Специализированный транспортный робот СТР-1

Трагические события на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года в СССР [1-5] вызвали необходимость срочного создания безэкипажных транспортных роботов с дистанционным управлением. Такие специализированные транспортные роботы (СТР) были созданы ВНИИтрансмаш на базе имеющегося опыта разработки и испытаний "Лунохода-1" и экспериментальных образцов планетоходов. СТР были использованы для расчистки и дезактивации кровель третьего энергоблока Чернобыльской АЭС в зоне высокой радиации.[9]

СТР-1
СТР-1.   [11]

Как установила комиссия по расследованию причин катастрофы, она была связана с недопустимо высоким перегревом воды и газов в замкнутых объемах технологических систем реактора и не носила характера ядерного взрыва. Однако взрыв вскрыл реактор, разметал радиоактивное “горючее” (так называемые тепловыделяющие элементы, ТВЭЛы), а также графитовую кладку, трубы тепловых каналов и другие элементы энергетических и строительных конструкций, имевших различные дозы радиоактивного излучения. Район с расстоянием в диаметре примерно 30 км был объявлен опасной зоной. Отсюда было эвакуировано население и были развернуты дезактивационные работы. Проведение этих работ потребовало применения различного рода дистанционно управляемых технических средств.[9]

Специализированные транспортные роботы являются главной составной частью робототехнического комплекса, предназначенного для расчистки завалов, удаления продуктов аварийного выброса и загрязненных материалов в радиоактивных зонах, недоступных для длительной работы людей, в частности, на кровлях зданий и сооружений станции. Помимо транспортных роботов в состав робототехнического комплекса входят:
1) Устройство для транспортировки робота и подзарядки его источника питания;
2) Стационарные обзорные телекамеры с кабельными узлами и мачтами;
3) Видеоконтрольные устройства стационарных и бортовых телесистем с кабельными узлами и приемными телеантеннами;
4) Пульт управления – передатчик с передающей радиоантенной;
5) Стационарное зарядно-разрядное устройство с кабелем;
6) Стационарное технологическое оборудование для дезактивации ходовой части.
Комплекс создан полностью на базе советских разработок и освоенных промышленностью изделий. Подвижные роботы этого комплекса удалось разработать и создать в исключительно короткие сроки (менее двух месяцев) только благодаря научно-техническому заделу, накопленному при проведении НИОКР в обеспечение создания планетоходов для различных космических программ. В период с 8 августа по 10 октября 1986 г. с помощью СТР-1 выполнялись различные работы на кровлях третьего энергоблока и общего для двух реакторов вентиляционного блока.[9]

Схема СТР-1
Схема СТР-1   [9]
1 – рама; 2 – тяговый привод; 3 – колесо; 4 – приборный блок; 5 – стыковочно-зарядный узел; 6 – контейнер; 7 – П-образная стойка; 8 – боковые стойки; 9 – крышка люка электрических блоков; 10 – курсовые телекамеры; 11 – обзорная телекамера; 12 – передающая телеантенна; 13 – приемная радиоантенна; 14 – измеритель мощности дозы; 15 – бульдозерный отвал; 16 – приводы подъема и опускания бульдозерного отвала; 17 – подвеска; 18 – ручной пульт управления; 19 – устройство для транспортировки СТР-1; 20 – бортовой источник питания; 21 – передний визир; 22 – задний визир – устройство аварийной буксировки СТР-1.

Автономность самоходного шасси обеспечивается применением бортового источника питания в виде двух серебряно-цинковых батарей. Наряду с использованием для управления командной радиолинии это позволяло существенно упростить развертывание комплекса на кровле. Для подзарядки батарей на месте работ самоходное шасси было снабжено бортовым стыковочно-зарядным узлом, обеспечивающим соединение цепей источника и стационарного зарядно-разрядного устройства без непосредственного участия человека.[9]

Выгрузка СТР-1
Выгрузка СТР-1.   [10]

Высокая проходимость самоходного шасси достигалась благодаря использованию индивидуальных электромеханических приводов, индивидуальных независимых подвесок колес, выполнению колес в виде жестких металлических оболочек с грунтозацепами. Шасси имело достаточные дорожный просвет (клиренс) и ход рычагов подвески. Радиационная стойкость обеспечивалась тщательным выбором материалов и комплектующих. Электронные схемы СТР-1 размещены в контейнере за свинцовой защитой. На телевизионных камерах были установлены радиационно стойкие стекла. Параллельно решалась и задача обеспечения возможности дезактивации. В частности, схемы электрических блоков шасси собраны на реле и контакторах, все неподвижные и подвижные соединения герметизированы, в тяговых приводах использована радиационно стойкая смазка, в кабельной сети использованы радиационно стойкие провода. Основные конструкционные матералы – титановые и легированные сплавы. Сварные полые колеса герметичны. Наружные поверхности узлов самоходного шасси имеют простые формы, без труднодоступных объемов. Они покрыты радиационно стойкой краской, сохраняющей свои свойства после действия воды, кислотных и щелочных растворов. Цвет покрытия – белый для облегчения работы оператора по телевизионному изображению на кровлях, имеющих темный фон.[9]


СТР-1 имеет следующие основные характеристики: [9]

Масса (при различной комплектации), кг 960…1100
Скорость движения, км/ч 0.46
Дорожный просвет (клиренс), м 0.4
Габариты без бульдозерного отвала (ширина x длина x высота), м    2.2 x 2.4 x 2.3
Максимальная высота преодолеваемого препятствия (ступеньки)
при движении без бульдозерного отвала, м
0.4
Максимальный угол подъема по твердому основанию, градус 22
Диаметр колеса, м 0.7
Ширина колеса, м 0.23
Способ поворота бортовой
Время разряда тяговой батареи, ч 8…12
Время разряда приборной батареи, ч 48
Мощность радиопередатчика, мВт 200
Дальность устойчивой радиосвязи при прямой видимости, м 500
Параметры рабочего органа:
   ширина бульдозерного отвала, м 2
   высота подъема отвала, м 0.7

Разработка робототехнического комплекса СТР-1, его эксплуатация на ЧАЭС, впервые освоенные с помощью этого комплекса способы и приемы вождения, расчистки завалов и дезактивации кровель показали технические возможности и практическую целесообразность нового направления советской техники – создание подвижных транспортных роботов для выполнения аварийно-восстановительных и ремонтных работ в радиоактивных зонах с большой мощностью дозы.[9]

Вместе с тем нужно определенно сказать, что в целом применение СТР-1 и других робототехнических средств на кровлях ЧАЭС не сыграло определяющей роли в их расчистке и дезактивации. Вся эта огромная и опасная работа была бы не выполнена без героического труда людей – гражданских специалистов, воинов Советской Армии, пилотов, водителей, членов бригад обслуживания техники. Практика показала, что нужен целый парк роботов различного класса со сменными и достаточно универсальными рабочими органами, соответствующими большому разнообразию условий движения и дезактивации в аварийных зонах. Также необходимо повышение надежности техники и исключение участия человека в операциях по развертыванию, обслуживанию и эвакуации роботов.[9]

 

Ссылки:

1. Чорнобильська катастрофа. – Режим доступа: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%8C%D0%BA%D0%B0_%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B0.
2. Chernobyl disaster. – Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Chornobyl.
3. Авария на Чернобыльской АЭС. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%8F.
4. Чернобыльская АЕС взрыв 4-го блока : фотографии Люди и события. – Режим доступа: http://spilkachernobulja.io.ua/album327514.
5. Lost Places – Чорнобильська Зона. – Режим доступа: http://www.lplaces.com.
6. ОАО «ВНИИтрансмаш». – Режим доступа: http://www.vniitransmash.ru/.
7. Кемурджиан, Александр Леонович. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%80%D0%B4%D0%B6%D0%B8%D0%B0%D0%BD,_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80_%D0%9B%D0%B5%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87.
8. ВНИИТрансмаш. Разработки. Аварийно-спасательные машины и роботы. – Режим доступа: http://www.vniitransmash.ru/MENU/ACTIVITY/activitysk.html.
9. Планетоходы / А.Л. Кемурджиан, В.В. Громов, И.Ф. Кажукало [и др.]; под ред. А.Л. Кемурджиана. — [2-е изд.]. — М.: Машиностроение, 1993. – 400с.
10. Беляев И.А. Чернобыль – вахта смерти / И.А. Беляев. – Тверь: ЗАО “ИПК Парето-Принт”, 2009. – 228с.
11. Колокол Чернобыля (полный фильм). – Режим доступа: http://www.youtube.com/embed/sNdfhqmkL5Q.
12. Чернобыль: два цвета времени 1988. – Режим доступа: http://www.youtube.com/embed/WKy2DEGem3k.
13. Чернобыль. 3828. – Режим доступа: http://www.youtube.com/embed/u8m3XuOcpgE.
 

См. также: Телетанк, Луноход, Роботизированный комплекс Клин-1.