В горящую избу войдет: спасательный дрон не боится огня и призван помогать пожарным

Чтобы спасать людей из горящих зданий, пожарным необходимо иметь достоверную информацию о ситуации внутри: распределении источников огня, наличии опасностей и препятствий на пути эвакуации, местонахождении пострадавших и выживших. Однако получить такую информацию не всегда возможно из-за высокой температуры, плотного дыма и недостатка освещения.


Чтобы решить эту проблему, ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) и швейцарского исследовательского института Empa разработали уникальный дрон, способный проникать в горящие здания и передавать данные о ситуации в режиме реального времени. Он получил название FireDrone.

FireDrone — экспериментальный квадрокоптер, то есть дрон с четырьмя винтами, который может летать в трехмерном пространстве и маневрировать в узких помещениях. Особенность этого дрона заключается в том, что он может выдерживать очень высокие температуры — до 200 градусов Цельсия — в течение 10 минут без повреждения своей электроники и механики. Для сравнения, обычные дроны могут работать при температурах не выше 50-60 градусов Цельсия.

Дрон оснащен двумя камерами: оптической и инфракрасной. Оптическая камера позволяет передавать изображение в видимом спектре, а инфракрасная — в тепловом. Таким образом, дрон может видеть не только то, что освещено огнем, но и то, что скрыто за дымом или темнотой. Кроме того, дрон имеет датчик углекислого газа, который может определять концентрацию этого газа в воздухе и тем самым оценивать степень опасности для дыхания.

FireDrone может летать по заданной траектории или по командам оператора с пульта управления. Во время полета он передает все данные с камер и датчика на пульт в режиме реального времени. Эти данные могут помочь пожарным определить расположение источников огня, наличие препятствий и опасностей на пути эвакуации, а также местонахождение людей, оказавшихся в ловушке. Также дрон может передавать звуковые сигналы, чтобы привлечь внимание пострадавших или указать им на безопасный выход.

Секрет термостойкости FireDrone заключается в специальном изолирующем материале, который образует оболочку вокруг его электроники. Этот материал называется аэрогель — пористый гель, состоящий в основном из воздушных карманов в матрице из полиимидного пластика, кремнезема и стекловолокна. Полиимидный пластик — высокопрочный и жаростойкий синтетический полимер, который широко используется в авиации и космонавтике. Кремнезем — химическое соединение кремния и кислорода, которое обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью. Стекловолокно — материал из тонких стеклянных нитей, который обеспечивает структурное усиление аэрогеля.

Аэрогель имеет очень низкую плотность — около 0,1 грамма на кубический сантиметр — и высокую теплоизоляционную способность — около 0,02 ватта на метр-градус. Это означает, что он очень легкий и практически не проводит тепло. Благодаря этому аэрогель защищает электронику дрона от перегрева и повреждения при высоких температурах.

Кроме аэрогеля, FireDrone имеет алюминиевую внешнюю оболочку, которая дополнительно помогает отражать тепло от дрона.