Ученики инженерного класса школы № 2065 Иван Башмаков и Иван Виноградов создали «нюхательный» коптер, который поможет в тушении тлеющих торфяников.
В последние годы в России масштабы одного из наиболее разрушительных бедствий — торфяных пожаров — стали катастрофически велики, а в 2021 году их площадь составила рекордных 18,2 миллиона гектаров. Основная сложность при тушении торфяников в том, что их очаги возгорания невозможно разглядеть, ведь торф тлеет глубоко под землей или водой.Найти такой очаг можно только по запаху. Однако добраться до горящего торфяника — значит подвергнуть себя риску, иногда смертельному.
Осознавая серьезность проблемы, ученики школы № 2065 Иван Башмаков и Иван Виноградов принялись разрабатывать устройство, которое позволило бы отыскивать тлеющие торфяники, не подвергая опасности жизни людей. Тогда под руководством Любови Оболенской, кандидата химических наук и члена добровольной пожарной команды, школьники начали создавать «дрон с носом». Хотя на данный момент существует тепловизионная разведка, она несовершенна. Ее недостаток, отмечает Иван Виноградов, в том, что она неэффективна в жаркую погоду, ведь разница между температурой окружающей среды и очага возгорания становится минимальна.
Ребята пошли другим путем: взяли гоночный квадрокоптер «Технолаб» и модифицировали его. Спроектировали сенсорный нос и опору для него, распечатали их на 3D-принтере. Нос работает за счет специального датчика, который может «унюхать» пиролизные газы: угарный газ, акролеин — все, что выделяется при горении торфа. Предполагается, что на сетку этого датчика будут попадать молекулы газа и затем нагревать ее до 500 °С, а выделившаяся теплота будет фиксироваться, оцифровываться и преобразовываться в электрический сигнал, который передастся встроенными светодиодами. Зеленый — отсутствие пиролизов в воздухе, желтый — наличие небольшого количества, красный — превышение. Управлять дроном и видеть световые сигналы позволяет прикрепленная к нему камера.
Идея создания дрона с носом возникла, когда ребята осознали, что окружающая среда и населяющие ее живые существа сильно страдают от торфяных пожаров.
— У нас часто горят леса, погибают животные, иногда даже люди. И мы захотели заняться полезным делом, — отмечает Иван Виноградов.
Работа над устройством продолжалась на протяжении полутора лет в стенах школьной лаборатории. И, прежде чем представить конечную версию устройства, ребята провели несколько экспериментов. Во время одного из них они искусственно воссоздали процесс тления торфяника. Школьники взяли кусочек торфяного горшочка, убрали в колбу и перекрыли доступ кислорода. Затем они принялись сильно нагревать колбу и через встроенный в нее боковой отвод пустили течение пиролиза в стакан с водой, откуда выделялся воздух, в котором и были молекулы газа. Их улавливал подведенный к стакану датчик дрона.
Сейчас, когда разработка подтвердила свою эффективность, ее создатели задумываются над тем, чтобы ее усовершенствовать, сделать идеальной. Дрон должен быть прочным, качественным, а его функционирование — выверенным и точным.
— Хотелось бы видеть улучшенный вариант нашего дрона в пожарных частях, — мечтает Иван Виноградов.
ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Любовь Оболенская руководитель проекта, кандидат химических наук и член Добровольной пожарной команды:
—Ребята подходили к работе над проектом ответственно и вдумчиво, вкладывались в него изо всех сил. Иногда сидели допоздна, нервничали, как бы все успеть и сделать хорошо. Иван Виноградов в первый год провел синтез сенсорных наночастиц, изучил метод сканирующей зондовой микроскопии, спланировал и провел модельные испытания сенсорной системы на дроне, сыграл ключевую роль в защите проекта на Курчатовской конференции, где победил, и в этом году стал безусловным лидером проекта.
