Друк

Куценко Л. М., Іщук М. В., Калиновський А. Я., Коваленко Р. І. Геометричне моделювання спорядження дирижабля для ліквідації масштабних лісових пожеж. С. 58-68.

 

Геометричне моделювання спорядження дирижабля для ліквідації масштабних лісових пожеж

 

Куценко Леонід Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1554-8848

 

Іщук Максим Валерійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0004-0170-1201

 

Калиновський Андрій Якович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1021-5799

 

Коваленко Роман Іванович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2083-7601

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-42-4

 

Ключові слова: модель дирижабля, контейнер з вогнегасною речовиною, диференціальне рівняння, пожежа, траєкторія

 

Анотація

 

Розроблено математичну модель руху дирижабля шляхом побудови системи дифе-ренціальних рівнянь, а також спосіб оцінки часу впродовж якого контейнер випущений з допомогою гармати пролетить в горизонтальному напрямку певну відстань до падіння на землю в зону ймовірної пожежі та висоти його падіння на основі геометричного підходу. Гасіння та моніторинг масштабних лісових пожеж зручно здійснювати за допомогою дирижабля. У тривіальному випадку вогнегасні хімічні речовини можна просто скидати з дирижабля безпосередньо на вогнище, захищаючись від розпечених теплових газів пожежі. На практиці для гасіння пожежі краще використовувати спеціальний контейнер, наповнений хімічними речовинами. В цьому випадку контейнер до осередку пожежі переміщують по попередньо розрахованій траєкторії. Стабілізований рух контейнера забезпечується його обертанням навколо осі. Проблема полягає у початковому визначенні необхідних значень параметрів, враховуючи які, можна прицільно потрапити контейнером у ділянку місцевості, де знаходиться осередок пожежі. Запропонована математична модель і спосіб є достатньо спрощеними у порівнянні з більш складними комп’ютерними моделями але поряд з цим вони дозволяють більш оперативно встановити основні характеристики руху дирижабля, а також спрогнозувати траєкторії контейнера випущеного горизонтально з гармати цього повітряного судна. Встановлено, що основними небезпеками для дирижаблів є їхня залежність від погодних умов, низька швидкість та маневреність. Небезпеку для дирижабля представляють висхідні потоки гарячого розрідженого повітря із властивою їм високою турбулентністю у зоні виникнення та розповсюдження лісової пожежі. Результати досліджень можуть бути використані під час проектування дирижаблів зі встановленими на них технічними засобами для дискретного подавання вогнегасних речовин.

 

Посилання

 

  1. Калиновський А. Я. Розробка моделей багатогранних контейнерів для доставки вогнегасних речовин. Прикладна геометрія та інженерна графіка. 2021. Вип. 101. С. 108–123. Url: http://nbuv.gov.ua/UJRN/cpm_2021_21_19
  2. Abdel Ilah N. Alshbatat. Fire Extinguishing System for High-Rise Buildings and Rugged Mountainous Terrains Utilizing Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle. In-ternational Journal of Image, Graphics and Signal Processing. 2018 Vol. 10. P. 23–29. doi: 10.5815/ijigsp.2018.01.03
  3. Burchan A., Emre S., Jian T., Michael J. S. Use of Fire-Extinguishing Balls for a Conceptual System of Drone-Assisted Wildfire Fighting. Drones. 2019. Vol. 3. doi: 10.3390/drones3010017
  4. Carta F., Zidda C., Putzu M., Loru D., Anedda M., Giusto D. Advancements in Forest Fire Prevention: A Comprehensive Survey. Sensors. 2023. 23(14). 6635. URL: https://www.researchgate.net/publication/372744432_Advancements_in_Forest_Fire_Prevention_A_Comprehensive_Survey
  5. Wang Y., Zhou W., Luo J., Yan H., Pu H., Peng Y. Reliable Intelligent Path Following Control for a Robotic Airship Against Sensor Faults. IEEE/ASME Transac-tions on Mechatronics. 2019. Vol. 24. P. 2572–2582. doi: 10.1109/TMECH.2019.2929224
  6. Yu Z., Zhang Y., Jiang B., Su C-Y., Fu J., Jin Y. Distributed Fractional-Order Intelligent Adaptive Fault-Tolerant Formation-Containment Control of Two-Layer Networked Unmanned Airships for Safe Observation of a Smart City. IEEE Transac-tions on Cybernetics. 2022. Vol. 52. P. 9132–9144. doi: 10.1109/TCYB.2021.3052875
  7. Ghamry K. A., Kamel M. A., Zhang, Y. Zhang. Multiple UAVs in forest fire fighting mission using particle swarm optimization. International Conference on Un-manned Aircraft Systems (ICUAS) (13–16 June 2017, Miami, FL, USA). 2017. doi: 10.1109/ICUAS.2017.7991527
  8. Shah H. N. M., Ab Rashid M. Z., Kamis Z. , Aras M. S. M., Ali N. M., Wasbari F., Abu Bakar B. Design and Develop an Autonomous UAV Airship for In-door Surveillance and Monitoring Applications. International Journal on Informatics Visualization. 2018. Vol. 2. № 1. URL: https://www.researchgate.net/publication/

323194960_Design_and_Develop_an_Autonomous_UAV_Airship_for_Indoor_Surveillance_and_Monitoring_Applications

  1. Manikandan M., Shah R. R., Priyan P., Singh B., Pant R. S. A parametric design approach for multi-lobed hybrid airships. The Aeronautical Journal. 2024. Vol. 128. doi: 10.1017/aer.2023.37
  2. Alhamzah A., S Olutunde O. Design, Analysis and Development of a Mini Airship. IEEE Conference on Aerospace (01–08 March 2025, Big Sky, MT, USA). doi: 10.1109/AERO63441.2025.11068472