УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА, СБРАСЫВАЕМОЕ С ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно, к устройствам для локализации и тушения лесных и степных пожаров.
Известны устройства тушения с использованием самолетов-танкеров, распыляющих массу воды над очагом горения (Гришин A.M. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. 217 с). Точность метания свободнолетящих масс воды невелика в силу их дробления на капли, которые испаряются в нагретой пожаром атмосфере. Поэтому широкого применения на практике подобные устройства не нашли, вследствие значительных материальных затрат и недостаточной эффективности тушения.
Известно устройство тушения низовых лесных и степных пожаров в виде шаровой стеклянной ампулы, заполненной огнегасящим составом, сбрасываемой в очаг горения с летательного аппарата (ЛА) (Сименеский A.M. Применение химических веществ в борьбе с лесными пожарами. М - Л.: Гослесбумиздат, 1950. 27 с).
Недостатки: точность попадания устройства на фронт пожара невелика. Для слабоинтенсивного пожара устройство необходимо сбрасывать непосредственно в очаг горения. Для пожаров средней интенсивности требуется попадание на фронт лесного пожара, при высокой интенсивности пожара устройство малоэффективно и применяется только в наиболее опасных участках. Устройство срабатывает непосредственно от удара о поверхность, и зона разбрызгивания огнегасящего состава невелика. Кроме того, образующиеся при разрушении шаровой ампулы стеклянные осколки загрязняют окружающую среду.
Наиболее близким к заявляемому объекту по конструкции и назначению является устройство, действие которого основано на разбрызгивании огнегасящей жидкости в очаг горения при динамическом ударе корпуса устройства о поверхность земли (Мокеев Г.А. Доставка жидких химикатов к лесным пожарам на самолетах. Л.: ЛенНИИХЛ, 1955. 13 с). Устройство имеет бумажный цилиндрический корпус, внутренняя поверхность которого покрыта битумным лаком, торцы корпуса заглушены деревянными заглушками. Огнегасящая жидкость заполняет внутреннюю полость корпуса, который разрушается при ударе о землю, разбрызгивая огнегасящую жидкость. Устройство выбрано в качестве прототипа.
Существенным недостатком устройства-прототипа является низкая точность попадания в очаг горения, поскольку его падение под воздействием аэродинамических сил носит хаотичный характер. При ударе устройства-прототипа о поверхность земли и разрушении корпуса основная динамическая нагрузка сосредоточена на малой части корпуса, в то время как остальная его часть может не разрушиться. В этом случае вся масса огнегасящей жидкости выльется через зону наибольшего разрушения корпуса, покрывая малый участок очага горения. Использование химических огнегасящих составов дополнительно загрязняет окружающую среду. Эти недостатки следует устранить.
Задачей является повышение эффективности работы устройства для тушения пожара, сбрасываемого с летательного аппарата. При этом большое значение имеет точность попадания устройства в очаг горения и радиус действия, т.е. площадь, обрабатываемая огнегасящей жидкостью.
Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство для тушения пожара, сбрасываемое с летательного аппарата, имеет полый корпус из легкоразрушаемого материала с заглушками, внутренняя полость которого покрыта эластичным водонепроницаемым составом и заполнена огнегасящей жидкостью. В дополнение к основным признакам устройства-прототипа в предлагаемом устройстве корпус заключен в бандажную сетку с примерно равными по площади ячейками, которая вместе с корпусом крепится к заглушкам хомутными соединениями. Корпус устройства выполнен каплевидной формы со смещенным вниз центром тяжести, верхняя заглушка оборудована резьбовой пробкой, совмещенной со стабилизатором падения, а нижняя заглушка выполнена обтекаемой формы и имеет сквозной канал, в котором герметично закреплен патрон с взрывчатым веществом, например, шнуровой заряд (Курбатский Н.П., Валендик Э.Н. Локализация лесных пожаров накладными шнуровыми зарядами // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: Изд-во Красноярский рабочий. 1970. 384 с).
Бандажная сетка может быть выполнена из брезентовых или полимерных лент, имеющих достаточную для эксплуатации прочность. Каплевидная форма корпуса со смещенным вниз центром тяжести, наличие стабилизатора падения и обтекаемая форма нижней пробки уменьшают влияние аэродинамических сил, что увеличивает точность доставки огнегасящей жидкости в очаг горения. Устройство срабатывает не только от удара о землю, но и на некоторой высоте, для чего предусмотрен патрон со взрывчатым веществом.
Кроме того, патрон с взрывчатым веществом может быть оборудован термочувствительным (термоинициируемым) капсюлем-детонатором (Максименко Е.В., Ворожцов Б.И., Шолюта В.Н. Применение ВВ для тушения лесных пожаров / Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Материалы межд. конф. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. С.149), сообщающимся с окружающей средой через канал нижней заглушки и срабатывающим при повышении температуры.
Кроме того, на внешней стороне заглушек могут быть выполнены канавки, обеспечивающие надежное сочленение деталей устройства с помощью хомутов. Хомуты могут быть металлическими, либо из других материалов, имеющих достаточную прочность и эластичность.
Кроме того, на боковой поверхности упомянутых заглушек могут быть выполнены канавки для надежного хомутного крепления корпуса и бандажной сетки.
Кроме того, торец нижней заглушки может быть выполнен обтекаемой формы.
Кроме того, огнегасящей жидкостью может служить вода.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками фиг.1-фиг.3, где цифрами обозначены: 1 - корпус; 2 - защитная бандажная сетка; 3 - хомут; 4 - верхняя заглушка; 5 - резьбовая пробка со стабилизатором; 6 - нижняя заглушка; 7 - заливное отверстие; 8 - патрон с ВВ; 9 - водонепроницаемая оболочка; 10 - термочувствительный капсюль-детонатор; 11 - сквозной канал в нижней заглушке; 12 - канавка для хомутного крепления; 13 - ячейка, образованная бандажной сеткой; 14 - разрывные отверстия; 15 - струи огнегасящей жидкости.
На фиг.1 показана схема заявляемого устройства.
На фиг.2, 3 показаны схемы конструктивных элементов устройства.
Корпус 1 (см. фиг.1) изготавливается из недефицитного материала, например, плотной бумаги или картона. Его внутренняя поверхность пропитана водоотталкивающим составом, например, битумным лаком, и образует водонепроницаемую оболочку. Торцы корпуса герметизированы заглушками 4 и 6 со сквозными технологическими каналами, один канал служит в качестве заливного отверстия для заполнения полости корпуса огнегасящей жидкостью, другой - для размещения патрона ВВ 8 с капсюлем-детонатором 10. Заглушки могут быть выполнены из дерева или из негорючего полимерного материала.
Конструкция предлагаемого устройства позволяет проводить его сборку непосредственно перед выполнением операции по локализации пожара. Для этого корпус 1 помещают в защитную бандажную сетку 2, устанавливают нижнюю заглушку 4 и верхнюю заглушку 6. Через сквозной канал 11 заглушки 4 в полость корпуса устанавливают водонепроницаемый чехол 9, содержащий патрон 8, например, с аммонитом, и капсюль-детонатор 10. Заглушки 4, 6 прочно скрепляют с элементами бандажной сетки 2 и корпуса 1 хомутом 3, расположенным в канавке 12. Через заливное отверстие 7 в полость корпуса 1 заливают воду, после чего полость герметизируют резьбовой пробкой 5, совмещенной со стабилизатором. Устройство готово к работе.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При подлете к очагу лесного пожара устройство сбрасывают с ЛА. Каплевидная форма корпуса, стабилизатор и скругленная часть нижней заглушки обеспечивают устойчивость падения по траектории движения и точность попадания в очаг горения. При приближении устройства к очагу горения на капсюль-детонатор через открытый канал начинает оказывать действие высокотемпературный газовый поток. При достижении необходимой температуры капсюль-детонатор срабатывает и инициирует подрыв патрона. Образующиеся при подрыве патрона газообразные продукты создают в жидкости давление до сотен атмосфер (Покровский Г.И. Взрыв. М.: Недра, 1980. 189 с), за счет чего материал корпуса разрушается в ячейках, образованных бандажной сеткой. Через образовавшиеся в ячейках отверстия огнегасящая жидкость равномерно разбрызгивается в окружающую среду и попадает на очаг горения. Существенно, что бандажная сетка обеспечивает образование множества сравнительно небольших отверстий, а струи имеют увеличенную, по сравнению с прототипом, дальнобойность, т.е. ячеистая структура бандажной сетки, охватывающей корпус устройства, обеспечивает увеличение площади обрабатываемой зоны.
Пример конкретного выполнения.
При движении к очагу горения устройства, снаряженного огнегасящей жидкостью и подрывными элементами (фиг.1), на взрывчатое вещество капсюля-детонатора 10 через канал 11 (фиг.2) начинает действовать тепловой поток от очага горения с температурой 300°С и более. При достижении критической температуры происходит подрыв термочувствительного капсюля-детонатора. Следствием срабатывания капсюля-детонатора является взрыв патрона с ВВ, например, стандартного патрона аммонита типа 6-ЖВ (Максименко Е.В., Ворожцов Б.И., Шолюта В.Н. Применение ВВ для тушения лесных пожаров / Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Материалы межд. конф. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. С.149).
Патрон 6-ЖВ в бумажном корпусе имеет длину 232 мм, диаметр 30-32 мм, массу 0,2 кг. Энергии взрыва аммонита достаточно для резкого возрастанию давления в полости устройства, которое через жидкость передается по нормали к стенке. Поскольку защитная бандажная сетка 2 препятствует полному разрушению корпуса, то наиболее уязвимыми будут ячейки 13 (фиг.3), которые будут разрушаться. Через образовавшиеся отверстия 14 вода будет выбрасываться в окружающую среду в виде струй 15. Равномерное расположение ячеек по поверхности корпуса обеспечивает равномерное распыление воды на значительное расстояние, покрывая очаг горения.
Применение предлагаемого устройства на практике позволяет успешно локализовать распространение лесных или степных пожаров. Форма корпуса, наличие стабилизатора, обтекаемого торца нижней заглушки повышает точность попадания устройства в зону горения, а наличие бандажной сетки обеспечивает равномерное орошение очага пожара. Использование термочувствительного капсюля делает устройство пригодным и для низовых, и для верховых пожаров.
Источники информации:
1 Гришин A.M. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994.
2 Сименеский A.M. Применение химических веществ в борьбе с лесными пожарами. М-Л.: Гослесбумиздат, 1950. 27 с.
3 Мокеев Г.А. Доставка жидких химикатов к лесным пожарам на самолетах. Л.: ЛенНИИХЛ, 1955. 13 с.
4 Курбатский Н.П., Валендик Э.Н. Локализация лесных пожаров накладными шнуровыми зарядами // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: Изд-во Красноярский рабочий. 1970. 384 с.
5 Максименко Е.В., Ворожцов Б.И., Шолюта В.Н. Применение ВВ для тушения лесных пожаров / Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Материалы межд. конф. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. С.149.
6 Покровский Г.И. Взрыв. М.: Недра, 1980. 189 с.