ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕАКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

Предлагаемое техническое решение относится к пожарной технике.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения выбран гидравлический реактивный беспилотный летательный аппарат (БПЛА), включающий канал подачи огнетушащего вещества, преимущественно воды, формирующий реактивную струю, описанный в статье Челышев И.В. «Летающий бандспойнт», сайт «Геологический клуб» (geoclub.ru), 2012. В ходе своего полета данное устройство обеспечивает распыление огнетушащей жидкости для тушения пожара, однако известное устройство неуправляемо и следовательно не будет использовано для тушения пожара с должной эффективностью, из-за невозможности управления траекториями его полета, невозможности возврата устройства и т.п.. В свою очередь предложенное техническое решение позволит использовать принципы, положенные в основу известного устройства - использование реактивной струи для подачи огнетушащего вещества и привода в движение БПЛА. В результате становиться возможным предложить управляемое реактивное устройство для тушения пожаров, то есть устройство которое будет эффективно при тушении пожаров и сможет быть использовано в комплексе (рое) с иными подобными устройствами.
Указанный выше технический результат достигается при использовании гидравлического реактивного беспилотного летательного аппарата (БПЛА), включающего канал подачи огнетушащего вещества, преимущественно воды, формирующий реактивную струю. В отличие от аналога БПЛА включает оголовок рукава подачи огнетушащего вещества, гидравлическую турбину с электрогенератором, и по меньшей мере, один управляемый пожарный ствол. Гидравлическая турбина может быть установлена на оголовке рукава подачи огнетушащего вещества либо на линии подачи огнетушащей жидкости в пожарный ствол. БПЛА оснащается в требуемых комбинациях средствами управления и наведения; гироскопическими средствами; средствами спутникового позиционирования; приемопередающим устройством; парашютными средствами; электрическим аккумулятором.
БПЛА базируется на наземном транспортном средстве, оборудованном гидравлической турбиной с электрогенератором. Конец рукава для подачи огнетушащего вещества, противоположный концу, закрепленному на данному устройстве, наматывается на катушку, размещаемую на транспортном средстве, например, на пожарном роботе. В транспортном положении направление реактивных сопел обеспечивает возможность управления движением транспортного средства его очисткой и/или тепловой защитой. В рабочем положении направление реактивных сопел обеспечивает возможность управления очисткой и/или тепловой защитой транспортного средства. Для обеспечения тушения пожара на значительных территориях и комплексного (роевого) использования оборудования конец рукава для подачи огнетушащего вещества, противоположный концу, закрепленному на данном первом устройстве, связан со вторым аналогичным устройством для тушения пожара. На упомянутом рукаве для подачи огнетушащего вещества, одновременно связанным с указанными первым и вторым устройствами установлен, по меньшей мере, один пожарный ствол. Таким образом, БПЛА и/или транспортное средство его базирования будут связаны электрически и/или по радиоканалу с иными БПЛА и/или транспортными средствами, используемыми в составе единого отряда, обеспечивающего тушение пожара.
Сущность и работа предложенного устройства поясняется чертежами.
Фиг. 1 - Устройство, оснащенное одним пожарным стволом.
Фиг. 2 - Устройство, оснащенное тремя пожарными стволами.
Фиг. 3, 4 - Оснащение устройства средствами управления и наведения.
Фиг. 5 - Размещение устройства на транспортном средстве.
Фиг. 6 - Использование устройств в составе отряда (роя).
1
2
1
2
В предельном случае каждое пожарное гидрореактивное устройство - БПЛА содержит (фиг. 1) единственный пожарный ствол (ствол-монитор, СМ), трубопровод (Тр) для подвода огнетушащего вещества - рабочей жидкости (РЖ), а также приборы освещения, управления и автоматики, в том числе исполнительное устройство (ИУ) для направления ствола-монитора на очаг пожара (ОП), систему управления (СУ), приемо-передатчик (ПП), систему наведения (СН). Перечисленное оборудование включено в электросеть, которая соединена с аккумуляторной батареей (АБ) и гидравлической турбиной с электрогенератором (гидроэлектрогенератором, ЭГ), расположенным на линии подачи рабочей жидкости (РЖ) в ствол-монитор (СМ). Таким образом, одна и та же среда используется для приведения устройства в движение, тушения пожара и выработки электрической энергии для средств управления, что в итоге обеспечивает решение поставленной задачи - тушение пожара при обеспечении необходимой простоты управления. Простота управления обеспечивается корректировкой направления гидравлической реактивной струи при помощи электромеханических средств питаемых энергией того же гидравлического потока. Пожарное гидрореактивное устройство может состоять (фиг.2) из нескольких стволов-мониторов (CM, СМ, …), объединенных для параллельного питания от одной линии подачи рабочей жидкости (РЖ), в данном случае несколько гидроэлектрогенераторов (ЭГ, ЭГ, …) могут быть соединены с общей электросетью, с общей аккумуляторной батареей (АБ) и общими приборами указанными выше (СУ, ПП). Использование нескольких стволов-мониторов обеспечит необходимые летные качества гидрореактивного устройства как беспилотного летательного аппарата.
1
2
n
1
2
1
4
1
4
2
3
Для повышения качества управления и безопасности эксплуатации БПЛА может содержать (фиг. 3, 4) гироскопическую систему (ГС), питаемую от гидроэлектрогенератора (ЭГ), а также парашютную систему (ПС), соединенную с гидроэлектрогенератором (ЭГ) посредством автоматики таким образом, что парашютная система приводится в действие при остановке гидроэлектрогенератора. Также, для повышения качества управления БПЛА может содержать (фиг. 3) несколько стволов-мониторов (CM, СМ, СМ), размещаемых компактно на общем коллекторе и снабженных собственными исполнительными устройствами (ИУ, ИУ). При таком исполнении единственный гидроэлектрогенератор (ЭГ) может быть установлен в коллекторе на линии подачи рабочей жидкости (РЖ) во все стволы-мониторы и обеспечивать электропитание всех приборов. В другом варианте (фиг. 4) БПЛА может содержать несколько стволов-мониторов (СМ÷СМ), размещенных на трубопроводах удаленно друг от друга и снабженных собственными исполнительными устройствами (ИУ÷ИУ), а также собственными системами наведения (СН, СН). В этом варианте один гидроэлектрогенератор (ЭГ) может быть установлен на общей линии подачи рабочей жидкости (РЖ) во все стволы-мониторы и соединен с электросетью всех приборов.
1
2
n
1
2
n
БПЛА для тушения пожаров базируется (фиг. 5, 6) на транспортном средстве (пожарный робот и т.п.), на котором будут расположены рукавные катушки (РК, РК, РК) и пожарные гидрореактивные устройства (ПГ, ПГ, ПГ), в предельном случае на одном транспортном средстве базируется одно гидрореактивное устройство. Таким образом, образуют гидрореактивную пожарную установку. Пожарные БПЛА соединены пожарными рукавами с рукавными катушками по вертикали. При использовании в составе отряда (роя) средств пожаротушения БПЛА также соединяются между собой горизонтальными пожарными рукавами, на которых при необходимости устанавливаются дополнительные стволы. В рабочем положении необходимая часть пожарных стволов направляется сверху вниз на очаг пожара (ОП). Помимо рукавной катушки транспортное средство оснащается исполнительным устройством (ИУ), а также при необходимости гидроаккумулятором (ГА), гибридным гидроэлектромотором (ГМ) и обратным клапаном (ОК). Пожарное гидрореактивное устройство (ПГ) соединено с рукавной катушкой (РК) и указанными вспомогательными элементами (ГА, ГМ, ОК) линией подачи рабочей жидкости (РЖ), между пожарным гидрореактивным устройством и рукавной катушкой линия подачи огнетушащего вещества выполнена в виде пожарного рукава.
1
2
1
2
В транспортном положении пожарный рукав должен находится на рукавной катушке, при этом часть пожарных стволов (стволов-мониторов), например, ствол-монитор (CM), могут быть направлены против направления движения (НД) транспортного средства. Также, часть стволов-мониторов в транспортном положении могут быть направлены на движитель транспортного средства, например, ствол-монитор (СМ) либо против направления заноса или в сторону крена. Для управления транспортным средством и пожарным БПЛА предусматриваются приборы освещения, управления и автоматики, которые питают от электросети с аккумуляторными батареями. С указанными электросетями соединяют электрогенераторы (ЭГ, ЭГ, …) с приводом от гидравлических турбин.
1
2
n
1
2
n
При работе устройства огнетушащее вещество - рабочая жидкость (РЖ) подается по линии подачи в пожарные стволы-мониторы (CM, СМ, СМ), необходимое направление стволов-мониторов, в том числе, на очаг пожара (ОП) задается исполнительными устройствами (ИУ, ИУ, ИУ). За счет реактивных сил, действующих на стволы-мониторы, пожарные реактивные устройства и соединительные горизонтальные рукава удерживаются над очагом пожара. Высоты расположения пожарных устройств регулируются роспуском пожарных рукавов с рукавных катушек. Управление рукавными катушками также осуществляется исполнительными устройствами. В свою очередь управление каждым исполнительным устройством (ИУ) осуществляется системой управления (СУ), которая учитывает, запрограммированные команды, данные системы наведения (СН) и команды удаленного оператора и/или компьютера. Связь между системой управления (СН) и удаленным оператором (компьютером) осуществляется через приемопередатчик (ПП).
До подачи рабочей жидкости электропитание приборов осуществляется через электросеть от аккумуляторной батареи (АБ). В рабочем режиме движение рабочей жидкости обеспечивает работу гидроэлектрогенератора (ЭГ), в результате происходит зарядка аккумуляторной батареи (АБ), также питание приборов от гидроэлектрогенератора. В общем случае исполнительные устройства (ИУ) управляют, как направлением стволов-мониторов (СМ), так и расходом рабочей жидкости (РЖ), обеспечивая необходимый вектор тяги. В итоге, обеспечивается автономная работа пожарного БПЛА с дистанционным (беспроводным) управлением от единого источника энергии (рабочей жидкости), причем работа не зависит от емкости аккумуляторной батареи. При этом, обеспечивается качество управления указанное выше.
Аналогично для транспортного средства - базы БПЛА за счет питания электросети от гидроэлектрогенератора, обеспечивается работа приборов освещения, управления и автоматики, зарядка аккумуляторных батарей и работа гибридного мотора, причем гидроаккумулятор обеспечивает плавное снижение расхода рабочей жидкости, что замедляет отключение стволов-мониторов при прекращении подачи рабочей жидкости и обеспечивает мягкую посадку пожарных БПЛА. В транспортном положении направление части стволов-мониторов против направления движения транспортного средства обеспечивает дополнительную тягу для движения при недостаточном сцеплении с основанием. Направление части стволов-мониторов на движитель транспортного средства обеспечивает его очистку от грязи и улучшение сцепления с основанием. Направление части стволов-мониторов против направления заноса или в сторону крена обеспечивает устойчивость транспортного средства. В рабочем и транспортном положении направление части стволов-мониторов на транспортное средство или на пожарные рукава обеспечивает их защиту от теплового повреждения.