Орудие для прокладки пенных опорных полос для борьбы с лесными пожарами

Объектом исследования является совершенствование системы борьбы с лесными пожарами с использованием средств малой механизации.

Цель работы - обоснование конструкции орудия для прокладки пенных опорных полос для отжига и тушения низовых лесных пожаров низкой интенсивности с использованием пены и технологии его применения.

Для борьбы с лесными пожарами применяют орудия для сбивания пламени лесного низового пожара низкой интенсивности высокоскоростной воздушной струёй. Институтом ВНИИПОМ лесхоз были разработаны воздуходувки лесопожарные переносные ВЛП-2,5 и В/1П-20 на базе бензопил «Тайга-245» и «Stil-ОЗб» [1].

Мощность воздуходувки, обеспечивающая тушение пожара средней интенсивности должна составлять 18 кВт. При использовании в качестве огнетушащего агента только сухого воздуха, мощность привода воздуходувок ВЛП-2,5 и ВЛП-20 обеспечивает им тушение кромки низовых пожаров только слабой интенсивности с высотой пламени не более 0,6-0,7 м.

Одним из апробированных в практике тушения лесных пожаров способов применения лесопожарных воздуходувок на тушении более интенсивных лесных пожаров было их применение на прокладке пенных опорных полос при производстве отжига [2 - 4]. На конце сопла воздуходувки может устанавливаться пеногенератор, служащий для приготовления воздушномеханической пены.

Недостаток существующих воздуходувок - работа в непосредственной близости от очага горения, когда оператор подвергается воздействию неблагоприятных факторов лесного пожара - огня, дыма, искр. По технологии он перемещается вдоль кромки пожара на расстоянии 1,5 - 2,0 м от неё, сбивает пламя воздушной струей.

В то же время при оперативной борьбе с лесными пожарами широко используются косвенные методы тушения, сущность которых заключается в создании заградительных полос различной ширины в зависимости от вида и интенсивности лесного пожара. Заградительные полосы прокладывают перед движущейся кромкой пожара на некотором расстоянии от нее. Косвенные способы тушения, особенно при борьбе с крупными лесными пожарами, являются достаточно эффективными и находят широкое применение в практике охраны лесов от пожаров.

При использовании на прокладке пенных опорных полос воздуходувками производительность лесного пожарного составляет в среднем 0,5 км/ч, ширина прокладываемой полосы 0,15- 0,25 м, сохранность 6 - 9 мин [5]. Однако при работе с пеногене- ратором воздушный поток, движущийся со скоростью 105 м/с срывает пену с сетки. Для обеспечения работы в сопло вставляется дроссельная шайба с отверстием диаметром 15 мм, при этом мощность двигателя используется на 10-15 процентов (рис. 1).

Проблема может быть решена использованием в качестве источника воздушного потока малогабаритного вентилятора меньшей мощности. При этом снижается масса орудия и его габариты, расход топлива.

Предлагается вместо воздуходувки ВЛП-20 мощностью 3,6 кВт использовать воздуходувку Stihl SH-56 мощностью 0,7 кВт и весом 5,3 кг с пеногенератором от воздуходувки ВЛП-20.

Рис. 1. Воздуходувки с дроссельной шайбой пеногенератора

При той - же производительности масса орудия снизится с 10-15 кг до 5,5 кг, соответственно уменьшится расход топлива и облегчится труд. Особенно эффективным может быть применение проектного орудия в МЧС России для тушения весенних загораний травы в черте города. Вместо подачи воды по рукавной линии на кромку пожара достаточно обойти очаг горения и потушить огонь, укрывая его пеной. Схема тушения представлена на рисунке 2. Применение проектного орудия на прокладке опорных полос при тушении крупных лесных пожаров высокой интенсивности позволит сократить сроки прибытия к очагу горения, повысить производительность труда и тем самым сократить площади выгоревших лесов.

Ширина выжигаемой полосы должна быть равна для низового пожара до 10 м и не менее 200 м - перед фронтом беглого верхового пожара [5]. Применение проектного орудия на прокладке опорных полос при тушении крупных лесных пожаров высокой интенсивности позволит сократить сроки прибытия к очагу горения, повысить производительность труда и тем самым сократить площади выгоревших лесов. Ширина выжигаемой полосы должна быть равна для низового пожара до 10 м и не менее 200 м - перед фронтом беглого верхового пожара [5].

Скорость прокладки опорной полосы определяется производительностью рабочего с орудием (Рис. 3).

Производительность одного лесного пожарного с проектным пеногенератором на прокладке опорной полосы из пены составит 0,8 км/ч, ширина прокладываемой полосы 0,15- 0,25 м, время ее сохранности от 6 до 9 мин. Расход пенообразующего состава 120 дм⁵/км [5].

Методика расчётов.

Экологический и экономический эффект от применения новых диоксида углерода, в количественном - сокращением объёма выгоревшего кислорода и поглощением диоксида углерода сохранёнными лесами. Расчёты тушения выполняются по методике [5].

Расчёты позволяют сравнить новую технологию тушения с прокладкой пенных опорных полос с применяемыми в настоящее время вариантами. Проведём сравнительный расчёт использования на тушении лесного пожара проектного орудия и применяемых в практике пожарной и лесной охраны средств борьбы с природными пожарами по методике [5].

Рис. 2. Схема локализации лесного низового (или весеннего травяного) пожара низкой интенсивности с применением проектного орудия

• 1 - рабочий на прокладке пенной полосы, 2- рабочие на отжиге,
• 3 и 4 подносчики пеннообразующего состава из ёмкости на машине.

Рис. 3. Схема прокладки заградительного барьера при тушении низового лесного пожара

1 и 2- рабочие на тушении, 3 и 4 - рабочие на окарауливании потушенной кромки и подноске жидкости

Результаты расчётов представлены в таблице и на диаграммах (рис. 4-6).

Таблица, сравнение эффективности технологий тушения лесных пожаров существующими методами и проектным орудием при различной удалённости очага горения от места базирования лесных пожарных

Интенсивность пожара Н-низкая, С- средняя, В- высокая,Т_д - время прибытия пожарного расчёта к очагу горения, ч; S_b - выгоревшая площадь к началу тушения, га; Р_н - периметр очага горения к началу тушения, км; У_л - скорость локализации периметра пожара, км/ч; Т_л - время локализации очага горения, ч; S^- выгоревшая площадь, га.

Рис. 4 - Локализация- Бульдозер на Т-170 и проектное орудие

Рис. 5 - Локализация-ЛХТ-4 и проектное орудие

Рис. 6 - Вертолёты, АН-2 и проектное орудие

Выводы

Применение проектного орудия на тушении низовых травяных пожаров избавляет расчёт АПП (0,5) от прокладки рукавных линий, но более эффективно применение РЛО с заправкой от АПП (0,5).

При тушении низовых пожаров средней и высокой интенсивности применение проектного орудия для прокладки пенных опорных полос с применением отжига от них несомненно повышает производительность труда и обеспечивает сокращение выгоревших лесных площадей за счёт оперативного прибытия к очагу горения.

Выгоревшие площади сокращаются в 5-6 раз.

Реально применение орудия парашютистами-десантниками лесной охраны, что также сокращает выгоревшие площади лесов и затраты на тушение.

Литература

• 1. Главацкий Г.Д. Исследование огнетушащей способности малогабаритных лесопожарных воздуходувок.// Профилактика и тушение лесных пожаров. ВНИИПОМлесхоз, Красноярск, 1998, с.128-140.
• 2. Лорбербаум В.Г., Смирнова К.В. Применение высокократной пены при борьбе с лесными пожарами. Методические указания, Л. ЛенНИИЛХ, 1975.-15 с.
• 3. Тихомиров В.К. Пены.Теория и практика их получения и разрушения. М. Химия, 1983.- 263 с.
• 4. Гольдаммер И.Г. Применение пенных огнетушителей в борьбе с лесными пожарами и результаты, полученные при опытных работах с эпиролем № 1. Л. AFZ, 1982, № 36,1094 - 1097.
• 5. Орловский С.Н. Технология и механизация тушения лесных, степных и торфяных пожаров: методические указания. Краснояр. гос. аграр. ун-т.-Красноярск, 2014.92 с.