способ тушения пожара и ракеты-огнетушители для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ тушения пожаров, заключающийся в сочетании воздействия на очаг пожара воздушной ударной волной и дисперсным облаком огнегасящего вещества, создаваемых пожароподавляющими устройствами, наполненными взрывчатым и огнегасящим веществами, в определении участков тушения, в осуществлении при сближении средства доставки пожароподавляющего устройства с очагом пожара подрыва взрывчатого вещества и образовании дисперсного облака по сигналу датчика, предварительно настроенного на заданный параметр, отличающийся тем, что в качестве средств доставки пожароподавляющих устройств в зону пожаротушения используют ракеты, прицельно запускаемые с помощью пусковых установок вертолета, при этом создание воздушной ударной волны и дисперсного облака огнегасящего вещества над очагом пожара осуществляют последовательно с заданным интервалом времени залпами ракет, пожароподавляющие устройства которых для первого залпа наполнены взрывчатым веществом, а для второго залпа - флегматизирующим дисперсным огнегасящим веществом, причем количество ракет с тем или иным веществом задают в зависимости от вида и площади очага пожара.

2. Способ тушения пожара по п.1, отличающийся тем, что доставку пожароподавляющего устройства в зону пожаротушения осуществляют путем разгона ракеты на активном участке траектории до скорости, обеспечивающей инерционное движение ее до заданной цели.

3. Способ тушения пожара по п.1, отличающийся тем, что действие пожароподавляющего устройства инициируют системой наведения ракет через приемник управляющего сигнала.

4. Способ тушения пожара по п.1, отличающийся тем, что действие пожароподавляющего устройства инициируют задатчиком времени в инерционном режиме полета ракеты.

5. Способ тушения пожара по п.1, отличающийся тем, что распыление дисперсного огнегасящего вещества над очагом пожара осуществляют под воздействием скоростного напора встречной массы воздуха.

6. Ракета-огнетушитель, содержащая ракетный двигатель и контейнер, наполненный огнегасящим веществом, отличающаяся тем, что контейнер наполнен дисперсным флегматизирующим огнезащитным веществом и выполнен с воздухозаборником и сопловыми отверстиями для рассеивания огнегасящего вещества, при этом на контейнере подвижно установлен кожух с отверстиями, имеющий возможность закрывания сопловых отверстий, а на кожухе смонтирован обтекатель, сбрасываемый с воздухозаборника кожухом, смещаемым вдоль контейнера с помошью исполнительного механизма в момент открытия сопловых отверстий по сигналу датчика задания момента раскрытия контейнера.

7. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что датчик задания момента раскрытия контейнера содержит реле времени.

8. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что датчик задания момента раскрытия контейнера содержит приемник сигнала от системы наведения.

9. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что в качестве исполнительного механизма раскрытия контейнера использован пиропатрон, соединенный с реле времени и приемником сигнала от системы наведения ракет.

10. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что на цилиндрических поверхностях кожуха и контейнера дополнительно выполнены отверстия для рассеивания огнегасящего вещества с шагом, равным величине смещения кожуха при раскрытии контейнера.

11. Ракета-огнетушитель по п. 6, отличающаяся тем, что датчик задания момента раскрытия контейнера соединен с камерой сгорания ракетного двигателя и инициирует сигнал с окончанием горения топлива.

12. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что в качестве реле времени использован бикфордов шнур заданной длины, соединяющий камеру сгорания ракетного двигателя с пиропатроном.

13. Ракета-огнетушитель по п.6, отличающаяся тем, что двигатель ракеты оснащен топливной емкостью, достаточной для разгона ракеты до скорости, обеспечивающей достижение ей заданной цели в инерционном полете.

14. Ракета-огнетушитель, содержащая корпус и ракетный двигатель, отличающаяся тем, что она содержит приемник сигнала от системы наведения ракет и реле времени, а корпус заполнен взрывчатым веществом, при этом приемник сигнала и реле времени связаны с инерционным детонатором подрыва взрывчатого вещества, инициирующим взрыв для создания ударной воздушной волны.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к экологии окружающей среды, к способам и технике пожаротушения, базирующимся на авиационных средствах доставки, например вертолетах, и могут быть использованы для тушения лесных, степных и других пожаров, а также пожаров, возникающих в труднодоступных местах (крутые горы, непроходимый лес, высокая температура, опасность взрыва).

Известны способы тушения лесных, степных и других пожаров водой из емкостей, огнетушителями с химическими веществами, с применением авиации (Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров. М., 1995 г., с. 35-43).

Применение авиационных средств пожаротушения, а именно самолетов-танкеров и вертолетов с выливными устройствами, не всегда эффективно, т.к. с их помощью трудно обеспечить достаточную точность подачи воды в очаг горения, и кроме того, часть воды испаряется и уносится восходящим тепловым потоком.

Известен способ тушения пожара, при котором противопожарные бомбы, заполненные средством, предназначенным для огнетушения, подвешивают на гирляндах, которые располагаются между двумя или тремя вертолетами, и сбрасывают в зону пожаротушения. Бомба снабжена лопастным винтом, соединенным с червячным винтом. Корпус выполнен из двух половин, для раскрытия которых предназначен упомянутый червячный винт (RU 2068286, С1, 27.10.1996).

Недостатком способа является его громоздкость, непроизводительное использование авиационной техники, низкая надежность раскрытия корпуса бомбы, неэффективность распыления огнетушащего средства по площади очага пожара.

Известен способ пожаротушения с использованием существующей авиации и авиационной техники, заключающийся в том, что огнетушащую жидкость предварительно охлаждают до отрицательной температуры -56,5<С<0 и сбрасывают ее вместе с емкостью в очаг пожара. Охлаждение огнетушащей жидкости производят в огнетушительных авиабомбах на подвеске путем обдува потоком морозного воздуха во время полета на высотах свыше 2500 м. Дробление огнетушащей жидкости и разгон капель производят в очаге пожара взрывом бомбы (SU 1712245, А1, 03.01.1990).

Недостатком способа является большое время охлаждения жидкости до отрицательной температуры, необходимость одновременного использования большого количества самолетов, большой расход авиационного топлива.

Известен способ тушения лесных, степных и других пожаров одновременным залпом из нескольких стволов огнетушащего вещества с импульсной платформы, подвешенной, например, к вертолету (RU 2146545, С1, 20.03.2000).

Недостатком способа является необходимость транспортировки в зону пожара громоздкой импульсной установки на тросе подвески к вертолету, большое время перезарядки в стационарных условиях.

Известен способ локализации и тушения лесных пожаров с использованием составных систем, содержащих элементы с взрывчатым веществом и с огнегасящим составом, которые мобильно доставляются к фронту пожара системами наземного или воздушного базирования, сбрасываются в очаг пожара и инициируют в пологе леса последовательный подрыв как систем, так и самих элементов по времени и по всей высоте леса (SU 1789232, А1, 23.01.1993).

Недостатком данного способа является его низкая эффективность, так как он допускает в определенных ситуациях повторное возгорание на отдельных участках, и возможно дальнейшее развитие пожара. Это связано с неопределенностью последовательности и концентрации воздействия взрывной волны и огнегасящего состава в очаге пожара.

Известен способ локализации и/или тушения пожаров, предназначенный для борьбы с крупномасштабными и мощными пожарами, возникающими в труднодоступных местах, заключающийся в сочетании воздействия на очаг пожара воздушной ударной волной и дисперсным облаком огнегасящего вещества, создаваемых пожароподавляющими устройствами, наполненными взрывчатым и огнегасящим веществами, в определении участков тушения, в осуществлении при сближении средства доставки пожароподавляющего устройства с очагом пожара подрыва взрывчатого и образовании дисперсного облака по сигналу датчика, предварительно настроенного на заданный параметр (RU 2111032, C1, 20.05.1998). Данный способ принят за прототип.

Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются невозможность дифференцированного воздействия на очаг пожара взрывной волной и огнегасящим составом в зависимости от вида пожара, что снижает эффективность способа, а также громоздкость пусковой установки и сложность ее транспортировки на подвеске, особенно взлета и посадки вертолета с подвешенным контейнером, сложность обработки больших площадей пожара за достаточно короткое время.

Известна ракета-огнетушитель, содержащая ракетный двигатель и контейнер, наполненный огнегасящим веществом (FR 2603492, А1, 11.03.1998). Данное устройство принято за прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкая эффективность его использования из-за отсутствия в конструкции контейнера элементов управления рассеиванием дисперсного огнегасящего вещества. Другим недостатком известного устройства, принятого за прототип, является отсутствие системы подрыва заряда взрывчатого вещества при размещении его в контейнере ракеты.

Основной задачей, на решение которой направлены заявленные способ тушения пожара и ракеты-огнетушителя для его осуществления, является повышение эффективности пожароподавляющих средств, доставляемых в зону пожаротушения, за счет концентрированного, избирательного и последовательного воздействия на очаг пожара воздушной ударной волной и огнегасящим дисперсным флегматирующим веществом в зависимости от конкретной ситуации в зоне пожара, а также за счет увеличения мощности пожароподавляющих средств и точности воздействия их путем обеспечения оптимального соотношения массы огнегасящего вещества к общей массе средства доставки, причем с безопасной от зоны пожаротушения точки.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является повышение эффективности подавления огня на больших пространствах и с затрудненным доступом к очагу пожара по технологии раздельно-последовательного воздействия в зависимости от площади и вида пожара.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе тушения пожаров, заключающемся в сочетании воздействия на очаг пожара воздушной ударной волной и дисперсным облаком огнегасящего вещества, создаваемых пожароподавляющими устройствами, наполненными взрывчатым и огнегасящим веществами, в определении участков тушения, в осуществлении при сближении средства доставки пожароподавляющего устройства с очагом пожара подрыва взрывчатого вещества и образовании дисперсного облака по сигналу датчика, предварительно настроенного на заданный параметр, согласно предложенному техническому решению, в качестве средств доставки пожароподавляющих устройств в зону пожаротушения используют ракеты, прицельно запускаемые с помощью пусковых установок вертолета, при этом создание воздушной ударной волны и дисперсного облака огнегасящего вещества над очагом пожара осуществляют последовательно с заданным интервалом времени залпами ракет, пожароподавляющие устройства которых для первого залпа наполнены взрывчатым веществом, а для второго залпа - флегматизирующим дисперсным огнегасящим веществом, причем количество ракет с тем или иным веществом задают в зависимости от вида и площади очага пожара; что доставку пожароподавляющего устройства в зону пожаротушения осуществляют путем разгона ракеты на активном участке траектории до скорости, обеспечивающей инерционное движение ее до заданной цели; что действие пожароподавляющего устройства инициируют системой наведения ракет через приемник управляющего сигнала; что действие пожароподавляющего устройства инициируют задатчиком времени в инерционном режиме полета ракеты; что распыление дисперсного огнегасящего вещества над очагом пожара осуществляют под воздействием скоростного напора встречной массы воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной ракете-огнетушителе, содержащей ракетный двигатель и контейнер, наполненный огнегасящим веществом, контейнер наполнен дисперсным флегматизирующим огнезащитным веществом и выполнен с воздухозаборником и сопловыми отверстиями для рассеивания огнегасящего вещества, при этом на контейнере подвижно установлен кожух с отверстиями, имеющий возможность закрывания сопловых отверстий, а на кожухе смонтирован обтекатель, сбрасываемый с воздухозаборника кожухом, смещаемым вдоль контейнера с помощью исполнительного механизма в момент открытия сопловых отверстий по сигналу датчика задания момента раскрытия контейнера; что задания момента раскрытия контейнера содержит реле времени; что задания момента раскрытия контейнера содержит приемник сигнала от системы наведения; что в качестве исполнительного механизма раскрытия контейнера использован пиропатрон, соединенный с реле времени и приемником сигнала от системы наведения ракет; что на цилиндрических поверхностях кожуха и контейнера дополнительно выполнены отверстия для рассеивания огнегасящего вещества с шагом, равным величине смещения кожуха при раскрытии контейнера; что датчик задания момента раскрытия контейнера соединен с камерой сгорания ракетного двигателя и инициирует сигнал с окончанием горения топлива; что в качестве реле времени использован бикфордов шнур заданной длины, соединяющий камеру сгорания ракетного двигателя с пиропатроном; что двигатель ракеты оснащен топливной емкостью, достаточной для разгона ракеты до скорости, обеспечивающей достижение ей заданной цели в инерционном полете.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной ракете-огнетушителе, содержащей корпус и ракетный двигатель, согласно предложенному техническому решению она содержит приемник сигнала от системы наведения ракет и реле времени, а корпус заполнен взрывчатым веществом, при этом приемник сигнала и реле времени связаны с инерционным детонатором подрыва взрывчатого вещества, инициирующим взрыв для создания ударной воздушной волны.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленных способа тушения пожара и ракеты-огнетушителя для его осуществления, отсутствуют. Следовательно, каждое из заявляемых технических решений соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данный области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками каждого заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками каждого из заявляемых технических решений преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, каждое из заявляемых технических решений соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено требование единства изобретения, поскольку способ и устройства предназначены для тушения пожара. Заявленные технические решения решают одну и ту же задачу: создание технологии тушения пожара и разработку конструкции ракеты-огнетушителя, способных эффективно бороться с пожарами в труднодоступных местах их возникновения.

На фиг.1 показана ракета-огнетушитель, снаряженная дисперсным огнегасящим веществом; на фиг.2 - то же, в раскрытом положении ; на фиг.3 - ракета-огнетушитель с взрывчатым зарядом.

Способ тушения пожара осуществляют следующим образом. При поступлении сообщения о пожаре, установки залпового огня вертолета заряжаются ракетами-огнетушителями, при этом на борт загружается запас ракет для последующей подзарядки, и вертолет направляется к зоне пожаротушения. Путем предварительного обследования очага пожара с борта вертолета оценивают вид пожара и площадь пожаротушения, который необходимо погасить. На основе оценки состояния зоны пожара определяют участки пожаротушения и количество ракет с взрывчатым веществом для предварительного гашения пожара ударной волной и количество ракет с дисперсным огнегасящим веществом для образования флегматизирующего облака огнегасящего состава. Заряды взрывчатого и дисперсного огнетушащего вещества доставляют в зону пожара раздельно-последовательно в ракетах-огнетушителях, которые выстреливают из мобильной установки залпового огня вертолета. С позиции на расстоянии, соответствующем дальности полета ракет, прицельно с использованием средств наведения производят последовательные залпы ракет, сначала наполненными взрывчатым веществом, а затем, с интервалом во времени, флегматизирующим дисперсным веществом. При первом залпе ракет под воздействием воздушной ударной волны происходит срыв пламени, особенно при тушении леса, когда очаг пожара лишается легкогорящих материалов - с деревьев ударной волной срываются листья, хвоя и др. Последующее распыление дисперсного флегматизирующего состава с помощью ракет-огнетушителей второго залпа подавляет очаг возгорания. При наличии остаточных очагов пожара производят дополнительные залпы до полного подавления огня. Для перезарядки ракетных установок совершают посадку вертолета на безопасном от зоны пожара месте и используют запас ракет, взятый на борт вертолета.

Ракета-огнетушитель для осуществления способа тушения пожара дисперсным флегматизирующим огнегасящим составом состоит из ракетного двигателя 1, включающего камеру сгорания 2 с ракетным топливом, соединенного с контейнером 3, заполненным дисперсным огнегасящим веществом 4 и имеющим сопловые отверстия 5 в донной части и 6 - в цилиндрической его части, воздухозаборника 7 на контейнере 3, пиропатрона 8, приемника 9 управляющего сигнала, отрезка бикфордова шнура 10, кожуха 11 с отверстиями 12 на цилиндрической поверхности, подвижно установленного на контейнере 3, обтекателя 13, смонтированного на кожухе 11 ( фиг.1). В раскрытом положении ракеты-огнетушителя кожух 11 сдвинут относительно контейнера 3, вследствие чего открыты сопловые отверстия 5 на донной части контейнера 3, а отверстия 12 на кожухе 11 совмещены с отверстиями 6 на контейнере 3 и образуют сопловые отверстия на боковой цилиндрической части ракеты-огнетушителя для выпуска дисперсного огнегасящего вещества над очагом пожара (фиг.2).

Ракета-огнетушитель для осуществления способа тушения пожара воздушной ударной волной состоит из ракетного двигателя 1, включающего камеру сгорания 2 с ракетным топливом, соединенного с корпусом 14, заполненным взрывчатым веществом 15. В корпусе 14 размещены приемник 9 управляющего сигнала, соединенный с инерционным детонатором 16, и отрезок бикфордова шнура 10, соединяющий полость камеры сгорания 2 в донной ее части с инерционным детонатором 16 (фиг.3).

Ракета-огнетушитель с дисперсным огнегасящим веществом работает следующим образом. После запуска двигателя 1 ракета-огнетушитель вылетает из пусковой установки вертолета и разгоняется за счет собственного ракетного топлива до скорости, обеспечивающей движение ее по инерции до заданной цели. В момент окончания процесса горения топлива в камере сгорания 2 происходит поджигание бикфордова шнура 10, один конец которого расположен в донной части камеры, а другой подсоединен к пиропатрону 8.

Время горения бикфордова шнура соответствует времени подлета ракеты к цели в инерционном режиме. По достижении огня от бикфордова шнура пиропатрона 8 происходит подрыв последнего, в результате чего под давлением газов, действующих на обтекатель 13, сдвигается кожух 11 относительно контейнера 3 до открытия донных сопловых отверстий 5 и совмещения отверстий 6 и 12 на цилиндрических поверхностях кожуха 11 и контейнера 3. При этом сбрасывается обтекатель 13, освобождая воздухозаборник 7 контейнера 3. Подрыв пиропатрона 8 может при необходимости производиться или дублироваться приемником 9 управляющего сигнала от системы наведения ракет из кабины вертолета. После сбрасывания обтекателя 13 открывается воздухозаборник 7 на контейнере 3 и встречная масса воздуха создает давление на дисперсное огнегасящее вещество в контейнере 3 на площади воздухозаборника 7, а скорость воздуха вдоль цилиндрической поверхности - разряжение, в результате чего дисперсное огнегасящее вещество 4 выдувается из контейнера 3, создавая дисперсное огнегасящее облако.

Ракета-огнетушитель со взрывчатым зарядом работает следующим образом. После запуска двигателя ракета разгоняется до скорости, обеспечиваемой сгоранием топлива ракетного двигателя 1. Далее ракета продолжает движение по инерции. В момент окончания процесса горения топлива происходит поджигание бикфордова шнура 10, конец которого расположен в донной части камеры сгорания 2. Время горения бикфордова шнура 10 соответствует времени подлета ракеты к цели в инерционном режиме.

По достижении огня от бикфордова шнура инерционного детонатора 16 происходит инициирование взрыва взрывчатого вещества 15. Инициация инерционного детонатора 16 при необходимости изменения времени взрыва может производиться или дублироваться приемником 9 управляющего сигнала от системы наведения ракет. При отсутствии воздействия от бикфордова шнура 10 и приемника 9 управляющего сигнала инерционный детонатор 16 срабатывает от удара о препятствие.

Способ позволяет обеспечить универсальность использования пожароподавляющих устройств двух типов в разных сочетаниях на лесных, степных, торфяных, нефтяных и газовых пожарах. Наиболее эффективны ракеты калибра 80 мм с дальностью стрельбы 300-400 метров. Площадь обработки очага пожара одним заходом вертолета составляет не менее 56000 квадратных метров. Для пожаротушения используются военно-транспортные вертолеты, снаряженные штатными пусковыми установками ракет.