Устройство для тушения лесных пожаров
DEVICE FOR EXTINGUISHING FOREST FIRES

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к устройствам для тушения лесных пожаров водой или огнегасящей жидкостью с воздуха, устанавливаемым на самолетах-амфибиях.
Известно устройство для тушения лесных пожаров, включающее агрегат, начиненный огнегасящим составом, сбрасываемый с летательного аппарата, в качестве агрегата используют кассету с малогабаритными элементами, согласно изобретению малогабаритные элементы выполнены с возможностью за счет своей конструкции за полетное время конденсировать и накапливать в себе атмосферную воду при пронизывании восходящих потоков воздуха от пожара, проникают к продуктам горения, взрываются с образованием гасящего облака, состоящего из тела малогабаритного элемента, собранной атмосферной воды, сорбентов, и взрывной волны [патент РФ №2536240. МПК А62С 3/02. Опубл. 20.12.2014. Бюл. №35]. Известное устройство имеет ряд значительных недостатков. Вмонтированные в устройство детонирующие и взрывчатые вещества представляет повышенную опасность для окружающих. Также оно характеризуется дороговизной в изготовлении и эксплуатации, требует для хранения специально оборудованных, охраняемых помещений.
Также известно устройство, предназначенное для тушения лесных пожаров с помощью летательного аппарата, в котором одновременно доставляется металлическая сетка в сложенном виде (в виде рулона) и огнетушащий состав. При подлете летательного аппарата к очагу пожара сетка сбрасывается, быстро расправляется в воздухе и закрывает площадь пожара, после чего происходит орошение названной металлической сетки из летательного аппарата [патент РФ №2319527. МПК А62С 3/02. Опубл. 20.03.2008. Бюл. №8]. Известное устройство имеет ряд существенных недостатков. Устройство характеризуется дороговизной в производстве и эксплуатации (высокая стоимость аренды вертолета). Кроме того, его использование сопряжено с рисками работы летательного аппарата в условиях задымленности, в плотных восходящих потоках от пожара, в которых хаотично двигаются твердые горящие включения.
Известно устройство для тушения пожара с наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению характеристиками. Им является выбранное в качестве прототипа водосливное устройство, которым оборудован канадский гидросамолет-амфибия CL-215. Этот самолет-амфибия спроектирован, построен и эксплуатируется только на тушении лесных пожаров [http://www.nauka-tehnika.com.ua/nt/article/gidrosamolety/page/2].
Однако известное устройство имеет существенный недостаток. Пожарный гидросамолет-амфибия CL-215, оборудованный устройством по сливу огнегасящей жидкости на пожар, в процессе выполнения циклов (набор, сброс) набирает воду в объеме 5,5 метров кубических. При сливах на высоких скоростях (превышающих 200 км/ч) в результате действия набегающего потока воздуха выливаемая жидкость разбивается до состояния аэрозолей, и большая ее часть испаряется, не достигнув поверхности. Процесс испарения особенно усиливается при низкой влажности.
Так, проводимые при испытаниях самолета-танкера Ан-32П исследования показали, что при высоте слива 40 м на скорости 230 км/ч, при 80% влажности воздуха потери на испарении составляют до 10%, а при влажности 60% они возрастают до 50%. Аналогичная проблема потерь огнегасящей жидкости существует и для вертолетных водосливных устройств (ВСУ). При сливе с вертолета Ми-8Т до 30% теряется за счет мелкодисперсной части воды, еще 20-30% остается на ветвях и кронах верхнего полога деревьев. Таким образом, при использовании гидросамолета-амфибии CL-215 и вертолетных водосливных устройств, непроизводственные потери огнегасящей жидкости могут достигать 60%. То есть из общего объема выливаемой жидкости горящей поверхности может достигать только половина либо еще меньше [http://www.nauka-tehnika.com.ua/nt/article/gidrosamolety/page/2].
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что гидросамолет-амфибия оборудован устройством, состоящим из двух вертикально расположенных футляров. Устройство смонтировано внутри корпуса лодки гидросамолета. В футлярах размещаются контейнеры, которые наполняются огнегасящей жидкостью (водой). Наполнение контейнеров водой из естественных водоемов обеспечивают два водозаборных устройства, вмонтированных в днище гидросамолета, они же выполняют функцию водопровода для подъема забортной воды. На режиме глиссирования гидросамолета вода проходит водозаборное устройство-водопровод и под давлением своего скоростного напора попадает в емкости. После наполнения водой контейнеров, в полете производится смешивание ее в контейнере с твердыми химическими огнегасящими реагентами, осуществляется герметичная упаковка контейнеров. При подлете гидросамолета к пожару оба контейнера точечно сбрасываются на очаг возгорания.
Существенным признаком изобретения является принцип механизма по забору воды во время глиссирования гидросамолета по водной поверхности. Во время пробежки по воде из днища гидросамолета вниз выдвигаются заборно-приемное устройство в виде приемной трубы, через которое под воздействием гидродинамических сил набегающего потока вода по вертикальному желобу поднимается во внутренние емкости гидросамолета.
Механизм подъема, размещения объема воды и последующего ее сброса предусматривает:
1. Поднятие на борт гидросамолета воды.
2. Упаковку ее в герметичные контейнеры из биоразлагаемого материала.
3. Герметично упакованные контейнеры сбрасываются на пожар через специальный люк-крышку в днище гидросамолета.
Вода, сбрасываемая с заявляемого устройства в герметично упакованном контейнере, вся 100% доставляется на горящую поверхность. К тому же, при ударе о землю контейнер с водой под воздействием гидродинамических сил, создающих значительное давление внутри контейнера, разрывается и образует водно-воздушную ударную волну, которая сбивает пламя и оказывает дополнительный огнегасящий эффект.
На фиг. изображено устройство по забору, упаковке и сбросу воды на пожар. Устройство содержит два футляра-резервуара 1, футляры расположены вертикально, крепятся фланцевым соединением к днищу корпуса лодки гидросамолета 2. В днище вмонтированы водозаборные алюминиевые трубы 3, состоящие из водоприемного узла 4 в нижней части и заливного отвода 5 в верхней части. Внутрь футляров-резервуаров помещаются одноразовые биоразлагаемые контейнеры, в которые через водозаборное устройство поступает определенный объем воды 6. В днище футляра-резервуара 1 имеется отверстие, закрываемое откидной крышкой 7, снабженной электромагнитным замком 8, обеспечивающим мгновенный точечный сброс контейнеров на очаг пожара. Управление электромагнитным замком выведено на РУС (ручка управления самолетом) в виде кнопки 9.
Принцип работы устройства следующий. Гидросамолет-амфибия, заправленный полным объемом топлива, твердыми химическими огнегасящими реагентами, укомплектованный необходимым количеством биоразлагаемых контейнеров, взлетает с базового гидродрома либо сухопутного аэродрома и совершает полет по патрулированию согласно плану-заданию. При обнаружении лесного пожара производится посадка самолета на ближайший водоем, где на режиме глиссирования (0,7-0,9 V взлета) экипаж с помощью рычажной системы 10 опускает водозаборную трубу 3. Водозаборная труба заключена внутрь направляющей трубы с фторопластовыми втулками. Вода через водозаборную трубу поступает в емкость (футляр), где смешивается в контейнере с твердыми химическими огнегасящими реагентами и герметично упаковывается в биоразлагаемый контейнер. Гидросамолет-амфибия добирает скорость до взлетной и взлетает. В зоне пожара производится сброс контейнеров с огнегасящей жидкостью (водой). Пилот с помощью электрической кнопки размыкает магнитный замок 8 и открывает силовую крышку 7. Контейнер с водой покидает емкость, и весь объем жидкости в свободном падении доставляется на очаг возгорания. Во время стоянки самолета силовая крышка фиксируется с помощью троса закрытия и фиксации крышки 11.
Заявляемое изобретение позволяет совмещать две функции в одном самолете: авиапатрулирование и авиатушение, что позволяет значительно сократить расходы на авиапатрулирование и тушение лесных пожаров. Изобретение позволяет немедленно, оперативно приступить к тушению лесного пожара непосредственно после его обнаружения. Также изобретение направлено на повышение эффективности тушения лесных пожаров в начальной, зарождающейся стадии.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности тушения лесных пожаров гидросамолетом-амфибией за счет точечного сброса огнегасящей жидкости (воды), упакованной в герметичные биоразлагаемые контейнеры. При этом весь объем полностью на 100% доставляется на горящую поверхность.
Главным преимуществом изобретения является возможность точечно и эффективно воздействовать на очаг зарождающегося лесного пожара. При этом предлагаемая система отличается простотой в использовании. Дополнительное преимущество изобретения заключается в том, что предложенная система тушения (купирование лесного пожара в начальной стадии) позволяет экономить значительные средства, направляемые на авиапатрулирование и авиатушение лесных пожаров.
Сопоставительный анализ с аналогами показывает, что при других равных условиях заявляемое изобретение, установленное на гидросамолет-амфибию, будет более эффективно при тушении лесного пожара, так как сможет доставить все 100% огнегасящей жидкости (вода или вода с химическими реагентами) на очаг возгорания.