ВЕРТОЛЕТНЫЙ ПОЖАРНЫЙ БАК (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК B64D1/00 

Описание патента на изобретение RU2444466C1

Изобретение относится к авиационным средствам пожаротушения и предназначено в основном для тушения лесных пожаров.

Известны подвесные вертолетные пожарные баки, см. пат. России №1384526 или 2073624, однако они предназначены для сбрасывания воды вертикально вниз. При этом даже с учетом поступательной скорости вертолета капли воды быстро тормозятся в атмосфере и падают почти вертикально. А наблюдения с высоты показали, что в проекции сверху лес без листвы (зимний или обгорелый) представляет собой круги стволов с расходящимися ветками. При этом площадь стволов и веток составляет примерно 5% от общей площади. То есть при сбросе сверху на деревья попадает только 5% воды, а на боковую поверхность ствола, являющуюся основным источником горения, вода почти не попадает.

Известен также подвесной бак, снабженный брандспойтом для подачи воды на большое расстояние, см. пат. России №2096268. Однако для тушения лесных пожаров нет необходимости подавать воду на большие расстояния, так как вертолет может пролететь или зависнуть непосредственно над очагом возгорания.

Данный бак в нижней части несколько сопел, направленных по горизонтали - во все стороны, а по вертикали - половина сопел поочередно направлены вверх под углом 1-45 градусов к горизонтали, а другая половина сопел направлены горизонтально или вниз под углом 1-30 градусов к горизонтали, причем сопла соединены с баком одним общим или индивидуальными управляемыми клапанами. При этом на боковую поверхность стволов попадает примерно в пять раз больше воды, чем при сбросе сверху. На ветви попадает примерно столько же воды, а на землю падает воды примерно на 20% меньше, чем при вертикальном сбросе. То есть одним и тем же количеством воды можно потушить примерно в пять раз большую площадь верхового пожара.

За счет кругового расположения сопел поливается полоса леса шириной, равной удвоенной досягаемости верхних сопел, в частности и прямо под баком. Однако для более надежной проливки центральной полосы горения бак имеет одну или несколько форсунок душевого типа или четное число форсунок центробежного типа, направленных вниз.

Бак следует вести как можно ближе к верхушкам деревьев. Можно даже слегка касаться их. Для точного выдерживания высоты полета бак снабжен поворотной телекамерой или несколькими телекамерами, образующими дуговой или круговой обзор. Так как бак может попадать в языки пламени, видеокамеры должны иметь термозащиту, а нижние 15-20 метров подвески должны представлять собой цепь (цепи) из жаростойкой стали.

При этом летчик или второй пилот во время прохождения над полосой пожара управляет вертолетом при помощи этого видеонаблюдения.

Так как бак соединен с вертолетом видеокабелем и кабелем или шлангом управления, то недопустимо, чтобы он крутился в полете. Для предотвращения этого бак снабжен простейшим аэродинамическим стабилизатором, который для удобства хранения и перевозки может быть съемным.

Для лучшего распределения воды в объеме купола струй сопла имеют продолговатые сечения в вертикальном или наклонном направлении, см. фиг.2.

Диаметр купола струй должен быть несколько больше ширины полосы горения.

Для придания струям достаточной скорости вода должна подаваться к соплам под давлением. Для этого бак должен быть герметичным, чтобы в нем можно было создать избыточное давление воздуха, например, отбирая его от ступеней компрессора газотурбинного двигателя вертолета или от расположенного в вертолете отдельного компрессора.

По мере расходования воды давление воздуха в баке будет уменьшаться, поэтому, чтобы сохранить примерно постоянный диаметр купола струй, клапаны сопел следует открывать постепенно.

Это вариант бака позволяет использовать накопленное внутреннее давление воздуха и воды для быстрого и одновременного пневмо-, а лучше - гидропривода клапанов сопел.

Нужное давление воды перед соплами можно создать и гидростатическим способом. Для этого бак имеет в нижней части направленную вниз трубу, на конце которой и расположены сопла и форсунки. Длина трубы определяется величиной требуемого давления. Диаметр трубы определяется пропускной способностью сопел. Этот вариант имеет свои преимущества и недостатки. Преимущества: не требуется полной герметичности бака, не требуются верхняя крышка и соединяющийся с атмосферой клапан. Недостатки: затрудняется хранение и заправка бака, становится почти невозможной заправка бака погружением в естественный или искусственный водоем, требуется мощный пневмо-, гидро- или электропривод для одновременного включения клапанов сопел.

Если пожар сопровождается ветром, то вертолет может пронести бак над полосой пожара, не залетая в задымленную область с повышенной температурой и пониженным содержанием кислорода. Последнее может привести к резкому падению мощности или к отказу двигателей, а также к резкому уменьшению подъемной силы несущего винта из-за меньшей плотности воздуха. В безветренную погоду вертолет не может пролететь над полосой пожара, не залетая в задымленную область.

Чтобы можно было тушить пожары в безветренную погоду, бак имеет сверху, а если он снабжен направленной вниз трубой, то и снизу вертикальное крыло, расположенное под углом к продольной оси аэродинамического стабилизатора, причем центр подъемной силы крыла лежит на одной вертикальной оси с центром тяжести бака. Тогда при полете с достаточной горизонтальной скоростью бак, подвешенный на тросе достаточной длины, будет отклоняться вбок от траектории полета вертолета. В этом случае вертолет может пронести бак над полосой пожара, не залетая в задымленную область.

Крыло должно крепиться к тросу (к тросам) подвески. Ввиду небольшой скорости крыло может быть максимально облегченной конструкции, в частности, с тканевой термостойкой обшивкой. Или подвеска должна крепиться к крылу (при его достаточной прочности).

Так как крыло требуется только в штиль, оно может быть съемным.

На фиг.1 показан бак, состоящий из герметичной емкости 1, представляющей собой комбинацию цилиндра и конусных торцов. В днище бака имеется впускной клапан в виде открывающегося внутрь люка 2 для заправки погружением. В крышке люка имеется душевая форсунка 3, включаемая клапаном 4 с гидроприводом, работающим на воде. В нижней части бака имеется тридцать два сопла 5, снабженных клапанами 4. Половина сопел направлены вниз под углом 5%, половина - вверх под углом 10 градусов. Сопла в сечении имеют вид, показанный на фиг.2. В верхней части бака имеется клапан 6, соединяющий полость бака с атмосферой при заправке погружением. Его пневмопривод может быть объединен с пневмоприводом люка. Бак снабжен аэродинамическим стабилизатором 7 (фиг.3).

На фиг.3 показан бак в работе. Истекающие струи образуют два купола и направленный вниз конус из душевой форсунки 3.

Работает бак так: он проносится вертолетом над полосой пожара, и все деревья, кроме находящихся на самом краю досягаемости сопел, обливаются сбоку с двух направлений, причем в 71% ширины поливаемой полосы смачивается вся боковая поверхность стволов деревьев. А в остальных 29% происходит частичное смачивание, но пламя все равно гасится образующейся паровой подушкой.

Похожие патенты RU2444466C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА СПАСЕНИЯ САМОЛЕТА /ВАРИАНТЫ/ 2006
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2336203C2
КОСМОЛЕТ СТАРОВЕРОВА (ВАРИАНТЫ) И АЛГОРИТМ ЕГО РАБОТЫ 2012
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2503592C1
РЕАКТИВНЫЙ ГРАНАТОМЕТ И РАКЕТА ДЛЯ НЕГО /ВАРИАНТЫ/ 2012
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2499973C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2504815C2
АТМОСФЕРНАЯ ЖИДКОСТНАЯ РАКЕТА (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2462687C1
ПЕРЕНОСНОЙ ЗЕНИТНО-РАКЕТНЫЙ КОМПЛЕКС /ВАРИАНТЫ/ 2012
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2514324C1
ЭКРАНОХОД СТАРОВЕРОВА 2008
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2379214C2
ПРОТИВОСАМОЛЕТНАЯ РАКЕТА 2009
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2439476C2
ШАССИ СТАРОВЕРОВА 2011
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2514325C2
ПРОТИВОВЕРТОЛЕТНАЯ И ПРОТИВОСТЕЛСОВАЯ РАКЕТА 2009
  • Староверов Николай Евгеньевич
RU2443968C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 444 466 C1

Реферат патента 2012 года ВЕРТОЛЕТНЫЙ ПОЖАРНЫЙ БАК (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к авиационным средствам пожаротушения и предназначено для тушения лесных пожаров. Вертолетный пожарный бак в первом варианте выполнения содержит емкость, впускной клапан, несколько сопел в нижней своей части, причем сопла направлены по горизонтали во все стороны, а по вертикали половина сопел направлена вверх под углом 1-45° к горизонтали, а другая половина направлена горизонтально или вниз под углом 1-30° к вертикали. Сопла соединены с баком одним общим или индивидуальными управляемыми клапанами. Пожарный бак может оборудоваться форсунками душевого или центробежного типа, направленными вниз, телекамерами, аэродинамическим стабилизатором. В одном из вариантов вертолетный пожарный бак выполнен полностью герметичным и имеет систему наддува и клапан, соединяющий полость бака с атмосферой. В другом варианте бак имеет в нижней части направленную вниз трубу, на конце которой расположены сопла. В четвертом варианте выполнения бак имеет снизу вертикальное крыло, центр подъемной силы которого лежит на одной вертикали с центром тяжести бака. Обеспечивается повышение эффективности тушения лесных пожаров. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 444 466 C1

1. Вертолетный пожарный бак, состоящий из емкости и впускного клапана, отличающийся тем, что имеет в нижней части несколько сопел, направленных по горизонтали во все стороны, а по вертикали половина сопел поочередно направлена вверх под углом 1-45° к горизонтали, а другая половина сопел направлена горизонтально или вниз под углом 1-30° к горизонтали, причем сопла соединены с баком одним общим или индивидуальными управляемыми клапанами.

2. Бак по п.1, отличающийся тем, что имеет одну или несколько форсунок душевого типа или четное число форсунок центробежного типа, направленных вниз.

3. Бак по п.1, отличающийся тем, что снабжен поворотной телекамерой или несколькими телекамерами, образующими круговой обзор.

4. Бак по п.1, отличающийся тем, что снабжен аэродинамическим стабилизатором.

5. Бак по п.1, отличающийся тем, что сопла имеют продолговатое сечение в вертикальном или наклонном направлении.

6. Вертолетный пожарный бак, состоящий из емкости и впускного клапана, отличающийся тем, что бак полностью герметичен, имеет систему наддува и имеет в верхней части клапан, соединяющий полость бака с атмосферой.

7. Вертолетный пожарный бак, состоящий из емкости и впускного клапана, отличающийся тем, что имеет в нижней части направленную вниз трубу, на конце которой расположены сопла.

8. Вертолетный пожарный бак, состоящий из емкости и впускного клапана, отличающийся тем, что имеет сверху, а если он снабжен направленной вниз трубой, то и снизу вертикальное крыло, расположенное под углом к продольной оси аэродинамического стабилизатора, причем центр подъемной силы крыла лежит на одной вертикальной оси с центром тяжести бака.

9. Бак по п.8, отличающийся тем, что крыло съемное.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2444466C1

Устройство для тушения пожара с вертолета 1990
  • Логачев Юрий Григорьевич
  • Лукашенок Анатолий Бертусович
  • Ишмухаметов Аскар Зинурович
SU1740252A1
US 2010263886 A1, 21.10.2010
ДЕРЖАТЕЛЬ МОБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И ОСВЕЖИТЕЛЬ ВОЗДУХА 2015
  • Эссес Альфред
RU2627391C2
Устройство для тушения пожара с вертолета 1991
  • Логачев Юрий Григорьевич
  • Лукашенок Анатолий Бертусович
  • Ишмухаметов Аскар Зинурович
  • Лукашенок Алексей Анатольевич
SU1784238A1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВЕРТОЛЕТ 1996
  • Назаров Иван Тимофеевич
RU2104905C1
Машина для расстила мульчи 1932
  • Арбузов Г.Н.
SU29289A1

RU 2 444 466 C1

Авторы

Староверов Николай Евгеньевич

Даты

2012-03-10Публикация

2010-11-22Подача