СПОСОБ ТУШЕНИЯ ОЧАГОВ ПОЖАРОВ С ВОЗДУШНЫХ НОСИТЕЛЕЙ
METHOD TO EXTINGUISHING FIRES FROM AIRCRAFTS

Способ относится к технике пожаротушения и может быть использован преимущественно для тушения лесных пожаров с летательных аппаратов.
Известна оптико-электронная аппаратура (тепловизор), предназначенная для обзора местности с самолета (вертолета), осуществляющая сканирование земной поверхности в инфракрасной области электромагнитного спектра (М.М. Мирошников «Теоретические основы оптико-электронных приборов», «Машиностроение», Л., 1983 г, С. 55…60).
Известно, что тепловизоры используются для обнаружения лесных пожаров (см. способы по авторским свидетельствам СССР №1621958, МПК A62C 3/02, публ. 1991 г №3 и №1648505, МПК A62C 3/02, публ. 1991 г. №18).
Известны способы тушения лесных пожаров с воздуха или наземными средствами путем введения в очаг пожара огнегасящей жидкости (см., напрмер, авторское свидетельство СССР №1703136, МПК A62C 3/02, публ. 1992 г №1 и 1718982, МПК A62C 2/06, публ. 1992 г. №10.
Известно устройство, предназначенное для тушения лесных пожаров из резервуаров, переносимых к очагу пожара вертолетами или самолетами (авторское свидетельство СССР №1681870, МПК A62C 39/00, публ. 1991 г №3).
Известен способ тушения лесных пожаров с вертолета, включающий погрузку на вертолет заправленных водой емкостей в виде полиэтиленовых труб, визуальное наведение вертолета на очаг пожара, зависание над ним и сброс емкостей в зону пламени (авторское свидетельство СССР №1659068, МПК A62C 31/00, публ. 1991 г №24).
Известны тепловизоры, размещенные на воздушных носителях, и установленные на гиростабилизированной платформе (В.Г. Волков, Специальная техника, 2006 г., стр. 2…20. Также, см. каталог фирмы Пергам).
Известны тепловизоры, выполненные на базе неохлаждаемых болометрических приемников, работающих в спектральном диапазоне 8…14 мкм (патент РФ №24474401, МПК G01C 3/08, публ. 2010 г.)
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ тушения очагов пожара (патент РФ №2113872, МПК A62C 3/02 и A62C 2/00, публ. 1995 г) - ПРОТОТИП.
Этот способ - Прототип, имеет существенный недостаток:
- применение способа возможно только в равнинной местности.
Действительно, рассматривая рис. 1, видно, что в условиях равнинной местности, воздушный носитель, оборудованный предложенным в Прототипе инфракрасным сканирующим устройством, и, находящийся на высоте Н, точно сбросит воду на очаг огня, введя вручную время задержки слива, полученное заранее экспериментально. На рисунке: 1.1 -направление строительной оси летательного аппарата, 1.2 - ось визирования, α - угол визирования, 1.3 - очаг пожара, 1.4. - подстилающая поверхность.
На рис. 2 представлен схематичный чертеж гористой местности. Очаг огня (2.1) находится на некоторой высоте. Как только в полете очаг огня совпадет с осью визирования прибора - Прототипа, через заданное время задержки слива, произойдет сброс жидкости. Но этот сброс попадет в мнимый очаг пожара (2.2), гораздо дальше очага (2.1), то есть произойдет перелет жидкости. Аналогично, если очаг огня располагается в некотором углублении, сброс жидкости произойдет с недолетом (рис. 3). В этом мы неоднократно убеждались при работе с Прототипом в гористой местности Португалии.
Более того, было установлено, что белые крыши строений, характерные для южных областей, при определенном положении Солнца, вызывают ложные срабатывания Прототипа, имевщего спектральную чувствительность в области 3 мкм.
Целью изобретения нового способа является способ автоматизированного слива жидкости на очаг пожара с воздушных носителей - танкеров в условиях любой местности, в том числе и гористой.
накл.
Указанная цель достигается тем, что очаг пожара вводят в поле зрения расположенного на летательном аппарате инфракрасного устройства, например, тепловизора, осуществляют построчный обзор местности под углом визирования, на экране монитора тепловизора определяют наличие очага пожара; одновременно, сопряженным с осью визирования дальномером определяют наклонную дальность Д до очага пожара, после чего вводят параметры полета и наклонную дальность в вычислительное устройство и автоматически вычисляют время задержки слива жидкости.
Указанная цель может достигаться и без дальномера. В этом случае при помощи спутниковой навигации определяют свое положение относительно очага пожара, по электронной карте местности определяют наклонную дальность до очага пожара, вводят параметры полета и наклонную дальность, после чего автоматически вычисляют время задержки слива.
Такое решение является новым, не известным в практике тушения лесных пожаров и других очагов возгорания, а совокупность отличительных признаков не следует из уровня техники того же назначения. Существенность отличительных признаков заключается в том, что, несмотря на известность отдельных операций способа, рассмотренных в начале описания, при их введении в указанной связи, предлагаемый способ тушения очагов пожара проявляет новые свойства, что приводит к оперативности тушения очагов пожара и точности слива огнетушащей жидкости в зону пламени за счет применения регистрирующей аппаратуры и вычислительных средств.
Предлагаемый способ достаточно легко реализуется на практике, так как он требует использования доступной аппаратуры, серийно выпускаемой.
На рис. 4 изображена блок-схема устройства пожаротушения.
Способ реализуется следующим образом.
На летательном аппарате снаружи устанавливается гиростабилизированная платформа (4.1) с тепловизором (4.2), имеющим встроенную систему обработки, и лазерным дальномером (4.3). Внутри летательного аппарата размещается монитор (4.4), блок управления (4.5), вычислительный блок (4.6) и исполнительный механизм слива (4.7).
При включении на блоке управления режима «Пожаротушение» гиростабилизированная платформа устанавливается по строительной оси летательного аппарата с выбранным заранее углом визирования α (рис. 1). На мониторе в средней части экрана выделяется одна или несколько строк красного цвета (в случае черно-белого цвета свечения монитора), или другого заметного цвета, в случае цветного монитора. На рис. 5 показан экран монитора с обычными строками (5.1) и выделенными (5.2). При включении режима «Пожаротушение», в системе обработки тепловизора у чувствительных элементов строк матрицы приемника ИК излучения, соответствующих выбранным строкам на экране мониторе, существенно уменьшается «загрубляется» энергетическое разрешение с обычных значений ΔТ=0,1 град С до ΔT≥200 град. С. В этом случае все эти элементы будут подавать сигналы только при наличие очага огня с температурой порядка 700°C в зоне обзора β (рис. 6), где 6.1 - направление строительной оси.
Предложенный способ работает следующим образом.
пол..
танг.
ветр
зад.,
Летательный аппарат в режиме «Пожаротушение» визуально наводится на очаг пожара. При этом на экране монитора наблюдается подстилающая поверхность в выбранном угле обзора. Когда, благодаря движению летательного аппарата, строки матрицы тепловизора, соответствующие выделенным строкам на мониторе, в плоскости изображений с помощью оптической системы захватывают очаг пожара, на экране монитора появляется изображение очага пожара, а от дальномера в этот момент в вычислительный блок поступает величина наклонной дальности до очага пожара. Одновременно в вычислительный блок вводятся величины высоты полета Н, скорости полета V, угла тангажа ψ и скорости ветра V. По определенному алгоритму вычислительный блок вырабатывает значение времени задержки слива τ по истечению которого выдает команду на слив огнетушащей жидкости.
Заявителем была разработана математическая модель падающего с летательного аппарата облака воды с последующим вычислением алгоритма для определения времени задержки слива.
зад.
Удалось математически представить время задержки слива τ как функцию скорости летательного аппарата, высоты полета, наклонной дальности до очага пожара, угла тангажа носителя, угла визирования и скорости ветра.
зад.
зад.
Для проверки полученного алгоритма Заявитель использовал Прототип - изделие «Терма-5» со сливом воды с самолета-танкера Ан-32П на имитатор очага пожара в условиях равнинной местности. При экспериментально полученном значение времени задержки слива, равном 2 сек, обеспечивалось попадание на имитатор очага пожара центра тяжести сброшенного облака воды с вероятностью, близкой к 100%. Решение уравнения для определения времени задержки слива τ, как функции вышеперечисленных аргументов для этих же условий полета, дало аналогичное значение для τ, а именно 2 сек.
Поскольку изделие «Терма-5» не было оборудовано дальномером, в вычислениях использовалась величина наклонной дальности как:
накл.
Д=H/sinα, где α - угол визирования.