Автомобили газоводяного тушения

В перечне пожарных автомобилей целевого применения автомобили газоводяного тушения (АГВТ) занимают особое положение. Это обусловлено как областью их применения, так и спецификой механизма тушения пожара.

Основу АГВТ составляют турбореактивные двигатели (ТРД). Высокая скорость их отработавших газов (рис. 9.29) обусловливает гидродинамический срыв пламени. Особенно эффективным он оказался при тушении горящих нефтяных и газовых фонтанов. Для улучшения механизма тушения в струю отработавших газов вводят воду. Это хотя и снижает их скорость и температуру (рис. 9.30), но обеспечивает охлаждение фронта пламени горящего фонтана.

vт, м/с

S, м

1

2

Рис. 9.29. График изменения скорости отработавшего газа: 1 – без воды; 2 – при подаче воды с расходом 60 л/с

2

1

S, м

t, oC

Рис. 9.30. Графики изменения температуры отработавшего газа: 1 – без воды; 2 – при подаче воды с расходом 60 л/с

Впервые АГВТ был применен в нашей стране в 1967 г., когда успешно был потушен пожар нефтяного фонтана с дебитом 6000 т/сут. С тех пор тушение горящих газовых (нефтяных) фонтанов осуществляется в основном АГВТ.

Для рационального тушения пожаров АГВТ должны удовлетворять ряду требований:

базовое шасси для них должно быть высокой проходимости, так как они используются в условиях бездорожья;

ТРД должны иметь большую тягу с достаточно большим количеством отработавших газов;

направление огнетушащей струи (отработавшие газы и введенная в них вода) должно регулироваться в вертикальной или горизонтальной плоскости;

в конструкции АГВТ должны предусматриваться устройства, обеспечивающие его устойчивость при работе ТРД.

АГВТ состоит из базового шасси 1 (рис. 9.31), турбореактивного двигателя 6, подъемно-поворотного устройства для него 7, лафетных стволов 5, цистерны 4 с топливом для ТРД, тепловой защиты 3 и бака 10 для воды, обеспечивающей защиту от теплового излучения.

Управление направлением газоводяной струи турбореактивного двигателя 6 осуществляется гидроприводами, включенными в гидравлическую систему (рис. 9.32). В нее входят гидромотор 8 поворота двигателя, гидроцилиндры 9 его подъема, гидроцилиндры 10 блокировки рессор и гидромотор насосного агрегата 11, питающего систему орошения.

3

2

4

5

6

7

8

3

9

10

1

Рис. 9.31. АГВТ-150(43114):

1 – шасси; 2 – кабина; 3 – система орошения; 4 – цистерна для топлива; 5 – лафетный ствол; 6 – ТРД; 7 – подъемно-поворотное устройство; 8 – гидроцилиндр подъема;
9 – механизм блокировки рессор; 10 – бак для воды

9

10

8

7

6

5

4

3

2

1

18

Т

Р

17

16

15

14

13

12

11

Рис. 9.32. Гидравлическая схема привода:

1 – бак; 2 – насос; 3 – коробка отбора мощности; 4 – насос от двигателя; 5 – блок обратных клапанов; 6 – манометр; 7 – блок клапанов; 8 – гидромотор поворота двигателя;
9 – гидроцилиндры подъема двигателя; 10 – блокировка рессор; 11 – насосный агрегат системы орошения; 12 – бак для воды; 13 – гидрораспределители; 14 – предохранитель; 15 – щуп; 16 – фильтр; 17 – ручной насос; 18 – дренажная линия

Гидравлическая жидкость из бака 1 может подаваться насосами 2, 4 или 17 в напорную линию Р. От нее через соответствующие клапаны 7 или гидрораспределители 13 она поступает в исполнительные механизмы. При их выключении гидравлическая жидкость поступает к гидрораспределителю 13, а затем по трубопроводу Т через фильтр 16 в бак 1. По дренажному трубопроводу 18 жидкость сливается в бак 1 от гидронасоса 2 и гидромоторов 8 и 11.

В качестве гидравлической жидкости применяют масло ВМГ3, МГЕ и другие масла. Давление в системе 16 МПа.

Подача воды в поток отработавших газов осуществляется лафетными стволами. Они укрепляются на корпусе ТРД так, что водяные струи входят в газовый поток на 1 – 2 м от сопла ТРД.

На АГВТ устанавливают лафетные стволы с диаметром насадка 36 мм и расходами 20 л/с. Вода к ним подается от ПНС, насосно-рукавных автомобилей или пожарных автоцистерн.

Некоторые параметры технических характеристик АГВТ приведены в табл.9.7.

Таблица 9.7

Показатели	Размер-ность	АГВТ-100(131)	АГВТ-150(43114)
Тип шасси Колесная формула Мощность двигателя Удельная мощность Максимальная скорость Тип ТРД Количество лафетных стволов Расход воды Вместимость топливных баков Производительность по газоводяной смеси Углы поворота ТРД: вверх вниз вправо и влево	- - кВт кВт/т км/ч   шт. л/с л кг/с     град	ЗИЛ-131 6×6 10,5 ВК-1А	КамАЗ-43114 6×6 12,6 ВК-1

Продолжительность маневров ТРД достаточно мала. Так, для ТРД АГВТ-150 время поворота в любую сторону до максимального значения равно 8 с, вверх – 13, а вниз – 4 с.

При тушении пожаров АГВТ устанавливают на небольших расстояниях от горящего факела. Поэтому на них предусматривается защита от тепловых потоков до 25 кВт/м² для обеспечения безопасной работы.

Для защиты АГВТ от теплового потока пожара устанавливают оросители щелевого типа. Щелевые насадки ориентированы на орошение кабины боевого расчета, цистерны с горючим для ТРД и бака с горючим для АГВТ и колес. Для защиты от теплового излучения горящего факела рекомендуется применять съемные экраны из асбестоткании других материалов. Ими возможно защищать колеса автомобиля, бензобаки, кабину.

Система запуска и управления ТРД дистанционная. Пульт управления выносной. Управление возможно на расстоянии до 50 м. На АГВТ предусматривается управление при помощи лоринготелефонной аппаратуры.

Одним из параметров, характеризующих совершенство ТРД, является тяга. Она находится в пределах 10 – 50 кН; и под действием тяги ТРД возникает опрокидывающая сила. Поэтому становится важным обеспечение устойчивости АГВТ против опрокидывания.

Опрокидывающая сила Р_о, Н, равна (рис. 9.33)

P_o = T + R, (9.11)

где Т – тяга, Н; R – реактивная сила водяной струи, Н.

Реактивная сила водяной струи, Н, определяется по формуле

, (9.12)

где ω – площадь насадка лафетного ствола, м²; р – давление у насадка, Па; n – количество лафетных стволов.

В вертикальной плоскости опрокидывающая сила в поперечном направлении равна

.

В горизонтальной плоскости ее величину определим по формуле

.

Опрокидывание произойдет в случае R_в = 0, тогда можно записать

, (9.13)

где М_у – момент удерживающий, Н∙м; М_о – момент опрокидывающий, Н∙м.

a

a

Ро¢

Рс

a

Ро

Ро¢

Ро¢¢

Gа

g

А

В

а

b

а

h

Rа

Rв

Рис. 9.33. Силы, действующие на АГВТ

Из рис. 9.33 следует:

где G_a – сила веса, Н.

Сила веса определяется по формуле

(9.14)

где m – масса автомобиля, кг; g – земное ускорение, м/с².

Опрокидывающая сила Р_с, Н,

. (9.15)

Зная величины М_у и М_о, определяют запас устойчивости:

. (9.16)

Запас устойчивости для грузоподъемных стреловых машин принимается равным 1,4. При работе ТРД сила тяги может резко изменяться, например, при резком изменении частоты вращения двигателя, поэтому запас устойчивости принимается К_у ≥ 2. Для повышения устойчивости АГВТ применяют блокировку рессор.

Мотопомпы

Мотопомпы – это транспортные средства, которые должны осуществлять забор и подачу воды к очагу пожара из водопроводной сети, емкостей (или) из открытых водоисточников с требуемым расходом и рабочим давлением, необходимым для тушения пожара.

Мотопомпы применяются в местах, труднодоступных для подъезда пожарных автомобилей. Они могут использоваться как самостоятельное средство тушения пожара, так и для комплектации пожарно-спасательных автомобилей, пожарных автомобилей первой помощи, в сельской местности.

Автономность и сравнительно небольшая масса делает их незаменимыми, кроме тушения пожаров при выполнении ряда работ. Так, они могут использоваться для откачки воды из подвалов, аварийных затоплениях для комплектования добровольных пожарных дружин.

Конструктивно мотопомпы представляют собой мотонасосный агрегат, состоящий из приводного двигателя внутреннего сгорания, центробежного насоса, элементов трансмиссии, контрольных приборов и дополнительного оборудования.

В комплектацию поставки входят всасывающие и напорные рукава, всасывающая сетка, разветвление, стволы пожарные, зажимы, ключи.

По тактическому назначению и способам транспортировки мотопомпы делятся на два типа: прицепные и переносные.

Промышленность выпускает несколько типов мотопомп. Тактико-технические характеристики некоторых из них приведены в табл.9.8.

Таблица 9.8

Показатели	Размер-ность	Переносные
МП-1600/100	МПН-800/80	МНПВ-90/300	МП-16/80	Гейзер 1600	Гейзер 1200
Подача	л/мин				20*	27-36*	13-20*
Напор	м в ст					100-60	80-60
Высота всасывания	М		7,5	3,5		7,5	7,5
Подача при максимальной высоте всасывания	л				6,7	-	-
Время заполнения насоса	с		30/10			3,5
Двигатель	-	ЗМЗ-4062.10	Хонда GX670 – TX F4	ВАЗ-2103	ВАЗ-21083	ВАЗ-11113
Мощность двигателя	кВт	110,2	17,6	17,6	52,7	57,5	24,3
Габаритные размеры	мм
Масса	кг

*Подача, л