БАК ДЛЯ ОГНЕГАСЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ
EXTINGUISHING LIQUID TANK

Изобретение относится к сфере авиастроения, в частности, к системам пожаротушения, применяемым на летательных аппаратах, к примеру, вертолетах.
Известно устройство пожаротушения (патент GB 2437407), которое содержит подвешенный к вертолету на тросе бак для жидкости, а в кабине вертолета размещены один или несколько баков для хранения пены, которая подается по шлангу в основной бак. Для размещения контейнеров для пены предусмотрен специальный лоток. Контейнер для пены снабжен дозирующей муфтой, шаровым клапаном и датчиком для оценки оставшегося уровня раствора пены в контейнере и расходомер для измерения и контроля количества дозированного раствора пены.
Известен Противопожарный вертолет (патент RU 2347596, B64D 1/16, А62С 31/28, публ. 27.07.2006), в фюзеляже которого расположены резервуары для хранения противопожарной жидкости, с устройством выпуска жидкости под давлением для регулирования количества противопожарной жидкости, отличающийся тем, что устройство выпуска жидкости расположено в передней части нижнего отсека, а в основном резервуаре противопожарной жидкости имеется ограничительная пластина, установленная с возможностью вертикального перемещения по неподвижным направляющим таким образом, что она всегда ограничивает противопожарную жидкость в резервуаре между его стенками, в результате чего исключается смещение центра тяжести жидкости в резервуаре.
Известно устройство для сбрасывания жидкости с вертолета ([Д17] патент US 6578796, МПК B64D 1/16, публ. 04.07.2002 г.), содержащее: резервуар для размещения в нем жидкости, который прикреплен к корпусу вертолета, который должен быть расположен под корпусом, снабжен нижней поверхностью, имеющей вогнутую часть, образованной вогнутой частью стенки и имеющей отверстие для выпуска жидкости, открытое на боковой поверхности вогнутой части; створку, предусмотренную на нижней поверхности вогнутой части резервуара, с возможностью поворота вокруг его стороны ближе к нижней поверхности вогнутой части. Тем самым реализовано средство открывания и закрывания двери для приведения двери для выпуска жидкости. В соответствии с такой конструкцией, точка опоры качающейся двери поднимается на глубину вогнутой части. Следовательно, можно открывать и закрывать дверь поворотного типа, не задевая землю.
Известна авиационная система пожаротушения, наиболее близкая заявляемому решению (Патент US 2013056230, B64D 1/16, А62С 3/02, публ. 07.03.2013), которая предназначена для установки на фюзеляже вертолета и содержит основной бак, разделенный по меньшей мере на два отсека вертикально вытянутым барьером, при этом основание каждого отсека содержит открывающуюся наружу створку; и выдвижной элемент, прикрепленный к резервуару для перемещения жидкости из источника жидкости в отсеки бака, гибкий шланг прикреплен к барабану на одном конце и прикреплен к насосу на другом, предложен выдвижной шноркельный блок для переноса жидкости из источника жидкости в спиральный резервуар. Створки закреплены на шарнирах и удерживаются в закрытом положении рядом защелок. Для более равномерного распределения нагрузки в каждом из отсеков бака установлены перегородки с выполненными в них отверстиями, таким образом, нагрузка жидкости равномерно распределяется между всеми частями отсеков. Бак вмещает приблизительно 1400 л воды.
Недостатками известных устройств является небольшой запас воды, помещаемый в бак, что ограничивает их использование в процессе тушения пожара, требует большее количество полетов к месту пожара для доставки воды от источника заполнения баков, либо известные устройства не предназначены для использования в условиях низких температур.
Техническая проблема, не решенная в известных устройствах, решение которой обеспечивается заявляемой группой изобретений, заключается в создании устройства пожаротушения, способного доставить к месту пожара увеличенный запас воды до 4000 л, при этом обеспечить безопасность полетов на различных режимах, с возможностью эксплуатации в условиях отрицательных температур.
Технический результат заключается в
- повышении эффективности выполнения операций пожаротушения, выполняемых вертолетом с установленным водяным баком увеличенного размера; - минимальные доработки вертолета при первоначальной установке водяного бака на вертолет за счет конструктивного исполнения бака, учитывающее геометрию вертолета по местам установки;
- возможности применения в условиях отрицательных температур в связи с наличием элементов обогрева створок;
- расширении диапазона температур, в пределах которых осуществляются задачи по тушению пожаров за счет применения нагревательных элементов из состава противообледенительной системы.
Технический результат достигается за счет того, что в баке 1 для огнегасящей жидкости, содержащем корпус 2, который разделен на отсеки дефлекторами 11 и снабжен створками 18, в соответствии с заявляемым изобретением, - внутренняя полость бака 1 разделена на четыре отсека 3, 4, 5, 6 посредством килевой продольной балки 7 и поперечной диафрагмы 8 с перепускными клапанами 9, при этом отсеки 3, 4, 5, 6, бака 1 соединены попарно-диагонально, и образуют две независимые расходные группы, датчики 10 уровня воды установлены в каждом из отсеков 3, 4, 5, 6, в каждом из отсеков размещены поперечные дефлекторы 11 с отверстиями, на верхней панели корпуса размещены поперечные балки 12, а на торце бака 1 закреплены трубопроводы 14 для каждой из расходной групп, в нижней части бака 1 в левом переднем отсеке 3 размещен узел крепления насоса 15, сверху к баку 1 присоединен шланг 16, в нижней части по длине корпуса 2 бака 1 выполнена ниша для открывающихся створок 18, которые закреплены попарно на шарнирных петлях 21, каждая створка 18 бака 1 индивидуально оснащена электроприводом 20, каждый из которых соединен с электромагнитной муфтой 21, при этом ведомая часть электромагнитной муфты 21 соединена с валом 22, который расположен продольно внутри бака 1, на валу 22 закреплены дополнительные качалки 23, соединенные со створками 18 при помощи поводков 24 и кронштейнов 25.
При этом, корпус 2 выполнен в виде оболочки из композитных материалов, перевернутой Т-образной формы, при этом верхняя выступающая часть корпуса соответствует габаритами спецотсеку в нижней части фюзеляжа вертолета.
Также сверху бак 1 соединен шлангом 16 с баком пенообразователя 17.
При этом створки 18 закреплены А-образно.
Кроме того, перепускные клапаны 9 и края створок 18 снабжены нагревательными элементами.
При этом перепускные клапаны 9 установлены таким образом, что обеспечивается перетекание воды только в заданном направлении из отсека 3 в отсеки 4 и 6, а из отсека 5 в отсеки 4 и 6.
Предложенная конструкция бака 1, разделенного на отсеки 3, 4, 5, 6, которые образуют две расходные группы и снабжены перепускными клапанами 9, а также наличие дефлекторов 11 с отверстиями, направлена на повышение объема переносимой в баке 1 жидкости до 4000 л с защитой от гидроудара на различных режимах полета вертолета, что повышает эффективность тушения пожаров и обеспечивает безопасность полетов.
Наличие в нижней части бака 1 створок 18, размещенных в нише и закрепленных попарно на петлях 21, при этом каждая створка 18 индивидуально оснащена электроприводом 20, каждый из которых соединен с электромагнитной муфтой 21, при этом ведомая часть электромагнитной муфты 21 соединена с валом 22, который расположен продольно внутри бака 1, на валу 22 закреплены дополнительные качалки 23, соединенные со створками 18 при помощи поводков 24 и кронштейнов 25, предназначено для обеспечения различных режимов сброса воды и скоростей истечения воды, что что повышает эффективность тушения пожаров.
Применение нагревательных элементов на перепускных клапанах 9 и краях створок 18 обеспечивает возможность эффективного использования бака 1 при отрицательных температурах.
Разделение бака 1 на отсеки 3, 4, 5, 6, которые соединены попарно-диагонально и образуют две независимые расходные группы, при этом перепускные клапаны 9 установлены таким образом, что обеспечивается перетекание воды только в одном направлении из переднего левого отсека 3 в передний правый отсек 4 и задний левый отсек 6, из заднего правого отсека 5 в передний правый отсек 4 и задний левый отсек 6, обеспечивает безопасное заполнение бака 1 жидкостью, не допуская перевеса или перекоса, обеспечивая выдерживание центровки вертолета, что особенно актуально при большом рабочем объеме жидкости для повышения эффективности тушения пожаров.
Конструкция бака для огнегасящей жидкости изображена на чертежах:
фиг. 1 - Бак для огнегасящей жидкости, размещение на вертолете;
фиг. 2 - Бак, общий вид;
фиг. 3 - Бак, деление на секции;
фиг. 4 - Бак, вид на переднею часть бака;
фиг. 5 - Бак для огнегасящей жидкости совместно с баком пенообразователя, размещенные на вертолете;
фиг. 6 - Створки;
фиг. 7 - Электропривод с электромагнитной муфтой.
Бак 1 для огнегасящей жидкости размещен на вертолете, предназначенном для тушения пожаров (фиг. 1).
Бак 1 для огнегасящей жидкости состоит из корпуса 2 в виде оболочки из композитных материалов, перевернутой Т- образной формы, при этом верхняя выступающая часть корпуса 2 соответствует габаритами спецотсеку в нижней части фюзеляжа вертолета (фиг. 2).
Внутренняя полость водяного бака 1 разделена на четыре отсека 3, 4, 5, 6 посредством килевой продольной балки 7 и поперечной диафрагмы 8, снабженными перепускными клапанами 9, при этом отсеки 3, 4, 5, 6, бака 1 соединены попарно-диагонально, и образуют две независимые расходные группы (фиг. 3).
Первая расходная группа включает отсеки 3 и 5, связанные переливными трубами 28 между собой. Вторая расходная группа - отсеки 4 и 6, связанные переливными трубами 29 между собой. Перепускные клапаны 9 установлены таким образом, что обеспечивается перетекание воды только в одном направлении из переднего левого отсека 3 в передний правый отсек 4, а из заднего правого отсека 5 в задний левый отсек 6 (фиг. 4). Таким образом достигается быстрое и равномерное заполнение бака 1, не смотря на большой объем жидкости (до 4000 литров).
Датчики 10 уровня воды установлены в каждом из четырех отсеков 3, 4, 5, 6.
В каждом из отсеков размещены поперечные дефлекторы 11 (перегородки) из композитных материалов с отверстиями разного диаметра, выполненными ассиметрично по площади перегородок.
На верхней панели корпуса размещены поперечные балки 12 для крепления к штатным узлам (не показано) фюзеляжа в спецотсеке и дренажные клапаны 13 (фиг. 2, 4).
На торце бака закреплены трубопроводы 14 для каждой из расходной групп, обеспечивающие отведения огнегасящей жидкости из бака 1, при его переполнении во время заправки водой.
В нижней части бака 1 в левом переднем отсеке 3 размещен узел крепления шноркельного насоса 15. Сверху бак 1 соединен шлангом 16 с баком пенообразователя 17 (фиг. 5).
В нижней части по длине корпуса 2 бака 1 выполнена ниша для открывающихся створок 18, которые закреплены попарно на шарнирных петлях 21 А-образно (фиг. 6). При этом перепускные клапаны 9 и края створок 18 снабжены нагревательными элементами (не показано) для работы в условиях отрицательных температур.
Каждая створка 18 бака 1 индивидуально оснащена электроприводом 20 линейного типа (фиг. 7). Каждый электропривод 20 соединен с ведущей частью электромагнитной муфты 21. Ведомая часть электромагнитной муфты соединена с валом 22, расположенного продольно внутри отсека бака 1. На валу 22 с равным шагом закреплены дополнительные качалки 23, соединенные со створками 18 при помощи поводков 24 и кронштейнов 25. Данная конструкция позволят обеспечить равномерное прижатие створок 18 к баку 1 и его герметичность, а так же быструю и полную разгрузку огнегасящего состава или воды из бака 1.
При аварийном сбросе или обесточивании системы электроснабжения вертолета электромагнитные муфты 21 разъединяют электропривода 18 от створок 18 бака 1, которые автоматически открывают бак 1 на полный сброс воды.
Электропривода 20 с электромагнитными муфтами закрываться кожухами 26.
Система открытия створок 18 обеспечивает три режима сброса воды и несколько скоростей истечения потока воды из бака 1:
залпово - когда створки 18 всех четырех отсеков 3, 4, 5, 6 открываются одновременно;
поочередно в автоматическом режиме - когда створки 18 открывают последовательно под управлением контроллера (не показан) отсеки 3 и 5 первой расходной группы, по мере выработки объема воды из первой расходной группы через заданный промежуток времени автоматически открываются створки 18 отсеков 4 и 6 второй расходной группы;
поочередно в ручном режиме - когда створки 18 открывают последовательно под управлением одного из членов экипажа отсеки 3 и 5 первой расходной группы, по мере выработки объема воды из первой расходной группы и команды члена экипажа открывается створки 18 отсеков 4 и 6 второй расходной группы.
В ручном режиме пилот имеет возможность сбросить воду из отсеков 3, 5, а затем переместить вертолет в другую точку и подать сигнал на раскрытие створок 18 отсеков 4 и 6. Тем самым повышается точность и эффективность выполнения операций пожаротушения.
Производительность сброса воды может регулироваться величиной открытия створок 18, управляемых контроллером.
Заполнение бака 1 может осуществляться как в воздухе на режиме висения вертолета от спускаемого в водоем водозаборного насоса (не показан), так и на земле от подключаемого к штуцерам 27 напорного рукава (не показан).