Новые высокоэффективные технические средства пожаротушения на основе аэрокосмических технологий

А.В. Карпышев, кандидат технических наук, А.Л. Душкин, кандидат технических наук, 

Н.Н. Рязанцев, В.В. Матушкин, А.А. Афанасьев – Московский авиационный институт, 

М.Д. Сегаль, доктор технических наук ИБРАЭ 

Для успешного выполнения всего комплекса задач, стоящих перед противопожарными службами и преодоления негативных тенденций увеличения количества пожаров и материального ущерба от них, необходимо перевооружение подразделений ГПС и оснащение объектов экономики и жилого фонда современными высокоэффективными техническими средствами пожаротушения, использующими принципиально новые технологии. В связи с нарастающей угрозой террористических и диверсионных акций эта задача приобретает важнейшее государственное значение. Для успешного выполнения всего комплекса задач, стоящих перед противопожарными службами и преодоления негативных тенденций увеличения количества пожаров и материального ущерба от них, необходимо перевооружение подразделений ГПС и оснащение объектов экономики и жилого фонда современными высокоэффективными техническими средствами пожаротушения, использующими принципиально новые технологии. В связи с нарастающей угрозой террористических и диверсионных акций эта задача приобретает важнейшее государственное значение. 

По мнению специалистов наиболее перспективными являются на сегодняшний день технологии пожаротушения тонкораспыленной водой и тонкораспыленными огнетушащими веществами.

Научно-исследовательский центр новых технологий Московского авиационного института на протяжении последних 10 лет успешно ведет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новейших технических средств пожаротушения тонкораспыленной водой.

Центр располагает штатом высококвалифицированных специалистов, имеющих опыт работы в области ракетно-космической техники, гидродинамики, теплообмена, проектирования сложных технических систем и их экспериментальной отработке.

На основе передовых достижений аэрокосмической техники были созданы, отработаны и внедрены новейшие технологии пожаротушения тонкораспыленной водой. Впервые в мировой и отечественной практике создана технология, позволяющая генерировать устойчивые струи тонкораспыленной (средний размер капли 100-150 мкм) жидкости при сравнительно низких, порядка 10 атм., рабочих давлениях. 

Необходимо отметить, что создание новых технологий базировалось на глубоких теоретических и экспериментальных исследованиях с использованием численного моделирования с последующей экспериментальной верификацией разработанных расчетных кодов и проведением специальных экспериментов для получения необходимых эмпирических коэффициентов.

Создан специальный комплекс экспериментальных стендов с современным аппаратурным обеспечением для проведения самых сложных измерений:

Стенд гидродинамических испытаний, оснащенный уникальным приборным комплексом Malvern для определения размеров частиц жидкости в диапазоне от 5 до 1000 мкм, электромагнитным расходомером, приборами для определения реактивной силы струи.

Теплофизический стенд для исследования процессов теплообмена при тушении очагов возгораний тонкораспыленной водой, оснащенный уникальным тепловизором и системой лазерных датчиков.

Стенд для испытаний на электробезопасность, позволяющий определить величину тока утечки по струе огнетушащего вещества при напряжении до 36 кВ. 

Стенд для проведения огневых испытаний спринклерных и дренчерных систем пожаротушения, оснащенный современным измерительным комплексом и системой автоматического обнаружения очагов возгораний и запуска установок пожаротушения.

На основе разработанной технологии генерации тонкораспыленных струй жидкости и ее экспериментальной отработки создан модельный ряд действующих установок пожаротушения тонкораспыленной водой, обладающих высокой эффективностью пожаротушения, и успешно себя зарекомендовавших при эксплуатации. 

1. Ранцевая установка пожаротушения РУПТ -1-0,4

Статистические данные по размерам площади пожара к моменту прибытия пожарных расчетов показывают, что почти 80% всех пожаров составляют очаги площадью до 30 кв. метров. Такие пожары могут быть успешно ликвидированы с помощью ранцевой установки РУПТ -1.-0,4, технические характеристики которой позволяют быстро и эффективно осуществить тушение пожара на начальной стадии при минимальных затратах огнетушащей жидкости (до 10 л.).

Ранцевые установки обладают исключительно высокой эффективностью тушения пожаров всех классов (А,В,Е). В ходе сертификационных испытаний при использовании специального огнетушащего состава “Темперо- 01” был потушен модельный очаг ранга 15А, что соответствует площади горения 67 кв. метров. Очаг был потушен всего 10 литрами огнетушащего вещества. Установка позволяет эффективно тушить разливы любых горючих жидкостей площадью порядка 30 кв. метров, а также электроустановки под напряжением, электрокабели и кабельные трассы.

Таблица 1. Основные технические характеристики установки

Установка проста в обслуживании, после проведения инструктажа по технике и тактике применения, установкой могут успешно пользоваться сотрудники охраны и персонал объектов. Установка имеет все сертификационные документы, выданные ВНИИПО МЧС России. 

2. Передвижные установки пожаротушения

Для оперативного тушения пожаров площадью более 100 кв. метров разработана установка пожаротушения тонкораспыленной водой с запасом воды до 50 литров, которая перемещается на колесах. Применение такого устройства позволяет не только оперативно тушить пожары классов А,В и Е, но и использовать его в сочетании с переносным дыхательным аппаратом АИР, который позволяет пробыть не менее часа в очаге возгорания.

3. Пожарный объектовый микроавтомобиль МАП -2.-1.0 

Для оперативного прибытия к очагу возгорания на промышленных объектах, складах, терминалах, крупных торговых комплексах создан специальный объектовый автомобиль на базе мотоколяски "Кинешма-Кросс", который способен доставить к очагу пожара со скоростью 55 км/час двух пожарных. В комплект автомобиля входит установка пожаротушения тонкораспыленной водой с запасом воды или воды с пенообразующими добавками в количестве 100 литров, что позволяет оперативно потушить очаг возгорания твердых веществ площадью до 300 кв. метров или легковоспламеняющейся жидкости площадью до 40 –50 кв. метров. 

4. Пожарный автомобиль первой помощи (АПП) 

Автомобиль создан на базе шасси “Газель” и представляет собой высокомобильный малогабаритный комплекс для тушения наиболее часто возникающих пожаров. Автомобиль оснащен переносным монитором и ручными стволами для подачи мелкодисперсной огнетушащей жидкости, ранцевыми установками РУПТ, вспомогательным и спасательным оборудованием. Запас воды или огнетушащей жидкости составляет 350 л., стволы обеспечивают подачу огнетушащего состава с расходом до 2 л/ c с дальностью до 30 м. Мотопомпа позволяет осуществлять забор воды из внешнего источника. Боевой расчет –5 человек, рабочий отсек автомобиля обогревается специальным обогревателем. 

5. Пожарный автомобиль среднего класса 

Автомобиль создан на базе шасси “ЗиЛ” грузоподъемностью 4-5 тонн и представляет собой высокомобильный комплекс для тушения пожаров средней категории сложности. Автомобиль оснащен переносным монитором и ручными стволами для подачи мелкодисперсной огнетушащей жидкости, ранцевыми установками РУПТ, вспомогательным и спасательным оборудованием. Запас воды или огнетушащей жидкости составляет до 2 тонн. Выносной лафетный ствол позволяет осуществить подачу огнетушащего состава с расходом до 5 л/ c с дальностью до 47 м. Ручные стволы обеспечивают подачу огнетушащего состава с расходом до 2 л/ c . Мотопомпа позволяет осуществлять забор воды из внешнего источника. Боевой расчет –5 человек, рабочий отсек автомобиля обогревается специальным обогревателем. 

6. Установка пожаротушения на базе вертолета Ка-32 

В связи с отсутствием технических средств пожаротушения высотных зданий и сооружений разработана специальная вертолетная система для тушения пожаров на высотных объектах на базе вертолета Ка-32А, сертифицированного для проведения противопожарных работ в городских условиях. Дальность действия тонкораспыленной водяной струи порядка 40 - 60 метров, что дает возможность вертолету безопасно приблизиться к очагу пожара на любой высоте здания или сооружения, а запаса воды ( 700 литров) достаточно для тушения очага пожара площадью несколько сотен кв. метров.

7. Перспективные установки высокой мощности, предназначенные для тушения особо крупных и катастрофических пожаров. 

Установки такого класса необходимы, в первую очередь для защиты объектов энергетики, крупных потенциально опасных предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, нефтеналивных терминалов, хранилищ нефти, газа и нефтепродуктов, а также для подавления пожаров в высотных зданиях и сооружениях. 

В настоящее время прорабатывается вариант установки на базе авиационного газотурбинного двигателя ГТД-350, который приводит в действие компактный высокооборотный шнекоцентробежный насос производительностью 100 литров в секунду. 

Предварительные исследования и конструкторские проработки показали, что на базе достижений ракетно-космической техники возможно создать малогабаритный насосный агрегат производительностью порядка 6000 л/мин. и давлением до 1,5 МПа при частоте вращения рабочего колеса 6000 об/мин. Сухой вес такого насоса составит 70- 75 кг (сухой вес насоса НЦПН 100/100, выпускаемого промышленностью, расход 100 л/сек, давление 1,0 МПа, составляет более 400 кг). Насосный агрегат будет выполнен из нержавеющей стали, что позволит использовать любые огнетушащие составы, в том числе морскую воду. 

Установка оснащается специальными пожарными стволами, позволяющими достичь дальности струи огнетушащего вещества порядка 120- 130 метров. Опытные образцы таких стволов, генерирующие высокоимпульсные струи сверхвысокой дальности, испытаны и показали проектные параметры в ходе испытаний. 

Необходимо отметить, что использование газотурбинного двигателя значительно уменьшает массогабаритные характеристики установки. Сухой вес двигателя ГТД-350 составляет порядка 150 кг (аналогичный по мощности серийный дизельный двигатель имеет вес порядка 1500 кг). 

Модульная компоновка и небольшие весогабаритные характеристики (суммарный вес установки с монитором и стволом составит около 500 кг) позволит установить такой модуль на шасси автомобиля КАМАЗ, на автоприцепах, либо оснащать ими специальные пожарные суда и пожарные поезда и использоваться для тушения крупных пожаров высшей категории сложности. 

Наряду с разработкой профессиональный технических средств пожаротушения выполнен значительный объем НИР и НИОКР и создан модельный ряд огнетушителей нового поколения , а также бытовые системы пожаротушения, использующих технологии генерации тонкораспыленных струй жидкости.

8. Высокоэффективный воздушно-эмульсионный огнетушитель ОВЭ-6(з)-АВЕ-01

Создан универсальный высокоэффективный огнетушитель, генерирующий струю тонкораспыленной жидкости дальностью до 7- 8 м., позволяющий тушить очаги возгораний твердых веществ ранга до 6А (в том числе при тлеющем горении), что соответствует площади очага порядка 27 кв. метров, ЛВЖ ранга до 183В (183 литра бензина или любой ЛВЖ) и электроаппаратуру под напряжением до 1 кВ. Вес огнетушителя в полностью снаряженном состоянии 9 кг, объем огнетушащего вещества 6 литров. Рабочий диапазон температур огнетушителя от минус 30 до плюс 50 град. Огнетушитель безопасен для людей, что подтверждено соответствующим гигиеническим сертификатом. Огнетушитель не имеет аналогов по огнетушащей способности и температурному диапазону.

Огнетушитель успешно прошел огневые испытания в тоннеле Московского метрополитена при рабочем напряжении на контактном рельсе (825 вольт) и подтвердил высокую эффективность и безопасность при тушении под напряжением. 

Создан модельный ряд таких огнетушителей с запасом огнетушащего вещества от 2 до 50 литров. Огнетушитель объемом 2 литра является высокоэффективным и надежным средством защиты от пожаров индивидуальных транспортных средств. 

9. Системы внутриквартирного пожаротушения низкого давления 

Для повышения противопожарной защиты жилого фонда разработано специальное устройство внутриквартирного пожаротушения, генерирующее струю тонкораспыленной воды дальностью 3- 8 м, с подачей воды от обычного водопровода. Устройство позволяет эффективно подавить очаги возгорания любых горючих материалов, используемых в быту, полностью исключить ущерб от залива избыточным количеством воды, поскольку на тушение 9 кв. метров горящей поверхности требуется всего 6 л. воды. 

Устройство не наносит ущерба объектам тушения за счет малой массы водяных капель и обеспечивает осаждение вредных газообразных продуктов горения и очищение атмосферы. 

Уникальные научные разработки и технические решения в области пожаротушения, выполненные на базе достижений аэрокосмической техники, запатентованы в большинстве промышленно развитых стран мира - США, Японии, Австралии, ЮАР, Гонконге, практически во всех странах Европейского Союза. Новые высокотехнологичные технические средства пожаротушения удостоены Золотых медалей на 48-м Всемирном салоне "Брюссель-Эврика 99" и 28-м Международном салоне (апрель 2000 г., г. Женева), завоевали многочисленные награды и дипломы на Российских и Международных выставках и форумах пожарной и спасательной техники и высоких технологий. Ранцевая установка пожаротушения удостоена Премии Правительства Российской Федерации за 2000 год. 

Успешное развитие работ по созданию новых высокоэффективных технических средств пожаротушения на базе отечественных высоких технологий и их внедрение позволит перевооружить подразделения пожарной охраны МЧС России новейшей техникой, уменьшить риск возникновения и развития крупных пожаров, в особенности на потенциально опасных предприятиях и объектах, повысить противопожарную защиту объектов подземной инфраструктуры и систем жизнеобеспечения мегаполисов.