Мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы

Мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы.

БАТАНОВ Александр Фёдорович
ГРИЦЫНИН Сергей Николаевич
МУРКИН Сергей Владимирович

В последние годы в мире резко возросло количество преступлений с применением взрывных устройств (ВУ). Взрывы в жилых домах, в офисах, в метро, в автомобилях стали частым явлением.

Причины взрывов самые разнообразные шантаж, месть, устранение конкурентов, мафиозные разборки, террористические акты с целью дестабилизации нормальной обстановки и порождения в обществе атмосферы страха и неуверенности.

Помимо высокой эффективности, привлекательность использования ВУ для террористов обусловлена плохой раскрываемостью такого вида преступлений.

Для противодействия преступлениям с применением ВУ во многих странах созданы специальные взрывотехнические подразделения полиции и служб безопасности, оснащенные необходимым оборудованием и снаряжением, в том числе мобильными роботизированными взрывотехническими комплексами (МРВК), обеспечивающими эффективное и безопасное для личного состава подразделений выполнение необходимых взрывотехнических работ.

МРВК состоит из одного или нескольких мобильных роботов, комплекта сменного рабочего оборудования, средств доставки, энергообеспечения и технического обслуживания (фото 1).

Фото 1. Мобильный роботизированный взрывотехнический комплекс, состоящий на вооружении специальных подразделений Министерства обороны Франции. В состав комплекса входят мобильный робот Wheelbarrow Mk8+ и миниробот Cyclops Mk4, а также комплект специального снаряжения (разрушители различной мощности, инструмент и приспособления), применяемого с помощью роботов.

Ядром комплекса является универсальный мобильный робот (массой от 200 до 400 кг), оснащаемый рабочим оборудованием и инструментом, обеспечивающим:

— поиск взрывоопасных объектов на местности, в сооружениях, стационарных объектах и транспортных средствах;
— детальное обследование обнаруженного объекта;
— обезвреживание или уничтожение объекта;
— транспортирование в безопасное место или укладку взрывоопасного объекта во взрывозащитную камеру;
— доставку специального оборудования к объекту.

Универсальные мобильные роботы представляют собой малогабаритные дистанционно управляемые самоходные средства, оснащаемые необходимым набором аппаратуры и сменного рабочего оборудования. Заложенный в конструкцию большинства роботов модульный принцип делает возможной их быструю технической адаптацию к конкретному виду проводимой операции или выполняемых работ – многофункциональные комплексы создаются формированием рабочей системы из модулей сменного вооружения или рабочего оборудования.на базе модуля транспортного средства.

Транспортное средство состоит из ходовой части, корпуса и энергетической установки. Корпус изготовлен из алюминиевых сплавов или легированной стали. Ходовая часть может быть колесной, гусеничной или сменной (быстро заменяемой с колесной на гусеничную и обратно).

Выбор типа ходовой части определяется характером местности, на которой преимущественно будет использоваться робот. Так, мобильный робот, предназначенный для работы на труднопроходимой местности, имеет гусеничную ходовую часть. При преимущественном использовании робота на ровной поверхности (улицы, дороги) более предпочтительным является колесный вариант транспортного средства.

Основные свойства колесного транспортного средства мобильного робота (проходимость, экономичность, плавность хода и устойчивость движения) в первую очередь зависят от общего числа колес и числа приводных колес.

Наиболее распространенной конструктивной схемой мобильных колесных роботов является четырехколесная. Такие транспортные системы обладают высокими эксплуатационными качествами на ровных твердых поверхностях (например, в городских условиях). Увеличение проходимости робота достигается при помощи систем с индивидуальным приводом на каждое колесо.

Наряду с достоинствами такие колесные транспортные системы имеют существенные недостатки: преодоление незначительных по высоте препятствий, отсутствие возможности передвижения по лестнице и ограниченность движения по уклонам, значительные колебания передающих телекамер при движении. Эти недостатки существенно сужают диапазон применения четырехколесных мобильных роботов.

Увеличение числа колес приводит к усложнению конструкции, в тоже время увеличивается профильная проходимость, улучшается маневренность при использовании бортовой схемы поворота.

Для повышения адаптации многоколесных машин к поверхности сложного профиля их корпуса выполняют в виде секций, соединенных специальным шарниром, имеющим одну или несколько степеней свободы. При этом все колеса являются ведущими (фото 2).

Гусеничная ходовая часть конструктивно более сложна, тяжела и менее надежна по сравнению с колесной, но обладает целым рядом существенных преимуществ, например, лучшей опорно-тяговой и профильной проходимостью, большей прочностью и т. д.

Фото 2. Hobo (Ирландия) дистанционно управляемый мобильный 6х6 робот входящий в состав подвижной криминалистической взрывотехнической лаборатории (Россия). Передняя и задняя оси ходовой части имеют возможности поворота относительно продольной оси машины.

Гусеничный робот обладает более высокой проходимостью за счет надежного сцепления с поверхностью движения, может преодолевать препятствия в виде выступов и провалов, а также передвигаться по лестницам. Достоинством также является простота и отработанность схемы двухгусеничного движителя для традиционных транспортно-тяговых машин. К недостаткам следует отнести большие динамические нагрузки при преодолении препятствий с резким нарастанием крутизны (отдельные камни, выступы).

Высокую профильную проходимость обеспечивают четырех- и шестигусеничные транспортные средства. Так, например, передвижение робота ANDROS V-A осуществляется за счет трех пар гусеничных лент, установленных с правой и левой сторон корпуса. Причем главная (центральная) пара осуществляет перемещение по ровной поверхности, а две вспомогательные пары (наклоняющиеся) служат для преодоления препятствий.

При необходимости машина может передвигаться в режиме шагания. Привод ходовой части машины и рабочего оборудования обычно электромеханический (на мобильном роботе Hobo манипулятор имеет гидравлический привод).

В качестве энергетической установки служат электрические аккумуляторы, их емкости достаточно для работы в течение нескольких часов. Также возможно питание от внешнего источника электроэнергии – переносного электроагрегата или бортовой сети средства доставки.

Из рабочего оборудования мобильных роботов, входящих в состав МРВК, наибольшее распространение получили:

— манипуляторы со сменными захватными устройствами;
— разрушители различной мощности, используемые для нейтрализации взрывных устройств без их детонации, выбивания дверей и разбивания стекол;
— гладкоствольное полуавтоматическое ружье (фото 3), применяемое при разрушении замков в дверях зданий и автомобилей, а также стекол, для обеспечения доступа к опасному объекту.

Фото 3. Полуавтоматическое гладкоствольное ружье, установленное на манипуляторе робота MV4.

Манипулятор, устанавливаемый на транспортное средство, является основным рабочим оборудованием и может иметь в зависимости от конструкции и основного назначения машины от трех до шести степеней свободы.

Манипулятор (как правило) приспособлен для установки сменного рабочего оборудования, аппаратуры или инструмента и обеспечивается сменными захватными устройствами различных форм и размеров (фото 4), позволяющими подбирать невзорвавшиеся боеприпасы и самодельные взрывные устройства в различной упаковке. Для увеличения зоны обслуживания, на манипулятор может устанавливаться телескопический удлинитель.

Фото 4.

а) манипулятор мобильного робота MV4 (комплекс TEL 600, Германия)
б) сменные захватные устройства (слева – для захвата цилиндрических предметов типа бомб, снарядов; справа – для предметов в мягкой оболочке)

Разрушители применяются для обезвреживания боеприпасов, взрыватели которых находятся вне заряда ВВ, и разрушения самодельных взрывных устройств без их детонации. Конструктивно разрушитель представляет собой ствол, заряжаемый холостым 12,7 или 20-мм патроном (фото 5). Запирание ствола производится винтовым затвором. В качестве снаряда могут применяться стальные, деревянные либо пластмассовые болванки, дробь, песок, масло, вода. Инициирование заряда производится электрическим способом с пульта оператора.

Фото 5. Разрушитель TEL 220 и используемые пули-болванки (Германия). Масса устройства 5 кг, длина 250 мм, ширина 100 мм, высота 100 мм, масса стальной болванки 307 г, масса деревянной болванки 30 г.

Следует иметь в виду, что применение разрушителей, снаряженных болванками, очень опасно (особенно в городских условиях). Так, трехсотграммовая стальная болванка разрушителя TEL 220, входящего в комплект оборудования мобильного комплекса TEL 600, имеет начальную скорость 280 м/с и дальность полета более 2000 м.

Более безопасными являются гидродинамические разрушители – то есть разрушители, в которых в качестве снаряда используется вода. Мощная струя, образующаяся при инициировании порохового метательного заряда, способна разрушить оболочку (неметаллическую или тонкую металлическую) взрывного устройства и заряд ВВ, не вызывая его подрыва (фото 6).

Фото 6. Противотанковая мина, уничтоженная мощным гидроразрушителем через слой грунта толщиной 15 см.

Система управления роботом включает в себя информационно-управляющую часть (аппаратура управления роботом, датчики, система технического зрения), расположенную на мобильном роботе, пост оператора мобильного робота (пульт управления, видеопросмотровые устройства, ЭВМ для обработки информации) и комплект приемо-передающей аппаратуры, обеспечивающей передачу информации от робота на пост оператора и управляющих команд от поста оператора на мобильный робот. Для обеспечения высокой мобильности поста управления вне средства транспортировки МРВК составные части поста управления монтируются на колесной тележке. Иногда для обеспечения возможности управления роботом “с рук” при непосредственном наблюдении пульт управления выполняется съемным.

Дистанционное управление работой машин может осуществляться с поста управления по кабелю на дальности 100-150 м, по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) — на дальности до 300 м, по радио — на дальности до 1000 м. Выбор варианта канала связи производится в зависимости от оперативной обстановки и типа используемого оборудования.

Радиосвязь обеспечивает высокую подвижность робота и большой радиус действия, однако обладает следующими недостатками: невысокой помехозащищенностью, невозможностью сохранять режим радиомолчания, прекращением связи в зонах радиотени. Кабельная линия связи надежна, защищена от помех, обеспечивает скрытность передачи сигналов, но ограничивает подвижность и значительно уменьшает радиус действия машины.

При выполнении технологических операций оператор, используя информацию об объекте и ходе выполнения работ, полученную с телекамер и выведенную на экраны мониторов, непрерывно управляет вручную исполнительными механизмами манипулятора и транспортного средства. Сложный процесс управления в сочетании с характером выполняемых взрывотехнических работ, требующих повышенного внимания и осторожности, приводит к быстрой утомляемости оператора и, как следствие, увеличению вероятности ошибочных действий.

Для облегчения работы оператора используется так называемое пропорциональное управление по скорости или усилию: т.е. малому перемещению рычага (джойстика) управления движением робота соответствует малая скорость движения машины, полному перемещению (до упора) максимальная скорость, или малому перемещению джойстика управления захватным устройством соответствует небольшое усилие сжатия губок, полному перемещению (до упора) – максимальное.

Кроме того, робот может оснащаться дополнительным оборудованием, облегчающим выполнение отдельных операций:

— цветными телевизионными камерами с управляемым фокусом для детального осмотра объекта;
— стереоскопическими телевизионными системами, обеспечивающими трехмерное изображение объекта;
— малогабаритными прожекторами для подсветки объекта при действиях в условиях низкой освещенности;
— лазерными целеуказателями, обеспечивающими точную наводку ружья или разрушителя в заданную точку объекта.

Наиболее распространенными приборами являются:

— портативная рентгеновская аппаратура для обследования подозрительных объектов (фото 7);
— электронные стетоскопы для прослушивания ВУ с часовым взрывателем замедленного действия;
— блокиратор радиовзрывателей взрывных устройств.

Фото 7. Портативная рентгеновская аппаратура для обследования подозрительных объектов, установленная на мобильном роботе MV4.

Портативная рентгеновская установка дает возможность дистанционно, не прикасаясь к объекту, определить его содержимое. По полученной рентгенограмме можно получить информацию, является ли ВУ оболочечным или безоболочечным, определить местоположение и тип взрывателя, примерно оценить количество взрывчатого вещества.

Блокиратор взрывных устройств подавляет работу приемников подрыва ВУ специальными широкополосными сигналами помех, посылаемыми передатчиком. Поскольку в зоне зашумления перестают работать радиоэлектронные приборы, управление роботом в случае применения блокиратора ведется по кабелю или ВОЛС.

В состав МРВК в дополнение к универсальному роботу может входить сверхлегкий малогабаритный робот.

Основное назначение сверхлегких роботов – обследование труднодоступных участков и деталей объектов (в тесных помещениях, в проходах транспортных средств, под днищем автомобилей). Роботы этого типа обычно имеют гусеничную ходовую часть и оснащаются легким манипулятором, на котором крепятся видеокамера и захват, либо легкий гидроразрушитель. Камера устанавливается на поворотной платформе и с помощью телескопического конечного звена манипулятора может подниматься на высоту до 2 м. Если камера устанавливается не на манипуляторе, а непосредственно на корпусе, то общая высота машины не превышает 200 мм (фото 8).

Фото 8. Осмотр днища автомобиля минироботом Rascal, входящим в состав подвижной криминалистической взрывотехнической лаборатории (Россия).

Сверхлегкие роботы комплектуются переносным пультом управления, что в сочетании с малой собственной массой машины (не более 35 кг), делает возможным доставку робота оператором в места, недоступные для более крупных и тяжелых универсальных роботов. В некоторых случаях сверхлегкий робот может быть доставлен к месту работы универсальным роботом (фото 9).

Фото 9. Миниробот Rascal может быть доставлен к месту работы с помощью робота Hobo, также входящего в состав подвижной криминалистической взрывотехнической лаборатории.

Основные технические характеристики роботов, входящих в состав некоторых МРВК, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

В качестве средства доставки может использоваться любое подходящее автотранспортное средство: джип, армейский грузовик с закрытым кузовом, автобус и т.п. Для комплексов, предназначенных для работы в городских условиях обычно используется микроавтобусы (фото 10), салоны которых переоборудованы для размещения мобильных роботов, рабочих мест операторов (фото 11) и комплектов необходимого оборудования и снаряжения.

Фото 10. Средство доставки мобильного роботизированного комплекса TEL 600.

Фото 11. Размещение мобильного робота MV4, оборудования и снаряжения в автобусе комплекса TEL 600.

Робот загружается в микроавтобус либо своим ходом (чаще всего) по легким съемным аппарелям (фото 12), либо с помощью специальной грузовой платформы, как в комплексе TEL 600.

Фото 12. Загрузка мобильного робота Andros VA по съемным аппарелям в микроавтобус комплекса MIS 2000 (Израиль).

Дополнительно МРВК оснащаются комплектами:

— средств связи и навигации;
— взрывотехнического снаряжения (защитный костюм взрывотехника);
— специального снаряжения (бронежилеты, шлемы, стрелковое оружие);
— криминалистического оборудования;
— видеоаппаратуры для записи процессов диагностирования и обезвреживания ВУ.

Наличие дополнительного комплекта видеоаппаратуры объясняется необходимостью дистанционного контроля действий оператора, занятого диагностированием или обезвреживанием ВУ. Для этого используется выносная дистанционно управляемая телекамера, которая может устанавливаться с помощью робота около объекта. Визуальная информация с выносной телекамеры, телекамер мобильного робота и рентгеновской аппаратуры должна регистрироваться для последующего анализа.

В некоторых случаях взрывоопасный предмет невозможно сразу уничтожить на месте. Для хранения ВУ перед уничтожением и безопасного транспортирования к месту уничтожения применяются специальные взрывозащищенные контейнеры. Они обеспечивают полное отсутствие бризантного, фугасного и осколочного воздействия на людей, находящихся в непосредственной близости от контейнеров, при взрыве в них взрывных устройств.

Конструктивно контейнеры представляют собой двухслойную стальную цилиндрическую либо сферическую оболочку, заполненную особым демпфирующим материалом.

Малогабаритные контейнеры имеют внутренний объем 3-5 л и выдерживают взрыв до 500 г тротила (например, в контейнере ЭТЦ-2 можно транспортировать до 10 гранат типа Ф-1). Эти камеры устанавливаются на тележке и могут перевозиться вручную либо буксироваться мобильным роботом.

Камеры, способные выдержать взрыв ВУ, содержащего более 500 г тротила, устанавливаются на атомобильных прицепах (фото 13). Для обеспечения загрузки СВУ в камеру с помощью мобильного робота прицепы снабжены аппарелями.

Фото 13. Буксируемая взрывозащитная камера комплекса MIS 2000.

В заключение следует отметить, что мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы – сложный инструмент, эффективность применения которого во многом зависит от оперативной и профессионально-технической подготовки специалистов взрывотехнических подразделений, их умения и навыков использования современных методов и средств поиска и обезвреживания взрывных устройств.