Способ локализации и тушения лесных пожаров Советский патент 1993 года по МПК A62C2/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды, к способам тушения лесных пожаров.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности тушения лесных пожаров.

Указанная цель достигается путем выстреливания флегматизатора с помощью пороха с формированием ударных волн, которые фокусируют и направляют в зону пиролиза фронта лесного пожара на расстояние f от среза ствола (начало формирования ударных волн), удовлетворяющее следующему неравенству 10L, где L - длина отражающего экрана (см. фиг. 1).

Способ заключается в разрушении структуры фронта пожара ударной волной в результате инициирования взрыва газообразных продуктов пиролиза во фронте лесного пожара, сдувании факела фронта пожара спутным потоком за ударной волной и тушения горения элементов лесных горючих материалов (ЛГМ) флегматизатором с

образованием противопожарного заслона. Для этого с помощью заряда пороха выстреливают из ствола флегматизатор. Образовавшиеся при выстреле ударные волны фокусируют и направляют в зону пиролиза лесного пожара на расстоянии f, удовлетворяющем неравенству L f 10L Ударная волна, которая образуется при выстреле из ствола, как показано в теоретических и экспериментальных исследованиях, инициирует взрыв газообразных продуктов пиролиза ЛГМ, которые уже не поступают в зону горения фронта лесного пожара, что приводит к разрушению фронта. Наличие в спутном потоке за ударной волной флегматизатора горения позволяет создать локальный противопожарный заслон, который гарантирует от повторного воспламенения несгоревшую часть ЛГМ. При f L фокусировка ударных волн происходит внутри отражающего экрана вблизи среза ствола, что может привести к разрушению устройства для высокоскоростного напыления. npi/rf 10L, как

(Л

С

vj о о

ND О Јь

показали теоретические оценки, интенсивность отраженных ударных волн низка, а избыточное давление ,5 €Ю Па не обеспечивает обрыва лесных горючих материалов. При этом тушение пожара становится малоэффективным.

П р и м е р. При возникновении лесного пожара на место пожара доставляют команду парашютистов-десантников, вооруженную дезинтеграторами фронта лесного пожара (ДЗИПами). ДЗИПы представляют собой любое стрелковое оружие (охотничье ружье, винтовка, автомат, пулемет и т.п.), стреляющее холостыми патронами, Ствол ДЗИПа снабжен отражающим жестким экраном для фокусировки ударных волн. Локализацию и последующее тушение осуществляют путем выстрелов в зоне пиро лиза фронтов из ДЗИПов с использованием специальных зарядов, состоящих из пороха и флегматизатора горения газофазных продуктов пиролиза ЛГМ....

Если в качестве стрелкового оружия выбрать охотничье ружье с диаметром ствола ,8 ми длиной ствола ,5 м, снаряженного зарядом пироксилинового пороха весом кг, то давление продуктов сгорания пороха определяется по формуле

- (у-Ч)Оу

WCp-a

(1).

где у- эффективный показатель адиабаты, продуктов сгорания пороха ( у « 1,25);

Qw - теплота сгорания пороха при постоянном объеме (Qw 3344-3762 Кдж/кг); .- WCp - удельный объем газа весом w кг;

а- коволюм (м3/кг), а 0,0009 м3/кг.

Расчеты по формуле (1) показывают, что в нашем случае Р 164-105 Па. плотность газа в стволе рср 18 кг/м3, а критическая скорость истечения газа из ствола (критическая скорость звука) а 1063 м/с.

Значение интенсивности ударной волны, образующейся на срезе ствола, можно получить из решения задачи распада разрыва с параметрами продуктов сгорания пороха слева от среза ствола и параметрами покоящегося воздуха справа от среза ствола. Решение этой задачи дает приближенное значение интенсивности ударной волны, равное 56- 105Па. Если считать, что фронт ударной волны является сферическим с радиусом в момент образования Гобр ,9 g10 м, то интенсивность ударной волны на любом другом расстоянии можно оценить по формуле

Робр

rq5j Г

(2)

Как показывает анализ формулы интенсивность ударной волны, распространяющейся во все стороны, быстро уменьшается. В нашем случае при г/г0бр 2 давление во фронте ударной волны 105 Па, а

при г/г0бр 3-Р 2,1 105 Па. Если на этих расстояниях от среза ствола ударная волна встретит поверхность отражающего экрана, то при нормальном отражении в первом случае давление во фронте

отраженной волны Р 30 -105 Па, во втором случае - Р S S4- 1 Q5 Па. Таким образом, за счет отражения и дальнейшей фокусировки ударной волны большую часть энергии ударной волны направляют на фронт

пожара.

При фокусировке ударных волн с помощью отражающих экранов получают уровни давления в фокусе, превышающие уровни давления до момента отражения в

несколько раз. Интенсивность сфокусированной ударной волны в 8-12 раз выше интенсивности ударн.ой волны перед отражением.

Расстояние фокусировки f ударной вол- ны зависит от характеристик стрелкового оружия (диаметр и длина ствола, вес заряда пороха и флегматизатора), а также от формы и размеров отражающего экрана. Вылетающие вслед за ударной волной твердые частицы флегматизатора достигают также фронта пожара, разлагаются там с выделением тепла, что приводит к снижению температуры окружающей среды и концентрации газообразных горючих продуктов

разложения и в итоге к прекращению распространения фронта пожара. Предлагаемый способ локализации и тушения лесных пожаров может быть реализован любым стрелковым оружием, снабженным соответствующим его калибру и заряду отражающим экраном, который фокусирует возникающие при выстреле ударные волны в зону пиролиза фронта лесного пожара на расстояние f от среза ствола .

Формула изобретения

Способ локализации и тушения лесных пожаров, включающий образование противопожарного заслона высокоскоростного напыления флегматизэтора горения в зону пожара, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что. с целью повышения эффективности тушения, ударные волны, образующиеся при высокоскоростном напылении, фокусируют и направляют в зону пиролиза фронта лесного пожара на расстоянии, определяемом из соотношения

,

где L - длина оси симметрии отражающего экрана;

f - расстояние от начала формирования ударных волн до фронта пожара.

Использование: в противопожарной обороне. Сущность изобретения: способ включает создание противопожарного заслона путем выстреливания флегматизатора в зону пожара, для чего может быть использовано любое стрелковое оружие, снабженное соответствующим его калибру и заряду отражающим экраном. Новым в способе является то, что ударные волны, образующиеся при выстреле, фокусируют с помощью отражающего экрана и направляют в зону пиролиза фронта лесного пожара. 1 ил.

флегматизатор