Бомба

 

Изобретение относится к области средств активного воздействия на природные и искусственные объекты, предпочтительно доставляемые на указанные объекты самолетами и вертолетами, и может быть использовано для ликвидации пожаров, ледовых заторов, лавиноопасных ситуаций, а также для полного разрушения аварийных строений. Технический результат, получаемый при реализации устройства, состоит в уменьшении его себестоимости при одновременном расширении области применения, с увеличением эффективности за счет увеличения кинетической энергии частичек огнетушащего вещества. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области средств активного воздействия на природные и искусственные объекты, предпочтительно доставляемые на указанные объекты самолетами и вертолетами, и может быть использовано для ликвидации пожаров, ледовых заторов, лавиноопасных ситуаций, а также для полного разрушения аварийных строений.

В дальнейшем будет использован термин “коническая поверхность”, который в контексте предлагаемого описания соответствует определению, изложенному в Большом энциклопедическом словаре “Политехнический” (М.: Большая Российская энциклопедия, 1998, стр.240, 243).

Известно устройство для ликвидации пожаров (GB, заявка 2020971, 1979), содержащее корпус с отверстием для выхода огнетушащего вещества, заряд, генерирующий огнетушащее вещество, и узел инициирования работы указанного заряда.

При возникновении пожара узел инициирования (пиропатрон) подрывает указанный заряд, и образующееся в результате подрыва огнетушащее вещество (аэрозоль) через указанное отверстие поступает из корпуса в зону пожара.

Недостатком известного устройства следует признать возможность появления дополнительного очага пожара из-за срабатывания узла инициирования.

Известно использование авиационных бомб для разрушения ледяных заторов на реках, а также борьбы с лавинной опасностью.

Однако использование авиационных бомб для этих целей приводит к нарушению экологии водоема из-за взрыва взрывчатого вещества, а также возникает возможность поражения биологических объектов (людей и животных) осколками корпуса бомбы и взрывной волной.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно признать устройство для тушения пожаров (RU, патент 2073541, 1997). Известное устройство содержит эластичную оболочку, заполненную огнетушащим средством, заключенную в емкость, средство удержания емкости над зоной пожара и средство разрушения оболочки, причем емкость выполнена из сетчатого эластичного материала, а средство разрушения представляет собой взрывной заряд, смонтированный внутри эластичной оболочки в ее центре и погруженный в огнетушащее вещество.

В базовом варианте реализации устройство содержит эластичную оболочку в виде мешка, выполненного, в частности, из полиэтилена. Оболочка заполнена огнетушащим веществом, в частности жидким, и помещена в емкость, выполненную в виде металлической эластичной сетки. Средство разрушения оболочки представляет собой взрывной заряд, смонтированный внутри оболочки и погруженный в огнетушащее вещество. Средство удержания выполнено в виде пробки, к фасонной поверхности которой посредством эластичной обоймы прижаты сетчатая емкость и эластичная оболочка. Средство удержания имеет заливную горловину с отверстием, перекрытым в рабочем режиме резьбовой заглушкой, которая выполнена с отверстием под шнур к заряду. Сетчатая оболочка имеет отверстия, представляющие собой равномерно размещенные по периметру ячейки, в которые проседают участки эластичной оболочки.

Известное устройство работает следующим образом. По шнуру поступает сигнал на подрыв взрывного заряда. В результате взрыва резко возрастает давление в эластичной оболочке, которое через огнетушащее средство равномерно распространяется на всю площадь стенок указанной оболочки, участки которой продавливаются через ячейки с последующим их разрушением под напором огнетушащего средства. После разрушения эластичной оболочки огнетушащее средство беспрепятственно изливается на очаг пожара.

Недостатком известного средства следует признать его невысокую эффективность, обусловленную малой кинетической энергией частиц огнетушащего средства, изливающегося на очаг пожара.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного устройства, состоит в повышении его эффективности и одновременном расширении его возможностей.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного устройства, состоит в уменьшении его себестоимости при одновременном расширении области применения с увеличением эффективности за счет увеличения кинетической энергии частиц метаемого вещества.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать бомбу, содержащую оболочку, заполненную жидкостью или порошком, в частности огнетушащим веществом, и взрывной заряд, смонтированный внутри оболочки, причем оболочка имеет боковую поверхность, расширяющуюся к низу (предпочтительно конусной формы и, в частности, пирамидальной) и выпуклое дно, при этом поверхность дна содержит, по меньшей мере, одну впадину, глубина которой не превышает расстояния от поверхности дна до плоскости сечения, проходящего по периметру соединения дна и боковой поверхности (части) оболочки. Экспериментально было установлено, что выполнение оболочки подобным образом: расширяющаяся в нижней части конусная боковая поверхность и выпуклое дно с впадинами - приводит к резкому увеличению кинетической энергии метаемого вещества. В случае применения жидкого огнетушащего вещества (преимущественно на водной основе) происходит сбивание открытого огня с прониканием жидкости в ранее горящий материал. В случае применения порошкообразного огнетушащего вещества также происходит сбивание открытого огня с плотным прилипанием порошка к поверхности ранее горящего материала. При использовании указанных бомб для предотвращения пожара жидкость или порошок не просто покрывают поверхность горючего материала, но также проникают в него или плотно изолируют его от огня. В случае применения предложенной бомбы для сброса лавин или селевых потоков кинетическая энергия воды вызывает запрограммированный сход лавины или селя. В случае необходимости разрушения ледовых перемычек кинетическая энергия падающей воды приводит к появлению в перемычке трещин без нанесения ущерба окружающей среде. Окончательное разрушение поврежденных в результате стихийных бедствий или техногенных катастроф строений также осуществляется за счет высокой кинетической энергии метаемого вещества.

В зависимости от назначения бомба может иметь различные размеры, в том числе и размеры дна, на котором расположены впадины. В предпочтительном варианте реализации дно содержит не менее четырех указанных впадин. Также экспериментально было отмечено, что наличие регулярности в расположении впадин на дне позволяет несколько усилить кинетическую энергию метаемого вещества. При этом предпочтительно при конической форме боковой поверхности оболочки с окружностью в основании иметь расстояние между центрами впадин от 40 до 80% радиуса окружности соединения дна и конической (боковой) части, а при пирамидальной форме боковой поверхности оболочки расстояние между центрами впадин преимущественно составляет от 20 до 40% наибольшего основания периметра прямоугольника соединения дна и боковой части. Глубина впадин обычно составляет от 20 до 100% расстояния от поверхности дна до плоскости соединения дна и боковой поверхности. Оболочка может быть выполнена из полимерного материала (полиэтилена, поливинилхлорида, каучуков и т.д.) или из тканых материалов, предпочтительно покрытых водопроницаемым материалом. Основными требованиями к оболочке являются возможность создания рельефного дна и легкость разрушения оболочки. Указанные впадины могут быть отформованы при изготовлении оболочки, а также могут быть выполнены посредством прикрепления точечных участков дна к твердой опоре, размещенной внутри оболочки. Указанная твердая опора может представлять собой перфорированную перегородку, прикрепленную к внутренней стороне оболочки в месте соединения дна и боковой части оболочки, или шнур, на котором закреплен взрывной заряд. Для усиления направленного действия бомбы боковую часть оболочки выполняют из более прочного материала, чем материал нижней части; в простейшем случае для изготовления боковой части используют тот же материал, из которого выполнено дно, но с большей толщиной.

На чертеже приведен вид предлагаемой бомбы в разрезе, при этом использованы следующие обозначения: 1 - оболочка, 2 - жидкость или порошок, в частности огнетушащее вещество, 3 - взрывной заряд, 4 - опора, 5 - средства образования впадин, 6 - впадины. На чертеже показан один из способов выполнения устройства.

В дальнейшем возможные варианты реализации изобретения будут рассмотрены на следующих примерах реализации.

1. Для тушения лесного пожара была использована бомба объемом 0,72 м³, оболочка которой выполнена из полихлорвинила, причем боковая поверхность выполнена пирамидальной со сторонами основания 0,8 м. На донной части выполнено в виде регулярной решетки 16 впадин, центры которых составляют регулярную структуру, причем расстояния между центрами составили 0,2 м. Впадины образованы при формовании оболочки на стадии изготовления. Объем бомбы заполнен водой. Внутри бомбы на жестком тросе на половине расстояния между горловиной боковой поверхности и нижней точкой дна закреплена шашка тротилгексогена весом 1,2 кг. Для подрыва шашки использованы детонатор и замедлитель. Бомба предназначена для сброса с вертолета. Замедлитель настраивают с таким расчетом, чтобы взрыв шашки (с последующим разрывом оболочки) произошел на высоте 20-40 м над очагом пожара. Кинетическая энергия метаемой воды позволяет сбить даже верховой пожар с насыщением водой поверхности деревьев и земли.

2. Для тушения пожара торфяников была использована бомба объемом 1,6 м³, оболочка которой выполнена из прорезиненного брезента, причем боковая поверхность выполнена конической с радиусом основания 0,6 м. На донной части выполнено по концентрической схеме 18 впадин, расстояния между центрами которых составили 0,25 м. Впадины образованы путем пришивания на стадии изготовления оболочки участков дна к перфорированной основе, закрепленной по периметру соединения донной части и боковой части. Объем бомбы заполнен водой. Внутри бомбы на жестком тросе на одной трети расстояния между горловиной боковой поверхности и нижней точкой дна закреплена шашка прессованного ВВ с плотностью 1,7 кг/м³, скоростью детонации 7,6 км/с, весом 2,5 кг. Для подрыва шашки использован радиодетонатор. Бомба предназначена для сброса с вертолета. Радиодетонатор подрывают после сброса бомбы с таким расчетом, чтобы взрыв шашки (с последующим разрывом оболочки) произошел на высоте 20-40 м над очагом пожара. Кинетическая энергия метаемой воды позволяет потушить начинающийся пожар торфяников.

3. Для создания противопожарной просеки в степи были использованы сбрасываемые с вертолета бомбы объемом 0,1 м³, оболочки которых выполнены из полиэтилена, причем боковая поверхность бомбы выполнена конической с радиусом основания 0,2 м. На донной части выполнено 6 впадин, расстояния между центрами которых составили 0,15 м. Впадины образованы при формировании оболочки на стадии изготовления. В центре бомбы закреплена шашка ВВ, аналогичного использованному в примере 2, весом 0,5 кг. Объем бомбы заполнен водой. Для подрыва шашки использованы детонатор и замедлитель. Замедлитель настраивают с таким расчетом, чтобы взрыв (с последующим разрывом оболочки) произошел на высоте 10-20 м над поверхностью земли. Кинетическая энергия метаемой воды позволяет создать преграду для огня шириной 6 м и глубиной 0,4 м.

4. Для тушения горящего трансформатора была использована бомба объемом 0,5 м³, оболочка которой выполнена из полихлорвинила, причем боковая поверхность выполнена конической с радиусом основания 0,4 м. На донной части выполнено 9 впадин, расстояния между центрами которых составили 0,2 м. Впадины образованы при формировании оболочки на стадии изготовления. Объем бомбы заполнен порошкообразным огнетушащим средством, изолирующим горящую поверхность. Внутри бомбы на жестком тросе на половине расстояния между горловиной боковой поверхности и нижней точкой дна закреплена шашка тротилгексогена весом 1 кг. Для подрыва использован радиовзрыватель. Бомба предназначена для сброса с вертолета. Подрыв производят с таким расчетом, чтобы взрыв произошел на высоте 10-30 м над горящим трансформатором. Кинетическая энергия метаемого порошка позволила полностью сбить пламя и изолировать поверхность трансформатора от окружающей атмосферы.

5. Для провоцирования схода снежной лавины были использованы две бомбы объемом 0,4 м³, оболочки которых выполнены из полибутилвинила, причем боковая поверхность каждой бомбы была выполнена близкой к пирамидальной со сторонами основания 0,6 м. На донной части выполнено 4 впадины, расстояния между центрами которых составили 0,2 м. Впадины образованы при формировании оболочки на стадии изготовления. Бомбы заполнены водой. Внутри каждой бомбы на жестком тросе на половине расстояния между горловиной боковой поверхности и нижней точкой дна закреплен порошок аммонала весом 0,5 кг. Для подрыва использовали детонатор и огнепроводный шнур. Бомбы сбрасывали с вертолета. Огнепроводный шнур поджигают перед сбросом бомбы с таким расчетом, чтобы взрыв (с последующим разрывом оболочки) произошел на высоте 20-40 м над поверхностью. Кинетическая энергия воды вызвала сход снежной лавины.

6. Для обрушивания остатков здания, пострадавшего при землетрясении, была использована бомба, аналогичная примеру 2, также сбрасываемая с вертолета. Кинетическая энергия воды позволила полностью разрушить здание без опасности для работников МЧС.

7. Для разрушения ледовой перемычки было использовано 8 бомб, аналогичных используемой в примере 1, но с радиовзрывателем. Бомбы сбрасывали с самолета на пикировании. В результате подобной обработки на ледовой перемычке появились трещины, что позволило ледокольному буксиру разрушить перемычку.

Использование бомбы предложенной конструкции позволяет относительно ближайшего аналога расширить за счет особенностей конструкции область применения бомбы, повысить ее эффективность и значительно снизить расходы на ее производство.

Формула изобретения

1. Бомба, содержащая оболочку, заполненную жидкостью или порошком, и взрывной заряд, смонтированный внутри оболочки, отличающаяся тем, что оболочка имеет расширяющуюся к низу боковую поверхность и выпуклое дно, причем поверхность дна содержит, по меньшей мере, одну впадину, глубина которой не превышает расстояния от поверхности дна до плоскости сечения, проходящего по периметру соединения дна и боковой поверхности оболочки.

2. Бомба по п.1, отличающаяся тем, что она содержит не менее четырех указанных впадин.

3. Бомба по п.1, отличающаяся тем, что указанные впадины образуют регулярную структуру.

4. Бомба по п.1, отличающаяся тем, что боковая поверхность оболочки имеет коническую форму.

5. Бомба по п.4, отличающаяся тем, что при конической форме оболочки расстояние между центрами впадин составляет 40-80% радиуса окружности соединения дна и конической части.

6. Бомба по п.1, отличающаяся тем, что боковая поверхность оболочки выполнена пирамидальной формы.

7. Бомба по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что впадины выполнены посредством прикрепления точечных участков дна к твердой опоре, размещенной внутри оболочки.

8. Бомба по п.7, отличающаяся тем, что твердая опора представляет собою перфорированную перегородку, прикрепленную к внутренней стороне оболочки в месте соединения дна и боковой части оболочки.

9. Бомба по п.7, отличающаяся тем, что опора представляет собою шнур, на котором закреплен взрывной заряд.

РИСУНКИ

Рисунок 1