УСТРОЙСТВА ДЛЯ СБРАСЫВАНИЯ ПАКЕТОВ С ВОДОЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕРТОЛЁТОВ
DEVICES FOR WATER BAG RELEASING AT FIRE EXTINGUISHING WITH USE OF HELICOPTERS

Область техники к которой относится изобретение
Изобретение относится к противопожарной технике, к приспособлениям для сбрасывания воды в пакетах с вертолетов для тушения лесных и других пожаров.
Уровень техники
Известны устройства для сбрасывания воды с вертолетов для тушения пожаров, когда вода падает вниз. При этом вода падает в виде, даже при диспергировании воды, одной большой диффузной массы. При падении эта диффузная масса покрывает определенную, не большую площадь. При этом даже при диспергировании воды часть воды падает не малыми плотными порциями. При падении на почву (пожары в лесах) эта вода может быть малоэффективна для подавления огня. При не точном попадании на интенсивно горящие участки, места орошенные водой могут быстро высыхать от близких интенсивно горящих мест и оставаться источником повышенной и/или высокой температуры. Далее, эффективность применения воды зависит от точности сбрасывания воды. При обычном сбрасывании воды есть трудность с прицельным попаданием воды на горящие участки. Возможно частичное отнесение ветром, движениями воздуха сброшенной диспергированной воды от объекта с огнем.
Было предложено устройство для тушения пожаров торфяников с воздуха посредством сбрасывания воды в заранее полученные взрывчатыми веществами воронки, RU 2452541 С1, 10.06.2012. Метод применим только для тушения горящих торфяников.
Было предложено тушить лесные пожары с помощью дирижабля, посредством выбрасывания водяных снарядов на расстояние до 300 м, приготовляемых непосредственно перед выбрасыванием, RU 2342177 С2, 27.12.2008. Использование дирижаблей для доставки воды к месту пожара и сбрасывания воды на огонь имеет очевидные недостатки, это малая скорость полета, возможные трудности приближения к пожару из-за движения воздуха. Метание водяных снарядов на расстояние до 300 м также, как кажется автору, проблематично. И при метании водяных снарядов на не малое расстояние трудно осуществлять прицеливание.
Было предложено тушить лесные пожары сбрасывая не водные пенообразующие гасящие вещества, US 2008087444 А1, 17.94.2008. Метод отличается не малой стоимостью. Прицеливание при сбрасывании не водных пенообразующих гасящих веществ может быть трудным. Было предложено тушить лесные пожары сбрасывая заранее приготовленные взрывающиеся шары, диаметром 80-100 мм наполненные песком, гравием, двуокисью углерода, щелочью, водой, гранулярными взрывчатыми веществами ("и так далее",← у авторов), RU 2004116927 А, 2006.02.27. Такой способ весьма дорог и имеет отрицательные экологические последствия (загрязнение леса, повреждение спасаемой от огня растительности взрывчатыми веществами). Было предложено тушить лесные пожары сбрасыванием воды из прочного мешка, при этом освобождение воды производится отрезанием с помощью взрыва нижней части прочного мешка, FR 2665874 А1, 1992.02.21. Метод практически идентичен простому сбрасыванию воды с вертолета из металлической емкости, так как освобождение металлической емкости от воды происходит очень быстро. Метод имеет недостаток присущий сбрасыванию немалого количества воды в одной порции, это пониженная эффективность применения воды при не точном сбрасывании. Прочный мешок используется один раз, что повышает стоимость тушения пожара. Хорошо известно сбрасывание большого количества воды с самолетов серии "Бе". Этот эффективный метод отличается большим расходом воды и сложностью применения.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является повышение эффективности использования воды сброшенной с вертолетов для тушения пожаров. Это достигается тем, что вода заранее упаковывается в бумажные пакеты, пакеты заранее загружаются в вертолет в специальном устройстве и для применения пакеты с водой сбрасываются. Пакеты с водой после сбрасывания с вертолетов набирают большую скорость и вода при ударе пакетов о почву, горящие объекты, после взрывного разрушения пакетов эффективно разбрасывается. Исключается падение воды на слабее горящие объекты большими плотными массами, что малоэффективно для тушения пожара.
При лесных пожарах при распространении огня образуются области более эффективного горения, вследствие конфигурации и расположения имевшихся горючих материалов. Это случайно особо скопившиеся листья, опавшие ветки, место их расположения (из-за движения воздуха, из-за рельефа почвы), рядом растущая растительность, отсутствие тени. Например в сухую погоду происходит локальное загорание (от полупустой пластиковой бутылки). Сначала слабое горение может медленно распространяться, затем или затухнуть или встретить скопление листьев, опавших веток, при отсутствии тени, в подходящем месте, с подходящим возникающим движением воздуха. Такое скопление разгорается и образует очаг высокой температуры. Пожар начинает распространяться. Такие очаги высокой температуры (например когда-то, кем-то сложенная куча веток) постоянно возникают при распространении огня и ответственны за распространение и поддержание пожара. При обычном сбрасывании воды есть трудность с прицельным попаданием воды на такие очаги. Влияние на точность сбрасывания оказывает, ветер, движение воздуха. При сбрасывании пакетов проще проводить прицеливание. Возможно корректирование сбрасывания пактов после сбрасывания небольшой части пакетов. Сбрасывание воды в пакетах уменьшает или полностью исключает влияние ветра и движения воздуха на точность сбрасывания воды в пакетах. При обычном сбрасывании воды вода упавшая на очаги высокой температуры в небольшом количестве может быстро испаряться и поэтому малоэффективна для тушения, так как после высыхания сильное горение затем возобновляется.
При сбрасывании воды в пакетах и не совсем точное попадание пакетов на очаги горения (рядом с ними) может приводить к разрушению сформировавшихся очагов горения с высокой температурой, вследствие воздействия ударной волны и ослаблению пожара. Известно, что хороший костер можно потушить без воды, развалив его, разбросав горящие ветки. Разбросанные ветки могут прогорать без распространения огня и гаснут. То есть сбрасывание пакетов может разрушать очаги горения, являющиеся источниками более высокой температуры, спекшиеся горящие материалы, что приводит к ослаблению горения.
Сбрасывание пакетов в большом количестве (массированное сбрасывание) может приводить к нарушению временно устойчивой, сформировавшейся при горении циркуляции горячего воздуха и ослаблению горения. Как вариант для проведения массированного сбрасывания пакетов возможно осуществление концентрирования пакетов при сбрасывании, при котором пакеты падают плотными группами.
При сбрасывание воды в пакетах происходит рассеивание пакетов, вследствие чего вода из пакетов распределяется по площади падения равномернее, небольшими порциями и после взрывного разрушения пакетов воздействие воды на горящую площадь происходит равномернее, так как отсутствуют падающие большие плотные массы воды.
Таким образом, при сбрасывании воды в пакетах для тушения лесных пожаров:
1. Возможно более точное прицеливание при сбрасывании воды. Исключается влияние на точность сбрасывания ветра, движения воздуха.
2. При сбрасывании воды возможно более равномерное распределение воды по площади горения.
3. Исключается падение воды большими порциями на лесную подстилку, на слабее горящие участки.
4. При сбрасывании воды возможно эффективное разрушение очагов горения, вследствие воздействия падающих, разрушающихся пакетов и ударной волны от их разрушения.
5. Возможно массированное сбрасывание пакетов на интенсивно горящие участки, при этом взрывной характер освобождения воды обеспечивает эффективное использование воды.
6. Взрывной характер освобождения воды при падении пакетов обеспечивает эффективное использование воды во всех случаях, например, вода не поглотиться подстилкой и попадает на подстилку после рассеивания при взрыве.
7. Взрывной характер освобождения воды при падении пакетов позволяет при концентрации пакетов, при массированном сбрасывании пакетов создавать полосу подавляющую пожар. Так, сбрасывание 1000 пакетов на расстоянии 200 метров, давая среднюю плотность падения 5 пакетов/метр при взрывном распределении воды, может давать полосу подавляющую огонь.
Современная промышленность обладает возможностью легко производить пакеты с водой разного объема в больших количествах, с малой себестоимостью. Пакеты загружаются в недорогие короба простой конструкции или в бобины на каркасе и способны долго храниться до использования. За исключением простого рассеивателя пакетов, на 100% выполняющего функцию заднего люка вертолета, не требуется модификация вертолетов. Короб с пакетами загружается в грузовой отсек вертолета через задний люк как единица тары.
Описание чертежей
Изобретение представлено в виде идеи, чертежи поясняют представленную идею.
На Фиг. 1 представлено устройство для сбрасывания пакетов с водой в виде короба.
На Фиг. 2 представлено устройство для рассеивания сбрасываемых пакетов с водой.
На Фиг. 3 представлено устройство для сбрасывания пакетов с водой в виде барабана с лентами.
Осуществление изобретения
Изобретение представлено в виде идеи, осуществление изобретения детализирует представленную идею.
Устройство для сбрасывания может быть реализовано 2 способами.
1. Способ 1. Устройство (Фиг. 1) содержит прямоугольный короб (Фиг. 1-1, верхняя плоскость и часть боковой плоскости не показаны) разделенный по вертикали на этажерки (Фиг. 1-2), для заполнения каждой этажерки и всего короба пакетами с водой. Число этажерок определяется при изготовлении устройства и определяется размером пакетов. Каждая этажерка имеет разделители (Фиг. 1-3) для исключения взаимодействия пакетов при соскальзывании пакетов с этажерок. Со сторон "А" и "Б" у короба плоскостей нет. Со сторон "А" и "Б" короб (Фиг. 1-1) имеет приспособления для закрывания этажерок (не изображены), для препятствия спонтанному выходу пакетов (соскальзывание из-за вибрации). Одно закрывающее приспособление может закрывать одну или более этажерок.
Другим компонентом устройства является рассеиватель (Фиг. 2, А) пакетов - прямоугольная, плоская поверхность у основания открытого люка, сзади вертолета, она же дверь заднего люка, после приведения ее в готовность путем поворота на оси (Фиг. 2, А-3), свисающая ниже пола вертолета. Ось закреплена на вертолете, внизу, у выходного люка. Плоская поверхность (Фиг. 2, А-1) имеет прямые ребра-направляющие (Фиг. 2, А-2), направляющие сползание-скатывание пакетов, для рассеивания пакетов. Наклон рассеивателя пакетов после приведения его в готовность у основания открытого люка, сзади вертолета, подбирается опытным путем. Число ребер-направляющих, расстояние между ними, углы рассеивания подбираются при изготовлении устройства и при тестах и должны учитывать число и размер пакетов помещающихся на ширине этажерки прямоугольного короба. Число пакетов помещающихся на ширине этажерки прямоугольного короба зависит от объема пакетов.
Прямые ребра-направляющие (Фиг. 2, А-2) служащие для рассеивания пакетов при сбрасывании, в исходном положении сложены на плоскую поверхность и могут быть или приведены в перпендикулярное плоскости положение для рассеивания пакетов или остаться в исходном состоянии для более плотного, массированного сбрасывания пакетов. Если прямые ребра-направляющие (Фиг. 2, Б-2) оставлены в исходном состоянии, на плоскую поверхность с сложенными на ней ребрами рассеивателя возможно оперативно помещать 2 ребра (Фиг. 2, А-4) для концентрирования пакетов при сбрасывании. В этом случае пакеты будут сбрасываться с ширины, пусть 40-50 см и плотнее падать на лесной пожар.
При 1 способе реализации устройства, устройство работает следующим образом. Короб, разделенный по вертикали на этажерки, заполнен пакетами с водой. Поверхности разделяющих этажерок смазаны машинным маслом. Для применения устройства открываются закрывающие короб (этажерки) со сторон "А" и "Б" приспособления (не показаны) и весь слой пакетов с этажерки выталкивается (сотрудником) к люку на приведенный в готовность рассеиватель, чтобы, скатываясь по нему, рассеиваться при падении с вертолета. Можно открывать не 1, а 2, 3 заслонки. Это обеспечит быстрое выталкивание-скатывание всех пакетов, всего водяного заряда короба, массированное сбрасывание пакетов с водой. Весь короб может иметь наклон 10-20 градусов в сторону выхода пакетов. Наклон короба подбирается опытным путем и должен обеспечивать, вместе с закрывающими приспособлениями, надежное удержание пакетов в коробе, без воздействия на пакеты. Наклон короба можно создавать перед применением. Выталкивание пакетов из короба легко автоматизировать, и иметь возможность проводить с разной скоростью.
Примечание. При этом способе реализации изобретения устройство без изменения может применяться для посадки специально подготовленных молодых саженцев деревьев с вертолетов, для подкорма диких животных.
2. Способ 2. Устройство (Фиг. 3) имеет ось (1) на которую могут наматываться 2 широких ленты (2), в итоге формируя толстый цилиндр из 2-х лент (бобину). Для использования устройства, при наматывании 2-х лент на ось, между лентами помещаются пакеты с водой (3). В итоге получается бобина, в которой между 2 лентами упакованы пакеты с водой. Намотанные на ось ленты могут разматываться (4) и собираться на 2 других оси (не изображены). При этом пакеты с водой по одной из лент как по транспортеру подаются к открытому люку и сбрасываются с вертолета. Скорость сбрасывание может регулироваться скоростью разматывания бобины с пакетами. Ось, на которую намотана заряженная пакетами бобина, 2 оси, на которые обе ленты наматываются после сбрасывания пакетов, электромоторы осуществляющие движение обеих лент, закреплены в каркасе (не показан), который загружается в вертолет как одна единица тары.
Другим компонентом устройства является рассеиватель (Фиг. 2) пакетов - прямоугольная, плоская поверхность у основания открытого люка, сзади вертолета, она же дверь заднего люка, после приведения ее в готовность путем поворота на оси (3), свисающая ниже пола вертолета. Ось закреплена на вертолете, внизу, у выходного люка. Плоская поверхность (1) имеет прямые ребра-направляющие (2), направляющие сползание-скатывание брошенных пакетов, для рассеивания пакетов. Наклон рассеивателя пакетов после приведения его в готовность у основания открытого люка, сзади вертолета, подбирается опытным путем. Число ребер-направляющих, расстояние между ними, углы рассеивания подбираются при изготовлении устройства и при тестах и должны учитывать число пакетов помещающихся на ширине этажерки прямоугольного короба. Число пакетов помещающихся на ширине этажерки прямоугольного короба зависит от объема пакетов. Прямые ребра-направляющие (2) служащие для рассеивания пакетов при сбрасывании, в исходном положении сложены на плоскую поверхность и могут быть или приведены в перпендикулярное плоскости положение для рассеивания пакетов или остаться в исходном состоянии для более плотного, массированного сбрасывания пакетов. Если прямые ребра-направляющие (2) оставлены в исходном состоянии, на плоскую поверхность с сложенными на ней ребрами рассеивателя возможно оперативно помещать 2 ребра для концентрирования пакетов при сбрасывании. В этом случае пакеты будут сбрасываться с ширины, пусть 40-50 см и плотнее падать на лесной пожар. Устройство рассеивателей для обоих случаев реализации устройства идентичны.
При 2-м способе реализации устройства, устройство работает следующим образом. Пакеты помещаются между 2 плоскими, широкими лентами. Ленты с пакетами сворачиваются спиралью, образуя бобину с пакетами. Бобины с пакетами готовятся заранее, храняться и помещаются в вертолет перед вылетом. Для применения 2 ленты одновременно разматываются, при этом пакеты с водой по одной из лент (по нижней) как по транспортеру подаются к открытому люку, у выходного люка пакеты сбрасываются на приведенный в готовность рассеиватель, чтобы скатываясь по нему рассеиваться при падении с вертолета, а 2 ленты наматываются на 2 разные оси, выше и ниже выхода пакетов.
При обоих способах реализации устройства, устройства с водой готовятся заранее, нужное количество экземпляров и быстро загружаются в вертолет перед вылетом.
Современная промышленность позволяет легко приготовлять большое число пакетов разного объема.