Эффективность применения авиации для тушения пожаров в зданиях повышенной этажности
Эффективность применения авиации для тушения пожаров в зданиях повышенной этажности
Введение
Преимущества применения авиации определяются прежде всего быстротой реагирования, оптимальной обзорностью и возможностью маневрировать при изменении ситуации.
Авиационная техника, используется в основном для решения следующих задач: воздушного наблюдения за лесными массивами, разведки зон лесного пожара и руководства его тушения; непосредственного тушения пожаров с воздуха водой или раствором замедлителя горения (ретарданта) в местах, недоступных для наземных пожарных команд; для сдерживания распространения пожара до прибытия наземных команд; для снижения температуры в зоне пожара; для облегчения доступа к очагу пожара наземных команд; прокладки защищаемых полос с помощью воды, пены, раствора химических веществ; для предотвращения распространения огня; доставки к месту пожара людей, оборудования и огнетушащих веществ; эвакуации людей с высоты и высотных зданий; предупреждения о переходе низового пожара в верховой.
В последние годы во всех развитых странах мира бурными темпами развивается строительство высотных зданий жилого, гостиничного, делового и производственного назначения. Разрабатываются и применяются новые строительные и отделочные материалы, новые интеллектуальные системы жизнеобеспечения и системы безопасности.
Однако некоторые традиционные системы спасения людей и тушения пожаров с увеличением высоты зданий теряют свою эффективность. Так, увеличение длины пожарных автолестниц до 50-100 метров ведёт к усложнению их изготовления, к большим проблемам в доставке к месту пожара, нахождению места для их установки и эксплуатации. Поэтому требуется разработка и использование новых технических средств спасания с верхних этажей высотных зданий и тушения пожаров в них.
Во второй половине 80-х годов прошлого столетия в Москве делались попытки спасания людей с помощью вертолёта Ка-32. Аналогичные попытки применения вертолётов предпринимались за рубежом. К сожалению, до настоящего времени в мире нет удачных конструкций пожарных вертолётов для тушения пожаров и спасания людей из высотных зданий.
В настоящее время, применение вертолётов для тушения пожаров в условиях городской застройки ограничивается выливанием воды из подвесной ёмкости на крыши горящих зданий, чем часто вызывается ущерб, соизмеримый с ущербом от пожара. Но, не смотря на этот факт, вертолёты имеют значительные преимущества перед традиционными техническими средствами при тушении пожаров определённых объектов и в определённых условиях. Применение авиационных средств для борьбы с пожарами, привлекательно, в первую очередь, по причине высокой оперативности. Тут просматривается прямая аналогия со скорой медицинской помощью, где существует «Правило золотого часа». Ущерб от воздействия огня, с начала возгорания, увеличивается не в прямой, а в геометрической прогрессии, поэтому использование авиационных средств выгодно, несмотря на их более высокую стоимость.
Согласно данным специалистов, в настоящее время, вертолеты составляют около 40 - 50% парка всех летательных аппаратов мира, находящихся в эксплуатации. Широкое распространение вертолеты получили благодаря своим главным преимуществам по сравнению с самолётами - способностью выполнять вертикальный подъем и спуск и зависать на месте. Это позволяет совершать взлет и посадку на ограниченном пространстве и, по существу, переводит вертолет в класс летательных аппаратов, не требующих для себя аэродромных площадок. Благодаря указанным достоинствам вертолет способен выполнять крано-монтажные работы, перевозку пассажиров и грузов в районы, не имеющие взлетно-посадочных полос, авиахимработы в труднодоступных местах, над садами и виноградниками и т.д. Широкий диапазон скоростей полета способствует применению вертолетов в поисково-спасательных операциях, инспекционных и осмотровых полетах, пожаротушении.
Дальнейшее совершенствование вертолетной техники повышает конкурентоспособность ее применения по сравнению с самолетами, а также с другими видами транспорта в транспортных перевозках на малые и средние расстояния.
К сожалению и у вертолетов есть ряд своих недостатков, о которых тоже нельзя забывать. Если в целом рассматривать оперативность, то она довольно относительная.
Оперативности имеется три вида:
первая - вертолёт в снаряженном состоянии, экипаж в кабине, время вылета до 10 - 20 минут. Но в таких условиях несения службы экипаж может находится не более 2-х часов;
вторая - экипаж в помещении в непосредственной близости от вертолёта, время вылета до 30 мин; могут быть в такой готовности не более 8 -10 часов;
третья - для нас не актуальна в силу больших временных рамок.
Для обеспечения первой или второй готовности, в первую очередь специально оборудованный ангар с раздвижной крышей для того, чтобы вертолёт был не зачехлён, а вода в баках не замёрзала в холодное время года, но, к сожалению, таких ангаров попросту нет, требуется строительство с нуля. Пока не будут построены ангары дежурить можно только в тёплый период года во второй готовности.
Попытаемся выявить особенности конструкции пожарных вертолётов перед обычными вертолётами:
. У пожарных (пожарно-спасательных) вертолетов должен быть бак для воды. К примеру, у вертолёта «Ансат» имеется модификация, у которой бак находится под фюзеляжем, у пожарного Ка-226 АГ конструкторы предполагают разместить бак в пассажирском салоне. Но такое расположение бака не позволит использовать пассажирский салон для принятия пассажиров (спасателей и спасаемых). Поэтому рациональнее разместить бак для воды у вертолёта Ка - 226 АГ внизу отделяемого модуля, а рядом можно разместить емкость для пенообразователя.
. Штанга для размещения пожарного ствола должна выступать за пределы воздушного потока, образуемого винтом вертолёта.
. Пожарный ствол должен иметь оптический и инфракрасный прицелы для эффективного управления струёй огнетушащего вещества, подаваемого в очаг пожара.
. На вертолёте должны быть датчики, определяющие расстояние до стены здания и соответствующие устройства, не позволяющие вертолёту приблизиться к зданию на опасное расстояние.
. Он должен быть оборудован датчиками обнаружения различных проводов, растяжек, антенн и других устройств, которые могут представлять опасность для вертолёта.
. Для разрушения остекления (окна, лоджии, галереи и т.п.) вертолёт должен быть вооружен специальным устройством (типа гранатомёта, но пониженной взрывной мощности, или иным устройством разрушения).
. Для проведения разведки на вертолёте должны находиться: тепловизор, бесконтактный термометр, телевизионная камера и иное специальное навесное оборудование.
. Связь с центром управления, руководителем тушения пожара, руководством Министерства должна осуществляться по каналам МЧС и пожарной охраны.
. Вертолёт должен быть оснащен спутниковой навигационной системой.
. Вертолёт должен быть оснащён аппаратурой для проведения расчётов прогнозирования развития оперативной обстановки, расчёта количества необходимых сил и средств, времени их прибытия, аэродинамической обстановки (общая ветровая нагрузка на различных высотах, шквалы, зоны вихрей, образуемых в процессе обтекания воздушными потоками горящего здания, дождь, снежные заряды и т.п.), возможных траекторий струй огнетушащих веществ, подаваемых в очаг пожара, траекторий полёта различных спасательных средств, подаваемых спасателям, и многих других расчетов.
. В случае использования лёгкого вертолёта в качестве мобильного командного пункта он должен быть оснащён аппаратурой, необходимой для выполнения задач командного пункта.
Все перечисленные приборы и устройства разработаны и производятся в нашей стране. Главные конструкторы Ка - 226 АГ (Москва) и «Ансат» (Казань) заинтересованы в разработке и производстве таких вертолётов, так как открывается новый класс всепогодной, мобильной, с большим радиусом обслуживания, не подверженной влиянию уличных пробок пожарно-спасательной техники. Однако дальше этого никаких шагов не предпринимается, так как нет ни конкретных заказчиков, ни финансирования.
В настоящее время можно говорить о возможности создания на базе Ка-32 многофункционального противопожарно-спасательного комплекса, способного решать нижеследующие задачи:
оперативное заполнение водяного бака в режиме висения из любого открытого водоема;
возможность тушения различных видов пожара (в том числе ГСМ);
управляемое тушение масштабных и точечных пожаров, тушение этажей и крыш высотных зданий как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, недоступных для тушения обычными противопожарными средствами, не входя в опасную зону горения;
доставка и высадка десантных пожарных расчетов к местам пожарных работ;
подача тушащей жидкости из режима висения по пожарным рукавам на крыши высотных зданий; доставка тушащей жидкости к местам ее дальнейшего использования наземными пожарными службами;
эвакуация больных, пострадавших и терпящих бедствие, причем как внутри фюзеляжа, так и снаружи, с помощью транспортно-спасательных корзин и грузовой лебедки;
постановка защитных пенных полос, препятствующих продвижению пожара;
заливка пеной взлетно-посадочных полос при аварийной посадке воздушного судна;
обеспечение общественной безопасности и правопорядка при массовых беспорядках и многое другое.
С учетом реальных объемов рынка затраты на разработку, испытания и сертификацию новой модификации вертолета многократно окупятся, ведь обеспечивать безопасность и спасать людские жизни - дорогого стоит.
В теории, конечно, все хорошо и правильно, куда сложнее дела обстоят на практике. В связи с чисто техническими ограничениями применять такую водяную пушку предпочтительнее насосных вертолетах ввиду необходимости вынесения сопла за радиус несущего винта (у соосных вертолетов он меньше). В случае использования подобной системы на вертолете с хвостовым винтом струя воды будет либо разбиваться потоком воздуха, либо необходимо будет создавать пушку с необычайно длинным стволом.
После пожара Останкинской телебашне, при финансировании Московского правительства, в ОАО «Камов» разрабатывалось несколько вариантов систем горизонтального пожаротушения для вертолета Ка-32 (для тушения пожаров в высотных зданиях).
В первом случае предполагалось подавать огнетушащую жидкость по пожарному шлангу к вертолету от водяного насоса высокого давления. Главный недостаток проекта - низкая оперативность: автомобиль со специальной насосной станцией и шлангом необходимо было доставлять к месту пожара по земле.
Во втором проекте - «СПВ» (система пожаротушения высотная) два сменных пластиковых бака с водой крепились на внешней грузовой подвеске и соединялись шлангами с системой горизонтального пожаротушения. Давление, необходимое для подачи тушащей жидкости, создавалось подрывом специальных пиропатронов внутри баков. Но ввиду быстрого падения давления так и не удалось достичь равномерности и дальности. Кроме того, перезарядка баков или их замена создавали дополнительные сложности.
Третий вариант - совместная разработка с российской фирмой «Темперо» установки горизонтального пожаротушения «Игла-В». Это вододисперсная система, основанная на газодинамической технологии, при которой осуществляется разгон частиц или капель огнегасящего компонента сжатым воздухом. Распыленная до дисперсного состояния вода под большим давлением выстреливается короткими импульсами. Объем воды в баках под полом вертолета составлял 740 л. С внешней стороны фюзеляжа по левому борту крепилась батарея баллонов со сжатым воздухом. Заявляемая разработчиком дальность «выстрела» - около 50 м. Минусы: сложности с перезарядкой и заправкой воды и воздуха, громоздкость и недостаточная эффективность водяной пыли по противодействию некоторым видам пожаров.
В силу вышеперечисленных недостатков все эти проекты так и не были доведены до серийного производства.
Голландская компания IFEX разработала собственную вододисперсную установку, которая размещается на различных типах вертолетов, в частности, на AS350 (Eurocopter) и K-MAX (Kaman). Эффективная «стрельба» ведется импульсами водяной пыли на расстояние от 10 до 40 м. Производитель заявляет, что система может пополняться из окрестных водоемов в режиме висения. Недостатком данного устройства является малый запас воды и время «перезарядки», составляющее 2 - 3 с. А поскольку при ликвидации масштабных очагов горения важен разовый массовый выброс тушащего вещества, то ее использование достаточно ограничено. На вертолете S-64F Helitanker также может устанавливаться горизонтальная водяная пушка, управляемая в вертикальной плоскости. Ее использование ограничено дальностью стрельбы, стоимостью и громоздкостью самого носителя.
На вертолетном заводе ФГУП «КумАПП» в Кумертау для вертолета Ка-32 была разработана горизонтальная телескопическая водяная пушка. Установленная на вертолет, она способна посылать струю воды на расстояние около 40 м. Первый серийный вертолет Ка-32 с такой водяной пушкой был поставлен в Южную Корею в ноябре 2005 года. К сожалению информации об эффективности ее применения в настоящий момент нет. В марте-апреле 2010 года на подмосковном аэродроме Остафьево проводились испытания доработанной телескопической пушки, установленной на один из пожарных вертолетов МЧС Москвы.
У всех вышеперечисленных систем горизонтального пожаротушения главным недостатком является то, что наведение на цель (в одной плоскости, а то и в обеих) осуществляется пилотом. При расходе тушащего вещества (снижении массы), порывах ветра, изменении движения огня ему крайне сложно не только удерживать машину, но еще и отслеживать процесс тушения. В этой связи необходимо разработать автоматическую систему наведения на цель.
Вторая проблема - слишком узкая специализация. Оснащенный помпами, насосами, емкостями для тушащей жидкости, такой вертолет может только пускать струю воды. В его транспортной кабине, занятой специальным противопожарным оборудованием, не могут разместиться ни спасатели, ни спасаемые. В этой связи оборудование, которое будет использоваться для тушения пожаров в высотных зданиях по возможности должно быть съемным. вертолёт пожар огнетушащий
Третья проблема - низкая эффективность тушения водой. Хотя возможность добавления в нее пенообразователей не исключается, но она не в состоянии обеспечить той же степени пенообразования, на которое способны пеногенераторы, давно применяемые на наземных и водных транспортных средствах. При этом размещение такого агрегата, имеющего значительную площадь поверхности, на конце длинного ствола создает новые проблемы, связанные с прочностью конструкции.
Заключение
Сложность пожаротушения, особенно проведения спасательных работ в зданиях повышенной этажности, требует от работников пожарных подразделений специальной подготовки, а также дополнительного оснащения пожарной техники специальным оборудованием.
В связи с этим в ряде гарнизонов пожарной охраны разработан и осуществлен комплекс мероприятий, направленных на успешное тушение пожаров и проведение спасательных работ в зданиях повышенной этажности. Они проводятся по двум направлениям: подготовка начальствующего состава и боевых расчетов подразделений, оснащение имеющейся техники специальным оборудованием и различными приспособлениями.
Подводя итоги, следует отметить, что ни в России, ни в других зарубежных странах до сих пор нет универсального многофункционального вертолета для тушения пожаров в условиях города. Это уникальная возможность для разработки летательного аппарата и освоение мирового рынка.
Литература
1. Брюханов А.В. Пожарная авиация. Справочник по мировой авиационной технике используемой для борьбы с пожарами. - Красноярск, 2009.
. Повзик Я.С. Пожарная тактика. М.: ЗАО "Спецтехника", 2004. - 416 с.
. Пожарная техника: учебник / Под ред. М.Д. Безбородько. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 550 с.
. Теребнев В.В. Промышленные здания и сооружения. Серия «Противопожарная защита и тушение пожаров». Книга 2. - М.: Пожнаука, 2006. - 289с.