СПОСОБ ДЕЗИНФЕКЦИИ ЗАРАЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ В ВОЗДУХЕ Российский патент 2023 года по МПК B64F5/30 B64F5/50 A61L2/22 

Изобретение относится к области дезинфекции открытых участков поверхностей, а именно к разработке способа проведения дезинфекции зараженных поверхностей авиационной техники дезинфицирующими растворами с учетом различных режимов полета через обрабатываемую зону.

В настоящее время известен способ дезинфекции самолетов (вертолетов) только на земле силами и средствами подразделений обеспечения полетов. Для обеззараживания объектов от вегетативных и спорообразующих микроорганизмов применяют растворы хлорамина, гипохлоритов кальция, натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты, перекиси водорода. При больших объемах дезинфекции в качестве вспомогательных к табельным средствам могут быть использованы растворы пероксокислот. Перечисленные средства относятся к группе окислителей. Это предъявляет все большие требования к существующим и разрабатываемым дезинфектантам, способам и средствам специальной обработки как по качеству, так и по масштабам обрабатываемых территорий.

Недостатки существующего способа дезинфекции летательных аппаратов:

- при выполнении дезинфекции летательных аппаратов личный состав, привлеченный для выполнения данного мероприятия, будет контактировать с биологическими агентами, находящимися на обрабатываемой поверхности, что в свое время приведет к поражению людей;

- данный способ требует большое количество времени, более нескольких часов на его выполнение;

- из-за труднодосягаемых мест на обрабатываемых поверхностей, например, двигательные установки, закрылки и т.д. существующий способ трудно реализован в масштабах аэродрома штатными силами и средствами;

- микроорганизмы, вирусы и риккетсии, находящиеся в труднодоступных местах летательных аппаратов, могут быть в полной мере не инактивированы при выполнении дезинфекции данных поверхностей установленным способом, что в свое время также приведет к поражению людей.

Исходя из вышеуказанных недостатков, актуальными вопросами дезинфекции авиационной техники являются:

- создание новых технических средств и способов дезинфекции;

- сокращение сроков выполнения мероприятия специальной обработки на аэродроме при подготовке к вылету;

- недопущению заражения (вторичного заражения) авиационной техники, участков и элементов аэродромов и инженерно-технического состава;

- разработка средств и методов бесконтактной дезинфекции.

Технический результат данного изобретения состоит в повышении качества инактивации микроорганизмов и существенного сокращения сроков дезинфекции зараженной поверхности летательных аппаратов на этапе выполнения задач с помощью формирования зон специальной обработки в воздушном пространстве. В литературе способ дезинфекции авиационной техники в полете не выявлен.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в контакте дезинфицирующих веществ и рецептур, поступающих из штатных комплектов специальной обработки на зараженную биологическими агентами поверхность объекта, согласно изобретению, и микроорганизмов на определенных высотах, летательными аппаратами способными нести в себе, в определенной емкости, необходимый запас рецептуры и через специальное устройство (сопло) диспергировать.

Вследствие чего в воздушном пространстве формируется зона специальной обработки в виде облака мелкодисперсного аэрозоля из обрабатываемой рецептуры. В назначенное время зараженные летательные аппараты проходят через обрабатываемое облако на определенных режимах полета.

Реализация предлагаемого способа дезинфекции приводит к воздействию мелкодисперсного раствора дезинфектанта на микроорганизмы, находящиеся на поверхности авиационной техники и соответственно полному уничтожению данных микроорганизмов. Задачами предлагаемого изобретения является:

- определение зон специальной обработки формируемых с помощью самолетов ИЛ-76 М(МД) и установленных на них ВАП-2;

- разработка способа выполнения мероприятий специальной обработки самолетов (вертолетов) в воздухе на этапе полета.

Поставленные задачи решаются описанной ниже совокупностью признаков предлагаемого изобретения.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Известно, что водные растворы гипохлорита кальция обладают определенными свойствами, т.к. физическими, химическими и микробиологическими, например, 1,5% (по массе) водный раствор две трети основной соли гипохлорита кальция (ДТС ГК) используется для дезинфекции микроорганизмов вегетативной формы, 5% (по массе) водный раствор ДТС ГК используется для дезинфекции поверхностей, зараженных микроорганизмами споровой формы. Формирование облака мелкодисперсного аэрозоля дезинфектанта из ВАП-2 самолетом ИЛ-76 М(МД) с учетом метеорологических условий и проходом на установленных режимах полета обрабатываемой авиационной техники можно повысить уровень дезинфекции или же понизить обсемененность вредных микроорганизмов на обрабатываемой поверхности и исключить занос микроорганизмов на «чистый» аэродром (площадку).

В целях изучения влияния различных параметров полета на удельные характеристики формирования зоны специальной обработки с самолета дезинфектанта и дисперсности данного аэрозоля варьировались следующие параметры:

- высота полета;

- скорость самолета при сливе дезинфектанта;

- курс самолета относительно направления ветра (по ветру, против ветра);

- слив в горизонтальном полете или в полете с набором высоты;

- залповый и последовательный слив.

Сущность изобретения поясняется примерами реализации способа дезинфекции поверхностей авиационной техники в воздухе на основе расчетов формирования воздушных зон дезинфекции с помощью одного, а также составом группы самолетов ИЛ-76 М(МД) в зависимости от скорости полета, ветра и высоты формирования дезинфицирующего облака, через которое в дальнейшем планируется проход зараженной обрабатываемой авиационной техники. Для изучения дисперсного состава и концентраций аэрозоля использовались следующие методы:

- интегрально-оптический, позволяющий определять при помощи фотометров среднемассовый размер частиц, прошедших через измерительную трассу;

- фотоэлектрический метод, который был реализован в приборе контроля загрязненности воздуха ПКЗВ-905-1, позволяющем измерять счетную концентрацию капель водного раствора, и приборе ОАР-2Д-С с автоматизированной системой сбора данных, принцип действия которого основан на регистрации теневых изображений частиц;

- седиментационный метод улавливания выпадающих аэрозольных частиц нелетучей, маловязкой, не смешивающейся с водой жидкостью с дальнейшей регистрацией на фотопленку.

Для описания распределения капель жидкости по размерам используется логарифмически-нормальная зависимость распределения капель, основанная на предположениях о случайном процессе дробления.

Для расчетов массовой концентрации С, кг/м³, сброшенной жидкости используется математическая модель с учетом турбулентных составляющих:

где: G - расход жидкости, кг/с;

F - плотность вероятности распределения капель;

σ_х и σ_z - коэффициенты турбулентности диффузии;

U - скорость ветра, м/с;

L_x - длина рабочего участка полета, м.

Для расчета пространственного и наземного распределения сбрасываемой жидкости использовался программный комплекс, в результате получены поля пространственного и наземного распределения жидкости в зависимости от метеоусловий (скорости и направления ветра) и условий сброса (высота сброса, скорость полета, количество сбрасываемой жидкости и т.п.).

В фигурах 1 и 2 представлены результаты расчетов полей плотности распределения раствора, сброшенного на высоте 300 м при полетной скорости самолета 280 км/ч и скорости встречного и попутного ветра, равной 2 м/с.

Пример №1. Результаты расчетов площади и плотности наземного распределения, сброшенного дезинфектанта соответствуют полученным экспериментальным данным: площадь 700×100 м и плотность выпадения жидкости 3,4-5,5 л/м². На рисунке видно, что направление ветра (встречный или попутный) влияет в основном на распределение сброшенного дезинфектанта относительно точки сброса. Общая длина и ширина площади, покрываемой раствором, а также характер распределения, изменяются незначительно.

Размеры и плотности распределения реагента в зависимости от высоты сброса приведены на фиг. 3.

В результате теоретического и экспериментального исследования зависимости параметров сброса воды самолетом Ил-76МД, оборудованным ВАП-2, при сливе реагента от параметров полета установлено, что при аэродинамическом распылении раствора образуется дисперсная (аэрозольная) система, содержащая грубо и мелко дисперсные, капли со средним диаметром 0,3-1,5 мм.

Дисперсность аэрозоля зависит от высоты сбрасывания дезинфектанта. Чем больше эта высота, тем интенсивнее процесс дробления жидкого дезинфектанта, но ниже точность формирования зоны специальной обработки.

Расчеты, произведенные по формуле (1) показали, что в измеряемых точках при скорости самолета 280 км/ч:

- при сбросе 21 т дезинфектанта при залповом способе с высоты 80-100 м максимальные и средние значения плотностт выпадения воды составили соответственно 7,2-5,4 и 5,5-3,4 л/м²;

- при сбросе 21 т дезинфектанта с высоты 80 м - 2,4-2,7 л/м²;

- при сбросе 21 т дезинфектанта с высоты 100 м - 1,7-2,2 л/м²;

- при сбросе 21 т дезинфектанта с высоты 200 м -1,3-1,6 л/м²;

- при сбросе 21 т дезинфектанта с высоты 300 м -0,8-1,1 л/м²;

- при сбросе 42 т дезинфектанта с высоты 80 м -

- при сбросе 42 т дезинфектанта с высоты 100 м - 3,4-5,5 л/м².

- при сбросе 42 т дезинфектанта с высоты 200 м - 2,0-2,5 л/м².

- при сбросе 42 т дезинфектанта с высоты 300 м - 1,1-1,4 л/м².

Результаты расчетов представлены в фигуре 4.

Возможности одного Ил-76 М(МД) по формированию зоны специальной обработки.

Высота слива 300 м. (Hслива=300 м.), скорость ЛА при сливе 280 км/ч (Vслива=280 км/ч). В результате математического моделирования, выполненного раннее, рассчитали зону орошения реагентов на земной поверхности с концентрацией гранул смеси гипохлорита кальция 1.1-1.4 л/м². Ширина формирования зоны дезинфекции (b₁) составляет 220 м, длина зоны дезинфекции - 1250 м. Рассчитаем площадь зоны орошения по формуле (2):

По результатам расчетов получили, что зона специальной обработки одним Ил-76 М с высоты 300 метров и скорости полета 280 км/ч составляет 544000 м² [0,544 км²]. Аналогичным способом, согласно формулы (2) произведен расчет площади зоны специальной обработки одним Ил-76 М с различных высот сброса. Результаты приведены на фиг. 3 и 4.

Возможности в сомкнутом БП отряда «клин» ИЛ-76 М(МД) по формированию зоны дезинфекции с параметрами 100×100 м.

Необходимо учесть размер зоны перекрытия по параметру . Минимальное значение ширины перекрытия (Δb₁) составляет 50 м. Параметры боевого порядка: дистанция между ведомым и ведущим составляет 100 м., интервал между ведущим и левым (правым) ведомым сотавляет 100 м. С учетом Δb₁ произведен расчет геометрических размеров зоны дезинфекции реагентом:

- ширина зоны дезинфекции рассчитывается по формуле 3:

где:

n - количество самолетов в боевом порядке.

- длина зоны дезинфекции рассчитывается по формуле 4:

Взаимное расположение Ил-76 М(МД) в сомкнутом боевом порядке «клин» представлено в фигуре 5.

Пример №2. По результатам расчетов определили, что площадь дезинфекции в сомкнутом БП отряда «клин» с параметрами 100×100 м с высоты 300 метров и скорости полета 280 км/ч составляет 137700 м² [1,377 км²]. Аналогичным способом произведен расчет параметров зоны дезинфекции с высот 80 м, 100 м и 200 м. Результаты расчетов приведены в фигуре 6 и 7.

Глубина промачивания почвы при дальнейшем осаждении дезинфектанта с зоны специальной обработки, составила 5-7 см в зависимости от первоначальной влажности и состава почвы.

При сбросе с летящего самолета раствора под воздействием аэродинамических сил струя жидкости деформируется, теряет устойчивость и, в конечном счете, распадается на капли и крупные фрагменты, которые, в свою очередь, подвергаются дальнейшему дроблению и формированию мелкодисперсного раствора.

Предлагаемый способ дезинфекции зараженных поверхностей авиационной техники в воздухе через формирования воздушных зон специальной обработки транспортным самолетом с выливным авиационным прибором, объема 42 м³ и дальнейшего прохода зараженных самолетов (вертолетов) через зону позволит выполнить мероприятия дезинфекции (обеззараживания) поверхностей авиационной техники без потери времени на выполнение задач обрабатываемыми подразделениями.

Изобретение относится к области дезинфекции открытых участков поверхностей зараженной техники и касается способа дезинфекции зараженных поверхностей летательных аппаратов (ЛА). Для дезинфекции в воздухе формируют дезинфицирующее облако через распыление дезинфектанта в заданном воздушном пространстве с установленной концентрацией раствора в зависимости от биологического агента и на определенной высоте. После чего ЛА пролетает через сформированное облако. Достигается повышение качества дезинфекции (обеззараживания) и сокращение времени обработки открытых поверхностей ЛА. 4 ил.

Способ дезинфекции зараженных поверхностей летательных аппаратов в воздухе, заключающийся в формировании дезинфицирующего облака через распыление дезинфектанта в заданном воздушном пространстве с установленной концентрацией раствора в зависимости от биологического агента и на определенной высоте из выливного устройства и организации пролета зараженными летательными аппаратами через сформированное облако.