Способы пожаротушения и возможности их применения в салонах летательных аппаратов

Успешная борьба с пожаром, спасение людей, сведение ущерба от пожара и его тушения к минимуму во многом зависят от правильного выбора средств пожаротушения.

При выборе способа пожаротушения необходимо учитывать виды и свойства горючих материалов, которые могут оказаться в зоне пожара, воздействие огнетушащих составов на оборудование объекта, возможность нахождения людей в аварийном помещении во время тушения пожара и т.д.

Средство пожаротушения, предназначенное для ликвидации очагов возгораний в пассажирском салоне самолета, должно, в частности, отвечать следующим основным требованиям:

1) обладать высокой эффективностью пожаротушения при горении различных материалов;

2) не вызывать повреждения или порчи конструкционных и декоративных материалов, а также различного оборудования, включая электрооборудование, находящееся под напряжением;

3) не оказывать вредного или отрицательного действия на организм человека;

4) локализовать зону горения, не допуская или ограничивая возможность распространения вредных продуктов сгорания по всему объему защищаемого помещения;

5) предотвращать возможность повторного загорания, обеспечивать тушение в труднодоступных или загроможденных местах.

Установки пожаротушения должны иметь минимальную массу и габариты, сохранять работоспособность при длительном хранении, быть простыми в эксплуатации и безотказными в работе.

В общем случае бортовые средства тушения пожара классифицируются по виду используемого тушащего вещества и конструктивному исполнению противопожарных устройств.

Водяное тушение

В качестве огнегасящего вещества может быть применена вода. В наземных условиях тушение водой - наиболее распространенный способ борьбы с пожарами. Объясняется это не только дешевизной и доступностью воды, но и ее хорошими огнетушащими свойствами. Основной огнетушащий эффект достигается за счет интенсивного охлаждения зоны горения благодаря большой теплоемкости воды и высокой теплоты парообразования (около 2,2 МДж/кг).

Дополнительный эффект пожаротушения, особенно заметный при тушении пожаров в закрытых помещениях, создает разбавляющее и изолирующее действие паров воды. При испарении объем воды увеличивается в 1700 раз, благодаря чему кислород воздуха вытесняется из зоны пожара, и состав горючей смеси оказывается сильно разбавленным водяным паром.

Поскольку вода, особенно природная, содержит растворенные соли, то она обладает значительной электрической проводимостью. Поэтому вода не может применяться для тушения пожаров, связанных с горением электрооборудования и электросетей.

Анализ положительных качеств и недостатков тушения пожаров водой показывает, что этот способ, в принципе, может быть с успехом применен для ликвидации небольших очагов возгорания в пассажирском салоне самолета при использовании огнетушителей, создающих распыленную струю воды с добавками (пенообразователями), повышающими эффективность тушения.

Тушение пожаров газами

Суть газового тушения заключается в уменьшении относительного содержания кислорода в зоне горения до концентрации, при которой горение прекращается, за счет разбавления воздуха каким-либо газом, не поддерживающим горения.

Для этой цели целесообразно использовать двуокись углерода. Это связано с тем, что этот газ может храниться в сжиженном состоянии при умеренных давлениях (около 6 МПа при температуре 20°С) и имеет достаточно высокий коэффициент газообразования: из 1 л жидкой углекислотыобразуется 462 л углекислого газа (1 кг жидкого СО₂ образует 509 л газообразного СО₂). Углекислый газ химически инертен, не коррозионно активен, не электропроводен.

Основной механизм газового пожаротушения - разбавляющее действие газа. При подаче в очаг пожара снежной углекислоты последняя мгновенно испаряется, минуя жидкое состояние. Этот процесс, называемый сублимацией, сопровождается некоторым охлаждением зоны горения.

Для прекращения горения объемная концентрация двуокиси углерода должна составлять при тушении 30% или 0,594 кг/м³.

Углекислый газ нельзя применять для тушения некоторых металлов (натрий, калий, бериллий, магний, щелочноземельные металлы). Эти металлы горят в атмосфере СО₂. Двуокись углерода не применима также для тушения тлеющих материалов (из-за плохого охлаждающего действия).

Наиболее существенным достоинством газового способа пожаротушения является полное отсутствие отрицательного воздействия на материалы и оборудование, в том числе радиотехническое, навигационное, и электрооборудование.

Наиболее значительные недостатки газового пожаротушения связаны с невысокой огнетушащей эффективностью (что требует существенных запасов газа-разбавителя). Этот способ для объемного тушения в помещении невозможно применять в отсеках, где находятся люди.

К этой же категории огнегасящих средств относится азот. Для подавления очага возгорания, в каком либо отсеке, в него нужно подать азот в объеме 40…70% от объема этого отсека.

Одними из эффективных средств пожаротушения и флегматизации горючих сред являются углеводороды, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галоидов (F, Cl, Br). Эти вещества известны, как хладоны.

Хладоны эффективней инертных газов приблизительно в десять и почти в двадцать раз – водяного пара. Механизм тушения пожара хладонами состоит в том, что они уменьшают концентрацию горючей смеси, снижают температуру очага пламени за счет своего испарения и уменьшают скорость распространения пламени.

Высокие диэлектрические свойства хладонов позволяют применять их для тушения возгорания оборудования, находящегося под электрическим напряжением.

Рис. 6.9. Принципиальная схема ППС силовой установки самолета Ил-62: 1 – распределительные коллекторы отсека ВСУ; 2, 7 – блоки распределительных электрокранов; 3 – трубопровод для стравливания огнегасящего состава в атмосферу; 4 – устройство сигнализации о разрядке огнетушителей; 5 – распылительный коллектор отсека двигателя; 6 – устройство подачи огнегасящего состава внутрь двигателя; 8 – цилиндрический огнетушитель; 9 – шаровой огнетушитель

Все это привело к широкому распространению хладонов в бортовых авиационных средствах пожаротушения. К сожалению, хладоны обладают рядом существенных недостатков, среди которых основными являются их токсичность, что требует соблюдения специальных мер безопасности при обслуживании ППС, и разрушительное воздействие на озоновый слой атмосферы при срабатывании систем или утечках огнегасящего состава.

По конструктивному исполнению ППС можно подразделить на переносные и стационарные. Стационарные системы могут быть централизованными, автономными и смешанными.

Стационарные системы позволяют подавать огнегасящий состав в любой защищаемый отсек от одних и тех же огнетушителей; в автономных системах подача состава в каждый отсек осуществляется из отдельного огнетушителя. Принципиальная схема централизованной ППС самолета, показана на рис. 6.9

При возникновении загорания в одном из двигательных отсеков и срабатывании системы сигнализации приводятся в действие электроклапаны 7 соответствующего двигателя. В результате огнегасящий состав из огнетушителей под действием высокого давления поступает к распределительному коллектору и вспрыскивается в зону горения. В том случае, если пожар не был потушен или произошло повторное воспламенение, экипаж может вручную привести в действие огнетушитель второй очереди.

Как правило, ППС, состоящие из двух и более очередей, применяются на самолетах и вертолетах тяжелого и среднего класса. На легких маневренных самолетах обычно используются полностью автоматические ППС. Они состоят из одной очереди, что обусловлено ограничениями по массе системы, а также тем, что экипаж имеет возможность покинуть аварийную машину.

На зарубежных самолетах применяется только ручное включение подачи хладона в пожароопасный отсек, что исключает возможность ложного срабатывания системы. На самолетах Ту-154М, Ту-22М, Ту-160 также применена ручная система подачи хладона в отсеки после выключения двигателя и закрытия пожарного крана. В централизованных ППС огнегасящие составы хранятся в огнетушителях, представляющих собой цилиндрические или сферические баллоны, под давлением около 10...15 МПа. Поэтому ППС такого типа иногда называют баллонными.

Рис. 6.9а. Схема расположения датчиков сигнализации пожара в отсеке двигателей вертолета

Компоновочная схема системы пожаротушения вертолета МИ-8 представлена на рис.6.10. На этом вертолете к пожароопасной зоне относится отсек редуктора несущего винта и керосинового обогревателя кабины.

Рис. 6.10. Компоновка агрегатов ППС на тяжелом вертолете; 1 – распылительный коллектор в отсеке топливного бака; 2 – шаровой огнетушитель; 3 – ОК; 4 – распылительный коллектор в отсеке редуктора; 5 – трубопровод отвода огнегасящего состава в атмосферу; 6, 7 – двухсекционные блоки клапанов; 8 – трубопровод подвода огнегасящего состава в отсек двигателя; 9 – распылительный коллектор в отсеке обогревателя воздуха кабины; 10 – трубопровод подвода огнегасящего состава к обогревателю; 11 – распылительные коллекторы в отсеках двигателей

Ручные огнетушители

Ручные огнетушители предназначены для тушения пожаров в кабинах экипажа, пассажирских салонах, багажно-грузовых и технических отсеках, в которые имеется доступ. Для зарядки ручных огнетушителей используют хладон 12В1 или водоэтиленгликолевую смесь; баллоны заряжают азотом под давлением до 1 МПа.

Ручные огнетушители, заряженные водоэтиленгликолевой смесью, могут применяться для тушения горящих конструкционных и отделочных материалов салона при отсутствии электрического напряжения. Они достаточно эффективно ликвидируют остаточное тление материалов.

Огнетушители, заряженные хладоном, могут использоваться для тушения любых веществ, в том числе топлив, смазочных материалов, электрооборудования, находящегося под напряжением. Они хорошо ликвидируют открытое пламя, но малоэффективны при тлеющих пожарах и практически неэффективны при горении металлов.

Кроме описанных находят применение углекислотные огнетушители, которые могут быть использованы для тушения любых горящих веществ и предметов на борту JIA в тех местах, куда имеется доступ.