ГУСЕНИЧНАЯ ПОЖАРНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к противопожарной технике и предназначена для тушения низовых и верховых лесных пожаров, особенно в труднодоступных местностях. Она также может быть использована при тушении индустриальных, степных и торфяных пожаров.
Пожары лета 2010 года выявили определенные требования к пожарной технике. Прежде всего, это возможность и скорость подъезда к водоему по пересеченной труднопроходимой местности.
Ущерб от лесных пожаров 2010 года, по данным экологов, составляет более 400 миллионов рублей. Площадь сгоревшего леса в 4,5 раза превысила площадь всех вырубок.
Используемая на пожарах техника показала несостоятельность и свое техническое несовершенство. Основным недостатком этой техники является невозможность преодолевать водные преграды глубиной более 1,5 метров. Даже небольшая лесная река шириной 10 м и глубиной 2 м становится непреодолимым препятствием для техники и не является преградой для стихии, так как при сильном ветре по упавшим деревьям огонь легко перебирается на другой берег лесной реки.
Известен лесопожарный агрегат (патент RU 2137518 Cl A62C 3/02, A01G 23/00, опубл. 20.09.1999), содержащий транспортное средство, на котором установлено устройство для подачи огнетушащего вещества, пульт управления, навесное рабочее оборудование для расчистки полосы, включающее струг для подачи грунта в катапульту. Агрегат дополнительно снабжен режущими органами для повала деревьев и срезки кустарников напроход с возможностью изменения угла атаки, составными понтонами, отвалом и лафетным стволом для подачи огнетушащей жидкости в зону горения. Понтоны установлены с боковых сторон агрегата, выполнены с возможностью раскладывания вдоль агрегата и служат емкостями для воды и огнетушащей жидкости. Отвал установлен сзади агрегата. Струг выполнен с возможностью перемещения относительно отвала.
Однако известный лесопожарный агрегат имеет следующие недостатки:
- обладает амфибийными свойствами только с расправленными вдоль агрегата понтонами, что существенно увеличивает ширину машины и ухудшает маневренность;
- скорость такой машины на плаву 4-6 км/ч, что недостаточно для движения против течения;
- агрегат имеет малый запас воды.
Известен лесопожарный агрегат (патент RU 2217197 С2 А62С 3/02, А01С 27/00, опубл. 20.06.2003), содержащий шасси военно-гусеничной машины, баки с огнетушащим веществом, пожарное оборудование и рабочее оборудование шасси. На погонном устройстве шасси установлена съемная поворотная платформа, на которой смонтированы съемные модули: кабина для размещения экипажа, пожарного расчета и пожарного оборудования, и баки с огнетушащим веществом. Платформа имеет возможность углового поворота с помощью ручного или машинного приводов в пределах ±90° от продольной оси шасси. Модуль-кабина установлена между передним и задним модуль-баками. При этом длина кабины выполнена не менее ширины крыш над моторно-трансмиссионным отделением, а установка кабины относительно оси вращения платформы (погонного устройства) выполнена по размерам: 0,5 длины кабины от ее передней стенки и не менее 0,5 ширины кабины от передней кромки крыши над моторно-трансмиссионным отделением. Рабочее оборудование шасси соединено с размещенным на платформе пожарным оборудованием посредством гибких связующих элементов. Модуль-кабина содержит по меньшей мере один дополнительный верхний люк запасного выхода, выполненный с возможностью ручного управления лафетным стволом.
Недостатками данного лесопожарного агрегата являются:
- агрегат способен передвигаться только по твердым грунтам и не может использовать в качестве транспортной магистрали реку;
- агрегат имеет большой вес, поскольку выполнен на базе танка, что не позволяет ему передвигаться по болотистой местности и подходить к водоему с заросшими травой берегами;
- конструкцией агрегата не предусмотрена заправка водой из водоема.
Известна бронированная машина (патент RU 2163496 C1 A62C 27/00, опубл. 27.02.2001), содержащая установленный на гусеничную ходовую часть броневой корпус с отделением управления и силовой установкой, размещенными в его передней части и соединенными между собой посредством приводов управления, отделением для личного состава, системой противопожарного оборудования и ручными огнетушителями, а также бак для огнегасящей жидкости с заливным и сливным патрубками, пожарный насос с заборным и напорным патрубками. При этом бак для огнегасящей жидкости укреплен на крыше корпуса. Машина снабжена насосной станцией, укрепленной на днище корпуса со смонтированными на общем основании механизмом ее включения, соединенным через карданный привод с силовой установкой, пожарным насосом с механизмом его включения, масляным насосом и раздаточным редуктором, вход которого соединен с механизмом включения насосной станции, первый выход - с масляным насосом, а второй - с механизмом включения пожарного насоса. Машина имеет гидросистему с маслопроводами, последовательно соединенными с масляным баком, совмещенным с левой кормовой дверью корпуса, масляным насосом, гидрораспределителем, масляным фильтром и гидрофицированной навеской, укрепленной посредством кронштейнов на корме корпуса. Заливной и сливной патрубки бака для огнегасящей жидкости соединены посредством переключающих кранов соответственно с напорным и заборным патрубками пожарного насоса. Гидрофицированная навеска снабжена крепежным комплектом для установки инженерного оборудования, например, плугов, скреперов, лопат. Пожарный ствол установлен в передней части корпуса на его крыше и соединен трубопроводом с напорным патрубком пожарного насоса.
Однако известная бронированная машина имеет следующие недостатки:
- машина имеет малую грузоподъемность - всего 2 т воды;
- в движение через водные преграды приводится вращением гусениц со скоростью 4-6 км/ч, что недостаточно для быстрого подхода машины к очагу пожара и для движения против течения реки.
К очагам пожаров, которые возникают по вине туристов, осуществляющих сплав на плотах по рекам, можно добраться только по реке. Пожарный самолет может доставлять 42 т за 30-60 минут в зависимости от удаленности водоема заправки.
Задача при тушении пожаров состоит в том, чтобы доставить средства тушения как можно ближе к очагу возгорания. На сегодняшний день серийно выпускаются только машины, способные передвигаться только по твердой поверхности.
Большинство населенных пунктов Российской Федерации расположено по берегам рек и в непосредственной близости от леса, поэтому для тушения лесных пожаров в качестве транспортных магистралей можно использовать лесные реки. Имея на вооружении технику, способную быстро передвигаться по реке и пополнять из нее запас воды, уничтожение огнем множества деревень и поселков можно избежать.
Согласно карте, протяженность рек России составляет 8,5 млн. км, а дорог - 970 тыс.км. Из этого следует, что в лесах рек больше, чем дорог. Следовательно, по рекам можно быстрее добраться до пожара. Эта географическая особенность до сих пор не использовалась, ввиду отсутствия специальных лесопожарных машин.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание пожарной машины, способной передвигаться по всей протяженности реки, в том числе против течения, и позволяющей быстро доставить средства тушения и экипаж в самые труднодоступные очаги возгорания, обеспечивая тем самым ускорение процесса ликвидации одновременно низовых и верховых лесных пожаров.
Указанную задачу предлагается решать установкой пожарного оборудования и насосов большой производительности на шасси армейских плавающих гусеничных транспортеров, снабженных гребными винтами или водометами, способных передвигаться по всей протяженности реки, доставляя средства тушения и экипаж в труднодоступные места, и включением в навесное оборудование машины манипулятора с лафетным стволом, манипулирование которыми позволит бороться одновременно с низовыми и верховыми пожарами.
На вооружении Российской армии находится плавающая гусеничная техника:
- ГСП - гусеничный самоходный паром инженерных войск;
- ПТС-2 - гусеничный плавающий тягач инженерных войск;
- ПТ-76 - плавающий танк;
- ПТС-М - гусеничный плавающий транспортер.
- БТР-50 - гусеничный бронетранспортер
Эти средства имеют разную грузоподъемность, но все они имеют либо гребные винты, либо водометы и способны автономно передвигаться по реке в любом направлении со скоростью 15 км/ч и имеют запас хода по воде 17 часов.
На шасси любого из перечисленных армейских гусеничных транспортеров необходимо установить следующее оборудование:
- пожарное оборудование, включающее: по меньшей мере, одну цистерну для огнегасящей смеси, пожарный насос производительностью 70 л/с и отсеки с пожарно-техническим вооружением;
- навесное оборудование, включающее: лафетный ствол, манипулятор, бульдозерный отвал, плуг, гидравлический насос, рабочую и напорную магистрали, делители потоков;
- прочее пожарное оборудование.
Пожарное оборудование может включать установку импульсного порошкового тушения, установку порошкового тушения, установку углеки-слотного тушения.
Эффективность тушения пожаров с применением такой машины возрастет многократно. Каждая лесная река становится границей распространения огня.
Технический результат - повышение эффективности тушения низовых и верховых пожаров, благодаря повышенной проходимости машины в лесном массиве, простоте преодоления водных преград, способности передвигаться по всей протяженности реки, в том числе против течения, что способствует сбережению природных ресурсов.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата разработана гусеничная пожарная машина, выполненная на базе армейского гусеничного плавающего транспортера, снабженного водяными движителями, при этом машина содержит шасси, пожарное оборудование, навесное оборудование, кабину, снабженную с внешних сторон защитой от теплового воздействия, систему управления навесным и пожарным оборудованием, систему самоорошения водой, систему запаса воздуха, причем пожарное оборудование машины включает пожарный насос, баки с огнегасящей смесью и отсеки с пожарно-техническим вооружением, а навесное оборудование машины включает лафетный ствол, манипулятор, бульдозерный отвал, плуг, гидравлический насос, рабочую и напорную гидромагистрали, делители потоков.
При этом:
- машина может быть выполнена на базе армейского самоходного парома ГСП, либо на базе армейского плавающего тягача среднего ПТС-2, либо на базе армейского плавающего танка ПТ-76, либо на базе армейского гусеничного плавающего транспортера ПТС-М; либо на базе армейского гусеничного бронетранспортера БТР-50;
- водяные движители машины могут быть выполнены в виде гребных винтов или водометов.
- защита кабины от теплового воздействия может быть выполнена в виде асбестового волокна или базальтового волокна.
- система запаса воздуха включает дополнительные баллоны с воздухом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена гусеничная пожарная машина, созданная на базе ГСП (гусеничного самоходного парома инженерных войск); на фиг.2 - вид А фиг.1; на фиг.3 - кинематическая схема пожарной машины; на фиг.4 - гидравлическая схема пожарной машины.
3
Гусеничная пожарная машина выполнена на базе армейского гусеничного самоходного парома инженерных войск - ГСП (фиг.1), - содержащего шасси 1, оснащенное водяными движителями 2, которыми являются два гребных винта (фиг.2). Машина имеет моторный отсек 3 (фиг.1), в котором установлен двигатель 4 марки ЯМЗ-238Б (фиг.9) мощностью 310 л.с., обеспечивающий груженой машине скорость движения на воде 15 км/ч. Двигатель 4 и гребные винты 2, каждый из которых может вращаться в любую сторону, придают машине абсолютную маневренность и возможность передвижения против течения. Машина имеет кабину 5 (фиг.1), оснащенную с внешних сторон защитой от теплового воздействия 6, выполненной в виде асбестового волокна, либо базальтового волокна. Кабина может быть обшита любым другим материалом, обладающим огнестойкими свойствами. Внутри кабина 5 рассчитана на пять человек: механика-водителя; оператора оборудования; трех бойцов пожарной бригады. В кабине 5 расположена система управления гидравлическим, навесным и пожарным оборудованием (фиг.3), включаемая оператором из кабины 5 (фиг.1). В моторном отсеке 3 (фиг.1), кроме двигателя 4, расположены: коробка переключения передач (КПП), раздаточная коробка (РК), коробка отбора мощности (КОМ), устройство дополнительного отбора мощности (ДОМ). В машине установлено пожарное оборудование, включающее: баки с огнегасящей смесью 7, отсеки с пожарно-техническим вооружением 8, пожарный насос 9 (фиг.3). Баки для огнегасящей жидкости 7 (фиг.1) представляют собой металлические резервуары, разделенные перегородками, соединенные гибкими армированными рукавами. Общая емкость баков 7 составляет 15 м. Отсеки с пожарно-техническим вооружением 8 (фиг.1) расположены по бортам машины. Они содержат: всасывающий рукав; бензопилу; мотопомпу и комплекты тройников, напорных рукавов, переходников, гидроэлеваторов, стволов, багров, ломов, углекислотных огнетушителей штыковых и совковых лопат. Пожарный насос 9 (фиг.3) расположен в средней части корпуса и соединен гибкими армированными рукавами с лафетным стволом 10, баками 7 и входным патрубком для забора воды из водоема (на фигурах не показан), что позволяет ему, при необходимости, закачивать воду прямо из водоема. Пожарный насос 9 способен как выкачивать воду из баков 7, так и закачивать ее со скоростью 70 л/с. Пожарный насос 9 приводится в действие от коробки отбора мощности (КОМ) системы управления 23 (фиг.3), включаемой из кабины экипажа. На машине установлено навесное оборудование, включающее лафетный ствол 10, манипулятор 11 (фиг.1) с тремя гидроцилиндрами манипулятора 15 (фиг.4), бульдозерный отвал 12 (фиг.1) с гидроцилиндром отвала 16 (фиг.4), плуг 13 (фиг.1) с гидроцилиндром плуга 17 (фиг.4), гидравлический насос 14 (фиг.3-4), делитель потоков манипулятора 18 (фиг.4), делитель потоков бульдозерного отвала 19 (фиг.4), делитель потоков плуга 20 (фиг.4), рабочую 21 и напорную 22 гидромагистрали (фиг.4), предназначенные для передвижения рабочей жидкости. Манипулятор 11 предназначен для разбора завалов. Возможность управления поднятием и опусканием манипулятора обеспечивает эффективную борьбу, как с верховыми, так и с низовыми пожарами. Установка лафетного ствола 10 на манипулятор 11 обеспечивает его поднятие на высоту 12 метров, что увеличивает зону эффективного действия при верховом пожаре. Управление лафетным стволом 10 и манипулятором 11 (фиг.1) осуществляет оператор из кабины экипажа 5. На манипулятор 11 могут быть установлены специальные устройства для тушения торфяников. Бульдозерный отвал 12 (фиг.1) установлен в передней части машины и предназначен для расчистки завалов и выравнивания грунта. Благодаря бульдозерному отвалу 12 машина может валить деревья диаметром до 20 см, тем самым прокладывая себе дорогу. Лесной плуг 13 марки ПКЛ-70 установлен в задней части машины и предназначен для опашки места пожара и создания заградительных полос. Гидроцилиндры 15, 16 и 17 (фиг.4) предназначены для поднятия и опускания соответственно манипулятора 11, бульдозерного отвала 12 и плуга 13. Гидравлический насос 14 (фиг.4) расположен в моторном отсеке 3 (фиг.1). При включении гидравлического насоса 14 (фиг.4) рабочая жидкость поступает через делители потоков 18, 19, 20 к гидроцилиндрам 15, 16, 17, приводя в движение манипулятор 11, бульдозерный отвал 12 и плуг 13. Гидравлическое оборудование, к которому относятся гидроцилиндры 15, 16 и 17 (фиг.4), приводится в действие от гидравлического насоса 14, приводимого в действие от устройства дополнительного отбора мощности (ДОМ) системы управления 23 (фиг.3). Делители 18, 19 и 20 (фиг.4) предназначены для регулирования давления рабочих жидкостей соответственно гидроцилиндров 15, 16 и 17. Рабочая гидромагистраль 21 выполнена в виде системы металлических трубопроводов и гибких шлангов, проведенных - от делителя потоков манипулятора 18 к гидроцилиндрам манипулятора 15, от делителя потоков бульдозерного отвала 19 к гидроцилиндру бульдозерного отвала 16, от делителя потоков плуга 20 к гидроцилиндру плуга 17. Напорная гидромагистраль 22 выполнена в виде системы металлических трубопроводов и гибких шлангов, соединяющих гидравлический насос 14 через систему управления навесным, гидравлическим и пожарным оборудованием (фиг.3) с делителями 18, 19, 20. Редуктор 26 соединен приводами 24 гребных винтов 2, пожарного насоса 9, гидравлического насоса 14, ведущих колес 25 шасси с системой управления навесным, пожарным и гидравлическим оборудованием 23. Машина имеет систему самоорошения водой 27 (фиг.1), выполненную в виде форсунок. Система самоорошения водой 27 обеспечивает машине защиту от чрезмерного теплового воздействия и самовозгорания. На случай нештатной ситуации машина оснащена системой запаса воздуха, содержащей дополнительные баллоны с воздухом (на фигурах не показаны), расположенные в кабине 5. Пожарная машина, созданная на базе ГСП, способна добираться до места пожара по реке, в любом направлении, осуществляя при этом забор воды прямо из водоема. Общий вес машины составляет 26 тонн, при этом конструктивный вес машины - 10 тонн.
Количество баков с огнетушащим веществом и комплектность пожарного оборудования зависит от грузоподъемности базовых транспортеров. Например, учитывая грузоподъемность, на ПТ-76 можно установить одну кассету импульсного тушения, на ПТС-2 - 4 кассеты импульсного тушения.
При необходимости пожарное и навесное оборудование может быть смонтировано на базе любого транспортера, имеющего водяные движители (гребные винты, водометы), в том числе на базе гражданских транспортеров. Из гражданских плавающих транспортеров можно использовать, например, тягачи производства Курганского машиностроительного завода. Рубцовского машиностроительного завода, ЗАО «Транспорт» (г.Нижний Новгород), ООО «Спецтрансавто» (г.Кострома), оснастив их шасси водяными движителями (гребными винтами или водометами), установив необходимое пожарное и навесное оборудование согласно техническим характеристикам этих транспортеров.
Гусеничная пожарная машина работает следующим образом.
Двигаясь по реке, под управлением механика-водителя, машина использует водяные движители 2, выполненные в виде двух гребных винтов, а на отмелях применяет гусеничный ход. Благодаря наличию гребных винтов машина способна передвигаться против течения. При движении машины оператор, находящийся в кабине 5, используя лафетный ствол 10 с манипулятором 11, осуществляет ликвидацию возгорания по берегу реки на расстоянии 70 метров, одновременно обрабатывая противоположный берег специальным составом, тем самым создавая заградительную полосу от распространения огня. Таким образом, при подходе машины к месту возгорания, создается безопасная полоса для выхода ее на берег. Машина, используя бульдозерный отвал 12 и плуг 13, уходит вглубь леса, останавливая распространение огня. Используя манипулятор 11, также расчищают завалы, поднимают необходимые грузы, и, в случае необходимости, осуществляют ремонт в полевых условиях. При тушении верховых пожаров оператор поднимает манипулятор 11 с лафетным стволом 10 на высоту до 12 метров, тем самым увеличивая зону тушения. При необходимости экипаж машины прокладывает рукавную линию вглубь леса на расстояние до 2 км и производит ликвидацию возгорания при помощи ручных стволов либо ранцевых огнетушителей.
3
Предлагаемая гусеничная пожарная машина позволит значительно сократить время тушения лесных пожаров за счет увеличенного объема огнегасящей смеси. Кроме того, она имеет возможность пополнения запаса воды из водоема. Машина способна преодолевать любые водные преграды со скоростью 15 км/ч, выезжать из водоема на берег с уклоном до 35°, на заболоченный берег, что не под силу для большинства лесопожарных машин. Имея систему самоорошения и большой запас воды (10 м), а также манипулятор и лафетный ствол, имеющие возможность подниматься и опускаться, машина способна подходить близко к огню и эффективно бороться с низовыми и верховыми пожарами. Скорость передвижения по пересеченной местности, достигающая 60 км/ч, позволяет машине своевременно покинуть опасную зону после завершения работы.
Наличие в лесхозах данной гусеничной пожарной машины позволит пожарным расчетам своевременно добираться до места пожара. Преодолевая водные преграды при помощи водяных движителей со скоростью 15 км/ч, время прибытия к очагу возгорания сократится в 5-7 раз, так как объезд машин по мосту нередко составляет 50-70 км, что равняется двум часам пути по пересеченной местности.
Имея на вооружении технику в виде предлагаемой гусеничной пожарной машины, и, используя реку для передвижения таких машин, уничтожение огнем множества деревень и поселков можно избежать.
При установке специального технологического оборудования эту машину можно использовать для прокладки линий электропередачи (ЛЭП), ремонта нефтегазового трубопровода, строительства объектов в труднопроходимых местах.
Данное техническое решение актуально на сегодняшний день. Опытный образец заявляемой полезной модели изготовлен в ФГУП «Верхнетуринский машиностроительный завод» и успешно прошел опытные испытания, на основании которых имеются положительные отзывы из Департаментов лесного хозяйства различных регионов, заинтересованных в его реализации (Приложения 1-5).