CC BY-NC
10
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ СУДОВ
DOI: 10.24937/2542-2324-2023-2-404-79-90 УДК 629.5.067+629.5.048.4
М.А. Кича1 , В.А. Валуйский2, B.C. Михайленко1
1 ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия», Санкт-Петербург
2 Военная академия материально-технического обеспечения, Санкт-Петербург
РАЗРАБОТКА ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ПЕРСПЕКТИВНЫМ СРЕДСТВАМ НОРМАЛИЗАЦИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОСЛЕ ПОЖАРА
Объект и цель научной работы. Исследование современного и обоснование перспективного технических уровней аварийных средств нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов после ликвидации в них пожаров.
Материалы и методы. Анализ технической документации на применяемое и перспективное оборудование. Основные результаты. Основные тактико-технические характеристики перспективной блочно-модульной системы очистки воздуха герметичных обитаемых объектов, преимущественно подводных лодок, специальных сооружений и объектов гражданской обороны, оснащаемых различными системами пожаротушения, кроме систем на основе хладонов. Заключение. Полученные данные могут быть использованы при разработке тактико-технических требований к перспективным образцам специальной техники, технических требований к комплектующим изделиям и материалам, в т.ч. к специальному испытательному оборудованию, средствам газового контроля и неметаллическим материалам, применяемым при изготовлении средств очистки воздуха (сорбенту, катализатору, фильтровальной бумаге). Ключевые слова: гермообъекты, очистка воздуха, пожаротушение, нормализация, рециркуляция, снятие давления, пожарная безопасность, химическая безопасность. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
SHIP DESIGN AND STRUCTURE
DOI: 10.24937/2542-2324-2023-2-404-79-90 UDC 629.5.067+629.5.048.4
M.A. Kicha1 , V.A. Valuisky2, V.S. Mikhailenko1
1 Kuznetsov Naval Academy, St. Petersburg, Russia
2 Military Academy of Logistics, St. Petersburg, Russia
DEVELOPMENT OF TACTICAL AND TECHNICAL REQUIREMENTS FOR PROMISING MEANS OF NORMALIZATION OF THE AIR ENVIRONMENT AFTER A FIRE
Object and purpose of research. Investigation of the current and justification of the prospective technical level of emergency means of normalization and air purification of hermetic inhabited objects after the elimination of fires in them. Materials and methods. Analysis of technical documentation for used and prospective equipment. Main results. The main tactical and technical characteristics of a promising block-modular air purification system for sealed inhabited objects, mainly submarines, special structures and civil defense facilities equipped with various fire extinguishing systems, except for systems based on refrigerants.
Для цитирования: Кича М.А., Валуйский В.А., Михайленко В.С. Разработка тактико-технических требований к перспективным средствам нормализации воздушной среды после пожара. Труды Крыловского государственного научного центра. 2023; 2(404): 79-90.
For citations: Kicha M.A., Valuisky V.A., Mikhailenko V.S. Development of tactical and technical requirements for promising means of normalization of the air environment after a fire. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2023; 2(404): 79-90 (in Russian).
Conclusion. The data obtained can be used in the development of tactical and technical requirements for promising samples of special equipment, technical requirements for components and materials, including special testing equipment, gas control devices and non-metallic materials used in the manufacture of air purification products (sorbent, catalyst, filter paper). Keywords: hermetic facilities, air purification, fire fighting, normalization, recirculation, pressure relief, fire safety, chemical safety.
The authors declare no conflicts of interest.
Введение
Introduction
Для сохранения жизни и здоровья людей и обеспечения возможности дальнейшего выполнения поставленных задач необходима возможность нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов после пожара. Такими объектами могут быть подводные лодки, специальные сооружения и объекты гражданской обороны при нахождении их в условиях отсутствия возможности вентилирования атмосферным воздухом.
Целью настоящей работы является исследование современного и обоснование перспективного технических уровней аварийных средств нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов.
Современный технический уровень аварийных средств нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов и прогноз его развития
State of the art and prospects in emergency air purification and conditioning tools aboard hermetic habitable objects
Сегодня единственным в мире штатным средством очистки воздуха после пожара является узел очистки воздуха герметичный АСДЕ.061438.001 ТУ (комплекс «УОВ»), разработанный в 2020 г. АО «Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга» [1, 2] для подводных лодок, оснащенных азотной системой пожаротушения. Изделия в количестве трех комплектов установлены на заказе зав. № 664, сравнительные характеристики комплекса «УОВ», разрабатываемых и предполагаемых к разработке аналогичных изделий приведены в табл. 1 [3].
Основные недостатки приведенных в табл. 1 изделий подробно рассмотрены в [3]. В рамках настоящего исследования дополнительным серьезным недостатком является то, что все перечисленные изделия корабельные. Использование их в других герметичных обитаемых объектах (специаль-
ных сооружениях и объектах гражданской обороны) для комплекса «УОВ» невозможно, а для других изделий - нерационально в связи:
■ с наличием в их составе газораспределительного оборудования, которое предназначено для обеспечения регулируемого снятия давления, обусловленного применением системы азотного пожаротушения;
■ с отсутствием возможности установки температуры воздуха на выходе.
Создание подобного рода системы требует существенных финансовых затрат, в т.ч. на разработку новых материалов (сорбентов, катализаторов, фильтровальной бумаги) и комплектующих изделий (унифицированных многофункциональных фильтр-кассет, газоанализаторов, датчиков давления и расхода, газораспределительной арматуры, ПИД-регуляторов). Поэтому предполагается, что создание системы будет осуществляться с учетом межотраслевого применения как системы в целом, так и ее основных комплектующих изделий и материалов. Комплектующие изделия и материалы, кроме того, должны иметь двойное назначение.
Таким образом, является актуальной разработка перспективной системы очистки воздуха герметичных обитаемых объектов, прототипом которой может быть система «Ураган». Целесообразно отметить, что речь идет о комплексах и системах, осуществляющих нормализацию и очистку воздуха герметичных обитаемых объектов после пожаротушения без применения в качестве огнегасителя фреонов (хладонов).
Перспективный технический уровень аварийных средств нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов
Future technical level in emergency
air purification and conditioning tools aboard
hermetic habitable objects
Характеристики перспективной системы «Ураган», приведенные в открытых источниках, явля-
ются концептуальными и не раскрывают полных возможностей системы, ее тактико-технических характеристик и технических требований к ее комплектующим изделиям и материалам. В настоящем исследовании они раскрываются более подробно, с учетом межотраслевой применимости системы и ее комплектующих изделий и материалов и с сохранением условного наименования системы - «Ураган».
Система «Ураган» предназначена для нормализации газовоздушной среды (ГВС) герметичных обитаемых объектов свободным объемом до 2000 м3 после пожара и пожаротушения герметизацией, а также системами САП или ВПЛ при рециркуляции ГВС аварийного помещения.
Для корабельного исполнения «Ураган-К» нормализация осуществляется также при регулируемом снятии давления с аварийного помещения.
Таблица 1. Сравнительные характеристики штатных, разрабатываемых и предполагаемых к разработке средств нормализации и очистки воздуха герметичных обитаемых объектов
Table 1. Comparison of standard, newly designed and novel tools for air purification and conditioning aboard hermetic habitable objects
Наименование параметра Значение параметра
Комплекс «УОВ» Комплекс «РУОВ» Система «Ураган»
1. Стадия жизненного цикла Серийный выпуск Разработка приостановлена Предполагается к разработке
2. Работа в режиме снятия давления Да Да Да
3. Работа в режиме рециркуляции Нет Да Да
4. Производительность по воздуху От 40 до 250 м3/ч От 600 до 1000 м3/ч От 400 до 800 м3/ч
5. Средний ресурс до планового технического обслуживания - - 10 ч или 6000 м3
6. Назначенный ресурс до планового технического обслуживания 2000 м3 5000 м3 -
7. Автоматический контроль параметров ГВС аварийного помещения (давление, температура, производительность, концентрация ВХВ - Только температура Только температура Да
оксид углерода, ароматические углеводороды, сажа)
8. Расчет прогнозируемой длительности снятия давления Отсутствует Отсутствует Автоматический
9. Расчет прогнозируемой длительности
нормализации при работе совместно Отсутствует Отсутствует Автоматический
со средствами очистки воздуха
10. Контроль технического состояния системы
и средств очистки воздуха, работающих Отсутствует Отсутствует Автоматический
совместно с ней
11. Управление изделием
Ручное
Ручное
Ручное/ дистанционное
12. Потребляемая мощность
Не более 11 кВт
Не более 45 кВт Не более 25 кВт
13. Температура воздуха на выходе
(130 ± 30) °С (при 200 м3/ч) (160 ± 60) °С (при 40 м3/ч)
Не более 120 °С
(65 ± 5)°С
14. Совместимость с перспективными многоцелевыми средствами очистки воздуха
Нет
Нет
Да
Параметры нормализуемой ГВС аварийного помещения приведены в табл. 2. Нормализация ГВС по температуре, содержанию кислорода и диоксида углерода, а также осушка воздуха и его доочистка от вредных химических веществ (ВХВ) до установленных норм обитаемости осуществляются штатными средствами объектов защиты, в т.ч. с возможностью использования унифицированных многофункциональных фильтр-кассет.
Параметр по п. 1 табл. 2 характерен лишь для гермообъектов с азотной системой пожаротушения и нормализуется только корабельным исполнением системы «Ураган-К».
Максимальная температура ГВС после нормализации для базового исполнения системы определяется заданной при запуске системы установкой (от 50 до 70 °С) и температурой ГВС до нормализации.
Концентрации компонентов ГВС после нормализации являются одновременно и средними концентрациями компонентов очищенной ГВС при работе системы «Ураган-К» в режиме снятия давления.
Диапазон контроля по углероду (саже) принят с учетом обеспечения требований безопасности -необходимости контроля концентрации выдуваемой при неисправности системы пыли сорбента/химического поглотителя, содержащего канцерогенные присадки (медь, хром и др.). Использование сорбентов/химических поглотителей, не содержащих присадки, требует увеличения количества сорбента в 30 раз [3], что увеличивает габариты составных частей системы до неприемлемых размеров.
Способность очистки от отдельных компонентов газового состава (ароматические углеводороды, диоксид азота, фтористый водород, хлористый водород, цианистый водород) на приемо-сдаточных испытаниях не проверяется, а гарантируется динамической активностью применяемых при изготовлении сорбентов/химических поглотителей. Динамическая активность по фосгену и фтористому водороду может не нормироваться, т.к. вещества образуются в незначительных количествах и легко сорбируются активными углями. Кроме того, фто-
Таблица 2. Параметры газовоздушной среды герметичных обитаемых объектов после пожара до и после нормализации системой «Ураган»
Table 2. Post-fire air-gas mix parameters aboard hermetic habitable objects before and after conditioning by Uragan system
Значение параметра Диапазон контроля встроен-
Наименование параметра до нормализации после нормализации ными средствами контроля (норма точности)
1. Давление ГВС (избыточное), кПа, не более 220 10 от 2,5 до 250 (±1,0)
2. Температура ГВС, °С от 20 до 70 не более 70 от 0 до 100 (±0,05)
3. Относительная влажность ГВС (приведенная к давлению), % от 50 до 98 не более 98 -
4. Объемная доля компонента ГВС, %: ■ кислород; ■ азот; ■ диоксид углерода от 10 до 18 от 80 до 90 не более 2 от 10 до 18 от 80 до 90 не более 2 -
5. Концентрация компонента ГВС (приведенная к температуре 20 °С и давлению 101,3 кПа), мг/м3, не более: ■ ароматические углеводороды (в пересчете на бензол); ■ аэрозоли (твердые и жидкие от 0,01 до 10 мкм); ■ оксид углерода; ■ диоксид азота; ■ фтористый водород; ■ хлористый водород; ■ цианистый водород; ■ фосген 170 720 15 000 40 2 50 5 0,05 0,3 1,5 15 1,5 0,6 2 0,9 0,03 от 0,05 до 5 (±50 %); от 0,025 до 2,5 (±50 %) по углероду (саже); от 3 до 30 000 (±50 %)
ристый водород полностью удаляется при контакте очищаемой ГВС с металлическими конструкциями внутреннего газового трака, как было установлено при предварительных и межведомственных испытаниях комплекса «УОВ» [1].
В связи с тем, что фильтр-кассеты, применяемые в системе, являются унифицированными с штатными кассетами (ФК-У2, ФК-П) и могут использоваться вместо них, динамическая и каталитическая активность сорбентов/химических поглотителей и катализатора должна быть дополнительно нормирована на номенклатуру и концентрации ВХВ, очищаемых при штатной эксплуатации фильтров ФМШ и ФМК.
При воспроизведении условий испытаний, концентрации компонентов газового состава, кроме аэрозолей, допускается обеспечивать расчетным способом по массовому расходу компонента, подаваемого в очищаемую ГВС для обеспечения минимально реализуемой нормы точности воспроизведения условия испытаний. Рекомендуемая норма точности воспроизведения условий испытаний при этом должна быть не более ±10 %. При проведении комплексных работ по стандартизации фильтров очистки воздуха и неметаллических материалов, применяемых при их изготовлении, предполагается разработка национальных стандартов, в т.ч. на методы контроля данных параметров.
Эффективность очистки от аэрозолей проверяется по диэтилгексилсебацинату фЕЖ) либо ДОС по ГОСТ 8728-88 и должна соответствовать классу Н14 по ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010 (указан оптимальный уровень, приемлемый уровень должен быть не хуже класса Е12). Ресурс проверяется по технической саже (по ГОСТ Р ЕН 779-2014 с нормой точности пылеемкости не более ±10 %).
Система может осуществлять нормализацию ГВС того помещения, в котором находится, либо того, с которым соединена воздуховодами или трубопроводами снятия давления (ТСД). Суммарное расчетное аэродинамическое сопротивление подающего и принимающего ТСД должно быть не более 5 кПа.
Состав перспективной системы в зависимости от варианта исполнения приведен в табл. 3, принципиальная схема - на рис. 1. Состав исполнения системы для нужд гражданской обороны аналогичен составу базового исполнения системы с отличием в виде приемки комплектующих изделий -только ОТК.
Система должна определять прогнозируемую длительность снятия давления до установленного
значения (только для исполнения «Ураган-К»), а также прогнозируемую длительность нормализации ГВС аварийного помещения при работе в режиме рециркуляции (для опытного образца - до концентраций оксида углерода на входе и выходе системы 15 мг/м3, для серийного образца - до установленных картой заказа значений). Достижение концентраций оксида углерода на выходе системы 15 мг/м3 предусматривается только для исполнения «Ураган-К» для определения возможности перехода в режим снятия давления. Параметр должен определяться и уточняться в процессе работы системы модулем управления и программным обеспечением с отображением информации на встроенном дисплее.
Система должна выдавать предупредительную информационную, световую и звуковую сигнализацию о превышении концентраций компонентов, установленных картой заказа, что свидетельствует о приближающейся отработке ресурса фильтр-кассет ФК-УМ и ФК-ПМ. Для опытного образца при превышении концентраций ароматических углеводородов (в пересчете на бензол) 0,2 мг/м3 и оксида углерода (только в режиме снятия давления) 10 мг/м3 соответственно. Для работы системы в режиме рециркуляции приближающаяся отработка ресурса фильтр-кассет ФК-ПМ может определяться по падению эффективности очистки от оксида углерода (критерии подлежат разработке при создании катализатора и уточняться при обкатке опытного образца системы).
Температура ГВС, обеспечиваемая электронагревателем ЭНВКм на установившемся режиме, должна быть от 50 до 70 °С и устанавливаться при включении системы (норма точности воспроизведения под ПИД-управлением - не более ±2 °С при нагреве свыше 10 °С). Время выхода на установившийся режим определяется при разработке системы.
Производительность системы по воздуху (приведенная к температуре 20 °С и давлению 101,3 кПа) должна быть от 400 до 800 м3/ч и обеспечиваться:
■ в режиме снятия давления (только для исполнения «Ураган-К») - перепадом давления между входом и выходом газового трака системы от 10 до 220 кПа и режимом применения агрегата газораспределительного. Режим применения агрегата газораспределительного задается автоматически модулем управления по сигналу от встроенного манометра для обеспечения максимально реализуемой производительности
в допустимых пределах ее рабочего диапазона (наличие трех клапанов обеспечивают семь возможных режимов работы [4]); ■ в режиме рециркуляции - комплектующим электровентилятором(ами) и заслонкой регулируемой с электроприводом под управлением модуля управления.
Производительность системы по воздуху подлежит контролю при пусконаладочных работах и эксплуатации встроенным расходомером (диапазон контроля от 200 до 1200 м3/ч, норма точности не более ±5 %).
Система должна снижать производительность по воздуху (вплоть до прекращения) в случае пре-
Таблица 3. Комплектность перспективной системы очистки воздуха герметичных обитаемых объектов «Ураган»
Table 3. Components of future Uragan system for air purification aboard hermetic habitable objects
Количество на исполнение
Наименование изделия «Ураган» «Ураган-К»
1. Фильтр воздушный ФВУм-6 2 2
2. Фильтр воздушный ФВУм-12 2 2
3. Фильтр-кассета ФК-АМ 12 12
4. Фильтр-кассета ФК-УМ 12 12
5. Фильтр-кассета ФК-ПМ 12 12
6. Электронагреватель воздушный канальный ЭНВКм 1 1
7. Модуль ПИД-правления ЭНВКм 1 1
8. Модуль нагревательный ЭНВКм (комплект) 1 1
9. Термопреобразователь сопротивления 1 1
10. Электровентилятор РСС 6,3/63-1.1.1 1 2
11. Газоанализатор ГСА-Б 1 1
12. Газоанализатор ГСА-СО 2
13. Газоанализатор ГСА-С 1 1
14. Расходомер 1 1
15. Модуль управления 1 1
16. Заслонка регулируемая с электроприводом 1 1
17. Клапан с электроприводом 2 5
18. Агрегат газораспределительный - 1
19. Манометр избыточного давления электронный - 1
Комплект электромонтажный 1* 1*
Комплект воздуховодов 1* 1*
Имитатор аэродинамического сопротивления СОВ 4* 4*
Имитатор аэродинамического сопротивления ТСД - 2*
Ящик укладочный маломагнитный ЯУм-2 ** **
Комплект программного обеспечения 1 1
Комплект эксплуатационной документации 1 1
Комплект ЗИП одиночный 1 1
* Необходимость поставки оговаривается при заказе.
** По отдельному заказу.
Рис. 1. Принципиальная схема системы «Ураган» (нумерация позиций в соответствии с табл. 3) Fig. 1. Principal layout of Uragan system (numbering of positions as per Table 3)
вышения концентраций компонентов, установленных картой заказа. Для опытного образца - при превышении концентраций:
■ ароматических углеводородов (в пересчете на бензол) 0,5 мг/м3 (отказ ФК-УМ);
■ углерода (сажи) 0,3 мг/м3 (отказ ФК-АМ второй очереди);
■ оксида углерода 20 мг/м3 (отказ ФК-ПМ только в режиме снятия давления).
Снижение производительности должно обеспечиваться модулем управления с помощью заслонки регулируемой с электроприводом, прекращение рециркуляции - модулем управления путем останова электровентилятора.
Аэродинамическое сопротивление системы (в различных режимах работы) и ее комплектующих по внутреннему газовому траку, а также их аэродинамические характеристики должны быть обоснованы при разработке тактико-технических требований к системе. Ориентировочное значение аэродинамического сопротивления системы в режиме рециркуляции начальное - не более 4 кПа, конечное - не более 5 кПа (при производительности 800 м3/ч), в режиме снятия давления (только для исполнения «Ураган-К»):
■ (220 ± 11) кПа при производительности 800 м3/ч и минимальной пропускной способности агрегата газораспределительного;
■ (10 ± 3) кПа при производительности 400 м3/ч и максимальной пропускной способности агрегата газораспределительного.
Контроль параметров системы (контролируемых при эксплуатации, пуско-наладочных работах, техническом обслуживании и применении по назначению) должен обеспечиваться встроенными средствами контроля и модулем управления с отображением минимально необходимой информации на встроенном дисплее модуля управления и передачей показаний на систему верхнего уровня по протоколу Я8-485 на расстояние до 100 м.
Электропитание системы должно производиться от одного фидера трехфазным переменным током с изолированной нейтралью номинальным напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Электропитание модулей нагревательных осуществляется только при производительности системы не менее 400 м3/ч.
Потребляемая электрическая мощность системы с подключенными средствами нижнего уровня должна быть не более 25 кВт (в т.ч. на электровентилятор не более 3,5 кВт, на ЭНВКм не более 16 кВт) с нормой точности ±15 % (допускается подтверждение расчетно-экспериментальным методом).
Управление работой системы должно обеспечиваться в ручном режиме на месте ее эксплуатации с обеспечением возможности (в согласованном объеме) дистанционного управления от системы верхнего уровня по каналу Я8-485.
Параметры надежности и стойкости к внешним воздействующим факторам определяются при раз-
работке тактико -технических требований к системе. При этом предполагается, что:
■ средний ресурс системы в условиях испытаний должен быть не менее 20 000 м3 (по объему ГВС, приведенному к температуре 20 °С и давлению 101,3 кПа), в т.ч. без непосредственного технического обслуживания - не менее 6000 м3;
■ ресурс системы в условиях эксплуатации определяется по техническому состоянию модулем управления по сигналам от встроенных средств газового контроля;
■ ресурс электрооборудования системы должен быть не менее 100 ч, в т.ч. без непосредственного технического обслуживания - не менее 10 ч;
■ наработка ресурса должна фиксироваться с учетом замены составных частей и комплектующих изделий модулем управления и отображаться на встроенном дисплее;
■ среднее время замены фильтр-кассет - не более 30 мин;
■ после боевой эксплуатации система и ее комплектующие подлежат капитальному ремонту или утилизации.
Технические характеристики системы для нужд гражданской обороны аналогичны тактико-техническим характеристикам базового исполнения системы.
Отдельное внимание следует уделить методам и средствам подтверждения основных тактико-технических характеристик системы (эффективности и ресурса очистки). В настоящее время стандартизация средств очистки воздуха для объектов коллективной защиты, в т.ч. методов оценки их качества, находится на зачаточном уровне, универсальных средств контроля эффективности и ресурса средств очистки воздуха нет.
В открытых источниках описано несколько вариантов газодинамических установок [5-8]. Наиболее подходящим является вариант [5], позволяющий производить испытания аналогичных изделий в режиме снятия давления, когда концентрации очищаемых компонентов постоянны. Вариант рециркуляционной установки УГД-1РС [6] предназначен для испытаний средств очистки воздуха малых гермообъектов. Применительно к системе «Ураган» он может быть использован только при испытаниях фильтрующих материалов (катализаторов и сорбентов/химических поглотителей) системы.
Таким образом, с позиции технико-экономической целесообразности оптимальным порядком
подтверждения эффективности и ресурса очистки системы «Ураган» является:
■ подтверждение эффективности очистки от типовых для марок применяемых фильтров компонентов - на образце системы при ее работе по локальной схеме очистки. Проверка производится по оксиду углерода (пониженная концентрация, порядка 2500 мг/м3), диоксиду азота и бензолу (с последующей утилизацией фильтр-кассет ФК-УМ), контрольному аэрозолю DEHS/ ДОС с продолжительностью каждой проверки не более 60 мин;
■ подтверждение ресурса очистки в условиях испытаний от аэрозолей - на образце системы при ее работе по локальной схеме очистки. Проверка производится по технической саже по ГОСТ Р ЕН 779-2014;
■ подтверждение ресурса очистки в условиях испытаний от всех компонентов (кроме аэрозолей) - по отдельной методике на применяемых при изготовлении фильтр-кассет материалах (сорбенте/химическом поглотителе и катализаторе) при их работе по рециркуляционной схеме очистки. Для сорбента/химического поглотителя дополнительно (отдельно) производится проверка динамической активности по всем вышеуказанным компонентам (кроме оксида углерода), а также по отдельным компонентам газового состава, присутствующим в герметичных обитаемых объектах при штатной эксплуатации.
Обоснование допустимости использования указанных методов является предметом отдельных исследований, в т.ч. в рамках стандартизации средств очистки воздуха для объектов коллективной защиты и неметаллических материалов, применяемых при их изготовлении.
Перспективы применения и развития системы «Ураган»
Prospects of Uragan system application and improvement
Система «Ураган» предполагается к созданию с учетом современных требований к технологии и порядку разработки технической документации [9-16], а также оценки качества и безопасности изделий [17-20]. Принятие ее на снабжение ВС РФ планируется по результатам государственных испытаний, запланированных на 2029 г.
Применение системы «Ураган» с приведенным составом и основными тактико-техническими
характеристиками обеспечит очистку воздуха герметичных обитаемых объектов с приемлемым уровнем автоматизации, контроле- и ремонтопригодности.
Дальнейшее развитие системы «Ураган» предполагается в разработке технических требований к НИОКР, в рамках которых должна быть подтверждена возможность достижения требуемых характеристик и свойств вновь создаваемых комплектующих изделий и материалов, а также сформирован их облик:
■ катализатора для окисления оксида углерода (прототипы - АК-62, АК-62В, РК-562 [21, 22]), химического поглотителя на основе активных углей, модифицированных фуллеренами, которые позволяют производить более глубокую очистку воздуха в самых жестких условиях эксплуатации (прототипы - гидрофобный поглотитель ТУ 20.59.54-464-02068479-2018, поглотитель ВК-АВЕ ТУ 2165-290-05795731-2007 [23, 24]), и высокоэффективного фильтрующего материала (прототипы - фильтровальные бумаги HEPA);
■ средств газового контроля на ароматические углеводороды, оксид углерода и углерод (существующие прототипы не выявлены, планируемым к разработке прототипом может быть газоанализатор для измерения концентрации паров и аэрозолей масла ЛЗ-КТЗ [25]);
■ манометра избыточного давления электронного (прототип или готовое серийное изделие на настоящем этапе исследования не выявлены);
■ клапана с электроприводом в вариантах исполнения для установки на трубопроводы DN25 и DN100 (прототип или готовое серийное изделие также не выявлены);
■ комплектующих изделий электронагревателя воздушного канального-(прототипы, указанные далее, изготавливаются только для нужд народного хозяйства) - ПИД-регулятора (прототип ПЛК-63 [26]), трубчатого электронагревателя (прототип ТЭН по ГОСТ 132680-88), датчика температуры с низкой инерционностью, датчика расхода сжатого газа;
■ электровентилятора РСС 6,3/63-1.1.1 в литом корпусе со встроенным магнитным пускателем (прототип - центробежный вентилятор Elektror HRD 2/4 T [27], отечественных аналогов не выявлено);
■ установки газодинамической для проверки аэродинамического сопротивления системы либо ее составных частей, а также эффективности
очистки системы либо ее составных частей при снятии давления по оксиду углерода, диоксиду азота, бензолу и контрольному аэрозолю DEHS/ ДОС, ресурса (пылемкости) по технической саже (прототип ГДУ [5]).
При дальнейшей разработке могут быть рассмотрены необходимость и возможность дополнительного размещения (опционально по карте заказа) регенеративного блока и блока осушки с унификацией габаритных размеров фильтр-кассет для их размещения в дополнительно устанавливаемые фильтры воздушные ФВУм-12.
Целесообразно также отметить, что система «Ураган-К» предназначена для установки на перспективных объектах ВМФ с двумя трубопроводами снятия давления. На объектах с одним трубопроводом система может быть установлена только для регулируемого снятия давления с аварийного помещения после незначительной доработки системы (исключения электровентиляторов, заслонки регулируемой, одного клапана с электроприводом, доработки программного обеспечения) и ограничения условий эксплуатации по концентрации оксида углерода аварийного помещения до ориентировочного уровня не более 2500 мг/м3.
Заключение
Conclusion
Разработаны и представлены основные тактико-технические характеристики перспективной блочно-модульной системы очистки воздуха герметичных обитаемых объектов, преимущественно подводных лодок, специальных сооружений и объектов гражданской обороны, оснащаемых различными системами пожаротушения, кроме систем на основе хладонов.
Показано, что создание системы целесообразно осуществлять с учетом межотраслевого применения как системы в целом, так и ее основных комплектующих изделий и материалов. Комплектующие изделия и материалы, кроме того, должны быть двойного назначения.
Полученные данные могут быть использованы при разработке тактико-технических требований к перспективным образцам специальной техники, технических требований к комплектующим изделиям и материалам, в т.ч. к специальному испытательному оборудованию, средствам газового контроля и неметаллическим материалам, применяемым при изготовлении средств очистки воздуха (сорбенту, катализатору, фильтровальной бумаге).
Список использованной литературы
1. Основные технические решения и характеристики штатного средства нормализации газовоздушной среды после пожара и пожаротушения системой азотного пожаротушения / М.А. Кича, В.С. Михай-ленко, А.В. Бочаров [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26, № 3. С. 44-48.
2. Карточка закупки // ЕИС: единая информационная система в сфере закупок : [сайт]. URL: https://zakupki.gov.ru/epz/order/notice/notice223/ common-info.html?noticeInfoId=4185281 (дата обращения: 15.08.2022).
3. Средства нормализации газовоздушной среды объектов Военно-Морского Флота после пожара и пожаротушения системой азотного пожаротушения / С.Н. Бударин, В.В. Зайцева, М.А. Кича [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26, № 3. С. 12-17.
4. Средства регулируемого снятия давления, в том числе для обеспечения работы локальных средств очистки воздуха объектов, в которых очищаемая воздушная среда находится под избыточным давлением / С.Н. Бударин, В.В. Зайцева, М.А. Кича [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26, № 3. С. 31-34.
5. Основные технические решения и характеристики газодинамической установки для создания многокомпонентных газовоздушных сред, используемой для проверки средств очистки воздуха / В.В. Зайцева, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 2, № 3. С. 49-53.
6. Основные технические решения и характеристики установки газодинамической стационарной, используемой для проверки средств рециркуляционной очистки воздуха малых гермообъектов от оксида и диоксида углерода / О.Н. Половинкина, Е.И. Кича, М.А. Кича [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26. № 4. С. 24-28.
7. Основные технические решения и характеристики установки газодинамической стационарной, используемой для проверки средств очистки воздуха от оксида углерода и водорода / О.Н. Половинкина, Е.И. Кича, М.А. Кича [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26, № 4. С. 19-23.
8. Установка газодинамическая ГДУ : [описание] : изготовитель Саратовский военный ин-т биологической и химической безопасности. Саратов, 2008. 5 с. № гос. регистрации 38717-08.
9. Метод заливки электронных изделий гермети-ком Виксинт у-1-18 / Е.И. Кича, В.С. Михайленко, Д.С. Маловик, М.А. Кича // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2022. Т. 18, № 1. С. 143-153. DOI: 10.17122/1999-54582022-18-1-143-153.
10. Метод заливки штепсельных разъемов кабельных сборок герметиками Виксинт У-1-18 и ВГО-1 / Е.И. Кича, М.А. Кича, В.С. Михайленко, Д.С. Маловик // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 1. С. 41-48.
11. Экспериментальные данные по коэффициентам теплоотдачи рядов трубчатых электронагревателей в средствах нагрева воздушной среды / В.В. Зайцева, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ.
2021. Т. 26, № 3. С. 54-61.
12. О составе технического проекта и форме представления его документов / С.Н. Бударин, В.С. Михайленко, О.Н. Половинкина [и др.] // Вестник МАНЭБ.
2022. Т. 27, № 2. С. 5-13.
13. Вариант оформления документа «Перечень контролируемых и измеряемых параметров» / Е.И. Кича, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 2. С. 73-80.
14. Вариант оформления документа «Перечень специального испытательного оборудования» / Е.И. Кича, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 2. С. 81-88.
15. Вариант оформления документа «Схема деления изделия на составные части - схема деления структурная» / Е.И. Кича, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 2. С. 31-36.
16. Вариант оформления документа «Техническое описание специального испытательного оборудования» / Е.И. Кича, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 2. С. 89-92.
17. Кича М.А., Михайленко В.С., Маловик Д.С. Проблемы определения аэродинамического сопротивления фильтров очистки воздуха и сыпучих материалов для их изготовления // Экология и развитие общества. 2022. № 1-2(38). С. 36-41.
18. Метод определения аэродинамического сопротивления изделия по внутреннему газовому траку / М.А. Кича, В.С. Михайленко, Д.С. Маловик, Е.И. Кича // Вестник МАНЭБ. 2022. Т. 27, № 1. С. 48-52.
19. Кича М.А., Шатилов В.В., Родин В.Г. Методика оценки вредного воздействия загрязняющих веществ изделий Военно-Морского Флота на окружающую природную среду // Экология и развитие общества. 2022. № 1-2(38). С. 63-67.
20. Зависимость точности определения предела случайной погрешности воспроизведения или определения физической величины техническим средством от количества измерений / В.В. Зайцева, М.А. Кича, Д.С. Маловик [и др.] // Вестник МАНЭБ. 2021. Т. 26, № 3. С. 27-30.
21. Технология изготовления катализатора для снаряжения средств очистки воздуха от оксида углерода / Е.И. Кича, В.С. Михайленко, Д.С. Маловик, М.А. Кича //
Международный технико-экономический журнал.
2021, № 6. С. 68-74. DOI: 10.34286/1995-4646-202181-6-68-74.
22. Метод изготовления палладиевого катализатора окисления оксида углерода / М.А. Кича, В.С. Михай-ленко, Д.С. Маловик, Е.И. Кича // Вестник МАНЭБ.
2022. Т. 27, № 1. С. 27-31.
23. Получение и исследование модифицированного фуллеренами химического поглотителя аммиака на основе активного угля / Е.А. Спиридонова, В.В. Са-монин, М.Л. Подвязников, В.Ю. Морозова // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93, № 5. С. 683-690. DOI: 10.31857/S0044461820050096.
24. Cleaning of Humidified Gas Media from Benzene Using Active Carbons Modified by Fullerenes / E.A. Spiridonova, E.D. Khrylova, V. V. Samonin [et al.] // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2019. Vol. 55, No 2. P. 335-340. DOI: 10.1134/ S2070205119020278.
25. Михайленко В.С., Кича М.А., Кича Е.И. Разработка газоанализатора для измерения концентрации паров и аэрозолей масла ЛЗ-КТЗ // Экология и развитие общества. 2022. № 1-2(38). С. 91-92.
26. ПЛК63 контроллер с HMI для локальных систем в корпусе на DIN-рейку с AI/DI/DO/AO // ОВЕН: Оборудование для автоматизации : [сайт]. URL: https://owen.ru/ product/plk63 (дата обращения: 15.08.2022).
27. Центробежный вентилятор высокого давления HRD 2/4 T // Elektror airsystems gmbh : [сайт]. URL: https://elektror.ru/ventylyatory/HRD_2_4_T.shtml (дата обращения: 15.08.2022).
References
1. Main technical solutions and characteristics for standard tools for gas-air environment normalization at naval platforms after nitrogen-extinguished fires / M.A. Kicha, V.S. Mikhailenko, A.V. Bocharov [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 3. P. 44-48 (in Russian).
2. Procurement tab // Unified Procurements Portal : [site]. URL: https://zakupki.gov.ru/epz/order/notice/notice223/ common-info.html?noticeInfoId=4185281 (Accessed: 15.08.2022) (in Russian).
3. Normalization tools for gas-air environments at naval platforms after nitrogen-extinguished fires / S.N. Bu-darin, V.V. Zaitseva, M.A. Kicha [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 3. P. 12-17 (in Russian).
4. Controllable pressure relief fittings including feed valves of local purifiers for pressurized air-gas mix / S.N. Bu-darin, V.V. Zaitseva, M.A. Kicha [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 3. P. 31-34 (in Russian).
5. Main technical solutions and characteristics of a gas-dynamic installation for generation of multi-component
gas-air environments for tests of air purification means / V. V. Zaitseva, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS (Proceedings of International Academy of Ecology and Life Protection Sciences). 2021. Vol. 26, No. 3. P. 49-53 (in Russian).
6. Main technical solutions and characteristics of stationary gas-dynamic test facility for recirculation-based tools for air purification from carbon monoxide and dioxide at small hermetic objects / O.N. Polovinkina, E.I. Kicha, M.A. Kicha [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 4. P. 24-28 (in Russian).
7. Main technical solutions and characteristics of stationary gas-dynamic test facility for the equipment for carbon monoxide and hydrogen removal from air / O.N. Polovinkina, E.I. Kicha, M.A. Kicha [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 4. P. 19-23 (in Russian).
8. Gas-dynamic installation : Description. Manufactured by Saratov Military Institute of Biological and Chemical Safety. Saratov, 2008. 5 p. State Registration ID 38717-08 (in Russian).
9. Method of filling electronic items with Vixing y-1-18 sealant / E.I. Kicha, V.S. Mikhailenko, D.S. Malovik, M.A. Kicha // Electrical & Data Processing Facilities & Systems. 2022. Vol. 18, No. 1. P. 143-153. DOI 10.17122/1999-5458-2022-18-1-143-153 (in Russian).
10. Method of filling the sockets of cabling assembly with Vixing U-1-18 and VGO-1 sealants / E.I. Kicha, M.A. Kicha, V.S. Mikhailenko, D.S. Malovik // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 1. P. 41-48 (in Russian).
11. Experimental data on heat emission coefficient for tubular heaters of air heating units / V.V. Zaitseva, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS.
2021. Vol. 26, No. 3. P. 54-61 (in Russian).
12. Technical design elements and their documentation formats / S.N. Budarin, V.S. Mikhailenko, O.N. Polovinkina [et al.] // Vestnik IAELPS (Proceedings of International Academy of Ecology and Life Protection Sciences).
2022. Vol. 27, No. 2. P. 5-13 (in Russian).
13. Variant for „Controlled and Measured Parameters List format" / E.I. Kicha, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 2. P. 73-80 (in Russian).
14. Variant for "Special Test Equipment List" format / E.I. Kicha, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 2. P. 81-88 (in Russian).
15. Variant for "Item Components - Structural Layout" format / E.I. Kicha, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 2. P. 31-36 (in Russian).
16. Variant for "Special Test Equipment - Specifications" format / E.I. Kicha, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] //
Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 2. P. 89-92 (in Russian).
17. Kicha M.A., Mikhailenko V.S., Malovik D.S. Challenges in determination of aerodynamic resistance for air purification filters and bulk materials applied in them // Ecology and Development of Society. 2022. No. 1-2(38). P. 36-41 (in Russian).
18. Determination method for aerodynamic resistance of object as per internal gas track / M.A. Kicha, V.S. Mikhailenko, D.S. Malovik, E.I. Kicha // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 1. P. 48-52 (in Russian).
19. KichaM.A., Shatilov V.V., Rodin V.G. Procedure for determination of environmental impact from naval pollutants // Ekologiya i razvitie obshestva (Ecology and Social Development). 2022. No. 1-2(38). P. 63-67 (in Russian).
20. Precision in determination of limit random error in reproduction or instrumental measurement of physical value depending on the number of measurements / V. V. Zaitseva, M.A. Kicha, D.S. Malovik [et al.] // Vestnik IAELPS. 2021. Vol. 26, No. 3. P. 27-30 (in Russian).
21. Catalyst for CO extraction from air: Manufacturing technology / E.I. Kicha, V.S. Mikhailenko, D.S. Malovik, M.A. Kicha // The International Technical-Economic Journal. 2021. No. 6. P. 68-74. DOI: 10.34286/19954646-2021-81-6-68-74 (in Russian).
22. Palladium catalyst for CO-to-CO2 conversion manufacturing / M.A. Kicha, V.S. Mikhailenko, D.S. Malovik, E.I. Kicha // Vestnik IAELPS. 2022. Vol. 27, No. 1. P. 27-31 (in Russian).
23. Production and investigation of activated carbon-based NH3 sorbent modified with fullerenes / Ye.A. Spiri-donova, V.V. Samonin, M.L. Podvyaznikov, V.Yu. Mo-rozova // Russian Journal of Applied Chemistry. 2020. Vol. 93, No. 5. P. 683-690. DOI: 10.31857/ S0044461820050096 (in Russian).
24. Cleaning of Humidified Gas Media from Benzene Using Active Carbons Modified by Fullerenes / E.A. Spiridonova, E.D. Khrylova, V. V. Samonin [et al.] // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2019. Vol. 55, No. 2. P. 335-340. DOI: 10.1134/ S2070205119020278.
25. Mikhailenko V.S., Kicha M.A., Kicha E.I. Development of gas analyser for measurement of vapour and aerosol
content for LZ-KTZ oil // Ecology and Development of Society. 2022. No. 1-2(38). P. 91-92 (in Russian).
26. PLC63 controller with HMI for local system in casing, on DIN rail with AI/DI/DO/AO // OWEN: Automation equipment : [site]. URL: https://owen.ru/product/plk63 (Accessed: 15.08.2022) (in Russian).
27. HRD 2/4 T centrifugal high-pressure fan // Elektror airsystems gmbh : [site]. URL: https://elektror.ru/ ventylyatory/HRD_2_4_T.shtml (Accessed: 15.08.2022) (in Russian).
Сведения об авторах
Кича Максим Александрович, член-корреспондент МАНЭБ, младший научный сотрудник НИИ кораблестроения и вооружения ВМФ ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия». Адрес: 197101, Россия, Санкт-Петербург, ул. Чапаева, д. 30. Тел.: +7 (812) 405-07-35. E-mail: rulmaks@bk.ru. https://orcid.org/0000-0002-3618-6076. Валуйский Виталий Андреевич, преподаватель Военного института (инженерно-технического) Военной академии материально-технического обеспечения. Адрес: 191123, Россия, Санкт-Петербург, Захарьевская ул., д. 22. Тел.: +7 (812) 579-55-71. E-mail: ingener-rv@yandex.ru. Михайленко Вадим Сергеевич, научный сотрудник НИИ кораблестроения и вооружения ВМФ ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия». Адрес: 197101, Россия, Санкт-Петербург, ул. Чапаева, д. 30. E-mail: vamih60@yandex.ru.
About the authors
Maksim A. Kicha, Corresponding Member of IAELPS, Junior Researcher, Naval Shipbuilding and Armaments Research Centre, N.G. Kuznetsov Naval Academy. Address: 30, Chapaeva st., St. Petersburg, Russia, post code 197101. Tel.: +7 (812) 405-07-35. E-mail: rulmaks@bk.ru. https://orcid.org/0000-0002-3618-6076. Vitaly A. Valuisky, Lecturer, Military Academy of Logistical Support. Address: 22, Zakharyevskaya st., St. Petersburg, Russia, post code 191123. Tel.: +7 (812) 579-55-71. E-mail: ingener-rv@yandex.ru.
Vadim S. Mikhailenko, Researcher, Naval Shipbuilding and Armaments Research Centre, N.G. Kuznetsov Naval Academy. Address: 30, Chapaeva st., St. Petersburg, Russia, post code 197101. E-mail: vamih60@yandex.ru.
Поступила / Received: 08.10.22 Принята в печать / Accepted: 02.06.23 © Кича М.А., Валуйский В.А., Михайленко В.С., 2023
