Medios controlados remotamente para el desminado humanitario.
Batanov Alexander Fedorovich
Gritsinin Sergey Nikolaevich
Murkin Sergey Vladimirovich
MEDIOS CONTROLADOS A DISTANCIA PARA LA MINERÍA HUMANITARIA
(basado en materiales de fuentes extranjeras)
El uso a gran escala de minas en conflictos militares locales ha llevado a un resultado inesperadamente peligroso: un medio de obstrucción simple y conocido desde hace mucho tiempo se ha convertido en un arma de destrucción masiva con acción retardada.
Según áspero Según estimaciones de la ONU, más de 24.000 personas mueren cada año en campos minados y, según las estimaciones, al menos el doble de personas resultan gravemente heridas, lo que requiere tratamiento a largo plazo y, por lo general, conduce a una amputación.
Según estadísticas de la Cruz Roja Internacional, entre las bajas militares no hay más del 10% las principales víctimas de las armas minadas son civiles, principalmente mujeres y niños. Los supervivientes de un encuentro con minas terrestres nunca podrán desempeñar un papel activo ni en la familia ni en la sociedad. El cuidado de los discapacitados supone una pesada carga para sus familias.
La minería masiva también causa importantes daños materiales: vastas extensiones de tierra quedan fuera del uso agrícola antes de su total limpieza; las minas hacen que los refugiados y desplazados tengan miedo de regresar a sus hogares; la presencia real o sospechada de minas excluye el acceso a recursos y servicios que se necesitan con urgencia, impide la recuperación económica después de un conflicto militar y socava el desarrollo socioeconómico normal.
Víctimas masivas de civiles durante los conflictos armados locales como resultado de la acción de las minas antipersonal (PPM) provocó la creación de movimientos sociales nacionales e internacionales que abogan por la total prohibición y destrucción de este tipo de armas.
La organización más influyente entre ellas, la Campaña Internacional para la Prohibición de las Minas, ganó el Premio Nobel de la Paz en 1997. La mayoría de los países europeos han eliminado por completo las minas antipersonal de sus ejércitos.
Fueron estos estados los que iniciaron la adopción de la resolución No. 48/75 de la ONU en 1993, llamando a todos los países del mundo a introducir una moratoria sobre la exportación de minas antipersonal; adopción en mayo de 1996 del II Protocolo sobre prohibiciones y restricciones del empleo de minas, trampas explosivas y otros dispositivos de la Convención de Ginebra de 1980 sobre prohibiciones o restricciones del empleo de ciertas armas convencionales que puedan considerarse causantes de daños o perjuicios excesivos. Tener un efecto indiscriminado” (Convención sobre armas «Inhumanas»), así como las negociaciones y la adopción de la Convención sobre la prohibición de las minas antipersonal.
En varios países, la producción de Las minas se han detenido por completo y los arsenales de minas se están destruyendo gradualmente. Sin embargo, alrededor de un centenar de empresas especializadas en 55 países producen anualmente más de 10 millones de minas sólo para la exportación.
Según estadísticas de la ONU, hasta la fecha ya se han instalado más de 110 millones de minas en 69 países del mundo. Según diversas estimaciones, cada año se instalan entre 2 y 5 millones de municiones y sólo se retiran 100.000.
Como resultado, el número de minas instaladas supera el número de minas destruidas.
Acelerar radicalmente el proceso de remoción de minas utilizando equipos existentes, imposible.
Zapadores entrenados inspeccionan vastas áreas decímetro a decímetro, mientras que la productividad de un especialista es como máximo de 50 m2 por día. Además, el problema no es sólo el momento: el coste de limpiar una mina oscila entre 300 y 1.000 dólares.
Los países del Tercer Mundo, en cuyo territorio se encuentran la gran mayoría de los campos minados, no pueden resolver el problema de la remoción de minas por sí solos, porque esto requiere grandes gastos.
Los principales esfuerzos para organizar y brindar apoyo material para eventos relevantes los realiza la ONU como parte de la prestación de asistencia humanitaria a los países subdesarrollados.
Los expertos extranjeros señalan que sólo es posible reducir los costos y aumentar el ritmo de búsqueda, neutralización y destrucción de minas modernas mediante el desarrollo de nuevos medios técnicos, en particular sistemas robóticos.
Cuando se habla de sistemas robóticos para el desminado es necesario diferenciar claramente:
— complejos militares;
— robots policiales controlados a distancia para realizar trabajos con explosivos;
— robots para desminado humanitario.
Los robots zapadores militares están diseñados para abrir pasos en campos minados frente al fuego enemigo. La velocidad de movimiento es más importante que el factor de seguridad. Como regla general, para la remoción de minas se utilizan tanques controlados remotamente equipados con redes de arrastre de rodillos o cuchillas. Se considera aceptable la destrucción o retirada del 80% de las minas.
Los robots policiales se utilizan para buscar y destruir artefactos explosivos improvisados, normalmente en entornos urbanos, y son extremadamente ineficaces para desminar grandes áreas.
Los sistemas robóticos para el desminado humanitario incluyen una amplia clase de dispositivos, desde un conjunto de dispositivos estandarizados desde módulos que convierten un vehículo común en uno controlado remotamente hasta robots móviles totalmente autónomos capaces de encontrar y destruir minas de forma independiente y sin intervención humana.
Hasta la fecha, los más desarrollados son los dispositivos controlados a distancia para buscar minas y limpiar campos minados. El trabajo sobre la creación de robots desminadores autónomos, llevado a cabo por numerosas empresas y organizaciones de investigación, se encuentra en una etapa temprana.
Cabe señalar que el desminado humanitario está asociado principalmente con minas terrestres antipersonal, por lo tanto, el equipo ofrecido por muchas empresas está diseñado para la destrucción de minas antipersonal únicamente y no puede usarse contra minas antitanque, terrestres, etc.
Los siguientes requisitos se aplican a los dispositivos para desminado humanitario:
— bajo costo;
— seguridad garantizada para el operador;
— simplicidad de diseño, sin necesidad de ajustes finos ni complejos en el lugar de aplicación;
— resistencia a las explosiones de minas antipersonal, ausencia de daños graves por explosiones de minas antitanque;
— servicio por personal local, utilizando materiales locales;
— movilidad: es deseable que el dispositivo se mueva de forma independiente, sin el uso de equipos auxiliares;
— transportabilidad.
El desarrollo de dispositivos se lleva a cabo en dos direcciones principales: búsqueda de minas y limpieza completa de minas del área.
Encontrar minas es una tarea muy difícil. Los detectores de minas modernos son pequeños en tamaño y contienen muy poco metal, lo que los hace casi imposibles de detectar usando un detector de minas por inducción estándar.
El método de búsqueda más confiable hoy en día es sondear manualmente el suelo en incrementos de 3 cm hasta un profundidad de hasta 50 cm con una galga de espesores especial Este método es lento, requiere mucha mano de obra y extremadamente peligroso, pero actualmente es el único que logra la tasa de detección del 99,6% exigida por la ONU.
Dado que la búsqueda de minas se considera la parte más difícil del proceso de desminado, gran parte del trabajo de investigación está dirigido a mejorarla automatizando la tarea de detección, aumentando la velocidad de detección, mejorando la capacidad de distinguir una mina de fragmentos de metal y protegiendo el operador.
Con el fin de reducir los costos de materiales y el tiempo de desarrollo, la detección de minas utiliza instrumentos desarrollados para la industria y adaptados para la detección de minas, en particular, radar no lineal, cámara termográfica, localizador ultrasónico y analizador químico (“ nariz electrónica”).
El desarrollo de equipos de búsqueda es sólo una parte del problema. Es muy importante contar con un medio fiable y seguro para el operador para mover los sensores detectores de minas sobre la superficie de un campo minado o de una carretera minada.
Se han desarrollado y probado vehículos controlados remotamente para detectar minas (hasta ahora sólo antitanque) mientras se conduce por carreteras o terrenos ligeramente accidentados a velocidades de hasta 10 km/h.
Así, la empresa israelí ELTA Electronic Industries ofrece un vehículo todoterreno teledirigido equipado con un radar no lineal y cámaras de televisión (foto 1*). Además, se pueden instalar en el vehículo un detector de minas por inducción y una cámara termográfica.
Se afirma que el vehículo es capaz de detectar minas tanto en cajas de metal como de plástico en una franja de 2 a 3 m de ancho. y a una profundidad de 0,3 15 m cuando se mueve a velocidades de hasta 4 m/s.
Las ruedas anchas ejercen una presión muy baja sobre la superficie de apoyo, lo que permite que el vehículo se mueva sin peligro de ser volado por minas de empuje con una fuerza de disparo que oscila entre 700 y 2500 N.
Foto 1 . Sistema robótico para la búsqueda de minas
* El artículo utiliza fotografías publicadas en Internet
La búsqueda de minas mediante vehículos aéreos no tripulados se considera muy prometedora.
El complejo Camcopter desarrollado por Schiebel Technology, diseñado para el reconocimiento de campos minados.
El complejo Camcopter incluye:
- un helicóptero de pequeño tamaño controlado remotamente (foto 2), equipado con una cámara de televisión y una plataforma ventral en la que están instalados los sensores necesarios, por ejemplo una cámara termográfica;
- una estación de control en tierra, que incluye módulos de control de vuelo, navegación y control de plataforma (foto 3) .
Foto 2. Helicóptero Camcopter teledirigido de pequeño tamaño
 |
 |
| a) panel de control de vuelo | b) monitor de la estación de control |
Foto 3. Estación de control del helicóptero Camcopter
El complejo Camcopter tiene un diseño modular y puede transportarse al lugar de uso en un automóvil de pasajeros. Para desplegar el complejo y controlar el helicóptero, sólo se necesita una persona.
El helicóptero está fabricado con materiales ligeros y de alta resistencia; su peso es de 40 kg. Fiable motor de gasolina de dos tiempos con una potencia de 15 CV. proporciona vuelo a una velocidad de 90 km/h, ascenso a una velocidad de 185 m/min y levanta 25 kg de carga útil cada 1000 m. El tiempo máximo de vuelo es de 6 horas y el alcance es de 10 km.
El El helicóptero se controla de forma manual o automática. Con control automático, el vuelo se realiza siguiendo una ruta previamente programada en el puesto de control. El operador controla el vuelo en el monitor y, si es necesario, puede interrumpir el programa, realizar las maniobras necesarias en modo manual y luego volver al vuelo automático.
La estabilidad en la ruta está garantizada por un sistema de navegación inercial, que contiene un giroscopio, acelerómetros y está conectado a un receptor de señales del sistema de posicionamiento global por satélite (GPS — Global Positioning System).
El transceptor en a bordo del helicóptero recibe comandos de control y los transmite continuamente a la estación terrestre datos del equipo de reconocimiento y las coordenadas del vehículo.
La pantalla del monitor de la estación de control muestra constantemente una imagen de la cámara de televisión incorporada del helicóptero y un mapa digital del área en estudio, que muestra la posición actual de la aeronave, la ruta programada y los datos de reconocimiento y la ubicación de las minas. como objetos.
El operador analiza la posición relativa de las marcas de las minas sospechosas y toma una decisión sobre si el campo minado pertenece a un tipo u otro, teniendo en cuenta las peculiaridades de la colocación de campos minados de diversas formas: desde el aire, con múltiples sistemas de lanzamiento de cohetes o manualmente. . El resultado final del reconocimiento aéreo son las coordenadas geográficas exactas del campo minado.
La principal ventaja del reconocimiento aéreo de campos minados es la alta productividad y el bajo costo.
Las desventajas incluyen la imposibilidad práctica de detectar 1 o 2 minas, ya que se confunden fácilmente con otros objetos ubicados en la superficie de la tierra, y las capacidades limitadas para detectar minas instaladas en el suelo, ya que en este caso la posibilidad de detección depende en gran medida. sobre cómo la mina viola la cubierta de la superficie.
La práctica ha demostrado que ninguno de los dispositivos utilizados puede considerarse una panacea.
Actualmente, varias organizaciones de investigación están desarrollando sistemas robóticos para búsqueda de minas, que contiene una serie de elementos sensibles basados en diferentes principios físicos, que garantizan una detección fiable de minas de diversos diseños;
un dispositivo informático para la interpretación y el procesamiento automático de datos de sensores;
Receptor GPS y sistema de información geográfica para mostrar un mapa de campos minados y registrar las coordenadas de las minas encontradas.
La remoción completa de minas (en fuentes inglesas se usa el término remoción) se refiere a la remoción, destrucción o neutralización de minas y municiones sin detonar con el fin de preparar el terreno para un uso económico.
Hay tres direcciones principales para crear herramientas robóticas para la remoción continua de minas:
- desarrollo de conjuntos de instrumentos y dispositivos que permitan la conversión de dragaminas en serie en complejos robóticos o controlados remotamente;
- desarrollo a partir de máquinas en serie, con el máximo uso posible de unidades y componentes en serie, de robots universales equipado con un conjunto de equipos reemplazables;
- desarrollo de robots especiales diseñados para destruir un tipo específico de mina.
La forma más rápida es limpiar las minas utilizando dispositivos mecánicos especiales: redes de arrastre de rodillos, cuchillas y cadenas.
Estos dispositivos están diseñados para abrir pasos en campos minados y no están destinados a limpiar grandes áreas. Además, su funcionamiento requiere potentes dragaminas, como un tanque o un tractor pesado.
Para llevar al conductor más allá del campo minado y permitir el funcionamiento automático del dragaminas, Omnitech Robotics International ha desarrollado el kit de control remoto STS (Sistema de teleoperación estandarizado), que permite convertir cualquier vehículo en un complejo robótico (foto 4).
Foto 4. Kit de control remoto STS
El kit incluye dos módulos de juegos. Los módulos del primer conjunto (antena, panel de control y transmisor de radio del sistema de parada de emergencia) están ubicados en la estación de control.
En la máquina se encuentra el segundo conjunto, que incluye una antena, cámaras de vídeo en color en dispositivos PTZ, variadores y una unidad de control del variador, así como unidades de cambio de modo, transmisión de señales de vídeo, micrófonos y un receptor del sistema de parada de emergencia.
STS proporciona:
- control del motor (arranque y parada, control de velocidad);
- frenado;
- cambio de marchas;
- rotar;
- control de una red de arrastre montada (levantar, bajar, inclinar);
- video de retroalimentación y comunicación acústica.
Una característica importante del kit es la preservación de la capacidad de controlar manualmente la máquina. La transición del modo automático al manual se realiza simplemente cambiando el interruptor de palanca.
Hasta la fecha, ya se han instalado más de 60 conjuntos STS.
Entre los vehículos convertidos se encuentran los tanques dragaminas Panther I y II utilizados en la limpieza de campos minados en Kosovo y Bosnia (foto 5), tractores pesados Caterpillar D7G (foto 6), vehículos multipropósito Hummer y vehículos blindados de ingeniería M9.
Foto 5. Tanque dragaminas Panther II equipado con una red de arrastre de rodillos
Foto. 6. Tractor Caterpillar D7R controlado remotamente y equipado con una red de arrastre de pala
Por encargo del Departamento de Defensa de EE. UU. como parte del programa de investigación de desminado humanitario, se desarrolló un vehículo controlado remotamente para retirar minas y municiones sin detonar, ETODS (Sistema mejorado de eliminación de municiones teleoperadas).
Este complejo robótico es diseñado para limpiar campos minados que ya han sido explorados en los casos en que el uso de equipo pesado sea imposible o poco práctico.
ETODS se basa en un cargador frontal Bobcat de pequeño tamaño. El peso del vehículo sin accesorios es de 2045 kg. Motor diésel de 30 CV. proporciona una velocidad de desplazamiento de hasta 10 km/h.
Con la ayuda del complejo se puede realizar lo siguiente:
- excavar y transportar minas antitanque y municiones sin detonar al lugar de destrucción;
- destrucción de minas antipersonal;
- cortar pasto y arbustos en antiguos campos minados.
Cada trabajo tiene su propio conjunto de accesorios.
La eliminación de hierba y arbustos se realiza con un cortacésped retráctil (foto 7). El cabezal de corte del cortacésped, de 102 cm de ancho, está montado sobre un manipulador especial, que permite cortar la vegetación a una distancia de hasta 2,6 m de la máquina.
En caso de mina explosión, solo se dañará el cortacésped y la máquina en sí permanecerá intacta.
Foto 7. ETODS equipado con una cortadora de césped retráctil
Las minas antipersonal se destruyen mediante una red de arrastre de cadena montada con un ancho de arrastre de 178 cm. Para proteger al robot de los fragmentos, se cuelgan placas de armadura en el cuerpo (. foto 8).
Las pruebas de campo han demostrado que el vehículo puede resistir la explosión de una mina con una carga de 0,45 kg de TNT sin sufrir daños.
Foto 8. ETODS, buscaminas de cadena
Para desenterrar minas antitanque, se instala en el vehículo lo siguiente:
- un manipulador con equipo de trabajo reemplazable (dispositivo de agarre y cucharón);
- Dispositivo Air Knife (cuchilla de aire) para eliminar la tierra con un chorro de aire comprimido;
- un detector de minas con un marcador para aclarar la ubicación de una mina enterrada (foto 9).
Foto 9. ETODS en configuración de excavación de minas
El procedimiento operativo general para la excavación de minas es el siguiente:
1. Un puesto de control remoto está desplegado en el borde del campo minado. Si tiene la intención de moverse por el campo utilizando GPS, las coordenadas del receptor GPS del puesto de control se ingresan en el sistema de control. La ubicación de las minas debe marcarse de alguna manera: con coordenadas en el mapa del campo minado, banderas o marcas de colores en el propio campo.
2. Antes de comenzar a trabajar, el operador instala el equipo necesario en el vehículo: un manipulador con un cucharón o dispositivo de agarre, una cuchilla de aire y un detector de minas.
3. Cuando se dirige al lugar de trabajo, el operador controla el vehículo mediante una cámara de televisión de visión general instalada en el cuerpo de la máquina.
La máquina está equipada con un sistema DGPS (receptor GPS diferencial) y durante el movimiento, las coordenadas actuales del robot se muestran en el monitor de la estación de control. Si se conocen las coordenadas de la ubicación de la mina, entonces, utilizando DGPS, el operador puede llevar el vehículo a una ubicación determinada con una precisión de 1 m.
4. Antes de excavar una mina, el operador utiliza un detector de minas para determinar su ubicación. Luego, la capa superior de tierra se elimina de la superficie de la mina con aire comprimido. Esto debe hacerse para determinar la forma de la mina y su posición en el suelo. De lo contrario, al excavar, el operador podrá colocar el cucharón directamente sobre la mina y detonarla.
5. Después de determinar la posición exacta de la mina, el operador utiliza un balde para retirarla del suelo.
6. La mina excavada se transporta al lugar de destrucción o neutralización. Para ello, el cubo manipulador se sustituye por un dispositivo de agarre. El operador controla el desempeño del trabajo mediante cámaras de televisión instaladas en el manipulador y en la carrocería del vehículo.
En promedio, se necesitan 5 minutos para retirar una mina antipersonal y 10 minutos para una mina antipersonal. -tanque mío.
Para limpiar terrenos abiertos y ligeramente accidentados (campos agrícolas) de minas antipersonal, la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) desarrolló una máquina de diseño inusual (foto 10).
Foto 10. Máquina controlada remotamente Dervish
La máquina (se llamaba Derviche) es correcto en términos de estrella de tres puntas. En el centro de la estrella se encuentran la unidad de potencia y el sistema de control.
En los extremos de las vigas hay ruedas, discos de acero pesados (peso 80 kg) de 6 cm de espesor, accionados por motores hidráulicos compactos. Si las ruedas giran a la misma velocidad, entonces el auto simplemente gira en su lugar.
El desajuste de velocidades hace que el auto se mueva, describiendo una espiral de 5 m de ancho con un paso de solo 3 cm.
Cuando se mueve, Dervish debilita las minas antipersonal, simulando la presión del pie de una persona. En un minuto, las ruedas de la máquina procesan 5 m2, lo que es 1.000 veces más rápido que el desminado manual.
La capacidad de supervivencia del vehículo es extremadamente alta. Dervish, diseñado para detonar minas antipersonal con una carga de hasta 0,25 kg de TNT, puede resistir la explosión de una mina antitanque con una carga de 5 kg con daños mínimos.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
Un operador puede controlar varios vehículos por radio desde una distancia de 400 m.
p>
Durante el movimiento, el monitor del panel de control muestra un mapa de la zona, las trayectorias de los vehículos y la zona despejada.
Ninguno de los medios robóticos propuestos para el desminado humanitario cumple plenamente los requisitos y, sobre todo, en términos de eficiencia: los medios mecánicos de limpieza de campos minados eliminan no más del 80% de las minas, mientras que se requiere el 99,6%.
Sin embargo, esto es mejor que nada y, según los expertos extranjeros, los sistemas robóticos proporcionarán una gran ayuda a los zapadores.
Nota.
El equipo de desminado es muy caro (por ejemplo, un Dervish simple cuesta 16.000 dólares, un ETODS universal cuesta 280.000 dólares y el precio de un tractor pesado controlado remotamente con sus accesorios asociados puede superar los 1,5 millones de dólares).
En el artículo se utilizaron materiales publicados en Internet. Puede obtenerse información adicional en las siguientes direcciones:
1. Documentos oficiales de la ONU — un.org/russian/documen/
2. Programa de investigación sobre desminado humanitario; directorio de equipos de desminado humanitario demining.brtrc/R&D/
3. Informe del Departamento de Estado de EE. UU. Asesinos ocultos: La crisis mundial de las minas terrestres – state.gov/www/global/arms/rpt_9809
4. Datos estadísticos sobre el problema de las minas antipersonal — eagle.uccb.ns.ca/demine/problem.html
5. Dispositivos de desminado, descripción del principio de funcionamiento — ukdf.org.uk/fs22.htm
6. ETODS y otros robots de la empresa JSC — oao/robotics
7. Kits de control remoto de Omnitech Robotics – omnitech
8. Descripción del robot Dervish — derviche.org