CC BY
50
УДК 614.842.612
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОГНЕТУШАЩЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБАВОК К ВОДЕ ПРИ ТУШЕНИИ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВИАЦИИ
EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE FIRE
EXTINGUISHING EFFECTIVENESS OF WATER ADDITIVES IN EXTINGUISHING FOREST FIRES USING AVIATION
Копылов Н.П., Кузнецов А.Е., Орлов Л.А., Волков И.В., Фролов Б.М.
(ФГБУ ВНИИПО МЧС России, г. Балашиха Московской области, РФ) Kopylov N.P., Kuznetsov A.E., Orlov L.A., Volkov I.V., Frolov B.M.
(FGBU VNIIPO of EMERCOM of Russia, Balashikha, Moscow Region, Russia)
Описаны исследования на экспериментальном стенде для оценки эффективности добавок к воде при тушении лесных пожаров авиационным способом. Показано наличие зависимости дисперсного состава в водных растворах от видов добавок.
Studies on an experimental stand for evaluating the effectiveness of water additives in extinguishing forest fires by aviation are described. The dependence of the dispersed composition in aqueous solutions on the types of additives is shown.
Ключевые слова: aвиационный способ тушения лесных пожаров, моделирование сброса воды с самолета, дисперсность воды и водных растворов огнету-шащих веществ, испытательный стенд
Keywords: aviation mode of suppression of forest fires, modeling of dumping of water from the plane, dispersion of water and water solutions of fire extinguishing substances, the test bench
Тушение лесных пожаров с помощью авиации имеет свои преимущества и недостатки. Среди его достоинств следует отметить возможность быстрой доставки огнетушащих веществ в зону пожара и большие площади, которые можно накрыть огнетушащим веществом. Вместе с тем вероятность неточного сброса, сильного ветра и значительного распыления жидкости зачастую приводят к невысокой эффективности такого метода тушения. Плотность орошения на земле существенно зависит от диаметра капель огнетушащего вещества (ОТВ): чем крупнее капли, тем меньше они теряют массу в факеле пламени, тем меньше их уносит конвективными потоками от пожара [1].
В настоящее время для повышения эффективности тушения лесных пожаров с применением авиации рекомендуются различные добавки к воде - антипирены, смачиватели, загустители. Однако условия тушения пожаров с применением наземных и авиационных средств существенно различаются. Поэтому при выборе типа химических веществ, добавляемых к воде, и оценки эффективности подачи полученных растворов на очаг пожара с применением авиационных средств необходимо либо проводить дорогостоящие натурные испытания, либо разрабатывать специальные методики, которые моделировали бы сброс раствора с авиационного средства.
Специально для исследования эффективности добавок к воде при авиационном способе тушения лесных пожаров в ФГБУ ВНИИПО МЧС России, в рамках совместных работ с Национальным исследовательским Томским политехническим университетом, создан испытательный стенд, на котором были проведены огневые испытания по тушению модельных очагов лесных пожаров с имитацией сброса воды с самолета. Стенд позволяет смоделировать полет в воздухе потока воды, вылитого из авиационного устройства.
При выборе условий моделирования необходимо, прежде всего, учитывать теплофизические характеристики пожара и параметры облака, формирующегося при сбросе воды или водных растворов с самолета.
Для моделирования выбраны два типа лесного пожара - верховой и низовой. Удельные тепловыделения для этих типов пожара варьируются в широком диапазоне: до 7 МВт-м"2 при верховом пожаре [2] и 0,31-0,327 МВт-м- для низового пожара [3]. Очаги, моделирующие верховой и низовой лесные пожары, для обеспечения воспроизводимости экспериментов состоят из модельных очагов пожара класса А по ГОСТ Р 51057-2001 [4] -
Л
5 очагов 1А для верхового пожара (удельное тепловыделение 2 МВт-м ), и
Л
7 очагов 0,1А для низового (удельное тепловыделение 0,386 МВт-м ).
Водяное облако, образующееся при сбросе воды из летательного аппарата, моделируется по спектральному составу водяных капель. В литературных источниках [5,6] отмечается, что крупные капли выпадают только в первые секунды после сброса воды с авиационных средств. Масса воды, падающая на землю, заключена в основном в крупных каплях. Капли с размерами более 0,5мм содержат более 70% от общей массы воды. В начальный момент выпадения капель на землю заметную долю составляют крупные капли диаметром 1 -2мм, затем начинают преобладать капли средних размеров (с диаметром 0,5-1 мм), далее капли диаметром 0,2-0,3 мм. Воспроизвести такой спектр водяных капель можно с использованием водяных оросителей, обеспечивающих интенсивность подачи
2 1
воды в диапазоне 0,08-0,2 л-м- •с- и дисперсностью от 0,2-1 мм [5].
Выбор подходящих оросителей производился на основе специально поставленных огневых экспериментов, а также дополнительных испытаний по определению размеров капель методом лазерной дифрактометрии с использованием комплекса 8РЯУТЕС. Наиболее близко к реальным условиям по эффективности тушения и дисперсности капель подошел ороситель Спецавтоматика СВН-12.
При проведении испытаний подготовка растворов огнетушащих ве-
-5
ществ осуществлялась в растворном узле объемом 1 м . Подача огнету-шащих веществ из растворного узла осуществлялась с помощью мотопомпы. Поджиг и тушение очагов осуществлялись в соответствии с методикой, приведенной в [4].
В ходе работ на стенде были исследованы водные растворы с различными добавками - загустителями и смачивателями. Ввиду того, что добавки к воде должны быть доступными, дешевыми, экологичными и технологичными при использовании на практике, в качестве загустителей
были рассмотрены относительно доступные и недорогие бишофит и бентонит (в растворах с концентрациями от 5 до 15%) и, для сравнения, смачиватели в виде растворов «Файрекс» (концентрация 0,3%) и «Крилак-лес» (концентрация 20%).
В ходе работ были изучены спектральные характеристики огнету-шащих смесей «вода + добавка», динамическая и кинематическая вязкости растворов, а также проведены огневые испытания для определения зависимости эффективности тушения лесных пожаров при помощи авиации от вязкости раствора огнетушащего вещества.
На основании проведенных исследований был сделан вывод, что добавки к воде, увеличивающие её вязкость (сгущающие добавки), способствуют улучшению качества тушения пожаров. В этом случае при сбросе из авиационного средства раствор дробится на более крупные капли, увеличивая коэффициент использования воды, т.е. обеспечивая попадание большего ее количества в очаг пожара.
Наилучшие результаты показали растворы бентонита. Раствор би-шофита по эффективности тушения занимает промежуточное место между раствором бентонита и водой. Растворы «Файрэкс» и «Крилак-лес» показали меньшую эффективность, чем растворы бентонита, бишофита и вода без добавок. Добавки к воде в виде смачивателей способствуют более интенсивному дроблению массива воды, увеличению количества мелких капель, которые рассеиваются в атмосфере без попадания в очаг пожара. Поэтому для авиационного средства они малоэффективны.
Таким образом, созданный стенд и выполненные на нем тестовые эксперименты подтвердили возможность моделирования тушения лесных пожаров авиационным способом. В частности, на стенде удалось получить дисперсность капель воды, близкую к реальному спектру при сбросе с авиационных средств.
Подтвердилась гипотеза [7], что эффект тушения сильно зависит от спектрального состава размеров капель раствора огнетушащего состава. Получены экспериментальные доказательства неэффективности применения смачивателей для тушения лесных пожаров с использованием самолетов. Установлено, что при поиске добавок к воде при авиационном способе тушения следует выбирать вещества, имеющие большую вязкость.
Список использованных источников
1. Копылов Н.П., Кузнецов А.Е., Карпов В.Н., Сушкина Е.Ю. Спектры капель при сбросе воды с самолета Ил-76 // Пожарная безопасность. 2019. №1. С.17-25.
2. Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Сафронов М.А. Крупные лесные пожары. М.: Наука, 1979. 200 с.
3. Гришин А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука, 1992. 404 с.
4. ГОСТ Р 51057-2001 Техника пожарная. Огнетушители переносные. Общие технические требования. Методы испытаний
5. Копылов Н.П., Хасанов И.Р., Гроздов Г.М., Горшков С.В. Теоретические и экспериментальные исследования характеристик сброса воды с самолета ИЛ-76 для тушения лесных пожаров //Химическая физика процессов горения и взрыва: Материалы XI симпозиума по горению и взрыву. Т.2 - Черноголовка, 1996. С.140-141.
6. Копылов Н.П., Хасанов И.Р., Кузнецов А.Е., Федоткин Д.В., Москвилин Е.А., Стрижак П.А., Карпов В.Н. Параметры сбросов воды авиационными средствами при тушении лесных пожаров // Пожарная безопасность. 2015. №2. С.49-55.
7. Копылов Н.П., Хасанов И.Р., Кузнецов А.В., Федоткин Д.В., Москвилин Е.А., Стрижак П.А., Карпов В.Н. Повышение эффективности тушения лесных пожаров с использованием добавок к воде // Пожарная безопасность. 2015. №4.
УДК 630 181.524:630 174.755(470.333+470.318+470.332)
КАЧЕСТВО СЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ,
ЗАГОТОВЛЕННОГО НА ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ БРЯНСКОЙ, КАЛУЖСКОЙ И СМОЛЕНСКОЙ
ОБЛАСТЕЙ
QUALITY OF SEED MATERIAL OF FIR OF EUROPEAN, PREPARED AT FORESTRY ENTERPRISES OF THE BRYANSK, KALUGA AND SMOLENSK
REGIONS
Марченко С.И., Дайбов С.В.
(Брянский государственный инженерно-технологический университет, г.Брянск, РФ)
Marchenko S.I., Daibov S.V.
(Bryansk State Technological University of Engineering, Russia)
Приведена характеристика качества семенного материала ели европейской, заготовленных в хозяйствах Брянской, Калужской и Смоленской областей за период с 2000 по 2019 гг. Показано, что климатические изменения начала века оказали существенное влияние на такие показатели качества семян ели, как всхожесть, энергия прорастания и пораженность энтомовредителями.
The quality characteristic of the seed material of European spruce harvested at the farms of the Bryansk, Kaluga and Smolensk regions for the period from 2000 to 2019 is given. It was shown that climatic changes at the beginning of the century had a significant impact on such quality indicators of spruce seeds as germination, germination energy, and prevalence ofpests.
Ключевые слова: ель, семена, показатели качества семян, климат Keywords: spruce, seeds, seed quality indicators, climate
Анализировались результаты качества семян ели европейской (всего 806 партий семян), поступивших на Брянскую лесосеменную станцию за период с 2000 по 2019 гг. из более чем 40 лесохозяйственных предприятий, расположенных на территории Брянской (219 партий семян), Калужской (303 партии семян) и Смоленской (284 партии семян) областей.
Для каждого пункта сбора семян (по принципу наименьшего расстояния) устанавливалась ближайшая метеостанция, которых оказалось пять: в Брянске (индекс ВМО 26898), Красной Горе (26976), Трубчевске (26997), Сухиничах (27707) и Смоленске (26781). Климатические данные (среднемесячные температуры воздуха и количество осадков) получены с сервера ВНИИГМИ-МЦД при помощи специализированной технологии Аисори (http://meteo.ru/it/178-aisori) из архива данных, составленного канд. физ.-мат.
