СИСТЕМА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО, ВЕРТИКАЛЬНОГО И БОКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ НА БАЗЕ ВЕРТОЛЕТА КА-32А11ВС

Полезная модель относится к средствам пожаротушения, в частности, с применением вертолета, снабженного оборудованием для пожаротушения, и предназначена для тушения пожаров в высотных зданиях, тушения пожаров с открытым очагом горения, доставки абсорбирующих жидких веществ, а также веществ для создания заграждений от распространения вредных веществ на водных поверхностях, и промывки элементов линий электропередач.
Современный город - это высотные здания, этажность которых не позволяет выполнять тушение возникающих пожаров классическими средствами. Не развитая система дорог затрудняет подъезд автотранспорта к месту чрезвычайной ситуации. Возникновение пожара на средних этажах высотных зданий не позволяют производить тушение с применением водосливных устройств (ВСУ).
Из уровня техники известен вертолет с устройством пожаротушения, снабженным дополнительным соплом, которое установлено на конце выносной штанги. Сопло связано с источником подачи воздуха. При этом внутри дополнительного сопла размещен поворотный ствол и, по крайней мере, один вертикальный пожарный ствол, направленный вниз и установленный внутри сметаемой площади винта (RU 2248916, 27.03.2005).
Недостатками данной модели являются:
- длительная подготовка к повторному вылету;
- появление нагрузки на конструкцию вследствие большого веса выносной штанги;
- существенное ухудшение управляемости при повороте сопла.
Известна вертолетная телескопическая установка для тушения пожара, содержащая телескопический пожарный ствол, водяной бак, установленный в отсеке вертолета, и насосную установку с водяным центробежным насосом. Пожарный ствол состоит из наружной трубы и внутренней трубы, плунжера с шариковым замком, установленным на внутренней трубе, и запорного клапана, установленного в задней части наружной трубы, выполнен выдвигающимся при подаче воды на месте тушения пожара с возможностью выноса сопла за зону индуктивного потока, создаваемого несущей системой винтов вертолета (RU 2240960, 27.11.2004).
Недостатками данной модели являются:
- невозможность применения пенообразователя;
- отсутствие боковой подачи огнегасящего состава;
- уборка телескопической пушки при помощи воды, что делает невозможной уборку при полной выработке.
Известна вертолетная установка тушения пожара, содержащая емкость, заключенную в поясные бандажи и подвешенную к узлам фюзеляжа, систему рукавов и трубопроводов с арматурой, включающую всасывающий рукав, рукав с пожарным стволом, коллектор с форсунками, насосы, размещенные в герметичной камере, эжектор, систему подтяга всасывающего рукава. Установка представляет собой комплекс разнообразного оборудования, позволяющего эффективно справляться с пожаром. Она может осуществлять выброс жидкости как залповым способом, так и направленным, регулируемым в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом обеспечивается неоднократный забор жидкости из ближайших источников (RU 2097276, 27.11.1997).
Основным недостатком данной конструкции является повышенная опасность для экипажа и вертолета, поскольку при тушении пожара вертолет должен подлетать к горящему объекту на довольно близкое расстояние, что создает опасность столкновения.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании установки горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета, которая исключала бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении надежности работы, эффективности пожаротушения многоэтажных зданий с возможностью регулировки направления выброса жидкости и безопасности и с применением ВСУ, подачи воды в чистом виде или с пенообразователем на безопасном расстоянии от объекта.
Указанный технический результат достигается в установке горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета, содержащей основной бак, вмонтированный в нижнюю часть фюзеляжа вертолета, размещенный на фюзеляже вертолета двигатель внутреннего сгорания с насосом, подающим жидкость от основного бака в телескопическую горизонтальную водопенную пушку или в боковую водопенную пушку, баки для пенообразователя, которые оборудованы электронасосами, нагнетающими пенообразователь в основной бак, и систему управления, включающую в себя блоки управления, расположенные в грузовой кабине, дисплей и пульты управления, расположенные в кабине экипажа на ручках управления циклическим шагом (РЦШ), на рабочем месте оператора.
Основной бак состоит из двух одинаковых отсеков левого и правого, каждый из которых имеет две створки слива воды - переднюю и заднюю.
Основной бак содержит армированный шланг всасывания с погружным электронасосом.
Телескопическая горизонтальная водопенная пушка содержит телескопический ствол с профилированным суживающимся нерегулируемым соплом и установлена на борту фюзеляжа вертолета.
Боковая водопенная пушка расположена в проеме грузовой двери вертолета.
Баки для пенообразователя размещены по левому и правому борту вертолета.
Телескопический ствол состоит из внутренней трубы, на котором при помощи переднего и заднего корпуса расположена наружная труба с пресс-масленками, при этом между наружной и внутренней трубой размещена средняя труба.
Топливный бак двигателя внутреннего сгорания отделен от вертолета противопожарными перегородками.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид установки горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета КА-32А11ВС; на фиг.2 - телескопическая горизонтальная водопенная пушка; на фиг.3 - схема расположения дисплея и пультов управления системой вертикального сброса воды, системой подачи пенообразователя, системой забора воды; на фиг.4 - пульт дисплея; на фиг.5 - пульт управления, расположенный на ручке циклического шага (один пульт на левой ручке циклического шага, второй пульт - на правой ручке циклического шага); на фиг.6 - блоки управления; на фиг.7 - схема расположения блоков управления в грузовой кабине; на фиг.8 - схема подвода пенообразователя в основной бак; на фиг.9 - левый пульт управления второго пилота; на фиг.10 - правый пульт управления второго пилота; на фиг.11 - размещение правого и левого пультов управления второго пилота в кабине экипажа; на фиг.12 - пульт управления оператора.
Установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета КА-32А11ВС содержит (см. фиг.1) телескопическую горизонтальную водопенную пушку 4, боковую водопенную пушку 5, насос 2 (HE64PR HERCULES) с двигатель внутреннего сгорания (ROTEX 582 UL99) и противопожарную систему «Модель 328» фирмы «Симплекс» в составе: основной бак 1, погружной насос 3, баки для пенообразователя 7, армированный шланг всасывания 8 и систему управления.
Телескопическая горизонтальная водопенная пушка 4 (фиг.1) содержит телескопический ствол с профилированным суживающимся нерегулируемым соплом 6 (фиг.1) и установлена на борту фюзеляжа вертолета. Телескопический ствол состоит из внутренней трубы 9 (фиг.2), переднего кольца 10, сальника 11, переднего корпуса 12, уплотнительного переднего кольца 13, переднего фланца 14, наружной трубы 15, заднего корпуса 16, уплотнительного заднего кольца 17, втулки 18, заднего кольца 19, фланца 20, шайбы 21, средней трубы 22, кольца 23 и пресс-масленок 24.
Управление работой телескопической горизонтальной пушкой, запуском и работой двигателя внутреннего сгорания осуществляется вторым пилотом с левого 31 (фиг.9) и правого пультов управления 30 (фиг.10), расположенных в кабине экипажа (фиг.11).
Управление боковой пушкой, работой двигателя внутреннего сгорания и его аварийного выключения осуществляется оператором с пульта управления оператора (фиг.12), расположенного в грузовой кабине на шпангоуте (№13).
Управление вертикальным сбросом воды, забором воды, подачей пенообразователя в основной бак осуществляется как командиром экипажа, так и вторым пилотом в равнодоступной степени с пульта дисплея (фиг.4), расположенного в кабине экипажа 26 (фиг.3) и пультов (фиг.5), расположенных на ручках циклического шага 25 (фиг.3) через блоки управления (фиг.6), расположенных на стойке 32 (фиг.7) в грузовой кабине.
Установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета КА-32А11ВС может дополнительно содержать систему обогрева баков, створок слива воды основного бака и насоса, что делает возможным применение вертолета в зимний период года.
Основной бак заявленной системы вмещает 2978,2 кг воды - вмонтирован в нижнюю часть фюзеляжа, состоит из двух одинаковых отсеков (левый и правый), в каждом отсеке две створки (передняя, задняя). Управление створками электрогидравлическое, существует возможность регулирования скорости сброса жидкости в полете за счет степени открытия створок. При обесточенной электросистеме створки открыты. Основной бак наполняется водой (режим вертолета - «висение») через армированный шланг всасывания (длиной 4 м) погружным электронасосом (производительность 63 кг/сек).
Дальность струи из телескопической горизонтальной водопенной пушки составляет около 60-70 метров. Время работы 90 секунд. Это позволяет, как производить тушение водой или пеной верхних этажей высотных зданий, так и распылять воду на очаг пожара, не входя, непосредственно, в зону горения. Для удобства посадки в кабину вертолета предусмотрена дополнительная подножка, что позволяет исключить деформацию ствола при посадке экипажа в кабину вертолета. Горизонтальная пенная струя позволяет быстро ликвидировать пожар, не входя в опасную зону очага горения.
Боковая водопенная пушка это управляемый ствол, расположенный в проеме грузовой двери вертолета с возможностью подачи струи от горизонтального до вертикального направления. Боковая водопенная пушка имеет такую же производительность как и телескопическая горизонтальная водопенная пушка, и предназначена для установки защитных пенных полос, тушения точечных, локальных очагов возгорания и заполнения водой переносных быстросборных открытых емкостей, для дальнейшего ее использования наземными службами пожаротушения
Двигатель ROTEX 582 UL99 - топливо - неэтилированный бензин с октановым числом не менее 90, расход топлива - 26 л/ч, мощность - 48 кВт (64,4 л.с.) при 6500 об/мин. Двигатель установлен на фюзеляже, слева по полету.
Установленный двигатель ROTEX 582 UL99 приводит во вращение насос, подающую жидкость в ствол пушки. При отказе стартера существует возможность запустить двигатель ручным приводом и продолжить выполнить задания. Топливный бак двигателя емкостью 10 литров отделен от вертолета противопожарными перегородками, позволяющими обеспечить защиту топливных баков вертолета при возникновении пожара в двигателе или в топливном баке ROTEX 582 UL99.
Контроль работы и управление установкой горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения осуществляется при помощи блоков управления, дисплея и пультов управления.
Блоки управления расположены на стойке в грузовой кабине, что обеспечивает легкую доступность к блокам. Блоки управления обеспечивают:
получение управляющих сигналов с дисплея (фиг.4) и пультов управления летчиков (фиг.5);
преобразование управляющих сигналов с дисплея и пультов управления в управляющие сигналы для исполнительных механизмов;
контроль работы исполнительных механизмов;
получение сигналов от датчиков, преобразование их и выдача информационных сигналов на панель дисплея.
На приборной панели пульта дисплея расположены:
главный выключатель,
задатчик подачи количества пенообразователя в процентах к имеющемуся объему воды в основном баке,
задатчик скорости сброса воды,
индикация количества воды в основном баке,
индикация наличия пенообразователя в левом и правом баках,
индикация работы электронасоса в левом и правом баках пенообразователя,
индикация работы погружного насоса,
индикация положения створок основного бака
На панели пульта управления, закрепленного на ручке циклического шага, расположены:
включатель аварийного сброса воды,
включатель штатного сброса воды,
включатель управления работой погружного насоса,
кнопка включения подачи пенообразователя.
На панели правого пульта управления второго пилота расположены:
тумблер включения и отключения электропитания системы управления пушками с лампочкой индикации наличия электропитания в сети управления пушками,
кнопка запуска двигателя внутреннего сгорания,
индикация оборотов двигателя внутреннего сгорания,
тумблер управления подачей воды в телескопическую горизонтальную водопенную пушку или в боковую водопенную пушку,
индикация перегрева двигателя внутреннего сгорания.
На панели левого пульта управления второго пилота расположены:
тумблер подачи электропитания в систему запуска двигателя внутреннего сгорания и остановки двигателя внутреннего сгорания,
тумблер регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания,
тумблер уборки телескопического ствола телескопической горизонтальной водопенной пушки.
На панели пульта управления оператора расположены:
тумблер остановки двигателя внутреннего сгорания,
тумблер регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания,
тумблер управления положением боковой водопенной пушки (рабочее - вниз/походное - вверх).
Для уборки телескопического ствола горизонтальной водопенной пушки используется сжатый воздух из компрессора вертолетного двигателя.
Для перемещения ствола боковой водопенной пушки в рабочее или походное положение используется электромеханизм.
Для удобства управления представленного устройства на ручках управления циклическим шагом левого и правого летчика располагаются пульты управления, что облегчает работу экипажа при тушении пожаров, делая равнодоступной систему управления. С пульта, расположенного на ручке циклического шага, летчик управляет забором воды, дозированной подачей пенообразователя в баки, сбросом жидкости на очаг пожара, а также ее аварийным сбросом в случае возникновения нештатных ситуаций.
Баки для пенообразователя размещены по левому и правому борту вертолета по - 150 кг жидкости в каждом, подача пенообразователя в соответствующий отсек основного бака производиться электронасосом. На каждом баке пенообразователя, с внешней стороны есть ниша для монтажа электронасоса подачи пенообразователя в основной бак. Ниша закрывается крышкой. Сигнал на включение электронасоса подается от кнопки «FOAM INJECT» пульта управления, расположенного на ручке циклического шага (1 пульт - на левой ручке циклического шага, 1 пульт - на правой ручке циклического шага). Электронасосы левого и правого баков пенообразователя включаются одновременно. Выключение электронасосов выполняется автоматически после подачи в основной бак заданного количества пенообразователя (количество пенообразователя (в %) задается на пульте дисплея летчиком).
На фиг.8 обозначена схема подвода пенообразователя в основной бак заявленной установки:
27 - тройник распределения пенообразователя;
28 - магистрали повода пенообразователя;
29 - штуцера подвода пенообразователя.
Высота применения установки горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета Ка-32А11ВС ограничена статическим потолком вертолета.
В качестве рабочей жидкости может использоваться не только вода, и водный раствор с пенообразователем, но и другие специальные жидкости.
Условия по температуре окружающей среды - от температуры на 5-10°С выше температуры замерзания рабочей жидкости, до температуры +45°С.
Установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета Ка-32А11ВС по выбору экипажа вертолета может работать в двух основных режимах:
1-й режим - вода из водяного бака в чистом виде или смешанная с пенообразователем, под давлением, которое создает насос, направляется:
- или через телескопический ствол и сопло телескопической горизонтальной водопенной пушки (доставляясь за пределы сметаемой площади несущих винтов вертолета) в горизонтальном направлении в очаг пожара,
- или через боковую водопенную пушку, размещенную в проеме грузовой двери, которая позволяет осуществлять подачу состава для пожаротушения в боковом направлении (с управлением положения струи от горизонтального - до вертикального).
Установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета Ка-32А11ВС работает следующим образом: вертолет прибывает к ближайшему водоему (водоемом глубиной не менее 0,5 м) в районе пожара, зависает и производит забор воды погружным электронасосом, в основной бак емкостью 3 куб. м. за время 40-50 сек.
Индикация информации на пульте дисплея, установленного в кабине экипажа, позволяет контролировать работу погружного насоса, уровень воды в основном баке от четверти основного бака (примерно 700 литров) до полного.
Второй пилот запускает двигатель внутреннего сгорания ROTEX 582 UL99. Для этого он на левом пульте управления тумблер подачи электропитания в систему запуска двигателя внутреннего сгорания ставит в положение «РАБОТА», на правом пульте управления тумблер включения и отключения электропитания системы управления пушками ставит в положение «ПИТАНИЕ ВКЛ», нажимает кнопку запуска двигателя внутреннего сгорания «ПУСК» и контролирует параметры запускаемого двигателя.
По команде командира экипажа, в основной бак подается пенообразователь. Для этого необходимо выбрать на задатчике подачи количества пенообразователя пульта дисплея управления количество пенообразователя и нажать кнопку включения подачи пенообразователя на пульте управления, закрепленного на ручке циклического шага.
По команде командира экипажа, второй пилот на правом пульте управления устанавливает тумблер переключения подачи вода в положение «ГОРИЗ. СТВОЛ».
Увеличивая обороты двигателя тумблером регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания левого пульта управления, насос подает воду в чистом виде или с пенообразователем в телескопическую горизонтальную водопенную пушку. Под давлением воды происходит выдвижение телескопического ствола за зону индуктивного потока, создаваемого несущими винтами вертолета.
Для обеспечения плавности хода при выдвижении и уборке телескопического ствола предусмотрена смазка уплотнений через вмонтированные в его наружную трубу пресс-масленки.
Управление водяной струей осуществляет командир экипажа. За безопасным сближением с препятствиями и за работой систем вертолета следит второй пилот и бортовой механик.
По команде командира экипажа, второй пилот убирает телескопический ствол для этого, после уменьшения оборотов двигателя внутреннего сгорания до малого газа и переводом тумблера управления подачей воды на правом пульте управления в положение «ВЕРТ. СТВОЛ», производит уборку телескопического ствола путем установки тумблера уборки телескопического ствола в положение «УБОРКА СТВОЛА». Уборка телескопического ствола осуществляется за счет давления воздуха, подаваемого из компрессора двигателей через заслонку и дроссель в телескопический ствол, что приводит телескопический ствол в исходное положение. Уменьшение габаритов телескопического ствола телескопической горизонтальной водопенной пушки способствует мобильности и маневренности вертолета.
Управление водяной струей через боковую водопенную пушку осуществляет оператор.
После окончания тушения второй пилот выключает двигатель.
2-й режим - вода через открытые, по команде командира экипажа вертолета, створки основного бака под действием собственного веса сбрасывается в вертикальном направлении.
Набор воды производится также как и в первом режиме.
Слив воды производится командиром вертолета, есть возможность слива от пульта второго пилота.
После набора воды и добавления в нее пенообразователя командир вертолета (или правый летчик) выбирает задатчиком скорости сброса воды пульта дисплея управления степень открытия сворок основного бака. Есть четыре скорости сброса воды и при помощи этого командир вертолета имеет возможность регулировать эффективность применения огнегасящего состава в сложившейся ситуации. Запрограммированный сброс воды производится путем нажатия включателя слива воды на пульте управления, закрепленного на ручке циклического шага.
Аварийный сброс воды осуществляется за время не более 6 секунд.
Сущность изобретения заключается в том, что установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения позволяет производить не только горизонтальное тушение верхних этажей зданий, а также отсечение очага пожара путем постановки пенного барьера боковой водопенной пушкой в вертикальном направлении или через створки водяного бака.
Переключение боковой водопенной пушки из горизонтального положение в вертикальное положение производится из кабины экипажа управляемой электромеханической заслонкой, а подача огнегасящего состава из ствола пушки бортовым оператором (механиком) ручной заслонкой.
Заявленная установка горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета обеспечивает эффективное целенаправленное тушение пожаров в высотных зданиях, тушения пожаров с открытым очагом горения, доставки абсорбирующих жидких веществ, а также веществ для создания заграждений от распространения вредных веществ на водных поверхностях, и промывки элементов линий электропередач.