пожары нельзя разбомбить (27.11.2010)

Автор: Абдурагимов Иосиф Микаэлевич

ПОЖАРЫ НЕЛЬЗЯ РАЗБОМБИТЬ

(особенно лесные и торфяные)

В самый разгар нашей безуспешной борьбы с природными(лесными и

торфяными) пожарами в России 3 августа 2010 года в «М.К.»,где в этот

день размещено 5/6 статей о пожарных проблемах, как «спасательный

круг»(или как крик о помощи (!),появилась очень интересная публикация об очередной замечательной разработке Российских инженеров «Пожары можно разбомбить» [1].В предисловии к статье сказано: «на одном из оборонных предприятий давным давно разработана «авиабомба», которая в состоянии справиться даже с так называемым огненным штормом». А далее выделено крупным шрифтом: «для борьбы с огненным штормом есть средства, но до них никому нет дела». Речь идет о действительно замечательной инженерной разработке госпредприятия «Базальт», которое «уже несколько лет назад создало эффективное средство борьбы с огнем- АСП-500 (авиационное средство пожаротушения пожаротушения),но их в России никто не слышит».[1] Судя по указанным в статье параметрам этой авиабомбы (500-,видимо, её вес) – это действительно замечательная инженерная разработка, и её авторам можно только позавидовать; можно их поздравить …. , а можно и …посочувствовать.

Однако давайте по существу дела.

Во-первых, эта разработка не имеет ( и не может иметь) никакого отношения к «огненному шторму». Потому, что огненный шторм – сложное аэродинамическое явление, форма определенной, довольно продолжительной стадии развития пожара после довольно длительного и интенсивного горения пожара твердых горючих материалов на большой площади горения - 3/6 и более километров квадратных, и с большим коэффициентом поверхности горения (см.историю пожаров в Дрездене, Гамбурге, Хиросиме ..и Нагасаке (1945г). [2], а также [3] и др.). На таких пожарах с порошковыми средствами пожаротушения, а тем более при их импульсной, мгновенной или кратковременной подаче – вообще делать нечего.Если в очаг такого пожара

сбросить хоть10,хоть100 этих «бомб» с их распылами, поданный ими порошок, будет «сдут» раньше, чем успеет сформироваться их распыленное порошковое «облачко» (скорость воздушных потоков в зоне огненного шторма измеряется многими десятками метров в секунду, даже до 100 м в секунду).

Во-вторых, тезис о том, что «кроме того взрыв создает дополнительный фактор пожаротушения -воздушную ударную волну, которая эффективно гасит огонь»,- по отношению к тушению твердых горючих материалов, особенно к лесному пожару, где горят крупные ветки и даже толстые стволы деревьев- лишена всякого физического смысла.

Т.Г.М. кроме пламенного горения и вместе с ним, горит ещё в режиме гетерогенного, беспламенного горения- тления. А его взрывной волной можно только интенсифицировать, усилить, раздуть. Для простоты понимания,- вспомните обычную горящую спичку. При её толщине ( и чуть большей) – можно сдуть и погасить пламя горящей спички… А попробуйте таким же способом хоть сколь угодно сильным «дутьём» погасить горящее полено. Пламя сдуть может и удастся.Но полено будет продолжать гореть еще интенсивнее и «жарче»,раздуваемое дополнительным потоком воздуха. Так что «сдуть» ударной волной применительно к лесному пожару – просто абсурд.

В-третьих, эту действительно замечательную инженерную разработку стоило бы назвать не по весу бывшей в ней взрывчатки или суммарному её весу, не АСП-500, а АСП-300, а точнее – АСП-250. Потому,что при «полезном объеме» контейнера бомбы ?400л (как указано в статье), и насыпной плотности большинства огнетушащих порошков 0,65/0,7кг/л , она может в лучшем случае доставить в очаг пожара 250/280 кг порошка [4], но это не очень умоляет достижение разработчиков этой конструкции. И слова, что «Один носитель способен доставить в зону пожара свыше 100 изделий, обеспечит тушение на площади более 10 га» - тоже из области заоблачных фантазий (скорее, автора статьи О. Божьевой,но возможно, и самих разработчиков АСП-500,- что совсем было бы огорчительно).

И дело даже не в том, что ни один летательный аппарат, который может быть выделен в России для целей пожаротушения не способен нести и «одноразово» сбросить 50/60 тн полезного груза. А именно столько он должен нести, и одновременно сбросить в очаг пожара .

В лучшем случае – наш «гигант» ИЛ-76 – способен донести до пожара тонн 30/40, а все остальные – еще вдвое меньше.

Дело в том, что для эффективного тушения пожара твердых горючих материалов, например, леса, удельный расход порошковых средств пожаротушения порядка 2,5/3 кг/м2 ( это при стендовых или полигонных испытаниях)..А на практике, да ещё при большой площади горения – ещё вдвое выше, порядка 5/6 кг/м2. Такой удельный расход порошка на тушение пожара твердого горючего материала означает, что для гарантированного прекращения процесса горения, по всей горящей поверхности ТГМ , порошок должен быть распределен примерно равномерным слоем толщиной порядка 5/10 мм. Потому, что при насыпной плотности порошка 0,65/0,7 кг/дм3 его удельный расход на тушение составляет примерно 7/9 дм3

на квадратный метр площади тушения. Не говоря уже о том, что для тушения такого сложного, рассредоточенного по объему зоны горения, твердого горючего материала как лесная древесина,- порошковые средства пожаротушения вообще не годятся. Ни по физике процесса тушения и подачи огнетушащего состава на поверхность горючего материала, ни по требуемым количествам этого огнетушащего вещества на тушение реального пожара Т.Г.М. ( даже если бы это было бы возможно применительно к лесному пожару) на тушение пожара не 10 гектарах горящего леса (как

предложено в статье) [1] потребовалось бы 500/600 тонн порошка.

Во-первых,- где его столько взять, во-вторых, для этого потребовалось бы одновременно более 20 гипотетических самолетов( по 100 бомб на каждом) или 15/20 самолетов типа ИЛ-76 одновременно. И сколько бы все это стоило ???(При весьма сомнительном успехе). И это для тушения лесного пожара всего на 10 гектарах леса. А размер среднестатистического лесного пожара в России более 50/60 га. [5,6] [13]. Вот такая арифметика.

Кстати, при указанных в статье параметрах распыла порошка 30м и высотой порядка 5/6 м), удельная поверхностная «концентрация» порошка по площади тушения порядка 0,6 кг/м2,т.е примерно в 5-10 раз меньше, чем требуется [4].Т.е. никаких шансов на успешное тушение лесного пожара

С помощью АСП-500 нет и быть не может. Возможно, этот способ доставки огнетушащего порошка в очаг пожара мог бы быть рекомендован для тушения пожаров горящих жидкостей ( в резервуарах), или пролитых на земле. В этом случае вводится понятие механизма объемного тушения пожара. Требуемая концентрация огнетушащего порошка в этом случае порядка 0,5кг/м3,т.е пол килограмма порошка на кубический метр зоны горения (факела пламени), а интенсивность объемной подачи порошка порядка 0,08/0,1кг/м3с; (т.е. на метр кубический зоны горения,- в секунду)[4]

Но тогда процесс подачи порошка должен длиться 5-10 секунд. По параметрам распыла порошка у АСП-500 среднеобъемная концентрация порошка получается порядка 0,09-0,1кг/м3 ( т.е. тоже в 5-10 раз меньше требуемой), процесс распыла порошка вряд ли длится 5-10 секунд.. Видимо, он происходит за 1 секунду или даже меньше .Потому порошковое облако в факеле пламени при воздействии восходящих конвективных потоков воздуха и продуктов сгорания, просуществует не более 1-2 секунд. А этого навряд ли достаточно для тушения пламени при столь малых объемных концентрациях порошка в факеле пламени.

Таким образом получается, что залогом успешного тушения любого вида пожара ( даже пожара горючих жидкостей), а тем более сложного лесного пожара является фактическая (физическая) реализация условий взаимодействий огнетушащего средства с зоной горения или с горючим материалом, требуемая физикой и химией процесса тушения [4,7,8,9].

В силу изложенного, действительно удачная разработка специалистов «Базальта», к сожалению,может оказаться не использованной, не примененной в практике пожаротушения.

Главное в проблеме применения новых средств и способов тушения пожаров – найти область их практического применения, где их технические достоинства и высокие инженерные параметры могут быть физически реализованы.. Одно из таких предложений по тушению лесных пожаров водой («вручную») с использованием российских вертолетов описано в работе[13] «Проблемы борьбы с лесными пожарами в России ( и всех лесообильных странах мира)».

Кстати, как бы в утешение разработчиков «Базальта» могу сообщить, что подобная история повторяется уже 3-й или 4-й раз. И именно, с порошковыми средствами пожаротушения..

История первая. В 1972 г. В единственном в те годы в СССР ВУЗе страны, где готовили инженеров пожарной охраны, сменился руководитель кафедры пожаротушения.(кафедра пожарной тактики). И тогда, в очередной раз,(а возможно и впервые), было обращено внимание на очень низкий коэффи- циент полезного использования воды при тушении почти всех видов пожаров.(При том, что вода была и остается лучшим видом огнетушащих средств, особенно для тушения пожаров твердых горючих материалов типа древесины). Её КПД особенно при тушении пожаров в зданиях и помещениях был оценен количественно в 5-10% (Последующие исследования позволили уточнить, что он ещё почти вдвое ниже - 3/4%). А широко используемые в те годы для тушения пожаров в двигательных и других отсеках самолетов и вертолетов даже в условиях полета, бром-фтор содержащие углеводороды позволяли достичь коэффициента их использования до 40-50% и даже выше. Это обстоятельство побудило нас попытаться разработать новый способ тушения «внутренних» пожаров, пожаров «ТГМ» в зданиях и сооружениях иным способом, чем подача воды в очаг пожара. В качестве огнетушащего средства были выбраны порошковые средства тушения твердых горючих материалов. (Широко внедрявшиеся в те годы в практику пожаротушения в СССР). А в качестве средства доставки огнетушащего состава в зону пожара были выбраны ракеты с малой, средней и большой «полезной нагрузкой». Соответственно малые - 5/10 кг, средние - 25/30 кг и с большой нагрузкой -50/100 кг.

Радиус действия ракет был также трех диапазонов : 30/50 м; 50/100 м и

100/200 м. По договоренности с соответствующими кафедрами МАИ (тогда Московского авиационного института им.С.Орджоникидзе) , в 1972 /73 учебном году была выполнена разработка 3х межвузовских дипломных проектов. Все три проекта на дипломных экзаменационных комиссиях обоих ВУЗов были защищены на «ОТЛИЧНО». При этом их «ракетная часть» и с точки зрения механизма доставки порошкового заряда к цели, и с точки зрения точности наведения, и с точки зрения распыла порошка в зоне пожара и другие инженерно- технические вопросы были проработаны практически безупречно. (Кстати, все 3 типа ракет были твердотопливные, т.е. на пороховых ракетных двигателях, когда работа двигателя прекращалась на полпути к цели, а далее ракета летела как баллистическое «холодное тело»).

А вот механизм взаимодействия порошка с зоной горения и горючим материалом так и не удалось отработать. Ни в тех 3х проектах, ни в последу-

??!?ющие 5/6 лет исследований.(Это оказался один из многих тупиковых путей исследования в области пожаротушения).

История вторая. В 73/74гг., в период бурного роста добычи горючих газов

в СССР, пожары на газовых и газонефтяных фонтанах стали одними из самых сложных в стране.

Они по ряду причин, превращались в сложную межведомственную проблему 3х/4х Министерств. Дебиты истечения аварийных газовых и газонефтяных скважин по мере развития масштабов добычи газа росли, а замечательная разработка советских ученых и пожарных АГВТ-100, почти исчерпала пределы своей эффективности. АГВТ-100 – это автомобиль газоводяного тушения, с расходом огнетушащих ингредиентов ( в основном – вода); 100 кг в секунду: 60 л воды в секунду подавались в горячую струю отработанных газов реактивного авиационного двигателя от МИГ-17. (ВК-1) с расходом горячей газовой струи – 40 кг в секунду. Тонко распыленная водяная струя ( частично даже испарившаяся) отлично тушила пожары на газовых фонтанах, но ….с дебитом до 3 млн. горючего газа в сутки(При этом в комплекте с ней работало ещё 2/3 пожарных автомобиля ) [10].

А реальные дебиты скважин уже возросли до 6/9 и более млн.м3 в сутки. Для тушения пожаров с таким большим расходом газа,( порядка 75/100 и более м3 в секунду!); требовалось задействовать 2/3 АГВТ-100

одновременно, плюс еще 6/8 других типов пожарных машин. Это превращалось в сложнейшую боевую операцию, нередко – с риском для жизни многих участников тушения пожара.( в момент атаки на фонтан).[10].

В порядке исследования новых способов , новых механизмов тушения и новых огнетушащих средств были изучены фреоновые составы, подаваемые в очаг пожара под высоким давлением; способом подачи тонко распыленной и перегретой воды в очаг горения; порошковые способы тушения пламени и многие их комбинации. И наиболее эффективной оказалась обычная пневмо-порошковая пушка с расходом порошка до 200 кг в секунду: ППП-200.

Это несложное устройство позволило одним нажатием кнопки «пуск», с расстояния 15/30 м подать в факел пламени до 200 кг порошка в секунду.

Расчеты показывали, что одного выстрела из этой пушки достаточно для

тушения компактного факела с дебитом до 10 млн.м3 горючего газа (метана СН4) в сутки. Это истечение из устья скважины до 100/120 м3 метана в секунду. Натурные огневые испытания полностью подтвердили эти расчеты. А дальнейшие модификации этих пушек позволили применять их в заливном режиме: 3/4 пушки одновременно по одному очагу пожара. Это позволило тушить пожары и многих газонефтяных фонтанах и даже пожары разливов горючих жидкостей на земле. Благодаря инициативе и поддержке специалистов противофонтанной службы Мингазпрома и личной поддержке

этой разработки Зам.Министра М.П.Агапчева и Министра Мингазпрома В.С.Черномырдина, в производственных мастерских Мингазпрома было изготовлено более полусотни таких пушек. Они были рассредоточены по всем (6-ти или 8-ми) отрядам (военизированным частям) противофонтанной службы Мингазпрома. С внедрением этой разработки в пожаротушение газовых фонтанов наступила новая эпоха. Но пожарная охрана МВД СССР эту разработку так и не приняла на вооружение ( в силу ведомственной разобщенности). Отчасти , именно поэтому пожар газового фонтана на улице Озерной в 2008 г. так и не был потушен, пока не выгорел весь горючий газ из трубопроводов протяженностью в десятки или даже сотню километров…).[11]..


загрузка...