СИСТЕМА УПРЕЖДАЮЩЕГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТАНКОВ, БОЕВЫХ МАШИН ПЕХОТЫ Российский патент 1998 года по МПК A62C3/07 

Изобретение относится к системам пожаротушения танков, боевых машин пехоты (БМП), артиллерийских самоходных установок.

Широко известна система пожаротушения танков, в которой при возникновении пожара в моторно-трансмиссионном отделении (МТО) срабатывает термодатчик и аппаратура выдает команду на остановку двигателя и подачу огнегасящей смеси после его полной остановки (1).

При автоматическом или ручном тушении пожара в обитаемом отделения члены экипажа должны приоткрыть люки и дышать только через них (1, стр. 143); если позволит обстановка, экипаж должен выйти из машины, закрыть крышки люков и находиться вне машины до полного проветривания обитаемого помещения от огнегасящего состава и продуктов сгорания.

Недостатки этой системы пожаротушения следующие: не упреждает возникновения пожаров в МТО при боевых повреждениях, а тушат уже сформировавшийся пожар; запаздывание подачи огнегасящего состава при тушении пожара из-за недостаточного быстродействия термодатчиков и ожидания полной остановки двигателя; ограниченность запасов огнегасящей смеси в 4-х баллонах емкостью по 1,2 кг (2 для боевого и 2 для МТО); необходимость приоткрытия крышек люков при тушении пожара в боевой обстановке; автоматическая остановка двигателя при пожаротушении в боевой обстановке может привести к гибели экипажа и уничтожению танка.

Известна также система пожаротушения (см. Патент СССР N 1788901 A3, МКИ A 62 C 27/00, заявка N 4876114/12 от 19.10.90 года, опубл. 15.01.93, бюллетень N 2, "Система пожаротушения танков, боевых машин пехоты", автор Ю.С. Бурдаков), принятая в качестве прототипа, в которой на время пожаротушения герметизируется МТО и за счет наличия воздухопроводов, подающих извне воздух для питания двигателя и охлаждения агрегатов (стартер-генератор, радиаторы системы охлаждения, компрессор) и отводящих по воздухопроводам воздух от этих агрегатов за пределы МТО обеспечивается создание застойной газовой зоны в МТО при пожаротушении, т.е. пожаротушение производится без остановки двигателя.

Система пожаротушения прототипа имеет те же четыре вышеприведенных недостатка, за исключением последнего - после срабатывания термодатчика не требуется останавливать двигатель танка или БМП.

Задачей, решаемой изобретением, является:
упреждение возникновения пожара при боевых повреждениях агрегатов МТО в условиях наиболее опасного этапа боевых действий, ограниченного по времени (например, при атаке обороняющегося противника);
предотвращение взрыва паров топлива в надтопливном объеме топливного бака при боевых повреждениях;
обеспечение неограниченной кратности срабатывания системы пожаротушения без остановки двигателя танка (БМП) при пожаре в МТО;
защита членов экипажа от воздействия огнегасящего состава, продуктов сгорания и пороховых газов.

Указанная задача решается тем, что система дополнительно снабжена подсистемой упреждающей автоматической подачи на заданное короткое время части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем МТО и обеспечивающей герметизацию МТО после пробития брони и срабатывания датчика пробития брони в МТО, кроме того, она дополнительно снабжена подсистемой упреждающей подачи в течение продолжительного времени незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в надтопливный объем топливных баков, а также дополнительно снабжена подсистемой упреждающей ручной подачи на короткий наиболее опасный период незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем загерметизированного МТО, и наконец, система дополнительно снабжена подсистемой подачи самовсасыванием забортного воздуха в дыхательные маски членов экипажа на время тушения пожара после выключения вентиляции в обитаемом отделении.

Сравнительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа введением в систему пожаротушения новых подсистем, связанных с отбором из выпускного коллектора двигателя выхлопных газов и использованием их в качестве нейтрального газа для заполнения свободного объема МТО и бронированных отсеков, в которых размещены топливные баки. Кроме того, выхлопные газы используются для заполнения надтопливного объема топливных баков (они образуют нейтральные газовые зоны, не поддерживающие горение и предотвращающие взрыв паров топлива при боевых повреждениях). В данное техническое решение включена подсистема, обеспечивающая защиту членов экипажа от воздействия огнегасящего состава, продуктов горения и от возможного проникновения в обитаемое отделение выхлопных газов через герметичную бронеперегородку между МТО и обитаемым отделением (в случае ее разгерметизации из-за боевых повреждений) путем снабжения членов экипажа забортным воздухом самовсасыванием при выключенной вентиляции обитаемого отделения при пожаре. Преимуществами данной системы пожаротушения являются:
создание упреждающих условий в свободном объеме МТО и броневом отсеке топливных баков и в надтопливном объеме топливных баков для предотвращения пожара и взрыва паров топлива;
использование выхлопных газов двигателя в качестве нейтрального газа и огнегасящего состава;
создание условий для многократного тушения пожара в МТО без остановки двигателя:
значительное повышение надежности системы ППО;
защита членов экипажа путем использования дыхательных масок с поступлением забортного воздуха самовсасыванием при выключенной на время тушения пожара вентиляции обитаемого отделения.

Таким образом, заявленная система упреждающего пожаротушения танков соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена система упреждающего пожаротушения танков, боевых машин пехоты. На упрощенной блок-схеме системы упреждающего пожаротушения танков, боевых машин пехоты изображено: 1 - известная система пожаротушения, 2 - подсистема упреждающей автоматической подачи на заданное короткое время (примерно 1-3 мин) части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем MTO, 3 - дополнительная подсистема упреждающей подачи выхлопных газов в надтопливный объем топливных баков, 4 - дополнительная подсистема упреждающей подачи на короткий, наиболее опасный период, незначительной части отфильтрованных выхлопных газов в свободный объем загерметизированного МТО и бронированного отсека топливных баков, 5 - дополнительная подсистема подачи забортного воздуха в дыхательные маски членов экипажа самовсасыванием на время тушения пожара после выключения вентиляции в обитаемом отделении.

На чертеже представлена упрощенная блок-схема системы упреждающего пожаротушения, танков, состоящая из известной системы пожаротушения (поз. 1), включающей в себя герметичное на время пожаротушения МТО, протектированные топливные баки в бронированном отсеке, изолированном от обитаемого отделения, воздухопроводы, подводящие воздух извне к двигателю и агрегатам, требующим охлаждения, и отводящие от этих агрегатов воздух за пределы МТО, баллоны с огнегасящим составом, оптические датчики в обитаемом отделении и термодатчики в МТО, аппаратуру, управляющую пожарным оборудованием, герметичную бронированную перегородку между обитаемым отделением и МТО. Серийная система пожаротушения обеспечивает автоматическое и ручное включение при работающем и неработающем двигателе. Система готова к работе при включенном питании. При возгорании в МТО или обитаемом отделении один из оптических или термодатчиков вырабатывает сигнал. При этом подается питание на пиропатрон одного из баллонов и огнегасящий состав распыляется в зоне возгорания. Если возгорание произошло в МТО, то предварительно выключается вентиляция и герметизируется МТО. После тушения пожара вентиляция включается и МТО разгерметизируется.

Дополнительная подсистема (чертеж, поз. 2) упреждающей автоматической подачи на заданное короткое время (примерно 1 - 3 мин) части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем МТО предназначена для ускорения начала пожаротушения в МТО без остановки двигателя танка. Подсистема включает в себя блок управления, несколько датчиков пробития брони, фиксирующих попадание снаряда (кумулятивной струи) в МТО, клапан подачи выхлопных газов и трубопровод распределения выхлопных газов в МТО. При неработающем двигателе подсистема не работает, при работающем двигателе и нормальном давлении в свободном объеме МТО подсистема не включается. Подсистема вступает в действие при резком повышении давления в МТО из-за пробития снарядом брони после срабатывания датчика избыточного давления. При этом блок управления подает сигнал на открытие клапана, часть отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя направляется в свободный объем МТО и в бронированный отсек топливных баков. Выключается вентиляция и включается герметизация МТО. По истечении примерно 1 - 3 мин клапан прекращает доступ выхлопных газов в МТО, т.к. этого времени достаточно для тушения пожара, если он возник вследствие боевого повреждения одного из элементов силовой установки или трансмиссии. Производится разгерметизация и вентиляция МТО. Кроме того, подсистема может быть включена и вручную. Возможен случай ложного срабатывания подсистемы, если пробитие снарядом брони МТО не вызвало пожар. Однако это не должно вызывать опасений - запасы выхлопных газов не ограничены.

Дополнительная подсистема (чертеж, поз. 3) упреждающей подачи выхлопных газов в надтопливный объем топливных баков состоит из блока управления, клапана подачи выхлопных газов из выпускного коллектора, трубопровода, дросселя диаметром ≈0,5 - 1 мм, ограничивающего поток выхлопных газов, фильтра для очистки выхлопных газов и клапана перекрытия выхода дренажного отверстия дренажной системы. Этот клапан после продувки надтопливного объема в течение примерно 2 - 5 мин смеси из паров топлива и воздуха перекрывает связь дренажной системы с атмосферой, обеспечивая поступление только выхлопных газов в надтопливный объем по мере уменьшения топлива в топливных баках. Этим достигается уменьшение возможности засорения топлива частицами, проскочившими через фильтр, т.к. не будет постоянной прокачки выхлопных газов через надтопливный объем топливных баков.

При необходимости может быть введено охлаждение отфильтрованных выхлопных газов перед введением их в надтопливный объем топливных баков.

Данная подсистема предназначена для включения вручную без ограничения времени в районе боевых действий (в мирное время не используется).

Подача выхлопных газов в надтопливный объем осуществлялась на истребителях Яковлева, Лавочкина и штурмовиках Ил - 2 во время ВОВ (4).

Дополнительная подсистема (чертеж, поз. 4) упреждающей подачи на короткий, наиболее опасный период, например на время перемещения от рубежа перехода в атаку до переднего края противника, незначительной части отфильтрованных выхлопных газов в свободный объем загерметизированного МТО и бронированного отсека топливных баков состоит из блока управления, клапана подачи выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя танка, трубопровода, фильтра, дросселя диаметром ≈3 - 5 мм, ограничивающего выход газов из загерметизированного объема МТО в атмосферу, выходного клапана, перекрывающего выход газов из МТО через дроссель диаметром ≈3 - 5 мм в атмосферу.

Когда эта дополнительная подсистема не включена, то производится обычная вентиляция свободного объема МТО.

При включении подсистемы блок управления выдает команду на герметизацию МТО, на открытие перепускного клапана для поступления незначительной части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя через фильтр в свободный объем МТО; при поступлении отфильтрованных выхлопных газов в загерметизированный свободный объем МТО происходит вытеснение имевшихся газов из МТО через дроссель наружу. Через примерно 3 - 5 мин в свободном объеме будут в основном отфильтрованные выхлопные газы, не поддерживающие горение, и выходной клапан автоматически будет закрыт. Поступление новых порций выхлопных газов в свободный объем прекратится. Подсистема находится в режиме ожидания попадания снаряда (боевого повреждения), при этом пожар после попадания снаряда не возникнет, так как газовая среда не способствует ни воспламенению топлива, ни взрыву паров топлива. Даже при разрушении одного из воздухопроводов и отсосе части газов из свободного объема МТО начнется поступление новых порций выхлопных газов, которые создадут некоторое избыточное давление и будут препятствовать поступлению в МТО свежего воздуха через пробоину в броне. В этом преимущество новой системы по сравнению с известной, где запас огнегасящего состава ограничен.

По истечении заданного короткого периода (примерно 10 - 20 мин) блок управления автоматически выдаст команды на закрытие клапана подачи выхлопных газов, на разгерметизацию МТО, на включение вентиляции МТО и открытие выходного клапана, который перекрывал выход газов через дроссель диаметром ≈3 - 5 мм.

Конструктивно выходной клапан и дроссель могут быть исключены, а команда на герметизацию МТО может быть подана с задержкой примерно на 1 - 2 мин для обеспечения вытеснения газа, находившегося в свободном объеме МТО отфильтрованными выхлопными газами.

Данная подсистема может быть использована без ограничения времени, если главный конструктор пойдет на увеличение площади радиаторов примерно на 2 - 4% и на охлаждение топлива перед топливным насосом высокого давления.

Дополнительная подсистема (чертеж, поз. 5) подачи забортного воздуха в дыхательные маски членов экипажа самовсасыванием на время тушения пожара после выключения вентиляции в обитаемом отделении упрощенно состоит из дыхательной маски (подобной противогазовой) с двумя клапанами, устройства передачи забортного воздуха во вращающуюся башню и шланга, который выведен за борт танка (БМП). Следовательно, поступление забортного воздуха не зависит от выключенной при пожаротушении системы вентиляции обитаемого отделения.

Если натурные испытания предлагаемого технического решения покажут необходимость понижения температуры выхлопных газов, поступающих в надтопливный объем топливных баков или в свободный объем МТО, то целесообразно использовать радиатор в виде плоского желоба, прикрепленного к броне МТО. В таком случае температура газов при прохождении через желоб понизится до 300 - 400^oC. У автомобиля на выходе из глушителя рука выдерживает обдув ее выхлопными газами, хотя температура газов на входе в выпускной коллектор достигает 900^oC.

По выбору главного конструктора дополнительные системы могут быть применены все в комплексе или выборочно в дополнение к известной системе пожаротушения.

Источники информации
1. Танк Т-72А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. -М: Воениздат, 1989. Книга вторая, часть вторая, стр. 143.

2. Патент СССР N 1788901 A3, МКИ A 62 C 27/00, заявка N 4876114/12 от 19.10.90 года, опубл. 15.1.93 года, бюл. N 2, "Система пожаротушения танков, боевых машин пехоты", автор Ю.С. Бурдаков.

3. И. Косых. Пожарному о газодымозащитной службе.-М: Стройиздат, 1965, стр. 5.

4. Технические описания самолетов "Як-3", "Ла-5", "Ил-2".

Изобретение относится к системам пожаротушения танков, БМП, САУ. Сущность изобретения заключается в том, что помимо известной системы пожаротушения, действующей без остановки двигателя, в предлагаемую систему входят: дополнительная подсистема упреждающей автоматической подачи на заданное короткое время части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем МТО и герметизации МТО после пробития брони и срабатывания датчика пробития брони в МТО, дополнительная подсистема упреждающей подачи в районе боевых действий в течение продолжительного времени незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в надтопливный объем топливных баков, дополнительная подсистема упреждающей подачи на короткий наиболее опасный период незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем загерметизированного МТО, дополнительная подсистема подачи самовсасыванием забортного воздуха в дыхательные маски членов экипажа на время тушения пожара в обитаемом отделении после включения вентиляции. Изобретение предотвращает возникновение пожара или взрыва паров топлива в МТО при боевых повреждениях за счет упреждающего создания застойной обедненной кислородом газовой среды. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Система пожаротушения танков, боевых машин пехоты, включающая в себя герметичное на время пожаротушения моторнотрансмиссионное отделение (МТО), в котором на время пожаротушения образуется застойная газовая зона, протектированные топливные баки в бронированном отсеке, изолированном от обитаемого отделения, воздухопроводы, подводящие воздух извне к двигателю и агрегатам, требующим охлаждения, и отводящие от этих агрегатов воздух за пределы МТО, баллоны с огнегасящим составом, оптические и термодатчики, аппаратуру, управляющую противопожарным оборудованием, герметичную бронированную перегородку между обитаемым отделением и МТО, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена подсистемой упреждающей автоматической подачи на заданное короткое время части выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем МТО и обеспечивающей герметизацию МТО после пробития брони и срабатывания датчика пробития брони в МТО. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена подсистемой упреждающей подачи в течение продолжительного времени незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в надтопливный объем топливных баков. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена подсистемой упреждающей ручной подачи на короткий наиболее опасный период незначительной части отфильтрованных выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя в свободный объем загерметизированного МТО. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена подсистемой подачи самовсасыванием забортного воздуха в дыхательные маски членов экипажа на время тушения пожара после выключения вентиляции в обитаемом отделении.