Геометричне моделювання спорядження дирижабля для ліквідації масштабних лісових пожеж

Abstract

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. Для вирішення вказаної проблеми в роботі запропоновано диференціальні рівняння, які описують рух дирижабля у повітрі, враховуючи сили, що діють на нього, такі як тяжіння, підйомна сила, опір повітря та тяга двигунів, а також спосіб оцінки часу впродовж якого контейнер пролетить в горизонтальному напрямку певну відстань до падіння на землю в зону ймовірної пожежі та висоти його падіння. Водночас варто відмітити, що ця модель і запропонований 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, а також потенційна небезпека у випадку займання газу, яким вони наповнені. Небезпеку для дирижабля представляють висхідні потоки гарячого розрідженого повітря із властивою їм високою турбулентністю у зоні виникнення та розповсюдження лісової пожежі.