CC BY
34
ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА
Канд. техн. наук, Московский авиационный институт
А. В. Карпышев
Московский авиационный институт
А. А. Афанасьев
Канд. техн. наук, Московский авиационный институт
А. Л. Душкин
Московский авиационный институт
В. В. Матушкин
Московский авиационный институт
Н. Н. Рязанцев
Д-р техн. наук, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН
М. Д. Сегаль
УДК 614.846
НОВЫЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ НА ОСНОВЕ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
Рассмотрена научно-исследовательская и опытно-конструкторская деятельность специалистов Московского авиационного института по созданию новейших технических средств пожаротушения тонкораспыленной водой на основе передовых достижений аэрокосмической техники. По результатам теоретических и практических исследований создан модельный ряд действующих установок пожаротушения, которые позволят перевооружить подразделения пожарной охраны МЧС РФ новой техникой и обеспечить безопасность жизнедеятельности мегаполисов.
Для успешного выполнения всего комплекса задач, стоящих перед противопожарными службами, и преодоления негативных тенденций увеличения количества пожаров и материального ущерба от них необходимы перевооружение подразделений Государственной противопожарной службы (ГПС) и оснащение объектов экономики и жилого фонда современными высокоэффективными техническими средствами пожаротушения, использующими принципиально новые технологии. В связи с нарастающей угрозой террористических и диверсионных акций эта задача приобретает важнейшее государственное значение.
По мнению специалистов, наиболее перспективными являются на сегодняшний день технологии пожаротушения тонкораспыленными водой и огнетушащими веществами.
Научно-исследовательский центр новых технологий Московского авиационного института на протяжении последних 10 лет успешно ведет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новейших технических средств пожаротушения тонкораспыленной водой. Центр располагает штатом высококвалифицированных специалистов, имеющих опыт работы в области ра-
кетно-космической техники, гидродинамики, теплообмена, проектирования сложных технических систем и их экспериментальной отработки.
На основе передовых достижений аэрокосмической техники были созданы, отработаны и внедрены новейшие технологии пожаротушения тонкораспыленной водой. Впервые в мировой и отечественной практике создана технология, позволяющая генерировать устойчивые струи тонкораспыленной (средний размер капли 100-150 мкм) жидкости при сравнительно низких (порядка 10 атм) рабочих давлениях. Необходимо отметить, что создание новых технологий базировалось на глубоких теоретических и экспериментальных исследованиях с использованием численного моделирования с последующей экспериментальной верификацией разработанных расчетных кодов и проведением специальных экспериментов для получения необходимых эмпирических коэффициентов.
Создан специальный комплекс экспериментальных стендов с современным аппаратурным обеспечением для проведения самых сложных измерений: 1. Стенд гидродинамических испытаний, оснащенный уникальным приборным комплексом Malvern для определения размеров
частиц жидкости в диапазоне от 5 до 1000 мкм, электромагнитным расходомером, приборами для определения реактивной силы струи.
2. Теплофизический стенд для исследования процессов теплообмена при тушении очагов возгораний тонкораспыленной водой, оснащенный уникальным тепловизором и системой лазерных датчиков.
3. Стенд для испытаний на электробезопасность, позволяющий определить величину тока утечки по струе огнетушащего вещества при напряжении до 36 кВ.
4. Стенд для проведения огневых испытаний спринклерных и дренчерных систем пожаротушения, оснащенный современным измерительным комплексом и системой автоматического обнаружения очагов возгораний и запуска установок пожаротушения.
На основе разработанной технологии генерации тонкораспыленных струй жидкости и ее экспериментальной отработки создан модельный ряд действующих установок пожаротушения тонкораспыленной водой, обладающих высокой эффективностью и успешно себя зарекомендовавших при эксплуатации.
Ранцевая установка пожаротушения РУПТ-1-0.4
Статистические данные по размерам пожара к моменту прибытия пожарных расчетов показывают, что почти 80% всех пожаров составляют очаги площадью до 30 м2. Такие пожары могут быть успешно ликвидированы с помощью ранцевой установки РУПТ-1-0.4, технические характеристики которой позволяют быстро и эффективно осуществить тушение пожара на начальной стадии при минимальных затратах огнетушащей жидкости (до 10 л).
Рис. 2
Ранцевые установки обладают исключительно высокой эффективностью тушения пожаров всех классов (А, В, Е). В ходе сертификационных испытаний при использовании специального огнетушащего состава "Темперо-01" был ликвидирован модельный очаг ранга 15А, что соответствует площади горения 67 м2 (рис. 1). Очаг был потушен всего 10 л огнетушащего вещества. Установка позволяет эффективно тушить разливы любых горючих жидкостей площадью порядка 30 м2 (рис. 2), а также электроустановки под напряжением, электрокабели и кабельные трассы.
Основные технические характеристики РУПТ-1-0.4
Огнетушащая способность:
твердые горючие вещества.........модельный очаг
ранга до 15А
легковоспламеняющиеся
и горючие жидкости..............модельный очаг
ранга до 233В
Электроустановки под напряжением........до 1000 В
Запас воды или огнетушащей жидкости........9-12 л
Максимальная дальность струи..............до 12 м
Интенсивность подачи жидкости.............0,4 л/с
Масса в снаряженном состоянии
с дыхательной системой....................до 26 кг
Рис. 1
Установка проста в обслуживании, после проведения инструктажа по технике и тактике применения ею могут успешно пользоваться сотрудники охраны и персонал объектов. РУПТ-1-0.4 имеет все сертификационные документы, выданные ВНИИПО МЧС России.
Передвижные установки пожаротушения
Для оперативного тушения пожаров площадью более 100 м2 разработана установка пожаротушения тонкораспыленной водой (рис. 3) с запасом воды до 50 л, которая перемещается на колесах. Применение такого устройства позволяет не только
70
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2006 ТОМ 15 №5
Рис. 3
эффективно тушить пожары классов А, В и Е, но и использовать его в сочетании с переносным дыхательным аппаратом АИР.
Пожарный объектовый микроавтомобиль МАП-2-1.0
Для оперативного прибытия к очагу возгорания на промышленных объектах, складах, терминалах, крупных торговых комплексах создан специальный объектовый автомобиль на базе мотоколяски "Ки-нешма-Кросс", который способен доставить к очагу пожара со скоростью 55 км/ч двух пожарных (рис. 4). В комплект автомобиля входит установка пожаротушения тонкораспыленной водой с запасом воды или воды с пенообразующими добавками объемом 100 л, что позволяет оперативно потушить очаг возгорания твердых веществ площадью до 300 м2 или легковоспламеняющейся жидкости площадью до 40-50 м2.
Рис.4
Пожарный автомобиль первой помощи АПП
АПП создан на базе шасси "Газель" и представляет собой высокомобильный малогабаритный комплекс для тушения наиболее часто возникающих пожаров. Автомобиль оснащен переносным монитором и ручными стволами для подачи мелкодисперсной огнетушащей жидкости, РУПТ, вспомогательным и спасательным оборудованием. Запас воды или огнетушащей жидкости составляет 350 л, стволы обеспечивают подачу огнетушащего состава до 2 л/с с дальностью до 30 м. Мотопомпа позволяет осуществлять забор воды из внешнего источника. Боевой расчет — 5 человек. В рабочем отсеке автомобиля установлен специальный обогреватель.
Пожарный автомобиль среднего класса
Автомобиль создан на базе шасси "ЗиЛ" грузоподъемностью 4-5 т и представляет собой высокомобильный комплекс для тушения пожаров средней категории сложности. Автомобиль оснащен переносным монитором и ручными стволами для подачи мелкодисперсной огнетушащей жидкости, РУПТ, вспомогательным и спасательным оборудованием. Запас воды или огнетушащей жидкости составляет до 2 т. Выносной лафетный ствол позволяет осуществлять подачу огнетушащего состава до 5 л/с с дальностью до 47 м. Ручные стволы обеспечивают подачу огнетушащего состава до 2 л/с. Мотопомпа позволяет осуществлять забор воды из внешнего источника. Боевой расчет — 5 человек. Рабочий отсек автомобиля отапливается специальным обогревателем.
Установка пожаротушения на базе вертолета Ка-32А
В связи с отсутствием технических средств пожаротушения высотных зданий и сооружений разработана специальная вертолетная система на базе вертолета Ка-32А, сертифицированного для проведения противопожарных работ в городских условиях. Дальность действия тонкораспыленной водяной струи составляет порядка 40-60 м, что дает возможность вертолету безопасно приблизиться к очагу пожара на любой высоте здания или сооружения, а запаса воды (700 л) достаточно для тушения пожара площадью несколько сотен квадратных метров.
Перспективные установки высокой
мощности для тушения особо крупных и катастрофических пожаров
Установки такого класса необходимы в первую очередь для защиты объектов энергетики, крупных
потенциально опасных предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической про-мышленностей, нефтеналивных терминалов, хранилищ нефти, газа и нефтепродуктов, а также подавления пожаров в высотных зданиях и сооружениях.
В настоящее время прорабатывается вариант установки на базе авиационного газотурбинного двигателя ГТД-350, который приводит в действие компактный высокооборотный шнекоцентробеж-ный насос производительностью 100 л/с.
Предварительные исследования и конструкторские проработки показали, что на базе достижений ракетно-космической техники возможно создать малогабаритный насосный агрегат производительностью порядка 6000 л/мин и давлением до 1,5 МПа при частоте вращения рабочего колеса 6000 об./мин. Сухой вес такого насоса составит 70-75 кг (сухой вес насоса НЦПН 100/100, выпускаемого в настоящее время промышленностью, с расходом 100 л/с и давление 1,0 МПа составляет более 400 кг). Насосный агрегат будет выполнен из нержавеющей стали, что позволит использовать любые огнетушащие составы, в том числе морскую воду.
Установка оснащается специальными пожарными стволами, позволяющими достичь дальности струи огнетушащего вещества порядка 120-130 м. Опытные образцы таких стволов, генерирующие высокоимпульсные струи сверхвысокой дальности, прошли испытания и показали в ходе них проектные параметры.
Необходимо отметить, что использование газотурбинного двигателя значительно уменьшает мас-согабаритные характеристики установки. Сухой вес двигателя ГТД-350 составляет порядка 150 кг (аналогичный по мощности серийный дизельный двигатель имеет вес порядка 1500 кг).
Модульная компоновка и небольшие весогаба-ритные характеристики (суммарный вес установки с монитором и стволом составит около 500 кг) позволят установить такой модуль на шасси автомобиля КАМАЗ, автоприцепах либо оснащать им специальные пожарные суда и пожарные поезда и использовать для тушения крупных пожаров высшей категории сложности.
Наряду с разработкой профессиональных технических средств пожаротушения выполнен значительный объем НИР и НИОКР и создан модельный ряд огнетушителей нового поколения, а также бытовые системы пожаротушения, использующие технологии генерации тонкораспыленных струй жидкости.
Высокоэффективный воздушно-эмульсионный огнетушитель 0ВЭ-6(з)-АВЕ-01
Создан универсальный высокоэффективный огнетушитель, генерирующий струю тонкораспыленной жидкости дальностью до 7-8 м и позволяющий тушить очаги возгораний твердых веществ ранга до 6А (в том числе при тлеющем горении), что соответствует площади очага порядка 27 м2, ЛВЖ — ранга до 183В (183 л бензина или любой ЛВЖ) и электроаппаратуру под напряжением до 1 кВ. Вес огнетушителя в полностью снаряженном состоянии — 9 кг, объем огнетушащего вещества — 6 л. Рабочий диапазон температур огнетушителя — от -30 до +50°С. Огнетушитель безопасен для людей, что подтверждено соответствующим гигиеническим сертификатом. Он не имеет аналогов по огнетуша-щей способности и температурному диапазону.
Огнетушитель успешно прошел огневые испытания в тоннеле московского метрополитена (рис. 5) при рабочем напряжении на контактном рельсе (825 В) и подтвердил высокую эффективность и безопасность при тушении под напряжением.
«
Рис.5
Создан модельный ряд данных огнетушителей с запасом огнетушащего вещества от 2 до 50 л. Огнетушитель объемом 2 л является высокоэффективным и надежным средством защиты от пожаров индивидуальных транспортных средств.
Системы внутриквартирного пожаротушения низкого давления
Для повышения противопожарной защиты жилого фонда разработано специальное устройство внутриквартирного пожаротушения, генерирующее струю тонкораспыленной воды дальностью 3-8 м, с подачей воды от обычного водопровода.
72
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНаСТЬ 2006 ТОМ 15 №5
Оно позволяет эффективно подавить очаги возгорания любых горючих материалов, используемых в быту, полностью исключить ущерб от залива избыточным количеством воды, поскольку на тушение 9 м2 горящей поверхности требуется всего 6 л воды. Устройство не наносит ущерба объектам тушения за счет малой массы водяных капель и обеспечивает осаждение вредных газообразных продуктов горения и очищение атмосферы.
Уникальные научные разработки и технические решения в области пожаротушения, выполненные на базе достижений аэрокосмической техники, запатентованы в большинстве промышленноразви-тых стран мира — США, Японии, Австралии, ЮАР, Гонконге, и практически во всех странах Европейского Союза. Новые высокотехнологичные технические средства пожаротушения удостоены золотых медалей на 48-м Всемирном салоне "Брюссель-
Эврика 99" и 28-м Международном салоне (апрель 2000 г., г. Женева), завоевали многочисленные награды и дипломы на российских и международных выставках и форумах пожарной и спасательной техники и высоких технологий. Ранцевая установка пожаротушения удостоена премии Правительства Российской Федерации за 2000 г.
Успешное развитие работ по созданию новых высокоэффективных технических средств пожаротушения на базе отечественных высоких технологий и их внедрение позволят перевооружить подразделения пожарной охраны МЧС России новейшей техникой, уменьшить риск возникновения и развития крупных пожаров, в особенности на потенциально опасных предприятиях и объектах, повысить противопожарную защиту объектов подземной инфраструктуры и систем жизнеобеспечения мегаполисов.
Поступила в редакцию 05.08.06.
