Способ создания противопожарной полосы орошения
Владельцы патента RU 2707321:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)
Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к авиации специального назначения, самолетам-пожарным со сливом жидкости в спутный поток. Способ заключается в создании противопожарной заградительной полосы орошения с помощью авиатанкера за счет слива пламягасящей жидкости из расположенного вдоль авиатанкера контейнера со сливным люком в хвостовой части, при открытии сливного люка создают разрежение в носовой части контейнера путем ее герметизации. Кроме того, разрежение в носовой части контейнера автоматически регулируют в ходе слива. Разработан способ создания протяженной противопожарной полосы с постоянной по длине шириной и обильностью орошения (например, создание заградительной полосы перед фронтом огня). 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области пожаротушения, в частности, к авиации специального назначения, самолетам-пожарным со сливом жидкости в спутный поток.
Аналогом данного изобретения является способ опорожнения авиатанкера на базе самолета Boing747 который реализуется с помощью повышенного давления, создаваемого объемом сжатого газа в носовой части контейнеров:
1. «Evergreen Airlines 747 Supertanker». Источник: YouTube. Автор: AIRBOYD Опубликовано: 17 июня 2009 г. https://www.youtube.com/watch?v=uUEqbLVfpGc (видео ссылка-замер уровня сбрасываемой жидкости);
2. «The Global Supertanker 747 VLT (N744ST)». Источник: YouTube. Автор: AIRBOYD Опубликовано: 13 декабря 2017 https://www.youtube.com/watch?v=ygXto9jdQP0 (видео размещение баллонов, давление, слив воды);
3. «747 Global SuperTanker: самый большой пожарный самолет в мире» Источник: интернет-журнал ((Популярная механика». Автор: Василий Макаров. Опубликовано 13 февраля 2017 г. https://www.popmech.ru/technologies/news-328432-747-global-supertanker-ogromnyy-samolet-tushit-lesnye-pozhary-v-chili/#part0.
Недостатками являются техническая сложность - требует специального оборудования для создания повышенного давления. Неравномерность расхода жидкости при истечении дает результат в виде зон орошения с перепадами степени увлажнения от недостаточной до избыточной. Быстрое опорожнение под давлением приводит к уменьшению длины зоны. Большие бесполезные потери на переизбыток.
Известен способ опорожнения наклоненных к хвосту баков авиатанкера ИЛ-76 (см. Фиг. 1), в котором истечение жидкости происходит при открытой заливной горловине. На современных противопожарных Ил-76 используют выливной авиационный прибор ВАП 2
1. Журнал «Авиация и космонавтика» 2003, №9, стр. 6-10
2. Журнал «Крылья Родины», 1996 №4, стр. 8-10
3. «Экипажи самолетов ВТА оказывают помощь в тушении лесных и степных пожаров в Бурятии и Забайкалье». Канал: Минобороны России Опубликовано: 14 апреля 2015 г. https://www.youtube.com/watch?v=OOUIHh7fgrc
4. Как самолет МЧС России борется с пожарами в Чили:
эксклюзивные кадры из салона Ил-76 !!!
https://www.youtube.com/watch?time_continue=198&v=fJ9AMbagMoc
5. «Выливные авиационные приборы ВАП-2» (из Интернета: mchs.gov.ru>document/219065)
6. Е.А. Москвилин. Применение авиации для тушения лесных пожаров. «Пожарная безопасность» 2009. №1, стр. 89-92
На примере модели выливной авиационный прибор ВАП-2 в масштабе М 1:17 можно видеть:
Фиг. 2 - истечение при открытом переднем дренажном отверстии. Расходная характеристика при таком истечении имеет вид, показанный на фиг. 3
По оси X показано время в секундах, по оси Y - G(r/м2) - количество жидкости на единице площади измерительной полосы. Для создания качественной заградительной противопожарной полосы достаточно G=1000 г/м2 (в масштабе модели). Видно, что этот порог превышен в 3-4 раза. И время полезного для практики истечения t~1,8 с.
Недостатком является непостоянство расхода при сливе жидкости, приводящее к образованию излишне увлажненных и широких зон орошения. Жидкость используется нерационально. Этот способ, совпадающий по большому числу признаков с настоящим предложением, может считаться прототипом.
Задачей и техническим результатом изобретения является разработка способа создания протяженной противопожарной полосы с постоянной по длине шириной и обильностью орошения (например, создание заградительной полосы перед фронтом огня).
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в способе создания противопожарной заградительной полосы орошения с помощью авиатанкера, включающем слив пламягасящей жидкости из расположенного вдоль авиатанкера контейнера со сливным люком в хвостовой части, при открытии сливного люка создают разрежение в носовой части контейнера путем ее герметизации. Кроме того, разрежение в носовой части контейнера автоматически регулируют в ходе слива
На фиг. 1 представлены авиатанкер Ил-76 и выливной авиационный прибор ВАП-2.
На фиг. 2 представлена модель выливного авиационного прибора ВАП-2 авиатанкера Ил-76. Истечение пламягасящей жидкости при открытом дренажном отверстии.
На фиг. 3 представлена расходная характеристика опыта с открытым дренажным отверстием.
На фиг. 4 представлена модель выливного авиационного прибора ВАП-2 авиатанкера Ил-76. Истечение пламягасящей жидкости при закрытом дренажном отверстии.
На фиг. 5 представлена расходная характеристика опыта с закрытым дренажным отверстием.
Реализация способа заключается в следующем: после наполнения контейнеров пламягасящей жидкостью создают на начальном этапе процесса слива разрежение в носовой части контейнера путем ее герметизации - наливной люк контейнера закрывают герметичной крышкой и открывают сливные люки.
Возможен вариант, при котором в (на) крышке заливной горловины контейнера или вблизи нее устанавливают устройство, автоматически поддерживающее степень разрежения в заданных пределах. При этом истекающий равномерный поток пламягасящей жидкости в зависимости от заданной степени разрежения может быть изменен, что позволяет управлять процессом слива.
На фиг. 4 представлена модель выливного авиационного прибора ВАП-2 авиатанкера Ил-76. Истечение пламягасящей жидкости при закрытом дренажном отверстии.
Фиг. 5 - расходная характеристика опыта с закрытым дренажным отверстием.
Характер истечения - ровный, спокойный. Расходная характеристика слегка превышает достаточную величину G (G(г/м2) - количество жидкости на единице площади измерительной полосы), сохраняя жидкость для удлинения полосы. Время истечения увеличивается до t~3,5 c., из них время в режиме «достаточного» расхода составляет t~3,3 с Соответственно, с увеличением времени слива вырастет длина зоны увлажнения.
Опыты с прозрачной моделью масштаба 1:17 показали, что жидкость вначале полностью заполняет весь объем контейнера, включая и верхний заливной патрубок, после открытия выходного клапана получает свободу перемещения, и ее верхняя часть начинает отклоняться внутрь трубы контейнера, а в нижней части образуется участок слива воды. Образуется увеличивающаяся по длине воздушная полость, движущаяся в сторону закрытого окончания цилиндра и достигающая его за примерно 2,5 с от начального момента. Эта полость имеет криволинейную форму, наибольшая кривизна и наклон свободной поверхности наблюдается в ее передней точке в месте соприкосновения с верхней границей цилиндра и составляет примерно 50° по отношению к этой границе, то есть к линии, параллельной его оси. По направлению к открытой части контейнера наклон уменьшается до 2°÷2,5°, а кривизна поверхности практически исчезает. Продвижение воздушной полости происходит с практически постоянной скоростью, а расход жидкости соответствует освобождающемуся при этом объему.
Величина расхода меняется от ~1200 г/с в начальный момент до ~1600 г/с в момент максимума, после чего резко падает. Время слива до момента максимума составляет 2,9 с. За это время расход не остается постоянным, но увеличивается к завершению процесса слива примерно на 10÷12%. Время слива с расходом, отличающимся от среднего на протяжении каждого из опытов не более чем на 10% («полезное» время) составляло примерно 3,3 с. При масштабе модели М 1:17 натурное время выхода значимого количества воды, соответствующее моделированию по критерию Фруда, составляет 
(здесь М - масштаб модели М=1:17, 3,3 - время tмодели «полезного» истечения, 4,1 - корень квадратный из масштаба модели). При скорости самолета Vн=80 м/с длина полосы орошения будет L=Vнtнатуры ≅ 1100 м.
Разработан способ создания протяженной противопожарной полосы с постоянной по длине шириной и обильностью орошения (например, создание заградительной полосы перед фронтом огня).
1. Способ создания противопожарной заградительной полосы орошения с помощью авиатанкера, включающий слив пламягасящей жидкости из расположенного вдоль авиатанкера контейнера со сливным люком в хвостовой части, отличающийся тем, что при открытии сливного люка создают разрежение в носовой части контейнера.
2. Способ создания противопожарной заградительной полосы орошения по п. 1, отличающийся тем, что разрежение в носовой части контейнера создают путем его герметизации.
3. Способ создания противопожарной заградительной полосы орошения по п. 1, отличающийся тем, что разрежение в передней части контейнера автоматически регулируют в ходе слива.
