшей регистрацией отраженной энергии на фотографическом материале (аэропленке). Данный метод применяется для изучения ледовых условий, для геологических и других исследований. Аэрогаммаспектрометрическая съемка основана на измерении гаммаизлучений естественных радиоактивных элементов и выполняется для поиска радиоактивных руд (урана, тория, калия), редкометалльных и полиметалльных месторождений, а также для оценки перспектив рудоносности площадей при крупномасштабном структурно-геологическом картировании. Тепловая (инфракрасная) съемка предназначена для изучения земной поверхности в инфракрасном диапазоне длин волн электромагнитного излучения с помощью специальной аппаратуры (тепловизионных систем), установленных на борту ВС. Изменение температурного поля характеризует состояние большого количества естественных и искусственных объектов и явлений на земной поверхности и на некоторой глубине от нее, что определяет практическую ценность данного метода исследований. Это направлен6ие вобрало в себя столько научных открытий и новейших технологических решений, что потенциал его применения еще даже по достоинству не оценен. Инфракрасная съемка играет важную роль при экологических и геологических исследованиях, а также при дистанционном исследовании состояния технических сооружений и природных объектов. Долгое время служившая военным целям, с конца 70-х годов прошлого века она начала успешно применяться сначала в опытных, а затем и производственных работах для решения широкого круга следующих прикладных задач: определение местоположения и диагностика состояния продуктопроводов, выявление участков подземного самовозгорания; выявление участков сбросов коммунальных и промышленных вод в 72 реки и водоемы, картирование загрязнений нефтепродуктами; контроль состояния дорожных покрытий, покрытий взлетно- посадочных полос аэропортов; определение районов активной вулканической деятельности, обнаружение лесных пожаров; исследование водной среды, снежного и ледяного покровов, а также контроль окружающей среды. 4.2. Условия выполнения геофизических воздушных съемок Эффективность и качество ГВС зависит от условий их выполнения, которые определяются: – масштабом съемки; – направлением и системой съемочных маршрутов; – высотой полета; – типом ВС. Масштаб съемки – условное понятие характеризующее деятельность съемки и точность исследований. Определяется заданным расстоянием между смежными съемочными маршрутами. Знаменатель масштаба съемки равен 100 М, где М – расстояние между смежными маршрутами в метрах. Например, при расстоянии между маршрутами М = 250 и масштаб съемки будет 1:25000. Масштаб съемки зависит от поставленных геологических и геофизических задач, размеров исследуемых объектов и параметров съемки. Так, при поисках полезных ископаемых достаточно, чтобы искомый объект был зафиксированным хотя бы одним маршрутом, а при геологическом картировании, как минимум тремя. Следовательно, при прочих равных условиях для геологического картирования нужен более крупный масштаб съемки, чем при поисках залежей полезных ископаемых. 73 По масштабу геофизические воздушные съемки делятся на: 1. Мелкомасштабные — от 1:1000000 до 1:500000; 2. Среднемасштабные — от 1:500000 до 1:100000; 3. Крупномасштабные — от 1:100000 до 1:10000. Результаты мелкомасштабных съемок необходимы для рекогносцировочных исследований и изучения кристаллических фундаментов земной коры. Материалы среднемасштабных съемок используются для нефти газоносных месторождений и различных полезных ископаемых. Съемки крупного масштаба проводятся для геологического картирования. Полеты маршрутам. при выполнении Съемочные ГВС осуществляются маршруты по характеризуются съемочным назначением, направлением и длиной. По назначению они подразделяются на: рядовые, секущие, опорные, каркасные и контрольные. Рядовые съемочные маршруты – это основной вид маршрутов. Они. как правило, прямолинейные и взаимно параллельные (за исключением по горизонталям в горных районах). Прокладываются в направлениях, перпендикулярных простиранию магнитных аномалий, а если они не известны, то перпендикулярно геологических преобладающему структур. Длина в данном рядовых районе маршрутов простиранию и величины межмаршрутных расстояний обуславливаются видом и масштабом съемки, характером местности, наличием ориентиров и удалением съемочного участка от аэродрома базирования. Секущие маршруты применяются для определения ошибок измерений величин параметров геофизических полей по расхождению их значений в точках пересечения секущих маршрутов с рядовыми, а также для увязки измеренных величин, полученных при проложении рядовых маршрутов. Секущие маршруты располагаются, как правило, под углом 45-90° к рядовым. Протяженность их составляет до 150-180 км в равнинной местности и до 100 км в горах. 74 Опорные маршруты прокладываются на участках спокойного поля в прямом и обратном направлениях и предназначены для создания воздушной опорной сети и для учета смещения нуль – пункта аэромагнитометра при измерениях на рядовых маршрутах. Опорные маршруты должны размешаться равномерно по всей территории съемочного участка и проходить через надежные точечные ориентиры, обеспечивающие пересечение рядовых маршрутов не менее чем в трех точках удаленных одна от другой не более чем на 50км. Каркасные маршруты – это маршруты для выполнения фото привязки результатов измерений, произведенных на рядовых маршрутах. Прокладываются в следующих случаях: на местности нет достаточно надежных ориентиров, вследствие чего привязка непосредственно к топографической карте затруднена либо невозможна; карты и материалы фотосъемки на данную территорию устарели; масштабы карт или аэрофотоматериалов привязки имеют большое различие. Каркасные маршруты следует совмещать с опорными или секущими маршрутами, поэтому их расположение определяется не только наличием ориентиров, но и всеми требованиями, предъявленными к опорной сети геофизической съемки и характером этой сети. Контрольные маршруты предназначены для выполнения проверок специальной съемочной аппаратуры. Они выбираются в непосредственной близости от аэродромов базирования и должны опираться на хорошо опознаваемые входные и выходные ориентиры. Длина контрольного маршрута 10-12 км, направление – произвольное. Высота съемочного полета определяется целями съемки и свойствами измеряемых полей. Так, интенсивность гамма-поля падает на высоте 150 м, а радиометр АРС-2 имеет предел высоты 100 м. Следовательно, полеты при гамма-съемке на высотах более 100 м бесцельны. Аэромагнитная съемка может 75 производиться на любых высотах, начиная от предельно малых до космических. Высота съемочного полета тесно связана с масштабом съемки. Для каждого масштаба разработана своя рациональная высота полета. Во всех случаях съемочная высота задается заказчиком. За последние годы произошел принципиально качественный скачок в точности привязки аэрогеофизических измерений на местности. Применение современных спутниковых навигационных систем обеспечивает определение текущих координат с точностью до 10 м, а при необходимости – до 2-3 м. ГВС выполняются на самолетах и вертолетах. Тип ВС выбирается исходя из вида съемки, состава съемочной аппаратуры и физико- географический условий района работ. При этом учитываются летнотехнические характеристики ВС, его конструктивные особенности, штатное пилотажно-навигационное оборудование, возможность установки специальной аппаратуры и рабочих мест штурмана-съемщика и бортоператоров. 4.3. Выполнение полетов на геофизических воздушных съемках Полеты на ГВС подразделяются на поисково-съемочные и аэросъемочные. Поисково-съемочные производятся в основном для поиска полезных ископаемых (магнитная, гравитационная съемки, электроразведка). Отличительной особенностью является их выполнение на предельно малых (до 200 м) и малых (до 1000 м) высотах с постоянным выдерживанием заданной истинной высоты полета путем обтекания рельефа местности. Поисково-съемочные полеты в равнинной и холмистой местности выполняются по прямолинейным маршрутам, а в горной местности – по криволинейным, совпадающим с горизонталями. Выдерживание постоянной высоты при полетах по прямолинейным маршрутам достигается путем непрерывного маневрирования ВС в вертикальной плоскости (рис. 4.1), а при полетах по горизонталям – в 76 горизонтальной плоскости (рис. 4.2), т.е. разворотами, повторяющими изгибы возвышенностей. Возможность маневрирования в том и другом случае зависит от аэродинамических характеристик и летно-технических данных ВС. Рис. 4.1. Профиль полета по прямолинейному маршруту Рис. 4.2. Профиль полета по криволинейному маршруту Всякое искривление траектории полета ВС может происходить только при наличии неуравновешенной силы. При маневрировании ВС в вертикальной плоскости ею является Δ Y – приращение подъемной силы ΔY=Y–G, где Y – подъемная сила; G – сила веса ВС. 77 В горизонтальном полете Δ Y = 0, т.к. Y = G, чем обеспечивается условие горизонтального полета. При взятии штурвала на себя увеличивается угол атаки и появится положительное приращение подъемной силы (+ Δ Y), при отдаче штурвала от себя уменьшается угол атаки и появляется отрицательное приращение подъемной силы (– Δ Y). Силу Δ Y можно выразить как 𝑉2 Δ𝑌=𝑚 =𝑚𝑗, 𝑅 где m – полетная масса ВС, кг; V – скорость ВС, м/с; R – радиус кривизны траектории полета, м; j – центростремительное ускорение, м/с2. Отношение подъемной силы к силе веса ВС есть нормальная перегрузка (ny): 𝑛у = 𝑌 . 𝐺 В горизонтальном полете она равна единице, т.е. ny = 1. При криволинейном движении вследствие появления неуравновешенной силы Δ Y возникает приращение перегрузки (Δ ny): Δ 𝑛у = ± 𝑌 . 𝐺 Перегрузка ВС будет равна сумме перегрузки исходного режима и приращения перегрузки. Если за исходный режим взять установившийся режим горизонтального полета, то нормальная фактическая перегрузка с учетом приращения будет равна: ny = 1 + Δ ny . Любое ВС имеет ограничения допустимых перегрузок по: – запасу перегрузки; – прочности конструкции ВС; – усилиям пилота; 78 – запасу хода руля и др. Рассмотрим лишь первое ограничение, т.к. другие учитываются при конструировании ВС. Отношение максимальной величины коэффициента подъемной силы (Су max) к исходной величине коэффициента подъемной силы (Су исх.) называется располагаемой перегрузкой (nрас.): nрас. = Су max / Су исх. . Чем меньше угол атаки, на котором происходит полет, тем меньше Су исх. и следовательно тем больше располагаемая перегрузка, т.е. для вывода ВС на режим сваливания требуется создать большую перегрузку при полете на большей скорости, чем на меньшей. Приращение перегрузки, потребное для вывода ВС на критический угол атаки, называется запасом перегрузки (nз): 𝑛з = 𝐶у 𝑚𝑎𝑥 − 1. 𝐶у исх. Если запас перегрузки в полете станет равным нулю, значит, ВС выведено на критический угол атаки. При этом произойдет сваливание на любой скорости полета. Если полет выполняется на малой скорости, т.е. при большом Су исх., то ВС имеет малый запас перегрузки, а малейшее увеличение угла атаки приведет к сваливанию ВС. Для обеспечения безопасности полетов на ВС установлен предел по запасу перегрузки. Так, например, для самолета Ан-2 он равен 0,5, что соответствует скорости полета 150 км/ч. Следовательно, V = 150 км/ч является минимально допустимой скоростью при выполнении поисково-съемочных полетов. Зная величину перегрузки, можно определить R – радиус кривизны в любой точке траектории полета: 𝑉2 𝑅= , 𝑔 (𝑛у − 1) где 𝑔 – ускорение свободного падения, м/с2. 79 При крутых склонах увеличение радиуса траектории полета нарушает плавность обтекания рельефа местности. В этих точках возникают «провалы», т.е. необследованные места, из-за пролета над ними на высотах выше заданных. Величина «провалов» зависит от крутизны склонов, относительного превышения местности, радиуса траектории полета, скорости полета ВС и перегрузки. Как показывают исследования, при крутизне склонов до 5 о и относительном превышении рельефа до 500 м в радиусе 25 км можно выполнять полет на «кондиционной» (заданной) высоте при скорости полета до 200 км/ч. Следовательно, в равнинной и холмистой местности хорошее качество поисковой съемки обеспечивают как вертолеты, так и самолеты. При крутизне склонов 5-10о хорошее качество съемки получается при скорости до 140 км/ч, а при 15о – только при скорости не более 100 км/ч. Таким образом, в горной местности хорошее качество съемки обеспечивают только вертолеты. На местности с крутизной склонов более 30о и относительным превышением рельефа 500 м и более поисково-съемочные полеты необходимо выполнять по криволинейным маршрутам (рис. 4.2). Сущность этого способа полетов заключается в том, что полет выполняется в горизонтальной плоскости, и линия пути должна примерно совпадать с одной из горизонталей на рабочей карте. Поскольку полет выполняется без маневрирования по вертикали, воздушная скорость остается практически постоянной. Полет производится так, чтобы барометрического высотомера и радиовысотомера малых показания высот были постоянны и равны заданным для данного маршрута величинам. При точном выдерживании этих показаний ВС будет следовать вдоль заданной горизонтали на заданной высоте. Выдерживание заданной высоты зависит от правильности показаний барометрического высотомера, которые обусловлены точностью определения атмосферного давления в месте работ. Кроме того, для удобства выполнения полета по горизонталям отсчет по шале барометрического высотомера должен быть равен отметке данной горизонтали, над которой находится ВС. Выполнение этих условий требует предварительного тарирования барометрического высотомера, которое производится после 80 выполнения обзорного облета участка, а также при изменении абсолютной высоты полета более чем на ± 500 м (вследствие непостоянства барометрической ступени) и через каждые 1,5-2 ч (из-за изменения давления во времени). При полетах по горизонталям маневрирование ВС происходит в горизонтальной плоскости разворотами. Радиус разворота можно определить по формуле 𝑉2 𝑅р = , 9,81 𝑡𝑔 𝛾 где γ – угол крена, град. Как видно из формулы, радиус разворота уменьшается с увеличением угла крена и увеличивается с увеличением скорости полета. Так, например, самолет Ан-2 имеет установленную для разворота скорость 160 км/ч и угол крена 20о. Радиус разворота при этом получается 560 м. При этом же крене на вертолетах Ми-2, Ми-8 и Ка-26 можно выполнять разворот при скорости 60 км/ч, имея радиус 80 м. Это позволяет получать хорошее качество поисковой съемки при полетах по горизонталям в условиях, где самолет вообще нельзя применять. Таким образом, преимущества вертолетов с точки зрения качества работ и безопасности полетов столь значительны, что поисково-съемочные полеты в горах можно считать чисто вертолетными. Аэросъемочные полеты – это полеты, выполняемые для дистанционного зондирования земли и определение координат различных объектов с помощью технических средств магнитометрических) (оптических, и радиотехнических, радиогеодезических дальномерных тепловых, систем. Выполняются с целью производства аэрофотосъемки специального назначения, аэромагнитной съемки в средних и мелких масштабах, аэрогравиметрической, радиолокационной, тепловой и др. видах съемок. Аэросъемочные полеты выполняются на малых, средних и больших высотах, как правило, по системе прямолинейных, взаимно параллельных маршрутов, дополняемые иногда секущими маршрутами, проходящими в различных направлениях. В некоторых случаях прокладываются прямолинейные одиночные или криволинейные маршруты. 81 Рис. 4.3. Вертолет Ка-32 на поисковой съемке Оси съемочных маршрутов обычно задаются заказчиком и наносятся на рабочую карту. При съемке площадей могут быть случаи, когда заказчик задает только направление маршрутов, масштаб съемки или высоту полета и границы съемочного участка, а проектирование осей маршрутов осуществляет штурманаэросъемщик. Протяженность съемочных полетов, высота полета, величина межмаршрутного расстояния, допустимые максимальные скорости полета по съемочным маршрутам так же задаются заказчиком в технических условиях на выполнение аэрофотосъемочных работ. При этом длина съемочных маршрутов должна не более чем в 50 раз превосходить расстояния между маршрутами. Технология производства каждого вида съемок и выполнение аэросъемочных полетов определяются Руководством по съемочным полетам. 82 Глава 5. АВИАЦИОННАЯ ОХРАНА ЛЕСОВ ОТ ПОЖАРОВ 5.1. Организация авиационной охраны и ее задачи Лес – это наше национальное богатство. Велико и многообразно значение леса в народном хозяйстве страны. Лес «питает» почти все отрасли экономики. Он могучий защитник плодородия почв, хранитель воды в реках и озерах, дом для диких животных и птиц. В любое время года он встречает тишиной, чистым и свежим воздухом. Неиссякаемы его кладовые, которые особенно обильны летом и осенью. Поэтому лес нужно беречь. Огромный ущерб лесному хозяйству приносят пожары. При пожаре уничтожается большое количество ценной древесины и лесной фауны (грибы, ягоды, лекарственное и техническое сырье, звери, птицы, насекомые), а также сгорают зимовья и лесные поселки. Особенно большой вред приносят пожары в горных лесах, где являются причиной быстрого развития эрозионных процессов и смыва органических слоев почвы. Склоны гор обнажаются, иссякают горные ручьи, мелеют и пересыхают реки. Лесные пожары оказывают влияние на окружающую атмосферу: создают загазованность воздуха, ухудшают видимость. Вследствие задымленности при крупных лесных пожарах нередко прекращается работа авиационного и речного транспорта, увеличивается количество сердечнососудистых заболеваний населения. Охрана лесов от пожаров была и является одной из важнейших государственных задач во всех развитых странах. До 30-х годов прошлого века в России охраной лесов от пожаров главным образом занимались работники лесной службы и привлекаемое ими местное население. В дальнейшем с развитием авиации встал вопрос о ее использовании для обнаружения лесных пожаров. В нашей стране первые опыты по авиационной охране лесов были проведены в 1931 году Г.Г.Самойловичем и С.П.Румянцевым. Целью опытов 83 было установление возможности обнаружения и определения точного местонахождения пожаров с воздуха. Полеты проводились в Горьковской (ныне Нижегородской) области на площади около 1,5 млн. га на самолетах По-2. В 1932-1935 годах такие опыты были продолжены в Карелии, на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Проведенные опыты показали, что авиация с большим успехом может применяться для охраны лесов. Но недостаточно только обнаружить лесной пожар, необходимо еще организовать его тушение, обеспечив быстрое прибытие рабочих и доставку противопожарного оборудования и снаряжения к месту пожара. Поэтому вторым направлением развития авиационной охраны стало применение самолета как средства транспорта для доставки к пожару рабочих со средствами тушения. Первые опыты по высадке парашютистов, проведенные 1934-1935 годах под руководством Г.А.Мокеева, оказались весьма успешными. Уже в 1936 году была создана первая парашютно-пожарная команда, принимавшая участие в борьбе с лесными пожарами. Парашютисты-пожарные в большинстве случаев высаживались у населенных пунктов для привлечения к тушению местного населения. С 1936 года в стране стали создаваться специализированные подразделения по охране лесов от пожаров, которые начали проводить регулярные полеты по патрулированию лесов. И к началу Великой Отечественной войны авиационной охраной было охвачено 109 млн. га лесов, использовалось более 60 самолетов типа По-2 и Ш-2. В годы войны ушедших на фронт мужчин заменили женщины, многих из них связали свою жизнь с авиалесоохраной. После войны авиационная охрана лесов прочно вошла в лесохозяйственную практику и заняла ведущее место в системе противопожарных мероприятий, проводимых в многолесных районах. В доперестроечный период в нашей стране под авиационной охраной находилось 2/3 площади лесного фонда и около 130 млн. га оленьих пастбищ. При этом 90% пожаров обнаруживалось и 40% тушилось с помощью авиации. Ежегодно с самолетов осуществлялось более 60 тыс. прыжков с парашютами, а с вертолетов – 25 тыс. 84 спусков на специальных устройствах. На авиационной охране ежегодно было задействовано свыше 600 самолетов и вертолетов. По своим масштабам и уровню развития служба авиационной охраны лесов России до последнего времени по многим показателям значительно превосходила аналогичные службы других стран, включая США, Канаду, Китай. Однако в связи с ухудшением общей экономической ситуации в стране и сокращением финансирования авилесоохранных работ служба стала сдавать позиции. Начиная с 1991 года налет часов на авиационной охране стал сокращаться из года в год. Уменьшение налета часов сказывается на оперативности обнаружения и тушения лесных пожаров, что в конечном итоге приводит к увеличению числа пожаров, значительная часть из них перерастает в крупные. Как показывает статистика последних лет, ежегодно в нашей стране лесные пожары уничтожают до 1,5 миллиона гектаров лесного фонда. Следует заметить, что если раньше пожары возникали в основном в тайге и труднодоступных районах Урала, Сибири и Дальнего Востока, то в последнее время они стали возникать в Европейской густонаселенной зоне. Это является следствием резкого увеличения числа людей, выезжающих в лес для отдыха, на рыбалку, охоту, за грибами и ягодами. У населения стало много средств личного транспорта: автомашин, мотоциклов, моторных лодок и т.п. Как следствие массового посещения леса, увеличилось и число загораний в лесу, возникающих в результате неосторожного обращения с огнем. Но иногда пожар в лесу может возникнуть от молнии или искр различных машин, работающих в лесу. Поэтому, несмотря на все экономические трудности, использование авиации на охране лесов есть объективная необходимость в деле сбережения лесных ресурсов. По данным американских экономистов, эксплуатация вертолетов в США обходится в 900 тыс. долларов за сезон, в то время как стоимость сбереженного ими леса оценивается в 13 млн. долларов. Охрану лесов специализированные от пожаров предприятия и – борьбу с авиационные ними базы осуществляют (авиабазы), расположенные в разных районах нашей страны. Каждая из них обслуживает 85 одну или несколько областей. Всеми авиабазами руководит Центральная база авиационной охраны лесов и обслуживания лесного хозяйства. Авиабазы оснащены современными техническими средствами, в том числе самолетами и вертолетами. Основная задача авиабаз – своевременное обнаружение и ликвидация возникающих лесных пожаров. Помимо этого, авиабазы осуществляют: контроль соблюдения правил пожарной безопасности в лесах; проведение работы с населением и профилактических противопожарных мероприятий. Для непосредственного проведения работ в составе авиабазы создаются авиационные отделения, которые организуют охрану лесов и тушение возникающих пожаров. В авиационных отделениях создаются подразделения авиационной пожарной службы: парашютно-пожарные или десантно-пожарные команды (группы) численностью от 8 до 30 человек. Эти команды возглавляются инструкторами: 1 инструктор на 6 парашютистов (десантниковпожарных). При наличии в составе авиационного отделения двух и более таких команд авиационная пожарная служба возглавляется старшим инструктором или инженером-инспектором десантно-пожарной службы. Начальником оперативного отделения является старший летчик-наблюдатель. За каждым оперативным авиаотделением закрепляют для охраны определенную территорию лесов. Размеры ее составляют 1,5-3 млн. га в зависимости от степени возгорания лесов. 5.2. Виды лесных пожаров Лесные пожары бывают трех видов: – низовой; – верховой; – подземный. Низовым называют лесной пожар, распространяющийся по напочвенному покрову. При низовом пожаре горит подстилка леса (ветошь, 86 сухая трава, ветки, валежник). Огонь виден местами, цвет дыма беловатый. Пожар имеет форму, вытянутую по площади, с извилистыми границами. Интенсивное горение при низовом пожаре происходит, как правило, по периферии горящего участка, где образуется вал огня высотой от 0,1 до 1,0 м. Этот периферийный вал огня называют кромкой пожара. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. Беглым называется пожар, при котором горит напочвенный покров. Такие пожары характерны для весеннего периода, когда просох лишь самый верхний слой лесной подстилки. В большинстве случаев они распространяются с большой скоростью, причем участки с повышенной влажностью покрова остаются не тронуты огнем. При беглом пожаре огонь быстро сжигает все, что способно гореть, и движется дальше. Отсюда и название «беглый пожар», т.е. пожар, при котором горение на каждом участке продолжается лишь короткий промежуток времени. Устойчивые низовые пожары – это вторая стадия беглого пожара. Возникают они в основном летом, когда просохнет напочвенный покров. При таких пожарах устойчиво горят валежник, пни, хвойный подрост, кора нижней части деревьев. Если его вовремя не потушить, то такой пожар переходит в верховой. Верховой пожар является дальнейшей стадией развития низового пожара. Различают две формы верховых пожаров: верховой устойчивый и верховой беглый. При верховом устойчивом пожаре огонь распространяется по кронам деревьев по мере продвижения кромки низового пожара, уничтожая подстилку, валежник и древостой. Верховые беглые пожары наблюдаются только при сильном ветре. При этом огонь обычно распространяется по пологу «скачками», иногда значительно опережая фронт низового пожара. Во время скачка пламя распространяется по кронам со скоростью 15-25 км/ч. При верховом пожаре лес уничтожается на громадных территориях. Фронт верховых пожаров достигает до 500 км. Такой пожар может остановить 87 большое водное препятствие или ливневые дожди. Верховой пожар хорошо заметен с воздуха, цвет дыма темный. Подземный или торфяной пожар возникает из низового. При подземном пожаре горение беспламенное. Источником горения является в основном торф. У недавно возникшего подземного пожара границы слабо выражены и с воздуха не просматриваются. Дымом затянута вся площадь. На старом пожаре границы хорошо заметны, дым сосредоточен в основном по периферии, огонь не виден. Скорость распространения незначительна, от нескольких дециметров до нескольких метров в сутки. После выгорания торфа в грунте образуются пустоты больших размеров. Подземные пожары, как правило, возникают во второй половине лета и могут продолжаться до самой зимы. На скорость распространения пожаров оказывает влияние время суток. Утром, вечером и ночью лесной пожар мало увеличивается по площади. Дым стелется по земле и плохо виден с воздуха. Днем пожар увеличивается очень быстро, а дым от него поднимается вверх и хорошо виден с высоты полета. Установлено, что с 9 до 12 часов возникает 10% пожаров, с 12 до 18 – около 70%, с 18 до 21 часа – 15% пожаров. Остальные 5% пожаров могут возникнуть в любое время. Период года, в течение которого возможно возникновение лесных пожаров, называют пожароопасным сезоном. Он начинается с момента схода снежного покрова в лесу и заканчивается при наступлении устойчивой дождливой осенней погоды. В этот период осуществляется авиационная охрана лесов от пожаров, основными элементами которой являются авиационное патрулирование и тушение лесных пожаров с использованием ВС. 88 5.3. Авиационное патрулирование лесов Авиационное патрулирование лесов – это систематическое наблюдение с воздуха за лесной территорией с целью своевременного обнаружения лесных пожаров. Авиапатрулирование начинается с наступлением пожарной опасности в лесу. Первый полет над обслуживаемой территорией выполняется до наступления горимости. Его цель – ознакомление с территорией и условиями полетов над ней. Последующие полеты выполняются в соответствии с классом пожарной опасности. Класс пожарной опасности определяет вероятность возникновения лесных пожаров в зависимости от погодных условий. Количественно он характеризуется комплексным показателем засухи (К) и рассчитывается для каждого дня следующим образом: Кi = (Ki-1 + ti · di) αi , (i = 1, 2, …, n). Здесь Кi – показатель засухи текущего i-го дня; Ki-1 – показатель засухи предыдущего (вчерашнего) дня; ti – температура воздуха текущего i-го дня; di – дефицит влажности текущего i-го дня; αi – коэффициент, учитывающий количество выпавших осадков текущего i-го дня. Дефицит влажности определяется по формуле d = tв – tт.р. , где tв – температура наружного воздуха, град.; tт.р. – температура точки росы, град. Коэффициент, учитывающий количество выпавших осадков, изменяется в зависимости от их количества (Q) по следующим градациям: Q, мм нет 0,1-0,9 1-2,9 3-5,9 6-14,9 15-19,9 20 и более α 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,1 0 89 Показатель засухи определяется со дня схода снежного покрова в лесу, а также после обильного дождя, когда осадков выпало 20 мм и более. В первый день К1 = (0 + t1 · d1) α1 , в следующий К2 = (К1 + t2 · d2) α2 и т.д. В зависимости от комплексного показателя засухи установлено пять классов пожарной опасности: Класс пожарной опасности Величина комплексного показателя I 0 – 300 II 301 – 1000 III 1001 – 4000 IV 4001 – 10000 V 10001 и более Исходя из местных условий, иногда применяют местные шкалы пожарной опасности с учетом фактических условий горения в разные сезоны года. Первый класс пожарной опасности характеризует такие условия в лесу, при которых огонь, попавший на почвенный покров, не вызывает пожара. При этих условиях пожарная опасность отсутствует. Полеты в эти дни не выполняются, а если выполняются, то только с целью контроля за возникшими ранее пожарами. Второй класс характеризует условия малой пожарной опасности. Вероятность возгорания в данном случае небольшая, но при некоторых условиях возможно возникновение пожара (в хвойных лесах на сухих почвах, в местах массового отдыха людей в лесу и т.п.). Полеты в этом случае производятся через 1-2 дня. Третий класс – средняя пожарная опасность. Авиационное патрулирование производится ежедневно один раз в полуденное время. Четвертый класс характеризует условия высокой пожарной опасности. Патрулирование проводится по два раза в день (до обеда и после обеда). Авиационные команды (парашютисты, десант пожарных) и средства 90 пожаротушения находятся в полной готовности к вылету на пожар. Пятый класс – класс чрезвычайной пожарной опасности. Авиационное патрулирование осуществляется не менее трех раз в сутки (в северных районах полеты выполняются даже ночью). При необходимости привлекается дополнительное количество воздушных судов. При патрульных и специальных полетах с самолетов и вертолетов ведется противопожарная пропаганда. Патрульные полеты выполняются по специальным замкнутым многоугольным маршрутам. На охраняемой территории таких маршрутов может быть проложено один и более. Маршруты разрабатываются заблаговременно представителем заказчика (старший летнаб) и старшим штурманом летной службы предприятия (авиакомпании). При разработке маршрутов необходимо: – чтобы маршруты проходили через наиболее опасные в пожарном отношении участки охраняемой территории; – поворотные пункты маршрутов должны быть привязаны к хорошо опознаваемым наземным ориентирам; – расстояние между маршрутами не должно превышать 60 км и 50 км от маршрута до границы охраняемой территории. Протяженность патрульных маршрутов устанавливается с учетом возможной продолжительности полета ВС, необходимого запаса времени на сходы с маршрута для осмотра пожаров и сообщения о них лесной охране. Для расчета общей длины патрульного маршрута можно воспользоваться следующей формулой: 𝐿м = 𝐺𝑚𝑎𝑥 − (𝑔н.з. + 𝑔о.п. ) 𝑉кр , 𝑞 где 𝐿м – длина патрульного маршрута, км; 𝐺𝑚𝑎𝑥 – полная заправка ВС топливом, кг; 𝑔н.з. – навигационный запас топлива, кг 𝑔о.п. – топливо, потребное для осмотра пожара и высадки парашютистов (десанта) пожарных, кг; 91 q – часовой расход топлива, кг/ч; 𝑉кр – крейсерская скорость полета ВС, установленная для патрулирования, км/ч. Патрульный маршрут характеризуется коэффициентом полезности маршрута (η), который находится по формуле: 𝜂= 𝑆м , 𝑆о где 𝑆м – площадь, осматриваемая с маршрута, км2; 𝑆о – площадь охраняемой территории, км2. Площадь, осматриваемая с маршрута, определяется по формуле 𝑆м = 2 R · Lм . Здесь R – радиус обзора с ВС, км; Lм – длина патрульного маршрута, км. Вероятность своевременности обнаружения пожаров (Рс) на охраняемой территории леса зависит от коэффициента полезности маршрута и кратности (частоты) патрулирования (ν), т.е. Рс = (η, ν) . Полеты по авиапатрулированию рекомендуется выполнять на высотах 600-800 м. С этой высоты осматривается площадь радиусом 30-35 км, а при хорошей видимости – 40-50 км. Четко обнаруживаются дымы пожаров средней интенсивности (0,5–1 га), дым от костра виден на расстоянии 25 км. В зависимости от условий полета и горимости лесов экипаж ВС может менять высоту полета от 300 до 1200 м. При патрулировании лесов самолетовождение осуществляют инструментально-визуальным способом, т.е. по компасу и визуальной ориентировке. Обнаружение пожара производится визуально по дыму. В настоящее время для обнаружения зарождающихся (не заметных для глаза) пожаров в дополнение к визуальному методу применяют инфракрасный авиадетектор «Тайга», который может с высоты 400-500 м регистрировать пожары размером 92 0,5 х 0,5 м, скрытые пологом леса, по их тепловому излучению. После обнаружения пожара экипаж ВС по наикратчайшему пути следует к месту его возникновения для осмотра. Подход к месту пожара производится на высоте патрулирования. Затем на безопасной высоте (100-200 м) по прямоугольному маршруту производится осмотр пожара с целью определения: – места пожара и направления его движения; – вида пожара и интенсивности горения; – размеров (площади) и вида горящего леса. Определение места пожара производится разными методами. Одним из наиболее распространенных является метод земных ориентиров. Он основан на сличении карты с местностью. Второй метод основан на определении местонахождения пожара по двум пеленгам. Его суть заключается в том, что летчик-наблюдатель устанавливает истинные пеленги на пожар при полете от двух опознанных на местности ориентиров. Откладывая эти пеленги на патрульной карте, он определяет местонахождение пожара на их пересечении (рис.5.1). Третий метод – по счислению пути – состоит в следующем. От опознанного на местности и карте ориентира определяют истинный путевой угол на пожар; исчисляют путевую скорость при подлете к нему и учитывают время полета. По путевой скорости и времени вычисляют расстояние от ориентира до пожара. По фактическому путевому углу и расстоянию наносят на патрульную карту место пожара. Из перечисленных методов наиболее прост и достаточно точен первый метод, поэтому его в основном и применяют на практике. Остальные два редко, так как они сложнее и не всегда обеспечивают требуемую точность. После определения местонахождения пожара и детального осмотра его с небольшой высоты летчик-наблюдатель приступает к составлению схемы пожара и донесения о нем. На схеме глазомерно в произвольном масштабе зарисовывает топографические и географические объекты местности 93 (населенные пункты, дороги, просеки с указанием номеров кварталов, реки, ручьи и др.), границы пожара. Помимо этого показывает естественные преграды, направление движения огня, пути подхода к пожару и проставляет расстояния до хорошо заметных ориентиров. В текстовой части донесения указывается номер квартала, название лесничества в лесхоза, вид и интенсивность пожара, описание горящего леса (состав, полнота, возрастная группа – молодняк, средневозрастные, спелые) и потребное число рабочих для его ликвидации. Рис. 5.1. Определение местонахождения пожара Составленное донесение летчик-наблюдатель укладывает в карман вымпела и с высоты не ниже 50 м сбрасывает в пункт приема донесений. Дежурный, поднявший вымпел, сигнализирует об этом экипажу при помощи флажка. Установив, что вымпел с донесением поднят, экипаж воздушного судна продолжает полет. 94 Из перечисленных методов наиболее прост и достаточно точен первый метод, поэтому его в основном и применяют на практике. Остальные два редко, так как они сложнее и не всегда обеспечивают требуемую точность. После определения местонахождения пожара и детального осмотра его с небольшой высоты летчик-наблюдатель приступает к составлению схемы пожара и донесения о нем. На схеме глазомерно в произвольном масштабе зарисовывает топографические и географические объекты местности (населенные пункты, дороги, просеки с указанием номеров кварталов, реки, ручьи и др.). границы пожара. Помимо этого показывает естественные преграды, направление движения огня, пути подхода к пожару и проставляет расстояния до хорошо заметных ориентиров. В текстовой части донесения указывается номер квартала, название лесничества в лесхоза, вид и интенсивность пожара, описание горящего леса (состав, полнота, возрастная группа – молодняк, средневозрастные, спелые) и потребное число рабочих для его ликвидации. Составленное донесение летчик-наблюдатель укладывает в карман вымпела и с высоты не ниже 50 м сбрасывает в пункт приема донесений. Дежурный, поднявший вымпел, сигнализирует об этом экипажу при помощи флажка. Установив, что вымпел с донесением поднят, экипаж воздушного судна продолжает полет. В краях и областях, где организовано диспетчерское управление работой оперативных авиаотделений, летчик-наблюдатель помимо сброса вымпела обязан немедленно сообщить по радио с борта ВС в авиаотделение для передачи этого сообщения соответствующему лесхозу. При осмотре пожара запрещается: – входить в дым и в зону пожара; – выполнять эволюцию с креном более 30о; – отвлекаться от пилотирования ВС. Это связано с тем, что в зонах лесных пожаров наблюдается сильная турбулентность, которая может вызвать опасные для полетов болтанку и 95 перегрузки на воздушные суда. Помимо этого, лесные пожары создают сильную задымленность воздуха, и попадание ВС в полосу дыма приводит к падению мощности и возникновению перебоев в работе двигателей из-за недостатка кислорода. Имеют место случаи самовыключения двигателей при попадании ВС в так называемую дымовую колонку. 5.4. Авиационные методы тушения лесных пожаров Для активной борьбы с лесными пожарами используются следующие методы: – применение парашютистов-пожарных; – использование десантников-пожарных; – тушение пожаров огнегасящей жидкостью и водой с ВС; – тушение пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков. Рассмотрим каждый из этих методов. Применение парашютистов-пожарных для тушения лесных пожаров. Этот способ обеспечивает быструю доставку пожарной команды к месту пожара. В первую очередь, парашютисты-пожарные используются для тушения лесных пожаров, наиболее удаленных от населенных пунктов и транспортных путей, ликвидация которых наземными силами особенно затруднена. Нецелесообразна высадка парашютистов-пожарных к крупным пожарам, охватившим значительные площади, ликвидировать или задержать которые до подхода наземных сил парашютисты не в состоянии. Парашютисты-пожарные успешно ликвидируют мелкие очаги пожаров, а при ликвидации больших пожаров успешно руководят бригадами рабочих и выполняют работу, требующую специальной подготовки (прокладка заградительных полос, взрывные работы и т.д.). Решение о высадке парашютистов-пожарных, необходимом составе такой группы, их оснащенности и месте высадки принимает летчик- 96 наблюдатель после осмотра пожара с воздуха. К крупным пожарам парашютистов-пожарных высаживают только с разрешения руководства тушением, для выполнения специальных работ, для окончательного тушения и наблюдения за тушением пожаров. Пожарные команды высаживаются на парашютах с высоты 600-800 м вблизи пожара на лесные прогалины, кустарник и лес высотой до 20 м (рис. 5.3). Прыжки на лес выполняют только в специальном защитном снаряжении, которое состоит из жесткого шлема с проволочной маской, комбинезона из плотной ткани с прочными прокладками, спускового устройства для спуска при зависании на дереве и топорика для обрубки сучьев при снятии с дерева купола парашюта. Такие приспособления обеспечивают достаточно безопасный прыжок с парашютом прямо на лес. После высадки парашютистов летчик-наблюдатель сбрасывает снаряжение и определенный запас продуктов питания и, убедившись в благополучном приземлении парашютистов и приеме сброшенных грузов, самолет улетает в направлении на пожар, чтобы дополнительно сориентировать их, в каком направлении он находиться. В случае неблагополучного приземления командир (пилот) при участии летнаба принимает все меры по оказанию возможной помощи пострадавшим: сообщает о случившемся в ближайший населенный пункт, принимает меры по доставке медикаментов, медперсонала и т.д. Парашютисты-пожарные, обеспечив сохранность парашютов, направляются к пожару и приступают к его тушению в зависимости от местной обстановки пожар ликвидируют разными наземными способами с применением тех или иных технических средств, в том числе огнегасящих смесей и химических растворов. 97 Рис. 5.2. Группа парашютистов-пожарных перед вылетом на пожар 98 Рис. 5.3. Высадка парашютистов-пожарных на пожар 99 Тушение лесных пожаров с помощью десантников-пожарных Авиапожарные команды создаются в местах базирования вертолетов. Авиапожарная команда состоит из 3-30 десантников-пожарных, одного или нескольких инструкторов. В дни высокой пожарной опасности команда находится в полной готовности к вылету на пожар. Рис. 5.4. Высадка десантников-пожарных с вертолета с помощью спускового устройства При возникновении лесного пожара десантники-пожарные доставляются вертолетом к месту пожара и высаживаются на подобранную с воздуха площадку. Посадочными площадками могут служить: лесные поляны, прогалины, гари, лесные вырубки, косы рек и др. В случае отсутствия таких площадок вертолет может зависнуть на высоте до 2 м над любым открытым местом и в режиме висения высадить десантников и снять груз. При 100 необходимости разрешается зависать и над древостоем высотой до 20-30 м. Высаживание в этом случае производится с помощью специальных спусковых устройств (рис. 5.4). Для спуска людей и грузов вблизи лесных пожаров выбираются места с наименьшей полнотой и высотой древостоя и на расстоянии не менее 100 м от кромки пожара. Спуск людей и грузов осуществляет непосредственно летчик-наблюдатель под контролем бортмеханика, который следит за соблюдением правил и техники безопасности работ со спусковым устройством. Тушение лесных пожаров огнегасящей жидкостью и водой с ВС Опытные работы по непосредственному тушению лесных пожаров с самолетов впервые были проведены в 1932 году в Шатурском леспромхозе Московской области. При локализации пожаров создавали огнезадерживающие полосы путем сбрасывания с самолетов авиахимбомб, заполненных огнегасящими веществами. При падении они редко попадали в середину очага, поэтому тушение огня оказывалось неравномерным. Кроме того, взрывная волна разбрасывала горящие материалы на значительное расстояние (от 100 м и более), в результате возникали новые очаги огня. В тот период были предложены и другие огнегасящие бомбы, но дальнейшего внедрения они не получили. В начале 50-х годов были проведены опыты по тушению лесных пожаров водой непосредственно с самолета. Для этой цели был использован самолет Ан-2 в гидроварианте, оборудованный специальными поплавками. При рулении по поверхности водоема поплавки заполнялись водой в объеме 8001000 литров. Самолет с заполненными водой поплавками выходил на пожар и с высоты 100-150 м выливал воду на пожар. Данный способ был внедрен в практику и применялся до середины 70-х годов для тушения небольших очагов пожаров. В 1955-1957 гг. была сделана попытка тушения лесных пожаров огнегасящими жидкостями и водой с вертолета Ми-4. На высоте 5-10 м над пологом леса при скорости полета 10-20 км/ч и загрузке бака 600 л. жидкости 101 вертолет выполнял работы. Результаты получены отрицательные, так как вертолет не может безопасно «висеть» или двигаться с малой скоростью над горящей кромкой пожара, а струя воздуха, создаваемая несущим винтом, раздувает пламя и разбрасывает горящие материалы. В дальнейшем опыты были повторены на вертолете Ми-8 с усовершенствованной аппаратурой и дали удовлетворительные результаты. С начала 70-х годов использование авиации в борьбе с пожарами значительно расширилось. Авиационные средства тушения лесных пожаров разделились на три группы: самолеты-танкеры, самолеты-амфибии и вертолеты. Самолеты-танкеры (в Америке их называют «водяными бомбардировщиками») способны брать от 20 до 40 тонн огнегасящей жидкости. В эту группу можно включить самолеты американского производства С-130, Боинг-747 и наш отечественный Ил-76 ТД. Пожарный Ил-76 ТД оборудован специальной аппаратурой, состоящей из двух цилиндрических емкостей, вмещающих по 21000 литров каждая, и выливного устройства. Самолет может использоваться при тушении всех лесных пожаров – от малых возгораний до самых крупных. Самолеты-амфибии создаются специально для тушения пожаров. Главным отличием их от других пожарных ВС является возможность набора воды при рулении (глиссировании) по поверхности водоема. Забор воды осуществляется через днище фюзеляжа в специальные баки, расположенные в фюзеляже самолета. Сливается вода через створки, расположенные в днище и открываемые по команде пилота. В случае близости водоема к зоне пожара самолеты-амфибии имеют определенные преимущества по сравнению с самолетами-танкерами. Их «челночные» полеты от места пожара до водоема значительно сокращают время оборота. Если самолету-танкеру для заправки водой приходится затрачивать не менее 30 минут на полет от зоны пожара до аэродрома, то самолет-амфибия может уложиться в 10 минут. Поставив 3-4 таких самолета в 102 «круг» над пожаром, можно добиться практически непрерывного «полива». В настоящее время наиболее широкое применение нашли самолеты Бе12П и Бе-200 (рис. 5.5, 5.6). Рис. 5.5. Слив воды с самолета Бе-200 Рис. 5.6. Слив воды с самолета Бе-12П 103 Тот и другой представляют собой моноплан с высоко расположенным крылом. Двигатели установлены над крылом, что исключает попадание в них воды при взлете и посадке. ВС могут эксплуатироваться на внутренних водоемах и морских акваториях при высоте волны до 1,2 м. Самолет Бе-200 может брать до 12 тонн воды и на борту смешивать ее с пенообразователем. С 1977 года началось использование вертолетов Ми-8Т с водосливным устройством (ВСУ) для тушения лесных пожаров (рис. 5.7). ВСУ представляет собой нежесткую в вертикальном направлении емкость, способную вмещать до 3000 литров воды. В изделии ВСУ предусмотрен сливной патрубок, который сконструирован таким образом, что в процессе погружения ВСУ в водоем он автоматически открывается и позволяет воде заполнять емкость снизу. Рис. 5.7. Тушение лесных пожаров вертолетом Ми-8 104 В конструкции ВСУ предусмотрена возможность регулирования объема огнегасящей жидкости в зависимости от типа вертолета и его грузоподъемности. Транспортируется ВСУ вертолетом на внешней подвеске, длина которой может быть от 10 до 40 м. Скорость полета вертолета при транспортировке заполненной емкости – до 180 км/ч. Управление сливом воды осуществляется из кабины вертолета. Технология тушения лесных пожаров при помощи ВСУ заключается в следующем (рис. 5.8). Рис. 5.8. Схема тушения лесных пожаров при помощи ВСУ Пожарный вертолет находится на аэродроме в дежурном режиме и вызывается на тушение пожара патрульным ВС. При вызове сообщаются необходимые данные о лесном пожаре: время обнаружения, место пожара, вид пожара, площадь, охваченная огнем, интенсивность горения и т.д. Экипаж вертолета, получив данное сообщение, выбирает поблизости пригодный для работы водоем, с соблюдением требований летной безопасности производит забор воды и следует к месту пожара. Тушение пожара производится с высоты не ниже 15 м от полога леса до ВСУ и на скорости полета 20 км/ч. 105 Тушение лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков Летом в ясную солнечную погоду над лесными массивами образуются мощные кучевые облака, верхняя граница которых достигает 5-7 км, а нижняя – 1-2 км. В отличие от других видов облаков вертикального развития мощные кучевые облака очень плотные, резко очерченные, форма вершин в виде куполов, бугров, башен и т.п. Верхняя их часть, освещенная солнцем, ярко белая, основание темное, более или менее горизонтальное. В этих облаках создаются все необходимые условия для образования дождя, но его нет. В такой ситуации достаточно ввести в облако специальный реагент, чтобы вызвать осадки ливневого характера (рис. 5.9). Зона введения реагента Рис. 5.9. Схема вызывания осадков из кучевого облака 106 Такими реагентами могут быть мельчайшие частицы йодистого серебра, йодистого свинца, сернистой меди, также сухой углекислоты. Реагенты помещают в специальные пиропатроны. Для воздействия выбирают кучевые облака, движущиеся в направлении пожара. Реагент вводят в вершину или боковую часть облака, если верхняя граница находится выше предела досягаемости ВС. Для большей вероятности попадания осадков на пожар, воздействуют одновременно на несколько облаков, охватывая зону пожара подковой. После введения реагента ведут наблюдение за изменением внешнего вида облака. Если воздействие достаточное, рост облака в высоту прекращается, появляются характерные провалы, очертание вершины становится нечетким, расплывчатым, под облаком часто возникает радуга. Осадки начинают выпадать через 10-12 мин после воздействия, максимальной величины достигают через 20-40 мин и продолжаются в среднем 50-70 мин. Размер зоны выпадения осадков зависит от величины облака и скорости перемещения относительно земли. Опыты, проведенные в Восточной Сибири, показали, что длина полосы, смоченная дождем, колебалась от 3 до 30 км, а ширина от 2 до 6 км. Наиболее благоприятными для применения активного воздействия на облака являются июнь и июль. В мае, когда земная поверхность прогревается еще недостаточно, мощные облака возникают реже. Полеты по искусственному вызыванию осадков на лесные пожары с целью их тушения выполняются на специально оборудованных самолетах (зондировщиках) типа Ан-24, Ан-26 и Як-40. 107 Глава 6. СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ 6.1. Виды строительно-монтажных работ Строительно-монтажные работы (СМР) – это работы, в процессе которых воздушные суда используются как подъемнотранспортные средства при строительстве и реконструкции различных объектов. СМР выполняются на вертолетах в основном там, где невозможно или затруднено применение наземной механизации (кранов, подъемников, машин и т.п.). Начало СМР в нашей стране положил вертолет Як-24 в 1959 году. С его помощью были заменены 30 строительных ферм весом 2,5 т на здании Екатерининского дворца в Пушкине. В дальнейшем по мере ввода в эксплуатацию новых вертолетов они хотя и эпизодически, но с большой технической и экономической эффективностью для народного хозяйства используются на самых различных, в том числе и уникальных, работах. Так, с помощью вертолета Ми-6 в 1964 году на Ярославском шинном заводе в одном из производственных корпусов за считанные часы было установлено 17 вулканизаторов весом около 6 т каждый. Чтобы установить вулканизаторы обычным способом, потребовался бы не один месяц. В том же году вертолетом Ми-6 были выполнены монтажные работы при строительстве моста через реку Ловать, когда на опору моста, верхняя площадка которой была на высоте 12 м надо льдом реки, устанавливались железобетонные стойки длиной 10,5 м диаметром 0,6 м и весом 5 т. Трудность выполнения работы состояла в том, что требовалось насадить стойки имевшимся в них отверстием на выступавшую из опоры арматуру, причем зазор был 2,5 см. Подготовка и установка восьми стоек заняла пять дней и потребовала 7 летных часов. Примером успешного применения вертолетов на монтаже и демонтаже антенно-башенных сооружений может служить то, что еще в 1969 году в целях 108 сокращения сроков ввода в эксплуатацию радиорелейной линии Братск – Железногорск за 10 дней вертолетом Ми-6 были смонтированы 2 мачты высотой 80 и 77 м методом наращивания. Вес секций составлял 3,3 – 4,7 т, а высота 3,9 – 9 м. На это было затрачено 4,6 ч летного времени. В том же году вертолетом Ми-6 на башне Красноярского телецентра на высоте 100 м в течение 1 ч 15 мин была заменена турникетная одноканальная антенна весом 2,5 т и высотой 14 м на двухканальную весом 3,9 т и высотой 21 м. Эффективным оказался способ установки опор ЛЭП методом поворота. В этом случае опора весом 1600 кг и высотой 22 м устанавливалась в вертикальное положение за 1-3 минуты. Подобные работы проводились на Кольском полуострове, Кавказе, в Красноярском крае, Тюменской области и других районах страны. Транспортирование буровых установок в тайге, пустыне в весеннее, летнее и осеннее время представляет серьезную проблему, а нередко их перебазировка вообще возможна только в течение 4-5 зимних месяцев. Работы становятся сезонными, оборудование простаивает. Применение вертолетов Ми6 и Ми-8 позволило преодолеть эту трудность. Буровая установка с оборудованием и материалами весит несколько сотен тонн, поэтому для создания возможности транспортировки такого оборудования вертолетом Ми-6, грузоподъемность которого на внешней подвеске до 8 тонн, была спроектирована специальная многоблочная установка БУ-75БрМ общим весом 150 тонн, разделенная на 23 узла весом не более 8 тонн каждый. Транспортировка таких буровых установок вертолетами дает возможность ввести их в действие на новом месте в более короткий срок. Например, буровая установка БУ-75БрМ вместе с материалами для проходки скважины, весящая около 400 тонн, перевозится вертолетом Ми-6 на расстояние 40 км в течение 13 летних дней. Современные технологии строительно-монтажных работ с помощью вертолета проверены на многих стройках в различных районах нашей страны: в Сибири и на Дальнем Востоке, в Центральных районах и в Заполярье, в горах и 109 над водной поверхностью, на высотных объектах и в условиях замкнутых размеров строительной площадки. Среди них такие уникальные работы, как подъем ретрансляционных вышек высотой 70 м и весом 20 тонн, монтаж опор ЛЭП на железнодорожном мосту через реку Печеру, монтаж оборудования на действующей ТЭЦ в Ижевске. Особо следует отметить выполнение впервые в мире (1983 г.) экипажами Ухтинского авиапредприятия ГА совместно со специалистами ГосНИИ ГА и ВНИИПИ «Промстальконструкция» работы по подъему 100метровых ретрансляционных вышек весом по 40 тонн двумя вертолетами Ми10К одновременно (рис. 6.1). Рис. 6.1. Установка ретранслятора вертолетами Ми-10К Среди уникальных работ, выполненных с помощью вертолетов, можно также назвать монтаж турникетной системы на 220-метровой телевизионной мачте в г. Унега Брянской области (1978 г.). Экипаж вертолета Ми-10К за 8 мин (без учета подготовительных полетов) выполнил работу, которая позволила 110 сократить срок ввода объекта в строй на 5 месяцев, что принесло народному хозяйству экономии на 70 тыс. рублей. Демонтаж и монтаж после реставрации северо-восточной башни архитектурного ансамбля Смольного собора, построенного Растрелли, простоявшей около 200 лет, осуществлен с помощью вертолета Ми-8. Демонтаж башни занял 10 мин летного времени, тогда как традиционным способом он занял бы около полугода. Можно привести и другие примеры реставрации и реконструкции исторических памятников, выполненные вертолетами в Санкт-Петербурге. Применение вертолетов на СМР является экономически выгодным для страны, несмотря на высокую по сравнению с наземной техникой стоимость работ. Экономический эффект от использования вертолетов на СМР в промышленности образуется за счет: – сокращения сроков строительства и реконструкции объектов; – снижения накладных расходов, связанных со строительством временных сооружений и использованием транспортного оборудования; – повышения производительности труда. Несмотря на разнообразие выполняемых вертолетами СМР, по характеру полетов их можно разделить на три группы, которые имеют ярко выраженную специфику, обусловленную сложностью выполнения элементов полета (рис. 6.2). Специфической особенностью полетов на СМР является висение вертолета над точкой, большей частью вне зоны влияния воздушной подушки. Здесь в режиме висения выполняются все основные операции по монтажу и демонтажу. Поэтому требуется очень точное выдерживание висения и перемещения вертолета в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Возможность висения и маневрирования вертолета определяется потолком висения, полетной массой, запасом тяги несущего винта и поведением груза. При висении вертолета вблизи вертикальных препятствий начинается заметное их влияние на уменьшение тяги несущего винта. 111 Строительно-монтажные работы Свободный монтаж Монтаж Метод поворота Демонтаж Раскатка гибких элементов Подъемно-погрузочные работы Другие виды Трелевка древесины Погрузка и разгрузка Рис. 6.2. Классификация строительно-монтажных работ Выполнение СМР требует обязательного соблюдения ряда условий: – создание направляющих ловушек для установки груза на предназначенное место; – наличие вокруг места, куда становится узел, достаточной площадки, где должны находиться люди, фалами сдерживающие узел от раскачки и направляющие его на место; – подвешивать груз необходимо так, чтобы центр тяжести был ниже точек подвески; – груз должен иметь обозначенные краской места захвата, положение центра тяжести и информацию о весе и габаритах; – в поле зрения пилота, выполняющего монтаж (демонтаж), должны быть ориентиры, по которым он мог бы точно держать вертолет над точкой. 112 Перед началом работ должен быть сделан тщательный расчет полетного веса вертолета для конкретных условий работы и атмосферных условий. При этом следует исходить из того, что вертолет должен надежно висеть вне влияния «воздушной подушки» и иметь запас мощности для выполнения маневра. 6.2. Монтаж и демонтаж конструкций Монтаж конструкций может осуществляться двумя способами: свободного монтажа и методом поворота. При свободном монтаже (рис. 6.3) весь комплекс СМР складывается из трех этапов: – подцепка груза; – доставка его к месту монтажа; – монтаж. Перед монтажом на заранее подготовленной площадке бригадой такелажников производится подготовка груза. Руководитель полетов и командир экипажа определяют место подцепки груза, а также места, к которым будут присоединены такелажные приспособления (направляющие тросы, стропы, захваты и т.п.). В зависимости от условий работы подцепка груза может осуществляться с посадкой вертолета рядом с грузом или в режиме висения. Висение осуществляется на высоте 2-3 м выше груза и на 15 м вправо от него. Это делается для того, чтобы груз был в поле зрения командира ВС. После подцепки груз доставляется к месту монтажа. Доставка груза возможна, если вертолет устойчиво висит, когда груз находится от земли на расстоянии 3-5 м. Полет вертолета к месту монтажа осуществляется на безопасной высоте и скорости, обеспечивающей устойчивое поведение груза. Подход к месту монтажа производится на высоте, при которой расстояние между грузом и местом монтажа составляет 1,5-2 м, так как при 113 зависании на большой высоте в момент опускания груза вертолет может смещаться в сторону и точность установки снижается. Рис. 6.3. Установка ретранслятора методом свободного монтажа Расстояние от подвешенного груза до ближайших точек места установки определяется и передается руководителем полетов по радио на борт вертолета. После точного зависания над местом установки и прекращения раскачивания груза, по команде бортоператора производится плавное, до 0,5 м/с, вертикальное снижение до момента полной установки груза в заданное место. 114 Бригада монтажников, находящихся на специальной площадке, с помощью направляющих приспособлений помогает установить груз на место. Если груз не встал на свое место, необходимо произвести плавный вертикальный подъем и повторить установку. Если вес конструкции превышает грузоподъемность вертолета, конструкция разбивается на отдельные секции, доступные для поднятия вертолетом, и монтаж осуществляется методом наращивания посекционно. При свободном монтаже необходимо учитывать, что грузоподъемность вертолета с увеличением высоты уменьшается. Безопасный монтаж возможен, если вертолет устойчиво висит на данной высоте при работе двигателя на режиме не более 0,9 от взлетной мощности. Достоинством этого метода является то, что можно монтировать сооружения на большой высоте. Кроме того, применение этого метода дает возможность сочетать монтажные работы с транспортировкой конструкций к месту монтажа, что очень важно для труднодоступных мест. При демонтаже конструкций технологические операции выполняются в следующей последовательности: подцепка груза, снятие с данного места и доставка к месту назначения. Подцепка и снятие груза осуществляются в режиме висения. Установка конструкций методом поворота наиболее прогрессивный и универсальный вид монтажа (рис. 6.4). Этим методом в основном устанавливаются опоры ЛЭП и ретрансляторы. Достоинство данного метода заключается в том, что можно устанавливать конструкции, вес которых превышает грузоподъемность вертолета в 1,5 – 2 раза (и даже более). Технология установки такова. Опору предварительно собирают в горизонтальном положении около ее фундамента и крепят к нему с помощью двух поворотных шарниров «О» (рис. 6.4, Начальное положение). Подъем осуществляется с помощью троса внешней подвески вертолета, который крепится к опоре на расстоянии hF от вертикали, проходящей через ось поворотных шарниров. 115 Начальное положение Положение, близкое к критическому Рис. 6.4. Схема сил, действующих на опоры: F – сила в тросе внешней подвески; G – вес опоры; φ – угол отклонения троса внешней подвески от вертикали; α – угол наклона оси опоры к горизонтали ; hF – координата приложения силы F; hG – координата приложения силы G; а – ширина основания опоры; h – высота положения центра тяжести; Y – вертикальная ось, проходящая через ось поворотных шарниров Отметим главное. Даже поверхностный анализ силовой схемы (см. правую часть рис. 6.4) позволяет сформулировать следующие положения: – наибольший момент силы веса – в начальном положении опоры, когда расстояние центра тяжести опоры от оси шарниров максимально; – соответственно в этом положении величина силы натяжения троса F наибольшая; – очевидно, что для минимизации силы натяжения троса в процессе выполнения подъема его следует держать в положении близком к вертикали, т.е. угол φ должен быть минимальным (это не относится к положению, близкому к критическому); – также очевидно, что к параметрам, определяющим количественные 116 значения всего выше перечисленного, относятся: ширина опоры (а) и высота центра тяжести (h), а также угол наклона опоры (α) и расстояние от места крепления троса к опоре до опорных шарниров; – при подъеме имеет место критическое положение опоры. В этом положении возникает опасность для вертолета и вообще для благополучного окончания работы. Опасность связана с возможно излишне большой амплитудой перемещения опоры под действием собственного веса после прохождения ею промежуточного положения равновесия. Таким образом, можно сделать следующие выводы. 1. При подъеме наибольшая нагрузка на трос внешней подвески возникает в момент отрыва опоры, если в этом положении ось опоры горизонтальна. 2. В первоначальный момент подъема, когда α = 0 (или имеет близкое к 0 значение), усилие в тросе внешней подвески определяется по формуле: 𝐹= ℎ𝐺 ∙𝐺. ℎ𝐹 Из этого выражения видно, что сила F зависит от отношения hG / hF, поэтому при подъеме опоры точку крепления троса к опоре нужно выбирать по возможности ближе к ее вершине. 3. В момент, когда центр тяжести опоры (точка СG ) попадет на ось Y, возникнет состояние неустойчивого равновесия. В этом состоянии момент силы веса относительно оси поворотных шарниров и сила натяжения троса внешней подвески будут равны нулю. При дальнейшем подъеме знак момента силы веса меняется на противоположный. Это означает, что далее опора может продолжать движение подъема без помощи вертолета за счет своего веса и сама стремится встать вертикально на фундамент. Во избежание удара свободных точек опоры о фундамент вертолет должен придерживать ее движение. Для обеспечения безопасности работ экипаж ВС должен заранее просчитать рабочий процесс и согласовать свои действия с действиями наземного радиооператора, роль которого может быть решающей. 117 6.3. Раскатка проводов линий электропередач На раскатке проводов ЛЭП вертолеты впервые были применены в США. По мере накопления практического опыта объем таких работ из года в год возрастал и в настоящее время только в США 60 различных компаний используют вертолеты. Это объясняется тем, что раскатка проводов ЛЭП традиционными средствами отличается низкой степенью механизации и широким использованием тяжелого физического труда, что занимает много времени. В нашей стране впервые раскатка проводов ЛЭП с помощью вертолета произведена в 1968 году специалистами ГосНИИ ГА совместно с институтом Энергосетьпроект. Эксперимент проведен на вертолете Ми-8 в полигонных условиях с раскаткой провода на грунт. Хотя результаты оказались в целом положительными, практического применения данный способ не получил, что объясняется неразработанностью технологии раскатки. Необходимо было решить много задач, связанных с пилотированием вертолета, безопасностью полетов и конструированием раскаточных приспособлений. В дальнейшем Краснодарским институтом ВНИИ ПАНХ были исследованы различные технологии и способы раскатки: конец провода крепится на грунте, катушка с проводом находится на внешней подвеске вертолета; конец провода крепится на грунте, катушка с проводом устанавливается внутри фюзеляжа, раскатка осуществляется через раскрытые грузовые створки; катушка устанавливается на грунте, конец провода крепится к тросу внешней подвески. Каждый из перечисленных способов позволяет раскатывать провод как на грунт, так и на траверсы опор, однако, как показал опыт раскатки в производственных условиях, с точки зрения безопасности полетов предпочтение отдается первому способу. Первый способ позволяет экипажу вертолета визуально наблюдать за раскручиванием провода и в случае 118 возникновения критической ситуации дает возможность быстро освободиться от связи «провод – вертолет» путем сброса катушки (рис. 6.5). Рис. 6.5. Раскатка проводов линий электропередач Раскаточное устройство, к которому крепится катушка с проводом, должно быть достаточно простым по конструкции и осуществлять торможение катушки. Исходя из технических требований на раскатку провода (точность укладки, целостность изоляции и т.п.), в настоящее время разработан ряд устройств, основными из которых являются безинерционное раскаточное устройство БРУ-1 и раскаточное устройство РУ-3. Устройство БРУ-1 состоит из рамы, оси, катушки и водила с тормозным узлом и направляющими кольцами. Устройство крепится к тросу внешней 119 подвески вертолета, свободный конец провода катушки закрепляется на грунте. При перемещении вертолета провод натягивается и приводит во вращение водило, которое виток за витком снимает провод с катушки. Преимущества устройства БРУ-1: малая собственная масса (50 кг), возможность раскатки на любом типе вертолета, простота и надежность конструкции, высокая скорость перемещения вертолета при раскатке (до 20 км/ч). Недостаток – невозможно использовать для раскатки сталеалюминевых проводов из-за сильного износа провода в направляющих кольцах. Для устранения этого недостатка разработано раскаточное устройство РУ-3, с помощью которого можно раскатывать практически все изолированные и неизолированные провода, кабели, стальные и синтетические тросы непосредственно с барабанов, поставляемых промышленностью. Преимущества устройства РУ-3, выгодно отличающие его от других: возможность установки устройства на широкий диапазон размеров барабанов, пропорциональность тормозного момента моменту инерции барабана на любой стадии процесса раскатки, автоматическое поддержание постоянной силы натяжения в проводе, сравнительная простота и надежность конструкции, использование любого типа вертолета С помощью этого устройства достигается высокая производительность работ: за световой день вертолет Ми-8 (с двумя устройствами) в зависимости от длины провода на барабане и расстояния подлета раскатывает от 16 до 40 км провода. С момента проведения эксперимента по раскатке проводов прошло более 40 лет. За этот период опробовано много технологий и разработаны различные раскаточные устройства. Но до сих пор не проведено теоретическое и экспериментальное исследование динамики системы «вертолет – провод». Вполне справедливо замечено, что решение этой задачи дает возможность создать математическую модель, описывающую систему «вертолет – провод». Исследование модели позволило бы оценить ее устойчивость, выявить оптимальные с точки зрения безопасности полета законы управления, а также 120 последствия критических ситуаций (потеря мощности двигателей, заедание провода, резкая смена направления ветра, сдвиг ветра и др.). Кроме того, это дало бы возможность выявить особенности пилотирования вертолета и разработать конкретные научно обоснованные рекомендации по выполнению полетов на раскатке проводов. 6.4. Погрузочно-разгрузочные работы и трелевка древесины Полеты по транспортированию различных грузов на внешней подвеске, несмотря на кажущуюся высокую стоимость транспортировки, подтверждают целесообразность такого использования вертолетов в отраслях экономики страны. С целью улучшения организации рейдовых перегрузочных операций в 1960 году во Владивостоке, а в 1962 году в Амдерме проводилась опытная разгрузка морских судов при помощи вертолета Ми-4. Из трюма баржи водоизмещением 400 т выгружались рулоны бумаги, а с сухогрузного судна водоизмещением 6250 т – кирпич в контейнерах. В результате проведенных опытов установлены следующие способы разгрузки судна: – вертолет берет груз на внешнюю подвеску, находясь над судном, непосредственно из трюма или палубы; – вертолет делает посадку на площадку на корабле и там загружается; – рядом с кораблем сооружается причал, на который грузы выгружаются судовыми средствами, и причал одновременно является посадочной площадкой для вертолета. Первый способ требует наименьших затрат и применим на многих типах судов (рис. 6.5). Этим способом грузовые операции выполняются при ветре 716 м/с и волнении моря 3-5 баллов. Для работы применяются штатные морские грузозахватывающие средства (грузовые сетки, поддоны, контейнеры), при помощи которых можно безопасно брать с палубы судна грузы в прочной таре и в прочной мягкой упаковке. Разгружать грузы из трюмов на поддонах и в 121 контейнерах, а также длинномерные грузы не рекомендуется из-за возможности зацепить тарой за порожек люка, что опасно для вертолета и судна. Рис. 6.5. Разгрузка морского судна Важнейшим направлением использования вертолетной техники является вывоз ценных пород древесины на внешней подвеске из лесных труднодоступных участков. Это обусловлено невозможностью применения наземной техники в данной местности. Начало этому виду работ было положено в 1959 году. Результаты первых экспериментальных полетов, выполненных на вертолете Ми-4, а впоследствии на Ми-8, позволили сделать вывод о потенциальной возможности упрощения технологического процесса лесозаготовки. В начале 70-х годов ВНИИ ПАНХ ГА провел исследования процесса трелевки древесины вертолетом Ми-8 из лесосек ограниченной площади. Определен состав необходимых технических средств, разработано устройство для захвата 122 стоящих деревьев на режиме висения вертолета, установлена возможность висения вертолета на высотах выше 25 м при производстве микровзрыва для отделения стоящего дерева от пня. Сформулированы требования к методам выполнения полетов при транспортировке деревьев и заборе стоящих деревьев, отделяемых от пня с помощью микровзрыва. В дальнейшем проводились работы по совершенствованию технологического процесса вывоза древесины в горных условиях на вертолетах Ми-8Т и Ка-32. По оценке специалистов лесного хозяйства, потребность в воздушной вывозке леса достаточно велика, особенно при заготовке ценных пород древесины на Кавказе. Вовлечение наземной техники в хозяйственное пользование лесов на склонах свыше 20о требует увеличения затрат на лесозаготовительные операции, что приводит к увеличению себестоимости заготовляемой древесины. Вывозка древесины с горных лесосек возможна с участием летных экипажей, имеющих опыт полетов на вертолетах в горных условиях с грузом на внешней подвеске и прошедших тренировку в производственных условиях по данному виду работ. 123 Глава 7. ТРАНСПОРТНО-СВЯЗНЫЕ РАБОТЫ 7.1. Понятие транспортно-связных работ и особенности их выполнения Среди прочих существует такой вид авиационных работ, когда воздушные суда ГА используются как транспортные средства для перевозки людей, различных грузов и оборудования в интересах отраслей народного хозяйства. Но эту должность авиации нельзя отнести к транспортной работе, так как она имеет свои специфические особенности, поэтому эти работы выделены в специальную группу и названы транспортно-связными работами (TCP). Рис. 7.1. Перевозка грузов на внешней подвеске на ТСР К ТСР относятся все полеты, выполняемые по обслуживанию различных экспедиций, научных и хозяйственных организаций, использующих воздушные суда для связи, перевозки служебного персонала, народно-хозяйственных 124 грузов и оборудования заказчика. Это перевозка вахт, смена зимовщиков, доставка грузов и питания оленеводам, чабанам и зимовщикам, обслуживание высокоширотных экспедиций в Арктике и Антарктиде, полеты на буровые установки и др. Транспортно-связные работы выполняются как вертолетами, так и самолетами. Полеты производятся по воздушным трассам, установленным маршрутам и вне трасс. Перевозка грузов осуществляется в фюзеляже ВС и с использованием внешней подвески на вертолетах (рис. 7.1). Разгрузка может осуществляться после посадки ВС, в полете – методом сброса, а также в режиме висения вертолета. Сброс грузов осуществляется с парашютами и без парашютов. Полеты на ТСР выполняются вне расписания, по заявкам заказчика. Накануне дня вылета (за день, два, три) в летные подразделения подаются заявки на полет, на основании которых полет включается в суточный план полетов с указанием маршрута полета. Отличительной особенностью ТСР является то, что на этих работах не всегда используется максимальная загрузка ВС, а это ведет к снижению экономической эффективности использования самолетно-вертолетного парка и повышению себестоимости TCP. Задача авиапредприятий состоит в том, чтобы рационально использовать ВС на ТСР, обеспечивая наибольший уровень рентабельности этих работ, поэтому в целях повышения эффективности использования ВС необходимо определить область рациональных условий выполнения TCP. В качестве оценки качества эффективности использования ВС можно взять максимум производительности полетов в летный час: Птер = 𝑄𝐿 = 𝑄 𝑉ср → max, 𝑡 где Q – полезная загрузка ВС, т; L – расстояние транспортировки, км; t – время полета ВС, ч. 125 Для оценки эффективности могут быть использованы и другие критерии. Это зависит от того, с каких позиций исследуется эффективность. Для нас выбранный критерий удобен тем, что производительность полетов отражает прежде всего то, как эффективно использовалось ВС в воздухе и какая при этом достигнута выработка. А это отвечает условию задачи. 7.2. Определение оптимальной дальности полетов воздушных судов на ТСР На транспортно-связных работах максимальная производительность полетов в летный час зависит от соотношения полезной загрузке воздушных судов, массы заправленного топлива и расстояния транспортировки. При этом производительность в летный час, а следовательно, и затраты (себестоимость, приведенные затраты) на 1 ткм изменяются непропорционально в зависимости от дальности транспортировки. Для каждого типа ВС, в зависимости от крейсерской скорости полета, взлетной массы и способа транспортировки груза (внутри фюзеляжа или на внешней подвеске), имеется такое расстояние перевозки, на котором производительность полета будет наибольшей, а удельные затраты наименьшими. Обычными расчетами это можно определить так, так как показано в [8]. Для этого выразим полезную загрузку ВС Q как Q = G0 – GT , где G0 – грузоподъёмность ВС (топливо и груз), т; GT – масса топлива, необходимого для полета на i-е расстояние, т. В зависимости от часового расчета q потребное количества топлива для выполнения полета на i-e расстояние представили в виде двух слагаемых: 𝐺Т = 𝑞вп ∙ 𝑡вп + 𝑞кр 𝐿 , т, 𝑉кр где 𝑞вп – часовой расход топлива на взлете, набор высоты, снижение и посадке, кг/ч; 𝑡вп – время взлета, набора высоты полета, снижения и посадки, ч; 126 𝑞кр – часовой расход топлива на крейсерском режиме полета, кг/ч; L – дальность полета, км; 𝑉кр – крейсерская скорость полета ВС, км/ч. Среднюю скорость полета найдем с учетом времени на взлет, набор высоты, снижение и посадку: 𝑉ср = 𝐿 𝐿 + 𝑡вп 𝑉кр . Подставив эти выражения в формулу производительности полетов и после соответствующих преобразований получим: ПТср 𝐺0 − 𝑞вп ∙ 𝑡вп ) 𝑉кр 𝐿 − 𝑞кр 𝐿2 = . 𝐿 + 𝑉кр 𝑡вп Формула позволят определить производительность в летный час для любой дальности полета. На примере вертолета Ми-8 (рис. 7.2) показана зависимость производительности в летный час от дальности полета и грузоподъемности ВС. Как видно из графика, производительность полета меняется в зависимости от дальности, и существует такая дальность полета, при которой производительность в летный час будет максимальной. Видно, что она разная для различных полезных загрузок. Но графический способ нахождения оптимальной дальности не самый лучший. Оптимальную дальность перевозки целесообразно найти путем исследования функции производительности полетов на экстремум. Для этого необходимо найти первую производную, приравнять ее к нулю и решить уравнение относительно дальности. В результате решения квадратного уравнения получена формула для расчета оптимальной дальности полета ВС Lopt при конкретной крейсерской скорости и часовом расходе топлива на этом режиме: 𝐿𝑜𝑝𝑡 = 𝑉кр (√ 2 𝑡вп 2 𝐺0 𝑡вп 𝑞вп 𝑡вп + − − 𝑡вп ) . 𝑞кр 𝑞кр 127 Рис. 7.2. График зависимости производительности полетов вертолета Ми-8 от дальности полета и грузоподъемности Экономический эффект, который образуется в отраслях народного хозяйства от выполнения транспортно-связных работ, обусловлен в основном сокращением времени народнохозяйственных доставки грузов, а специалистов, также за счет оборудования сокращения строительства, ремонта и простоев производственных объектов. и сроков 128 Глава 8. САНИТАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 8.1. Виды санитарно-спасательных работ К санитарно-спасательным работам относятся полёты воздушных судов по оказанию медицинской помощи населению, а также поисково-спасательные и аварийно-спасательные полёты. Другими словами, это полеты по оказанию помощи людям, жилищам и техническим средствам (воздушным и морским судам, буровым установкам и др.), терпящим бедствие. Начало спасения людей с помощью авиации относится к тем временам, когда самолёты назывались "аэропланами". Впервые с помощью аэроплана был спасён русский лётчик Х.Семененко (псевдоним – Славоросов) в период Первой мировой войны. Во время боевого задания он совершил посадку на нейтральной полосе между французскими и немецкими окопами ради спасения раненого лётчика с подбитого французского самолёта. Спасённый лётчик оказался весьма известным человеком – сенатором Рейманом, который возвращался с авиаразведки с ценными данными. Позднее подобные случаи взаимопомощи уже между советскими лётчиками происходили неоднократно. Особенно широко спасательные полёты применялись в годы Великой Отечественной войны. В тот период гражданская авиация внесла большой вклад в медицинское обеспечение нашей армии и тыла. В общей сложности за время Великой Отечественной войны подразделения Гражданского Воздушного флота эвакуировали с полей сражений более 346 тыс. раненых бойцов и командиров Красной Армии, доставили 2044 т консервированной крови, 1679 т медикаментов, перевезли десятки тысяч врачей и другого медицинского персонала. Благодаря этому 72% раненых вернулись в строй и сражались с немецко-фашистскими захватчиками. В настоящее время гражданская авиация вносит значительный вклад в оказание медицинской помощи населению различных районов страны. 129 Ежегодно она совершает тысячи вылетов по срочным вызовам. Самолеты и вертолеты выполняют сложные полеты днем и ночью, в любую погоду, в малодоступные и недоступные для других транспортных средств районы. Важной социальной проблемой для всей страны являются поисковоспасательные работы: – спасение пострадавших моряков, рыбаков, пассажиров морских судов; – эвакуация населения при наводнениях; – помощь в горах при снежных заносах и лавинах; – помощь в пустынях и в полярных широтах, – помощь экспедициям, и т.д. Кроме этого, гражданская авиация выполняет еще поисково- спасательные и аварийно-спасательные работы, которые включают поиск и спасение пассажиров и экипажей воздушных судов, потерпевших бедствие, а также оказание помощи населению при стихийных бедствиях. В функции поисково-спасательных и аварийно-спасательных работ входят: поиск воздушных судов, потерпевших бедствие; спасение пассажиров и экипажей воздушных судов и их эвакуация (при необходимости) в лечебные учреждения; ликвидация последствий авиационного происшествия. 8.2. Оказание медицинской помощи населению Полеты по оказанию медицинской помощи населению делятся на: – срочные, выполняемые для оказания экстренной медицинской помощи; – плановые, связанные с доставкой медицинского персонала для плановых консультаций, медицинских грузов и других санитарных мероприятий. Срочные санитарные вылеты производятся с целью доставки врачей и других медицинских работников для оказания экстренной помощи больным на 130 месте, а также эвакуации больных, нуждающихся в специализированной медицинской помощи, которая не может быть обеспечена на месте (рис. 8.1). Степень срочности полета в оба направления указывается в задании на полет руководителем летного подразделения (дежурным командиром) на основании заявок организаций здравоохранения, которые несут ответственность за их обоснованность. В отдельных случаях, связанных со спасением жизни, руководителям предприятий (летных подразделений) разрешается давать задание на выполнение полетов для оказания экстренной медицинской помощи без письменных заявок с последующим оформлением документации. При этом должна учитываться подготовленность экипажа для выполнения данного задания на полет. Вылеты по плановым консультациям и для выполнения различных других несрочных санитарных заданий осуществляются в таком же порядке, как при обычных транспортных полетах. Выполнение санитарных заданий имеет ряд особенностей. Так, для оказания экстренной медицинской помощи в летных подразделениях устанавливаются ежесуточные дежурства воздушных судов, экипажи которых находятся в постоянной готовности к вылету. Предусмотрено, что при срочном санитарном задании с момента получения заявки на полет до вылета в пункт назначения проходило не более 30 минут в летнее время и не более одного часа – зимой. Для сокращения времени вылета стоянки дежурных воздушных санитарных судов находятся на аэродромах или в местах, наиболее удобных для заправки воздушного судна ГСМ, погрузки и выгрузки больных. Стоянки должны выбираться с таким расчетом, чтобы при вылете обеспечивалась возможность выполнить руление (подлёт) к месту старта по кратчайшему пути. Обслуживание, выпуск и приём воздушных судов, выполняющих срочные санитарные задания, во всех аэропортах гражданской авиации и на аэродромах других ведомств должны выполняться в первую очередь (за исключением случаев вынужденной посадки воздушных судов, терпящих бедствие). 131 В зависимости от степени срочности задания, района полёта, метеоусловий и типа воздушного судна полёты по оказанию медицинской помощи выполняются днём и ночью как по воздушным трассам, так и вне трасс по кратчайшему маршруту с подбором посадочных площадок с воздуха. Причём, посадка воздушных судов ночью разрешается только на аэродромах и посадочных площадках, имеющих оборудование для ночных полётов или световое оборудование (костры, жаровни и т.п.). Срочные вылеты с аэродромов и площадок, не оборудованных для ночных полётов, в равнинной и холмистой местности разрешается начинать с рассветом и заканчивать за 30 минут до наступления темноты, а в горной местности – начинать не ранее восхода и заканчивать не позднее захода солнца. Если посадка воздушного судна производится днём на площадку, подобранную с воздуха, вылет с неё ночью разрешается только в случае крайней необходимости. В этом случае командир воздушного судна обязан принять меры по оборудованию площадки световой маркировкой и подготовке её для безопасного взлёта. При возникновении обстоятельств, которые могут препятствовать взлёту или продолжению полёта воздушного судна по срочному санитарному заданию (неблагоприятные метеорологические условия, неисправность воздушного судна и др.), руководитель подразделения обязан немедленно информировать органы здравоохранения, выдавшие заявку на полет. В случае необходимости к возвращенной заявке прилагаются необходимые документы, например бланк прогноза погоды, письменный доклад командира воздушного судна о фактической погоде по маршруту и др. Руководители авиапредприятий (лётных подразделений) ГА несут персональную ответственность за правильность отказа выполнить полёт для оказания экстренной медицинской помощи. Перевозка больных производится в сопровождении медицинского персонала. В случае невыделения сопровождающих лиц командир воздушного судна имеет право отказаться от выполнения такого полета. Лежачие больные 132 должны быть снабжены постельными принадлежностями: одеялами, подушками, простынями и т.п. При перевозке больных экипажам воздушных судов запрещается совершать резкие подъёмы и снижения, а также развороты с креном более 15°. В случае, когда посадка выполняется в населённом пункте, с которым нет связи, разрешается пролететь над этим пунктом или выполнить вираж на безопасной высоте для привлечения внимания лиц, вызвавших самолёт (вертолёт). Если встреча не обеспечена, то экипаж имеет право после посадки ожидать встречающих лиц в течение 30 минут зимой и одного часа летом (если это время удовлетворяет установленным срокам для возвращения на базовый аэродром). Воздушное судно может быть задержано врачом в пункте назначения на срок, превышающий действие прогноза погоды, полученного экипажем при вылете, только при наличии медицинских показаний, оправдывающих необходимость такой задержки. 8.3. Поисково-спасательные работы Терпящее или потерпевшее бедствие воздушное судно либо судно, с которым потеряна связь и местонахождение его неизвестно, подлежит немедленному поиску. Поиск и спасение воздушных судов осуществляется независимо от их ведомственной и государственной принадлежности. Для организации и проведения поисково-спасательных работ территория страны разбита на районы, соответствующие региональным управлениям гражданской авиации, а территория управления – на районы ответственности между предприятиями управления. В каждой зоне ответственности формируются поисково-спасательные силы и средства, в состав которых входят: поисковые экипажи, прошедшие специальную наземную и летную подготовку; самолеты и вертолеты, специально выделяемые для этих целей, оборудованные поисковой аппаратурой и комплектами спасательного имущества и снаряжения; поисково- 133 спасательные расчеты аварийно-спасательных команд (АСК), создаваемые из числа работников служб инженерно-авиационной, медицинской, спецавтотранспорта, базы ЭРТОС, перевозок, пожарных подразделений ВОХР. Поисково-спасательные группы оснащаются имуществом и специальным оборудованием. Также им придаются в использование наземные транспортные средства повышенной проходимости. Поисково-спасательные работы организуются и выполняются в случаях: получения сигнала бедствия с борта воздушного судна; если в течение 10 минут после расчетного времени воздушное судно не прибыло в пункт назначения, а радиосвязь с ним отсутствует; если экипаж воздушного судна получил разрешение на посадку и не произвел ее в установленное время, а радиосвязь с ним прекратилась; если при полете по воздушной трассе потеряна связь с экипажем воздушного судна и его местонахождение в течение 20 минут установить не удалось; во всех других случаях, когда экипажу требуется помощь; указания командира (начальника) предприятия ГА или вышестоящего начальника. Важную роль в организации проведения поисково-спасательных работ играет четкое взаимодействие между должностными лицами при получении сигналов бедствия. Экипаж воздушного судна, оказавшийся вблизи от судна, терпящего бедствие, должен доложить о своих наблюдениях и координатах места бедствия диспетчеру УВД и действовать в дальнейшем по его указанию. Диспетчер службы движения, получивший сигнал бедствия или другую информацию о бедствии воздушного судна, обязан: немедленно сообщить об этом руководителю полетов; объявить тревогу воздушным и наземным поисково-спасательным расчетам; определить местонахождение воздушного судна, терпящего бедствие; в соответствии со сложившейся обстановкой находящимися в его распоряжении средствами оказать помощь экипажу воздушного судна. Руководитель полетов по получению сигнала от диспетчера УВД обязан: привести в готовность поисковые силы и средства аэропорта, немедленно 134 сообщить о приведении их в готовность руководителю поисково-спасательных работ; при необходимости вызвать поисковые силы и средства других ведомств, с которыми организовано взаимодействие; доложить об обстановке и принятых мерах руководителю; сообщить о происшествии в соответствующие службы; осуществлять руководство отправлением сил и средств в район поиска. Руководитель поисково-спасательных работ ставит задачу группам наземного поиска и экипажам на поиск воздушного судна (район поиска, тип и номер ВС, потерпевшего бедствие, состав экипажа и число пассажиров, маршрут и высота полета на поиск , метод и способ поиска, метеообстановка в районе поиска). Поиск способом "гребенка" (рис. 8.1,а) применяется для просмотра большой площади в минимальное время и при наличии достаточного числа поисковых средств. Данный способ заключается в совместном полете группы (вертолетов) по параллельным маршрутам на интервалах D, составляющих примерно 75% визуальной видимости или дальности поисковой аппаратуры. Поиск способом "параллельного галсирования" (рис.8.1,б) применяется при недостаточном числе имеющихся поисковых средств и для обследования большой площади. В этом случае районы поиска делятся на несколько участков (полос), которые просматриваются одновременно несколькими одиночными самолетами (вертолетами) или последовательно одним воздушным судном. Расстояние D между галсами берется таким же, как и при поиске "гребенка". При поиске способом "заданный маршрут" полет выполняется по линии заданного пути, проходящей вдоль участка трассы полета воздушного судна, терпящего бедствие. Поиск способом "расширяющийся квадрат" рекомендуется применять при наличии данных о месте нахождения воздушного судна (рис.8.1,в). Он ведется одиночным самолетом (вертолетом) вокруг известной точки, в которой предполагается нахождение терпящего бедствие воздушного судна. 135 Расстояние между соседними параллельными участками маршрута D должно гарантировать сплошной просмотр местности. а) б) в) г) Рис. 8.1. Поиск ВС различными способами: а) "гребенка"; б) "параллельное галсирование"; в) "расширяющийся квадрат"; г) "веер" Для таких же целей применяют и веерообразное построение маршрутов (рис.8.1,г). При таком методе чем больше разница в путевых углах соседних маршрутов, тем больше будет непросматриваемое пространство в конце маршрутов. Поиск воздушных судов поисковыми самолетами и вертолетами производится с применением радиотехнических средств (поисковая пеленгаторная аппаратура, радиолокационная станция, имеющая поисковую спецприставку, бортовые радиостанции). В ходе выполнения поисковых 136 полетов экипажи воздушных судов поддерживают связь с органами УВД и другими поисковыми экипажами. Высота поиска определяется многими факторами, основными из которых являются: рельеф местности, яркость фона, прозрачность атмосферы и скорость полета поискового воздушного судна. Если объект находится на равнине, не имеющей никаких препятствий для его поиска, то необходимо выбрать максимально большую высоту полета, так как при этом за один полет будет осматриваться наибольшая площадь местности. Обнаружение объектов на территориях, покрытых лесом, затруднено тем, что какая-то часть земной поверхности закрыта кронами деревьев. Просматриваемость лесообразующих пород, их в лесных высоты и местах зависит сомкнутости. В от состава этом случае целесообразно производить полет на безопасной высоте. Относительно плохой просматриваемостью характеризуются высокоплотные леса с преобладанием хвойных пород (ель, пихта, сосна, кедр). Здесь при высоте полета 1000 м и сомкнутости древостоев 0,7 – 0,8 даже под воздушным судном просматриваются только 50 – 60% земной поверхности под углом около 30о. В таких угодьях земной поверхности уже не видно. Значительно лучше просматриваются леса с преобладанием лиственных пород (дуб, бук, береза, ольха, осина), особенно после опадания листьев. Скелетные или кольцевые ветви деревьев почти не закрывают землю, и сквозь безлиственную крону одного дерева легко видна земная поверхность. Однако при осмотре лесистой территории с высоты 100 м под углом 30-45° взгляд наблюдателя проходит через кроны нескольких деревьев, вследствие чего видно только 60-70% земной поверхности. При осмотре местности под углом, близким к 10°, земная поверхность полностью закрывается ветвями. На просматриваемость в лесных массивах существенно влияет и высота деревьев. При одинаковых составах, полноте деревьев и высоте просматриваемость объекта будет тем меньше, чем выше деревья. полета 137 При увеличении высоты полета просматриваемость объектов в лесных угодьях вглубь от курса воздушного судна увеличивается. Это связано с углом обзора по отношению к линии горизонта: чем он больше, тем просматриваемость лучше. При обнаружении ВС, терпящего бедствие, командир поискового ВС определяет на карте его местонахождение, устанавливает с ним связь, уточняет состояние здоровья экипажа и пассажиров, выясняет, какая необходима помощь, возможна ли посадка в районе бедствия ВС, и докладывает обо всём диспетчеру УВД, а также осуществляет наведение других поисковых судов в этот район в случае посадки поисково-спасательного ВС. Поисковоспасательная группа принимает меры по оказанию помощи пострадавшим, а при необходимости эвакуирует их в безопасное место. До прибытия поисковоспасательных команд общее руководство работами по оказанию помощи на месте бедствия осуществляет командир экипажа поисково-спасательного ВС. 138 Глава 9. ДРУГИЕ АВИАЦИОННЫЕ РАБОТЫ 9.1. Ледовая разведка Ледовая авиационная разведка является основным средством сбора информации о ледяном покрове на морях и крупных водных акваториях (озерах, реках, водохранилищах). Она выполняется для обеспечения судоходства, научных исследований и других нужд народного хозяйства. Ледовая разведка подразделяется на: – обзорную; – оперативную; – специальную. Обзорная ледовая разведка выполняется по заданию научных и научнопроизводственных организаций с целью изучения ледяного покрова и разработки ледовых прогнозов (краткосрочных и долгосрочных). Результаты такой разведки сообщаются заинтересованным организациям для решения оперативных задач судоходства, рыболовства и других практических нужд. Она проводится в течение всего ледового сезона в установленные сроки. Частота авиационных разведок зависит от интенсивности изменения ледяного покрова. Оперативная ледовая разведка осуществляется для сбора ледовой информации на морях, реках и водохранилищах для непосредственного обеспечения судоходства, рыболовства и других народнохозяйственных целей. Специальная ледовая авиационная разведка проводится для решения частных задач: поиск льдин, пригодных для взлетно-посадочных площадок и дрейфующих научных станций; изыскание маршрутов для зимних ледовых дорог; обнаружение унесенных в открытое море льдин с людьми и оборудованием; определение местонахождения затертых льдами морских судов и т.п. Ледовая разведка выполняется самолетами и вертолетами. Разведка, выполняемая самолетами, является основным средством сбора 139 ледовой информации на водоемах и обладает значительными преимуществами перед другими видами сбора информации, так как дает возможность в короткий срок осмотреть ледяной покров на больших пространствах замерзающих морей, озер, водохранилищ и рек. Ледовая разведка, выполняемая вертолетами, служит для решения оперативных задач при плавании во льдах и обеспечении рыболовного и зверобойного промыслов. К отличительным особенностям вертолетной ледовой разведки относится: – относительно небольшой радиус полета и малая площадь осмотра ледяного покрова; – возможность базирования вертолета как на берегу, так и на ледоколе; – широкое варьирование скорости и высоты полета. Полеты ВС на ледовой разведке выполняются по намеченным маршрутам. Основной принцип построения маршрутов состоит в том, чтобы при минимальной затрате летного времени с максимальной полнотой и достоверностью выяснить состояние ледяного покрова в заданном районе. Характер же построения маршрута и выбор расстояния между галсами зависит от вида ледовой разведки, сложности ледовой обстановки и требуемой степени подробности пространственной структуры ледяного покрова. Высота полета на разведке выбирается с учетом безопасности полета и оптимальных условий наблюдения, а также погодных условий. Важное значение ледовая разведка имеет для проводки морских судов через ледяную зону. Для этой цели в основном используются вертолеты, базирующиеся на борту ледокола. Полеты выполняются по заданию капитана ледокола. Ответственным за выполнение ледовых наблюдений во время полета является гидролог, который входит в состав экипажа ледокола. При вертолетной разведке галсы маршрутов строятся на таком удалении друг от друга, которое позволяет просматривать пространство между ними. После выполнения первых галсов с определением положения кромок 140 границ массива и перемычек специалист ледовой разведки намечает на карте оптимальное направление маршрута движения судов через ледовую зону. Как только караван начинает движение по выбранному пути, специалист ледовой разведки, осуществляя постоянную связь с головным ледоколом, корректирует направление его движения путем барражирования. Полеты вертолета с ледокола разрешаются на удаление, обеспечивающее устойчивую двухстороннюю радиосвязь и контроль за полетом с морского судна при помощи радиолокатора и других средств, но во всех случаях на расстояние не более 60 км от судна. Полеты в темное время суток допускаются в пределах видимости ледокола. 9.2. Обслуживание рыбного и зверобойного промыслов При обслуживании рыбного и зверобойного промыслов гражданская авиация выполняет следующие основные работы: разведка косяков рыбы, лежбищ и скоплений морского зверя (тюленя, моржа); наведение рыболовецких судов на обнаруженные скопления рыбы и морского зверя; вывоз морского зверя, доставка ценных пород рыб, мальков и оплодотворенной икры в места их разведения. Воздушные суда стали важными средствами механизации рыбного и зверобойного промыслов, позволяющими увеличить добычу рыбы и морского зверя, а также улучшить использование промыслового флота. Авиация для этих целей используется в основном в бассейнах Балтийского, Черного и северных морей, а также в Дальневосточном бассейне. Авиаразведка на каждом бассейне имеет свои специфические особенности. На Балтийском и Черном морях поиск рыбы ведется круглый год, особенно усиливаясь в осенний период. Аналогичный характер имеет разведка на Дальнем Востоке. На Севере России и в Белом море авиаразведка тюленя проводится сезонно с середины февраля и заканчивается во второй половине мая. 141 Воздушные суда, совершающие разведывательные полеты в море, должны иметь на борту: индивидуальные спасательные средства для всех лиц, находящихся на борту ВС; резиновую надувную лодку; пятисуточный запас продовольствия и воды; средства радиосвязи. На борту ВС-разведчика, кроме экипажа, могут находиться работники рыбодобывающего предприятия, оформленные в установленном порядке. Однако на борту ВС вместе с экипажем должно быть не более семи-восьми человек. Для полетов по обслуживанию рыбного и зверобойного промыслов назначаются пилоты, имеющие достаточный опыт летной работы и соответствующую теоретическую и летную подготовку по данному виду работ. Как правило, полеты на разведку выполняются в ранние утренние часы. Для разведки считается благоприятной погода, когда сила ветра не превышает 10 м/с, волнение моря – двух баллов, горизонтальная видимость не меньше 10 км, высота облаков не ниже 400 м. Разведывательные полеты осуществляются обычно в диапазоне высот от 200 до 500 м. Ширина просматриваемой полосы водной поверхности при разведке рыбы с высоты 200-500 м составляет в радиусе 4-5 км. Такой обзор обеспечивает довольно высокую производительность ВС, которая, как показывает практика прошлых лет, достигает 500-1500 км2 за час полета. Размеры обнаруженных скоплений рыбы или морского зверя определяются путем облета. Зная скорость и время пролета, обусловленные конфигурацией скопления рыбы или зверя, подсчитывают общую площадь облета. Результат расчета наносится на рабочую карту. В северных морях с давних времен существует тюлений промысел, который до сих пор является одним из основных видов трудовой деятельности рыболовецких предприятий. В старину зверобойные промыслы велись кустарным способом и с большими трудностями, а подчас и с риском для жизни. Для лова использовались небольшие плоскодонные лодки-ледянки. По открытой воде между льдами лодки шли на веслах, а по льду к местам лежки тюленей 142 зверобои тянули их вручную специальными лямками. С большими трудностями убитых тюленей на лодках доставляли на берег. Впоследствии в зверобойном промысле стали применять ледокольные морские суда, которые могли подходить к лежкам тюленей, избавляя зверобоев от тяжелого физического труда, связанного с доставкой зверя. Для наводки судов и бригад промысловиков к местам скопления морского зверя стали применять самолеты, а с 1962 года – вертолеты. По сравнению с судовым промыслом отлов тюленей при помощи вертолетов экономически эффективен и высокопроизводителен. На основании данных воздушной разведки вертолеты Ми-8 доставляют зверобоев непосредственно к местам лежки тюленей, а затем на внешней подвеске (рис. 9.1) вывозят добычу на берег. Таким образом, вертолеты прочно закрепились в качестве транспортного средства при ведении добычи морского зверя на дрейфующих льдах. Рис. 9.1. Вывозка тюленей на берег 143 9.3. Патрулирование газопроводов Воздушное патрулирование газопроводов заключается в периодическом (один-два раза в неделю) наблюдении с воздуха за состоянием линейной части трубопроводов и относящихся к ним сооружений. Цель патрулирования – сбор сведений о фактическом состоянии действующих трубопроводов и окружающей среды, а также обнаружение неполадок и повреждений в системе газоснабжения. Перечень работ при воздушном патрулировании регламентируется «Правилами охраны магистральных трубопроводов» (1979 г.), «Правилами технической эксплуатации магистральных газопроводов» (1980 г.) и «Положением по техническому обслуживанию линейной части магистральных газопроводов», утвержденным Мингазпромом. В 1984 г. ВНИИ ПАНХ ГА и «Союзоргэнергогаз» разработали «Положение о воздушном патрулировании газопроводов на вертолетах Ми-8». В соответствии с ним в ряде регионов были проведены опытные полеты по патрулированию газопроводов. В процессе проведения был разработан табель оснащения служб патрулирования приборами, инструментом, приспособлениями и средствами связи, разработаны технические требования на размещение в вертолете измерительных приборов, а также порядок организации работ и правила полетов при воздушном патрулировании. Применение авиации на патрулировании газопроводов находит положительную оценку предприятий, осуществляющих транспортировку и поставку газа по магистральным трубопроводам, поэтому данный вид работ весьма перспективен. 144 9.4. Рассеяние облаков и туманов Облака и туманы оказывают неблагоприятное влияние на деятельность ряда отраслей экономики. Особенно большим препятствием они являются для авиации, морского и речного флота, а также для проведения различных мероприятий (парадов, праздничных демонстраций, тактических учений). Полеты по рассеянию облаков (туманов) выполняются на самолетах, оборудованных специальной установкой. Она состоит из закрывающегося загрузочного контейнера дозирующего и гранулирующего механизма, распылителя и пульта управления. Для воздействия на облака и туманы используется твердая двуокись углерода (СО2). Заводской блок твердой СО2 весом 40-45 (дробление) кг помещается и дозирование в контейнер реагента установки. осуществляется Гранулирование специальными механизмами. Интервал между выбрасываемыми порциями реагента 2-3 с. Размеры гранул 5-10 мм. Диапазон дозировок установки от 100 до 3000 гранул в минуту, что соответствует выходу 100-3000 г/мин. Физическая основа такова. При введении в облака (туман) частиц твердой СО2 вблизи поверхности частиц происходит сильное охлаждение воздуха и возникают большие перенасыщения. Это приводит к быстрой конденсации водяного пара. Образовавшиеся вблизи частиц СО2 мельчайшие водяные капли в условиях низких температур (ниже -40оС) быстро замерзают, превращаясь в зародыши ледяных кристаллов. Дальнейшее развитие процесса кристаллизации в облаке (тумане) происходит за счет роста ледяных зародышей и при достижении ими больших размеров они начинают выпадать из облака в виде дождя. Как показывает практика, выпадение осадков начинается через 10-15 мин после введения реагента и продолжается в течение 25-30 мин. Примерно через 20 мин после воздействия в облаках образуются просветы, а через 30-35 мин в полосе шириной 2-3 км будет видно чистое небо. Следует заметить, что эффект рассеивания зависит от синоптической ситуации, определяющей вид облачности, ее вертикальной мощности, а также 145 силы ветра и температуры воздуха. Например, облака вертикальной мощности до 600 м, образование которых не связано с фронтальными процессами, при температуре в их слое -4оС и скорости ветра до 10-12 м/с могут быть рассеяны полностью. Полеты по рассеянию облаков (туманов) планируются за сутки до ожидаемого момента начала работы на основании прогностической метеоинформации. При раскрытии аэродромов (объектом рассеяния в этом случае являются туманы) решение на вылет принимается при непосредственной угрозе закрытия аэропорта туманом или при наличии тумана в аэропорту. При раскрытии других объектов анализируется синоптическая обстановка и в зависимости от характера предстоящей работы на объекте вылет ВС осуществляется по согласованию с руководством объекта. По прибытии самолета к месту работы руководитель летных работ проводит зондирование облачного слоя (тумана) с целью оценки пригодности его к рассеянию. В процессе зондирования определяется структура облачности, ее нижняя и верхняя границы, а также замеряется температура и влажность. На основании полученных данных руководитель делает заключение о пригодности облака (тумана) к рассеянию и дает команду к выполнению. Одним из условий успешного раскрытия объекта от облаков или тумана является правильный выбор начального положения линии воздействия (рис. 9.2). Оно должно удовлетворять двум основным условиям: – зона воздействия в момент полного рассеяния должна достигать объекта раскрытия; – основная масса искусственных осадков должна выпасть до подхода зоны к раскрываемому объекту. Заданная площадь просвета обеспечивается выбором длины линии воздействия (АВ), которая раскрываемой площади. должна несколько превышать поперечник 146 1 А 2 В Рис. 9.2. Схема воздействия на раскрываемый объект: 1 – раскрываемый объект; 2 – направление движения облачности; АВ – линия воздействия Рассеяние производится сверх облаков и туманов. Полет выполняется по взаимно параллельным линиям и с постоянной скоростью (рис. 9.2). Обязательным условием является выдерживание постоянных расчетных расстояний между линиями засева. Это обеспечивает наиболее точное выполнение схемы засева. В случае невыдерживания расстояния в засеянной площади не произойдет полного рассеяния облаков (туманов). После окончания воздействия производятся наблюдения за перемещением раскрытой зоны. При необходимости проводится дозасев нерассеявшихся облаков (туманов). 147 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Прошло более 90 лет со дня начала использования авиации в интересах народного хозяйства страны. Трудно представить себе отрасль экономики, где бы не применялась авиация. Нередко авиация становилась неотъемлемым звеном в производственно-технологических процессах отраслей экономики. Сильный урон этому направлению нанесен в период 1990-1999 гг. из-за серьезного экономического спада во всех отраслях экономики. Однако есть надежда, что болезненный период перехода страны к новой экономики заканчивается и наступает устойчивый ее рост, чему есть определенные свидетельства. Громадные территории, большое число труднодоступных районов, отсутствие дорог – это всегда было и являлось одной из причин необходимости использования авиации, как эффективного рычага экономического и социального развития страны. Но сегодня появилось нечто новое. Это проекты строительства новых дорожных магистралей, связывающих Европу с Сибирью и странами Дальнего Востока, проекты крупных инвестиций в нефте- и газодобывающую промышленность Севера и Дальнего Востока, и ряд других проектов, в которые готовы вложить средства заинтересованные стороны. В ряде промышленных отраслей страны уже намечается серьезный рост. К проблемам состояния авиационной техники сегодня добавляются проблемы подготовки авиационных кадров, в которых появились новые, ранее неизвестные грани, такие как рынок, который выдвинул новые требования, создал определенные противоречия в сфере экономических отношений. С одной стороны, теперь бесполезен прежний опыт работы в среде планового хозяйствования, когда экономическая эффективность была только лозунгом. Сейчас нужны специалисты с другим менталитетом, с другими знаниями и умениями. Здесь рождается новая проблема подготовки современных авиационных специалистов. С другой стороны, рынок, выдвигая на первое место экономическую 148 эффективность, усиливает роль гражданской авиации в целом ряде сфер ее применения, становясь составным элементом производственно- технологических процессов соответствующих отраслей экономики. Основные направления развития гражданской авиации на ближайшие годы должны быть ориентированы в первую очередь на прекращение спада объемов работ, их стабилизацию, а затем на постепенный поступательный рост. Реализация этих целей во многом будет зависеть от результатов проводимой экономической реформы, направленной на оздоровление экономики страны и повышение жизненного уровня населения. 149 ЛИТЕРАТУРА 1. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков. – М., Лесная промышленность, 1973. 2. Аэрофотосьемочные работы: Справочник аэрофотосъемщика / Попов А.А., Полетаев Ю.И., Евдокимов Ю.В. и др. – М., Транспорт, 1984. 3. Безопасность полетов: Учебник для вузов / Сакач Р.В., Зубков Б В., Давиденко Н.Ф. и др. Под ред. Сакача Р.В. – М., Транспорт, 1989. 4. Бирюлин В.И., Макаров К.Н., Канищев А.Н. Вертолеты в народном хозяйстве. – М., Транспорт, 1969. 5. Бяков Л.С. Авиационные работы. Учебное пособие / – С.- Петербург, Академия ГА, 2003. 6. Воздушный кодекс Российской Федерации. – М., Издательство «Ось-89», 1997. 7. Дмитриев И.Д., Мурахтанов Е.С, Сухих В.И. Лесная аэрофотосъемка и авиация: Учебник для вузов. – М., Лесная промышленность, 1981. 8. Долбня Н.В. Эффективность применения авиации в отраслях народного хозяйства. – М., Воздушный транспорт, 1990. 9. Жученко К.Т. О влиянии лесных пожаров на окружающую атмосферу и условия полетов самолетов и вертолетов. // Применение авиации в промышленности, геологии, строительстве: Труды ГосНИИ ГА. Вып. 130. – М., Гос НИИ ГА, 1975. 10. Зырянов Т.П., Илькун В.В., Нефедова Н.А., Сумовский Н.А. К раскатке проводов линий электропередачи вертолетами. // Применение авиации в промышленности, геологии, строительстве: Труды ГосНИИ ГА. Вып. 130. – M., ГосНИИ ГА, 1975. 11. Илькун В.В. Пути повышения эффективности применения вертолетов в электросетевом строительстве // Материалы IV научно- 150 технической конференции стран – членов СЭВ по вопросам применения авиации в народном хозяйстве. – М., Воздушный транспорт, 1983. 12. Илькун ВВ., Нефедова НА., Северинов В.Н. Анализ процесса установки опор линий электропередачи вертолетом методом поворота // Применение авиации в промышленности, геологии, строительстве: Труды ГосНИИ ГА. Вып. 130. – М., ГосНИИ ГА, 1975. 13. Инструкция по авиационной охране лесов. – М., ЦБНТИлесхоза, 1977. 14. История гражданской авиации СССР / Под ред. Бугаева Б.П. – М., Воздушный транспорт, 1983. 15. Костылев А.Г. Организация полетов для выполнения воздушных съемок: Учебное пособие. – Л., ОЛАГА, 1991. 16. Половинина И.П. Рассеяние переохлажденных слоистообразных облаков и туманов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 17. Применение авиации в сельском и лесном хозяйстве / Березин В.П., Назаров В.А., Попов С.Д. и др. Под ред. Назарова В.А. – М., Транспорт, 1975. 18. Применение авиации в отраслях экономики. / Автор-сост. В.С.Деревянко. – Краснодар: «Сов. Кубань», 2002. 19. Рассеяние переохлажденных облаков и туманов с самолета. Методические указания. – М.: Госкомгидромет, Укр.НИИ, 1985. 20. Руководство по производству ледовой авиаразведки. – Л., Гидрометеоиздат, 1981. 21. Сарымсаков Х.Г. Сельскохозяйственные самолеты. Оптимизация парка. – М., Машиностроение, 1979. 22. Фиников М.А. Организация полетов на авиационно-химических работах: Учебное пособие. – Л., ОЛАГА, 1973. 151 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. ВВЕДЕНИЕ 3 Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ АВИАЦИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 1.1. Развитие организационных форм применения авиации в народном хозяйстве 1.2. Роль авиации в развитии производительных сил отраслей экономки 1.3. Понятие авиационных работ и их виды 1.4. Воздушные суда и летательные аппараты, используемые в отраслях экономики 5 5 11 13 Глава 2. АВИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ РАБОТЫ 2.1. Понятие авиационно-химических работ и их назначение 2.2. Способы внесения веществ 2.3. Особенности авиационной обработки 2.4. Производственный цикл авиационно-химических работ 2.5. Производительность полетов и себестоимость АХР 2.6. Наземная сигнализация 2.7. Способы обработки участков 2.8. Определение рациональных условий выполнения АХР 22 22 26 29 36 41 44 50 54 Глава 3. АЭРОФОТОСЪЕМКА 3.1. Основы аэрофотосъемки 3.2. Выполнение аэрофотосъемочных полетов 3.3. Организация аэрофотосъемочных работ 57 57 62 66 Глава 4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗДУШНЫЕ СЪЕМКИ 4.1. Виды геофизических воздушных съемок 4.2. Условия выполнения геофизических воздушных съемок 4.3. Выполнение полетов на геофизических воздушных съемках 69 69 72 75 Глава 5. АВИАЦИОННАЯ ОХРАНА ЛЕСОВ ОТ ПОЖАРОВ 5.1. Организация авиационной охраны и ее задачи 5.2. Виды лесных пожаров 5.3. Авиационное патрулирование лесов 5.4. Авиационные методы тушения лесных пожаров 82 82 85 88 95 Глава 6. СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ 6.1. Виды строительно-монтажных работ 6.2. Монтаж и демонтаж конструкций 6.3. Раскатка проводов линий электропередач 6.4. Погрузочно-разгрузочные работы и трелевка древесины 14 107 107 112 117 120 152 Глава 7. ТРАНСПОРТНО-СВЯЗНЫЕ РАБОТЫ 7.1. Понятие транспортно-связных работ и особенности их выполнения 7.2. Определение оптимальной дальности полетов воздушных судов на ТСР 123 123 Глава 8. САНИТАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 8.1. Виды санитарно-спасательных работ 8.2. Оказание медицинской помощи населению 8.3. Поисково-спасательные работы 128 128 129 132 Глава 9. ДРУГИЕ АВИАЦИОННЫЕ РАБОТЫ 9.1. Ледовая разведка 9.2. Обслуживание рыбного и зверобойного промыслов 9.3. Патрулирование газопроводов 9.4. Рассеяние облаков и туманов 138 138 140 143 144 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147 ЛИТЕРАТУРА 149 125
