CC BY
550
Пожарная техника
УДК 614.841
ЗАРУБЕЖНЫЕ ВЫСОТНЫЕ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ АВТОМОБИЛИ:
НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
Ю.Ф. Яковенко, К.Ю. Яковенко
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Рассмотрены типаж и модельные ряды современных высотных пожарно-спасательных автомобилей. Представлены ведущие зарубежные фирмы, работающие в этом секторе производства пожарно-технической продукции. Дана характеристика структуры потребности пожарной охраны России в высотных пожарно-спасательных автомобилях. Проведен анализ прогрессивных технических решений, реализованных в современных конструкциях зарубежной высотной спасательной техники.
Объекты анализа: преимущества и недостатки
Вся высотная спасательная техника создается, как правило, на базе автомобильных шасси, иногда
— на базе колесных тягачей или гусеничных шасси (пеноподъемники).
Для применения в черте городской застройки используют спасательные устройства на автомобильных шасси: автолестницы (АЛ); коленчатые или телескопические автоподъемники (АПК); в последнее время — комбинацию двух спасательных механизмов — колен автолестницы и телескопического подъемника (АЛП).
Автолестницы Автолестницы традиционно используют в странах Центральной и Южной Европы. Их основное назначение — спасание пострадавших из зданий высотой до 52 м: АЛ большей высоты в Европе не выпускают из-за ряда проблем технического характера.
Преимущества АЛ:
— относительно небольшие габариты, маневренность, мобильность;
— наличие спасательного лифта, позволяющего транспортировать пострадавшего без складывания колен;
— наличие аутригеров (опор) с регулируемой шириной, позволяющей машине работать в узких переулках (или в условиях, когда подходы к горящему зданию загромождены) при соответствующем ограничении рабочего поля;
— возможность работать на уклонах с градиентом до 150.
Недостатки АЛ:
— сложность использования машины для тушения пожаров, особенно в затененных зонах;
— малая грузоподъемность (180 кг) спасательной корзины и лифта, позволяющая транспортировать лишь одного пострадавшего (плюс оператор);
— недостаточная угловая жесткость конструкции колен, не позволяющая использовать машину вблизи открытого пламени. Пример технического исполнения высотной автолестницы показан на рис. 1.
РИС. 1. Высотная автолестница DLK 53 фирмы Metz (Германия)
Автоподъемники
Автоподъемники (коленчатые и телескопические) в Европе получили распространение в Скандинавских странах; широко используются они и в США. Основное назначение — тушение пожара, дополнительная функция — спасание пострадавших.
Преимущества АПК:
— эффективность при локализации и тушении пожаров в высотных зданиях, более высокая маневренность и оперативность развертывания стрелы;
— высокая грузоподъемность спасательной корзины (400 кг), позволяющая транспортировать до 5 человек одновременно;
— безопасность посадки пострадавших в спасательную корзину, которая может поворачиваться вправо-влево для параллельного контакта с объектом;
— наличие встроенного водопровода в стреле, обеспечивающего оперативность тушения и проведения спасательных операций;
— возможность работать в теневых зонах объекта (за коньком крыши, в окнах и т.п.).
пожаровзрывобезопасность 3'2003
Недостатки АПК:
- большие габариты, затрудняющие их маневрирование и развертывание на месте пожара;
- более высокая по сравнению с АЛ полная масса (~ в 1,5 раза);
- отсутствие спасательного лифта, позволяющего организовать непрерывный процесс транспортирования пострадавших без складывания колен.
Конструктивное исполнение отечественного автоподъемника АКП-50, высотой подъема 50 м, представлено на рис. 2.
АКП-50 Ш шнан
РИС. 2. Автоподъемник АКП-50 на шасси Татра-815 (высота подъема 50 м), выпускаемый ОАО «Пожтехника» (Россия)
Автолестницы с подъемником (комбинированный вариант)
Автолестницы с подъемником (АЛП) являются относительно новым видом спасательной техники и получают все большее распространение как в Европе, так и в США.
IVECO
MAGIRUS
IVECO MAGIRUS
РИС. 3. Комбинированная автолестница с подъемником серии ALP (высота подъема от 34 до 54 м) фирмы Magirus (Германия). Момент оперативного развертывания (а) и транспортное положение (б)
Авторам концепции АЛП удалось соединить преимущества как АЛ, так и АКП в единой конструкции и создать машину, одинаково эффективную как при проведении спасательных операций, так и при локализации и тушении пожаров в высотных зданиях (рис. 3).
Эти преимущества позволили отказаться от производства в Европе коленчатых подъемников (для нужд пожарной охраны) и полностью перейти на выпуск высотных телескопических подъемников с лестницей (АЛП), а в последнее время — и супервысотных моделей серии НБТ (с высотой подъема до 88 м, рис. 4).
РИС. 4. Высотная автолестница — подъемник серии НБТ (высота подъема от 54 до 88 м) фирмы ВгоМо 8куЦй (Финляндия)
Модельные ряды высотных спасательных автомобилей
В настоящее время в мировой практике реализован следующий модельный ряд высотных спасательных автомобилей:
30...32 м — для защиты зданий высотой 9-10 этажей;
42. 44 м - для защиты зданий высотой 13-14 этажей;
52. 54 м - для защиты зданий высотой 17-18 этажей;
68.72 м — для защиты зданий высотой 22-23 этажа;
88 м - для защиты зданий высотой до 28 этажей.
Исходя из этого модельного ряда, фирмы-из-
готовители организуют производство и поставку на рынок своей продукции.
Фирмы-изготовители высотной спасательной техники, работающие на российском рынке, и их продукция
Зарубежные фирмы
Ведущими европейскими производителями высотной спасательной техники являются фирмы:
1. IVECO Magirus (далее Magirus), Германия, выпускающая автолестницы с высотой подъема 30-52 м и автолестницы с подъемником Magirus-Snorkel с высотой подъема 34, 42 и 54 м. Технические параметры и исполнение продукции фирмы представлены в табл. 1 и 2 и на рис. 3.
2. Metz (Германия), входящая в состав концерна Rosenbauer (Австрия). Выпускает автолестницы с высотой подъема от 30 до 52 м. Технические параметры автолестницы фирмы Metz — в табл. 1, техническое исполнение — на рис. 1.
3. Bronto Skylift Oy AB (Финляндия), входящая в состав компании E-ONE (США). Выпускает коленчатые подъемники и подъемники с лестницей (АЛП) с высотой подъема от 32 до 88 м. Технические параметры супервысотных подъемников фирмы приведены в табл. 3, внешний вид — на рис. 4.
Все фирмы поставляют продукцию на российский рынок и имеют представительства в России.
Кроме названных компаний, производством высотной спасательной техники занят ряд других фирм Европы, Северной Америки (США, Канада), Японии.
До последнего времени одним из ведущих в Европе производителей телескопических подъемников была фирма Simon (Англия), выпускавшая подъемники высотой до 70 м на автомобильных шасси. Однако несколько лет назад отделение высотной техники этой фирмы вошло в состав компании IVECO Magirus, которая начала выпуск комбинированных систем типа АЛП под торговой маркой Magirus-Snorkel (с высотой подъема 34, 42 и 54 м).
США выпускают АЛ и АПК на базе специальных шасси с высотой подъема до 42 м (фирмы Darley, Grumman и др.). Их отличительные особенности — высокие габариты и металлоемкость, наличие передней кабины и, как следствие, очень низкие показатели проходимости (передние и задние углы свеса, дорожный просвет и т.п.). В России эти особенности относят к недостаткам, поэтому (а также по другим причинам) американские подъемные устройства применения не нашли.
В Японии выпускаются автолестницы, которые по конструкции и компоновке напоминают соответствующие американские модели. Наиболее рас-
пространенная высота подъема этих машин — 30 м, хотя имеются и 50-метровые модели.
Несколько японских автолестниц (из числа бывших в употреблении) находятся на эксплуатации в гарнизонах пожарной охраны Дальневосточного региона, в т.ч. 50-метровая АЛ (во Владивостоке).
Важное обстоятельство: в последнее время наметилась тенденция к закупке высотных спасательных лестниц и подъемников (44 и 52 м) в Европе для пожарной охраны США и Японии. Более того, американская фирма Е-ОКЕ приобрела акции фирмы ВгоМо БкуИй и поставляет теперь подъемники типа АЛП как в Европу, так и в США.
Российские предприятия
В России монопольным изготовителем высотной спасательной техники для пожарной охраны является ОАО "Пожтехника" (г. Торжок, Тверская область).
В программе производства этого предприятия значатся АЛ с высотой подъема от 30 до 62 м и АПК (30-50 м). Изготавливаются они на базе шасси ЗИЛ (4х2 и 6х6), КамАЗ (6х4 и 6х6), МЗКТ (8х4) и Татра (6х6 и 8х8). Технические параметры 50-метровых автолестниц и автоподъемников, выпускаемых объединением "Пожтехника", в сравнении с параметрами аналогичной зарубежной продукции приведены в табл. 1 и 2; внешний вид 50-метрового автоподъемника — на рис. 2.
Из всей программы производства высотной техники ОАО "Пожтехника" наиболее востребованы пожарной охраной России в основном 30-метровые автолестницы, которые выпускаются в течение длительного времени и являются пока основной спасательной техникой, имеющейся в гарнизонах.
Заявили о своем намерении производить высотную спасательную технику и работают над созданием опытных образцов автолестниц, автоподъемников и пеноподъемников (в том числе в рамках оборонного заказа) ряд других промышленных предприятий (в Твери, Казани, Миассе).
С реализацией этих проектов в стране появится конкурентная среда, способствующая повышению технического уровня и качества производства этого технически сложного вида промышленной продукции.
Новые подходы и технические решения
Рассмотрим кратко те подходы и технические решения, которые использованы ведущими мировыми производителями высотной спасательной техники в поставляемых на рынок АЛ, АКП и АЛП
нового поколения.
Таблица 1. Технические параметры высотных автолестниц*
Модели подъемников
Таблица 3. Технические параметры высотных автоподъемников фирмы Вго^о 8куШ
Модели подъемников
Параметры DLK 52 \ario Magirus SS DLK 53 Metz АЛ-50 Пожтехни-ка Параметры F 68 HLA Bronto F 72 HLA Bronto F 88 HLA Bronto
Габаритные размеры: длина, м ширина, м высота, м 11,85 2,5 3,76 11,41 2,5 3,9 11,0 2,5 3,4 Габаритные размеры: длина, м ширина, м высота, м 14,0 2,5 4,0 14,8 2,5 4,0 15,0 2,5 3,9
Высота полностью Максимальная рабочая высота, м 68 72 88
выдвинутой лестницы, м 53 53 50 Максимальная высота до дна
Максимальный угол подъема люльки, м 66 70 85,6
стрелы, град 73 75 73 Полная масса автомобиля, т 45 47 47,5
Максимальный угол опускания стрелы, град - 10 - 7 - 7 Максимальная нагрузка люльки, кг 450 450 400
Полная масса автомобиля, т 26,0 22,9 Не более 24 Максимальный рабочий вылет, м 23,0 23,4 29,5
Максимальный рабочий вылет (В), м 20,0 20,0 16,0 Максимальное рабочее опускание, ниже уровня земли, м 15 16,5 26,5
Вращение поворотного стола, град 360 360 360 Вращение поворотного стола, град 360 360 360
Ширина опорного контура (К), м 5,0 4,5 Не более 5,4 Боковой поворот люльки, град 145 145 нет данных
Грузоподъемность люльки, кг 180 или 2 чел. 180 или 2 чел. 200 Максимальный расход лафетного ствола, л/мин 3 800 3 800 3 800
Оснащенность автолестниц пожарным насосом
Может быть встроен по желанию заказчика насос с подачей 4 200 л/мин
Центробежный пожарный насос ФП 16/8 с подачей 3 000 л/мин
Нет
Количество колен лестницы, секций
6
6
Боевой расчет, человек
(1+2) или
(1+5)
(1+2)
(1+2)
*) В таблице использована информация фирм — изготовителей
Таблица 2. Технические параметры комбинированных подъемников с лестницей типа АЛП и телескопического подъемника АПК-50*
Модели подъемников
Параметры ALP-540 Magirus F 54 HDT Bronto АПК-50 Пожтехни-ка
Габаритные размеры: длина, м ширина, м высота, м 12,2 2,5 4,0 12,8 2,5 3,9-4,0 12,5 2,5 3,75
Максимальная рабочая высота (Нтах), м 54 54 50
Высота от платформы (Н), м 52 51,8 48
Полная масса автомобиля, т 38 Около 32 34,5
Безопасная нагрузка люльки: с сухим лафетным стволом, кг с работающим лафетным стволом, кг 400 260 400 нет данных 400 300
Максимальный рабочий вылет (В): с максимальной нагрузкой, м без нагрузки, м 21,5 22,5 21,0 нет данных 20,0 22,0
Вращение поворотного стола, град 360 360 360
Размер люльки, м 2х1х1,1 2х1х1,1 0,5 м2 на 1 чел.
Вращение люльки, град +/- 50 +/- 45 +/- 30
Ширина опорного контура (К), м 5,5 5,0 5,5
Рабочая область при одностороннем выдвижении опор, град 210 180 180
Максимальный расход лафетного ствола, л/мин 3 800 3 800 1 200
*) В таблице использована информация фирм — изготовителей
Функциональная адаптивность
Новой тенденцией в производстве высотной спасательной техники стала их универсализация, т.е. придание им функций пожарно-спасательных автомобилей. Причем эти функции реализуются не на базовой модели, а на ее модификациях, по желанию потребителя для адаптации автомобиля к конкретным условиям оперативного использования, включая обеспечение безопасности движения на пожар и маневрирования на месте пожара.
Функционально адаптивный автомобиль, оснащенный насосной установкой, лафетным стволом, а в некоторых случаях и цистерной для огнетуша-щих веществ (при соответствующей комплектации ПТВ), может использоваться для тушения пожара, спасания пострадавших и проведения аварийно-спасательных работ.
В качестве дополнительного оснащения при поставке функционально адаптивной высотной спасательной техники потребителю фирмы предлагают:
— шасси с кабиной для боевого расчета (1+5);
— насосные пожарные установки с насосами производительностью (подачей) от 2300 до 6000 л/мин с приводом от двигателя шасси или с сервоприводом;
— лафетный ствол с пропускной способностью (расходом) до 5000 л/мин. (система Magirus- Snorkel);
— портативный выносной электрогенератор мощностью 5-8 кВт с прокладкой силового кабеля в комплекте колен лестницы;
— дополнительное оснащение шасси оборудованием, повышающим безопасность движения, включая:
— управляемую заднюю ось (шасси Ивеко-Еврокарго);
6
— тормозную систему с АБС;
— систему блокировки дифференциала задней оси;
— дополнительную систему подогрева зеркал заднего вида;
— другие элементы по требованию заказчика.
— пожарное оборудование в номенклатуре, предлагаемой заказчиком.
Опорный контур
Опорный контур обеспечивает устойчивость АЛ при ее грузовой работе. Системы горизонтально-вертикальных опор (Metz) или Vario-опор (Х-образный контур, Magirus) состоят из 4-х отдельных самоустанавливающихся опор, которые вместе с осями шасси гарантируют до 10 надежных точек опоры при работе лестницы.
Обе системы обеспечивают ширину опорного контура до 4,5-5 м. При работе на неровной поверхности они могут использоваться для нивелирования положения автомобиля, обеспечивая компенсацию дефектов поверхности от + 30 до - 40 см от уровня земли без дополнительного оборудования.
Vario-систему можно считать более эффективной при работе АЛ на узких улицах, при большом числе припаркованных автомобилей и т.д., поскольку она позволяет использовать площадь под препятствием (низким карнизом, автомобилем, за перилами или ограждениями). На ПА нового поколения опорная система снабжается электронной системой контроля за величиной давления на грунт, которая блокирует любые движения лестницы при отсутствии хотя бы у одной из опор необходимого давления на грунт.
Ширина выдвижения Vario-опор постоянно сканируется «системой управления главным выдвижением», расширяющей рабочее поле лестницы с увеличением ширины опор на каждый сантиметр. Тем самым обеспечивается оптимальная устойчивость АЛ.
Лифт и спасательная корзина
При необходимости быстрого спасания людей на современных автолестницах используется лифт, который может быть применен при любой длине лестницы и угле ее подъема более 301 (фирма Magirus) или более 401 (фирма Metz). Грузоподъемность лифта на всех АЛ — 180 кг, скорость перемещения (с 2 пассажирами) — 1 м/с.
Все современные АЛ оснащены системой автоматического замедления хода при спуске и остановке лифта. Складная конструкция лифтов призвана обеспечить их быстрое применение при проведении спасательных операций.
Спасательная корзина может применяться при
любых углах подъема лестницы. Может использоваться как для спасания, так и для тушения с помощью лафетного ствола, снабжена системой автоматического выравнивания в вертикальном положении. Управление движениями лестницы может осуществляться из спасательной корзины, которая оборудуется в этом случае пультом с использованием вместо рычагов вращающихся рукояток (для обеспечения плавности управления при воздействии вибраций и колебаний на корзину).
На передней стенке корзины может устанавливаться лафетный ствол на подшипниках для облегчения его управлением.
Весовое устройство
С целью повышения безопасности на некоторых современных АЛ применяются весовые устройства, которые в автоматическом режиме производят измерения всех действующих на лестничный комплект нагрузок (фирма Metz). При этом учитываются нагрузки от лифта или спасательной корзины, величина вылета и длина стрелы, сила ветра и нагрузка от проложенных по лестнице рукавов.
Полученные значения нагрузок фиксируются на комбинированном индикаторном приборе (АФБ). Прибор АФБ, кроме главного пульта, установлен также в спасательной корзине, благодаря чему оператор постоянно получает необходимую информацию о степени нагрузки лестницы и возможностях ее выдвижения.
Фирма Metz использует систему 3-кратного контроля ширины выдвижения опор, которая предусматривает рабочие зоны: малую, среднюю и большую. Это обеспечивает оптимальное использование опорной площадки. Прибор АФБ путем высвечивания на экране кругов различного диаметра информирует оператора о том, в какой из рабочих зон используется лестница в данный момент.
Компьютерная система управления
Автолестницы нового поколения снабжаются компьютерной системой управления. Микропроцессоры управляют всеми движениями лестницы и системой ее безопасности и контролируют их.
Процесс компьютерного управления начинается с установки лестницы. На АЛ фирмы Metz электронная система контроля за величиной давления на грунт блокирует любые движения лестницы при отсутствии хотя бы у одной из опор необходимого давления на опорную поверхность.
Автоматическая система SNR - выравнивания комплекта колен обеспечивает в автоматическом режиме выравнивание лестницы на уклоне до 8,5 градусов.
Для контроля за функционированием устройства блокировки рессор и системы опор фирма Metz
использует оптико-электронную диагностическую систему. Начиная с момента выдвижения опор и до переключения на работу с лестничным комплектом, загорающиеся светящиеся диоды информируют оператора о всех переключениях. Тем самым подтверждается надежность функционирования любого конечного выключателя.
При достижении лестницей пределов устойчивости или нагрузки происходит автоматическое замедление движения и блокировка рычагов управления. В этом случае возможны только операции по складыванию лестницы.
Пульт управления АЛ Magirus снабжен безбликовым дисплеем LCD с указанием всего рабочего поля машины. Все движения лестницы и компьютерные сигналы выражаются в словах или оптических символах. Сигналы поступают от микропроцессора, осуществляющего контроль и наблюдение за всеми движениями лестницы и механизмами безопасности.
Информация о положении лестницы в текущий момент подается постоянно с интервалом в 1 секунду. При этом возможные операционные ошибки или неисправности постоянно воспроизводятся на экране.
Важный момент: полный электронный контроль и микропроцессоры автолестниц протестированы на электромагнитную совместимость (ЕМС).
Комплект колен
Комплект колен АЛ (4-6 секций в зависимости от высоты подъема) изготавливают из высококачественных легированных марок стали специальных профилей. Ступени и диагональные распоры сварены как единое целое с верхними и нижними лонжеронами, что обеспечивает повышенную жесткость конструкции на кручение.
Новинкой является 30-метровая автолестница фирмы Magirus DLK 23-12 GL CC с сочлененным коленом длиной 3,5 м, которое может наклоняться до 7510 ниже горизонта. Такая конструкция (рис. 5) придает автолестнице дополнительные возможности, аналогичные возможностям шарнирно-теле-скопического подъемника (работа за скатами крыш, в слуховых окнах, на узких улицах и т.п.).
С середины 80-х годов фирма Bronto (а в последние годы — фирма Magirus) выпускает комбинированные подъемные устройства, в которых в одном блоке объединены стрела шарнирно-телескопического подъемника и комплект колен автолестницы — это машины серии АЛП, о которых было сказано выше.
На последних моделях АЛП, выпускаемых фирмами Магирус (Германия) и Бронто (Финляндия), применен ряд оригинальных технических реше-
РИС. 5. Автолестница DLK 23-12 GL SS (высота подъема 30 м) c сочлененным коленом (фирма Magirus, Германия)
ний, характеризующих новые подходы к созданию этого вида пожарной техники, а именно:
— бортовая система диагностики неисправностей с записью бортовой истории, дающая информацию для обслуживания и диагностики неисправностей;
— не требующие обслуживания подшипники сочлененного колена (взамен нейлоновых, требующих регулярной смазки);
— визуальная дисплейная система типа LCD, отслеживающая все параметры работы АЛП; система апробирована на АЛ;
— патентованный дизайн сочлененного колена, обеспечивающий его высокую прочность и жесткость;
— конструктивное исполнение аварийно-спасательной лестницы, обеспечивающее легкость и оперативность замены секций в случае повреждения;
— устройства безопасности, включающие две независимые системы, обеспечивающие:
1 — мониторинг рабочего поля;
2 — мониторинг перегрузки.
Фрагменты оперативного использования автолестницы с подъемником серии ALP показаны на рис. 6.
Заключение
Ценовой анализ показывает, что удельная стоимость (отношение цены машины к высоте подъема) автолестниц—подъемников нового поколения серии АЛП отличается от удельной стоимости классических лестниц незначительно (у фирмы Магирус на 5%), хотя система АЛП имеет значительные тактические преимущества, совмещая функции АЛ и АПК. Для АЛП с высотой подъема более 54 м конкурирующие модели автолестниц отсутствуют.
Это важно: мониторинг подразделений пожарной охраны ГПС показывает, что высотная спасательная техника (с высотой подъема 52 м и выше) относится к числу остро востребованных пожар-
ных машин. В общем парке АЛ и АКП фактическая потребность в высотных моделях превышает нормативную и составляет:
— АЛ — 20 % от парка автолестниц;
— АКП — 35 % от парка автоподъемников.
Высотные спасательные автомобили относятся
к числу технически сложной и дорогой продукции, к надежности которой предъявляются повышенные требования. АЛП можно отнести к изделиям с дублированием надежности, что оправдывает дополнительные затраты пожарной охраны на их приобретение.
На основании проведенного анализа можно сделать следующие выводы:
1. Для высотных спасательных автомобилей новый подход к созданию заключается в объединении функций автолестницы и автоподъемника в единой конструкции типа АЛП.
2. На АЛП нового поколения применен ряд современных технических решений, направленных на повышение эффективности и надежности их функционирования.
3. Отечественные высотные спасательные автомобили (АЛ и АКП), уступая по некото -рым параметрам зарубежным моделям, имеют более низкую удельную стоимость.
ЛИТЕРАТУРА
1. Боевой устав пожарной охраны. М.: МВД России, 1996.
2. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений.
3. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. М.: ЗАО «Спецтехника», 2000. С.361.
4. Захматов В.Д., Шкарабура Н.Г., Щербак Н.В. Новые метод и техника для тушения пожаров в небоскребах // Пожаровзрывобезопасность. 2002. Т. 11. № 1. С. 67-74.
5. Проспектные и информационные материалы фирм-изготовителей пожарных автомобилей.
6. Материалы реферативного журнала ВНИИТИ «Пожарная охрана» (1999 - 2002 г.г.).
