СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЛЕСНОГО ПОЖАРА Российский патент 1998 года по МПК A62C3/02 

Изобретение относится к противопожарной защите, а именно к способам локализации и тушения пожаров, в частности к локализации и тушению лесных пожаров.

Известны различные способы локализации лесных пожаров путем создания противопожарных защитных полос, включая способы локализации лесных пожаров посредством отжига (выжигания) напочвенных горючих материалов, направленного навстречу распространению фронта пожара. Например, прокладываются параллельные опорные полосы с последующим зажиганием за ними напочвенных горючих материалов (авт. св. N 1806791 A1, кл. A 62 C 2/00, 1991). Используются также бетонные плиты, укладываемые в виде защитной полосы в горной местности (авт. св. N 589991, кл. A 62 C 3/02, 1976). Недостатки данных способов: во-первых, для реализации этих способов необходимо иметь местность с дорогами, что в лесу или горах практически невыполнимо; во-вторых, данные способы малоэффективны из-за длительного времени их подготовки и осуществления, что связано с используемыми техническими средствами (например, трактором, бульдозером, вездеходом и др.), количеством доставляемых бетонных плит, а также с шириной полосы отжига, зависящей от высоты деревьев в зоне отжига, так как остановка фронта пожара возможна только при условии достаточной ширины полосы отжига. Например, при ширине полосы отжига менее высоты дерева на пути пожара огонь может распространиться дальше и встречный фронт отжига не будет ему препятствием. Таким образом, встречный фронт огня отжига является существенным, но недостаточным условием для локализации лесного пожара.

Известен способ остановки фронта лесного пожара путем создания принудительного встречного газового потока при помощи ранцевого моторного опрыскивателя марки ОРМ-2 (авт. св. N 592416, кл. A 62 C 3/02, 1987). Скорость создаваемого ОРМ-2 воздушного потока составляет 8-10 м/с. В настоящее время имеются воздуходувки наспинного ношения, скорость воздуха у которых на выходе доходит до 120 м/с. Недостатками данного способа являются малая зона действия, незначительная мощность и малое время действия, невозможность тушения высокого и верхового огня, а также требуемые определенные условия для прохода в лесу операторов с наспинными воздуходувками.

Наиболее близким по общим признакам к предлагаемому способу локализации лесного пожара является способ локализации лесных пожаров (авт. св. N 1147413A, кл. A 62 C 3/02, 1985). При использовании данного способа отжиг лесных горючих материалов осуществляется непосредственно перед фронтом пожара во всех ярусах высокотемпературными струями средств тушения пожара. Для этого применяется вездеход с реактивным или ракетным двигателем. К недостаткам этого способа относится, в первую очередь, невозможность охвата всей полосы отжига, тем более непосредственно перед фронтом пожара, что связано с особенностями лесного пожара (скоростью распространения, разноярусностью, объемностью) и используемыми средствами пожаротушения. Это также определяется, во-первых, условиями местности (в лесу или горах нет сплошных дорог); во-вторых, использование вездеходов или другой машины не дает возможности создания достаточной ширины полосы отжига из-за безопасности самого вездехода в зоне отжига; в-третьих, использование высокотемпературного газового потока не позволяет в лесу удерживать внешнюю границу отжига, что связано с малыми расстояниями между деревьями относительно их высоты, а также из-за объемного характера огня и часто из-за больших скоростей ветра (до 15-20 м/с и более).

Цель изобретения - расширение возможностей и повышение эффективности способов локализации лесных пожаров, использующих встречный относительно фронта пожара отжиг лесных горючих материалов, что достигается путем создания полосы отжига данных материалов с использованием газового потока, направленность которого противоположна распространению фронта пожара, при этом фиксирование внешней относительно фронта пожара границы полосы отжига осуществляется низкотемпературным газовым потоком, имеющим температуру меньше температуры возгорания лесных горючих материалов, а сам отжиг полосы горючих лесных материалов производится низкотемпературными и высокотемпературными газовыми потоками.

Современный научно-технологический уровень двигателестроения позволяет реализовать данный способ локализации лесных пожаров. Одним из средств достижения цели является безинерционная установки газодинамического тушения (УГДТ), используемая в сочетании с различными носителями, способствующими ее перемещению в первую очередь в сочетании с вертолетами или аналогичными летательными аппаратами. Существенными особенностями предлагаемого способа локализации лесных пожаров являются высокая мобильность и оперативность его применения, включая использование в труднодоступных для других средств пожаротушения местах, использование низко- и высокотемпературных реактивных струй газотурбинных авиационных двигателей, стабильность удержания фиксированной внешней границы полосы отжига.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого способа локализации лесного пожара с использованием вертолетов; на фиг. 2 - общая структурная схема отжига полосы горючих лесных материалов с использованием УГДТ. На фиг. 1 и 2 условно изображены: 1, 2 - вертолет; 3, 4 - установки газодинамического тушения (УГДТ), закрепленные на вертолетах; 5 - внешний источник открытого огня для поджигания горючих лесных материалов в полосе отжига; 6-8 - УГДТ.

Предлагаемый способ локализации лесных пожаров поясняется на следующих примерах.

После обнаружения пожара определяют его характеристики, включая размер очага возгорания, рельеф местности, тип горючих материалов, скорость и направление ветра, наличие жилых объектов. Затем с учетом этих данных определяют скорость распространения фронта пожара, наиболее опасные участки пожара, естественные преграды (например, река, озеро, дорога). После этого проводится анализ полученных данных и принимается решение по определению внешней границы отжига, минимальной ширине полосы отжига, количеству необходимых УГДТ и других средств пожаротушения. Количество и тип УГДТ выбираются исходя из требуемого (располагаемого) времени, необходимого для проведения отжига лесных горючих материалов, что определяется скоростью распространения пожара и безопасностью людей и объектов. Минимальная ширина полосы отжига определяется из условия невозможности дальнейшего распространения фронта пожара. Например, высота деревьев 20 м, скорость ветра 10 м/с, порыв ветра может перенести огонь с горящего дерева на 8 м. Следовательно, минимальная ширина полосы отжига равна 33 м (20+8+5 м), где 5 м - это дополнительное расстояние, увеличивающее ширину полосы отжига и повышающее гарантию остановки фронта пожара.

С учетом горючих лесных материалов, подлежащих отжигу, определяют и тип источника огня для их поджигания. Если, например, материалы сухие и легко поджигаются, то их поджигают обычным способом. Для ускорения процесса разгорания добавляют горючую жидкость, может быть использован и огнемет, а также высокотемпературный реактивный поток газотурбинного двигателя.

Одновременно с определением средств пожаротушения выбирается и способ доставки к месту пожара, и порядок их использования, снабжения топливом, обеспечения связью и т.д.

После доставки необходимого количества УГДТ в район пожара производят их осмотр и подготовку к работе. УГДТ крепят к вертолетам, соединяют необходимые электроразъемы и трубопроводы, проводят проверку систем, производят заправку топливом и требуемыми компонентами. После чего вертолеты берут курс в район отжига.

При прилете вертолетов 1, 2 с УГДТ 3, 4 к внешней границе отжига производится поджигание лесных горючих материалов 5 при помощи, например, зажигательной смеси. Одновременно включают УГДТ. При этом вертолет 1 занимает такую позицию, чтобы высокотемпературные струи двигателей УГДТ 3 не доходили до горючих лесных материалов, находящихся за пределами полосы отжига, а низкотемпературные потоки, т.е. потоки, температура которых ниже температуры воспламенения горючих лесных материалов, имели бы на внешней границе отжига скорость, достаточную для сдерживания или принудительного продвижения огня отжига в сторону внутренней границы полосы отжига, исходя из ее минимально необходимой ширины. Действие низкотемпературного потока на внешнюю границу отжига достигается путем регулирования расстояния от данной границы до среза сопла реактивного двигателя УГДТ. Снижение температуры газоструйного потока достигается и путем добавления в него пожаротушащих, охлаждающих компонентов (порошкообразных, жидких, газообразных), что расширяет диапазон использования авиационных двигателей, в том числе с большими тягами и скоростями истечения реактивной струи. Например, диапазон тяги ТВД от 1800 кг (АИ-24) до 12000 кг (НК-12), ТРД или ТРДД также имеют широкий диапазон тяг от 1500 кг (АИ-25) до 8500 кг (НК-8-2) и более, а скорость истечения струи на срезе сопла доходит до 700 м/с с температурой 500-700^oC.

Использование вертолетов с УГДТ позволяет производить отжиг в труднодоступных и удаленных районах, менять высоту и скорость полета, обеспечивая тем самым наиболее благоприятные условия для работы УГДТ. Например, пока вертолет 1 обеспечивает внешнюю границу отжига, вертолет 2 (или вертолеты) занимают такую позицию, чтобы использовать низко- и высокотемпературные газоструйные потоки УГДТ для отжига горючих лесных материалов противопожарной полосы. При малом времени, отводимом ля проведения отжига, и большом количестве УГДТ полет вертолетов производится по всей ширине полосы отжига вдоль ее длины, что показано на фиг. 2. При больших (крупномасштабных) пожарах используются различные типы УГДТ: воздушные; наземные передвижные и стационарные.

После проведения отжига лесных горючих материалов на всей минимально необходимой ширине и длине полосы отжига вертолеты с УГДТ возвращаются на временную базу, на которой производятся снятие УГДТ, предварительный осмотр и последующая транспортировка на базу их постоянной дислокации, где установки подготавливают к новой работе.

Реализация способа локализации лесных пожаров заявленного изобретения способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического и экономического результата.

Способ локализации лесного пожара с использованием отжига противопожарной полосы перед фронтом распространения пожара. Стабилизация и удержание внешней границы относительно фронта пожара полосы отжига осуществляются низкотемпературным газовым потоком и достигаются при помощи установки газодинамического тушения. При этом температура отжига ниже температуры возгорания горючих лесных материалов, а сам отжиг горючих лесных материалов производится с использованием низкотемпературных и высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа локализации лесного пожара. 2 ил.

Способ локализации лесного пожара путем создания полосы отжига горючих лесных материалов с использованием газового потока, направленность которого противоположна распространению фронта пожара, отличающийся тем, что фиксирование внешней относительно фронта пожара границы полосы отжига осуществляется низкотемпературными газовым потоком, имеющим температуру меньше температуры возгорания лесных горючих материалов, а сам отжиг полосы горючих лесных материалов производится с использованием низкотемпературных и высокотемпературных газовых потоков.