ДЕЗИНТЕГРАТОР ФРОНТА НИЗОВОГО ЛЕСНОГО ПОЖАРА С ОГНЕГАСЯЩИМ ПАТРОНОМ

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно к противопожарной технике, в частности, к устройствам по тушению низовых лесных пожаров.
Известен ранцевый огнетушитель / 1/, позволяющий использовать в качестве огнетушащего средства порошки, обладающие высокой пламягасящей способностью, универсальностью. Они не повреждают сохраняемых от пожара материальных ценностей, не обладают токсичностью, удобны при хранении и транспортировке.
Недостатком указанного огнетушителя является то, что он имеет относительно большой вес ( за счет толстостенного резервуара, способного выдерживать высокие рабочие давления газогенератора), имеет сложную конструкцию, создает струю порошка с низкой кинетической энергией газодисперсного потока. За счет этого не обеспечивается достаточная дальнобойность газодисперсной струи и не достигается проникновение частиц ингибитора горения до минерализованного слоя почвы. Кроме того, надо сказать, что при работе огнетушителя в резервуаре может оставаться до 10% порошка. Кроме того, использование в огнетушителе высокотемпературных продуктов сгорания в качестве рабочего газа, обеспечивающего вытеснение, отрицательно сказывается на текучести (транспортабельности) порошка и работоспособности огнетушителя в целом за счет этого недостатка.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является дезинтегратор фронта лесного пожара / 2 / . Он представляет собой стрелковое оружие с навинченным на ствол экраном позволяющим фокусировать слабые ударные волны и стреляющим специальными зарядами, содержащими порох и флегматизатор-порошок.
Недостатком известного дезинтегратора является совместное размещение в заряде пороха и флегматизатора, что приводит к их механическому перемешиванию. За счет этого, при выстреле снижается температура пороховых газов, поскольку на них действует флегматизатор. В свою очередь, действие продуктов сгорания на порошкообразный флегматизатор способствует возникновению реакции разложения порошка до газообразных соединений, их перемешиванию с пороховыми газами и дальнейшему снижению температуры. Подобное взаимодействие влияет на уровень давления в стволе дезинтегратора, которое понижается. Соответственно снижается кинетическая энергия дисперсной газовой
струи, выходящей из канала и ее дальнобойность. Причем, понижение уровня давления может привести к невозможности перезарядки устройства, что сказывается на эффективности работы дезинтегратора. Кроме того, снижается интенсивность ударной волны на срезе дезинтегратора, что снижает эффективность работы дезинтегратора. Наличие же частиц порошка в движущемся по каналу газовом потоке может привести к засорению проходного сечения газоводного тракта по которому газы отбираются на механизм автоматической перезарядки. К недостаткам следует отнести и тот факт, что действие высокотемпературных продуктов сгорания на порошок может изменить его рецептурный состав. В результате чего из ствола будет выбрасываться порошок с низкими ингибирующими свойствами. Учитывая внутрибаллистические недостатки дезинтегратора, необходимо отметить, что при этом снижается скорость прокладки защитной полосы, увеличивается время выполнения противопожарных мероприятий по локализации низового лесного пожара и соответственно возрастает время пребывания пожарных в зоне горения, что нежелательно, поскольку организм оператора подвергается воздействию повышенной температуры и сопутствующих горению лесных горючих материалов вредных выбросов, например оксида углерода.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности работы дезинтегратора за счет увеличения дальнобойности газовой струи с одновременным сокращением времени выполнения противопожарных мероприятий по локализации низового лесного пожара.
Данная задача решается путем использования холостого патрона штатного стрелкового оружия, в котором совмещено рабочее тело (порох) и огнегасящее вещество (порошок-флегматизатор), разделяемые сгорающей перегородкой с приливом (утолщением). В свою очередь, прилив сгораемой перегородки ориентирован в сторону дульца гильзы, что позволяет исключить раннее взаимодействие продуктов сгорания пороха с порошком, повышает баллистические характеристики дезинтегратора, за счет чего возрастает дальнобойность дисперсной струи, а сохраняющийся высокий уровень давления в стволе дезинтегратора, обеспечивает автоматическую перезарядку, что сокращает время локализации низового лесного пожара.
Сущность данного технического решения представляется на фиг.1, где: 1 - казенник дезинтегратора; 2 ствол с экраном; 3- гильза; 4 - порох; 5
-сгоревшая перегородка; 6 - порошок -флегматизатор; 7 - дульце гильзы; 8
-крышка; 9 - капсюль-детонатор.
Дезинтегратор работает следующим образом : при приближении фронта низового лесного пожара, оператор досылает огнегасящий патрон в казенник дезинтегратора 1 и производит выстрел. При этом от капсюля 9 воспламеняется в гильзе 3 порох 4.Образующиеся
чнтп
3, поджигают сгорающую перегородку 5 и двигают ее в сторону дульца 7. Перегородка 5, в свою очередь, вытесняет порошок - флегматизатор 6 и крышку 8 в канал ствола. К моменту полного выхода порошка из гильзы, сгорает цилиндрическая часть перегородки 5 ив канал ствола выбрасывается ее горящий прилив. Поскольку его диаметр соответсвует калибру ствола, практически исключается прорыв газов к порошку, и движение системы: пороховые газы - прилив - порошок идет в поршневом режиме. Тем самым исключается рассеивание порошка по каналу, а выполнение прилива в виде шарового сектора обеспечивает минимальную силу сопротивления его движению по каналу. К моменту выброса порошка из канала ствола, прилив полностью сгорает. С учетом этого, толщина прилива (h) определяется из соотношения :
где w - линейная скорость горения прокладки, м/с;
t - характерное время пребывания газопороховой смеси в стволе, с.
Поскольку в течение всего процесса движения порошка по каналу, его взаимодействие с пороховыми газами отсутствует, то сохраняется уровень давления достаточный для автоматической перезарядки дезинтегратора. При этом баллистические характеристики в период выстрела не меняются, сохраняется высокая энергетика пороховых газов. Поэтому дальнобойность дисперсной струи будет выше по сравнению с прототипом (до 1,5 м).
Возможность же дискретной подачи порошка обеспечивает еще более экономичный расход, что снижает стоимость выполняемых работ. Кроме того, наличие высокоэнергетической дисперсной струи повышает глубину проникновения порошка в ЛГМ (лесные горючие материалы) до минерализованного слоя почвы. Эффект дискретной подачи порошка может быть использован также при дотушивании отдельных очагов пожара, когда требуется именно дискретная подача флегматизатора. Автоматическая перезарядка, в свою очередь, резко снижает время обработки кромки пожара, увеличивая тем самым скорость прокладки огнепреграждающей полосы.
Пример конкретного применения заявленного дезинтегратора. В качестве материала для сгорающей перегородки используется, например, баллиститное ракетное топливо / 3 /, скорость горения которого меняется по степенному закону , где v{ - единичная скорость горения, v показатель степени в законе горения, р - давление в камере ( в данном случае в гильзе), Мпа. Тогда толщина прилива перегородки h определяется как . Возьмем  Мпа, тогда из /3/ имеем w 7,5  м/с и t   с. Подставив численные значения в соотношение (1) для h, получим .75 мм. Видно, что сгорающие перегородки технологически выполнимы. Следует отметить также, что в связи с конверсией оборонной промышленности эти топлива в настоящее время достаточно дешевы. Поэтому затраты на изготовление перегородок будут минимальны, что, в
h  wt,(1)
целом, снизит и общую стоимость огнегасящих патронов. Кроме того, не потребуется менять технологические линии на заводах, изготавливающих холостые патроны, что ускорит внедрение предлагаемого патрона в практику.
Таким образом, использование предлагаемого огнегасящего патрона позволяет более оперативно и эффективно выполнять работы по локализации и последующего тушения низового лесного пожара, причем время выполнения этих мероприятий существенно сокращается.
Источники информации.
1.Аналог: Лесные пожары и борьба с ними. Сб. научи, тр./ Редкол.: Арцыбашев Е.С. (отв. ред.) и др. - Л.: ЛенНИИЛХ, 1986.-156 с.
2.Прототип: А.С. 1796204 СССР МКИ А 62 С2/00. Способ локализации и тушения лесных пожаров // A.M. Гришин, В.А. Антонов, Л.Ю. Наймушина, А.Н. Голованов, N 4883879. Заявл. 8.10.1990 опубл. 23.02.93 //Бюл. N7.
3.Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования ракетных двигателей на твердом топливе: Учебн. пособие для вузов. -М.: Машиностроение, 1979.-392с.
JJU+