Г л а в а 16

Инновационная пожарная и аварийно-спасательная техника

С развитием цивилизации формировались новые отрасли промышленности, энергетики, объемы естественных средств теплоносителей (нефти и газа), их транспортирование под большим давлением на большие расстояния, создаются новые отрасли пожтехники, сооружаются объекты нового назначения по производству новых транспортных средств, различных объектов оборонного значения. Естественно, что необходимо обеспечивать их пожарную защиту. Пожары продолжаются, что требует новых средств для их предотвращения и тушения. Это объективные условия, требующие создания новых средств пожаротушения.

К настоящему времени промышленность создала более 20 типов пожарных машин различного назначения. Постепенно формируются различные направления их совершенствования. Их возможно изложить в виде трех направлений.

1. Придание отдельным видам пожарных машин новых, кроме традиционных, функций (многофункциональность).

2. Совершенствование или обоснование возможности новых средств тушения.

3. Создание нового направления в развитии пожарной и аварийно-спасательной техники – роботизированной пожарной и аварийно-спасательных средств.

16.1. Многофункциональная аварийно-спасательная пожарная техника

В ГПС сложилась четкая классификация пожарных машин по своему назначению. В зависимости от назначения они подразделяются на основные, специальные и вспомогательные. Основные пожарные автомобили разделяются на автомобили общего и целевого применения.

Каждый пожарный автомобиль по своему назначению выполняет определенные функции. Поэтому целесообразно проанализировать их по функциональному назначению. Для оценки функциональности следует, прежде всего, установить, как часто применяются различные автомобили при тушении пожаров. Для упрощения анализа используем данные, полученные во ВНИИПО, но представим их по принятой классификации. Кроме этого, из массива данных, от 2001 по 2005 гг. включительно, укажем на минимальное и максимальное количество раз, использованных автомобилей на пожарах и представим средние их значения в табл.16.1.

Таблица 16.1

№ п/п	Наименование пожарных машин	Количество пожаров, ед
		минимальное	максимальное	среднее значение
1	Пожарные автомобили общего применения
1.1	Автоцистерна	205885	225981	213055
1.2	Автонасос	1491	2866	2008
1.3	Автомобиль насосно-рукавный	1154	2910	2000
1.4	Мотопомпа	109	380	174
2	Автомобили целевого применения
2.1	Пожарный автомобиль пенного тушения	95	121	100
2.2	Пожарный автомобиль порошкового тушения	34	52	45
2.3	Автомобиль комбинированного тушения	13	25	20
2.4	Автомобили аэродромные	166	261	230
2.5	Автомобиль газового тушения	12	241	16
2.6	Насосная станция	46	100	72
3	Специальные пожарные автомобили
3.1	Автолестница	13670	14810	1430
3.2	Коленчатый автоподъемник	556	959	692
3.3	Автомобиль дымоудаления	408	497	455
3.4	Автомобиль связи и освещения	869	1363	1092
3.5	Штабной автомобиль	12972	14320	11256

Из анализа представленных результатов следует, прежде всего, что частота тушения пожаров сильно различается для автомобилей по их назначению. Наиболее часто применяются пожарные автоцистерны. Очень редко применяются пожарные автомобили целевого применения. Они тушат небольшое количество пожаров. Это пожарные автомобили многофункциональные. Стремление применять пожарные автомобили порошкового и пенного тушения (автомобили комбинированного тушения) пока не оказалось эффективным. Правда, отдельным пожарным автомобилям, например аэродромным, подключена функция создания покрытия пеной взлетной полосы для посадки самолетов, терпящих аварии. Выполняют они и функции спасения. Другим пожарным автомобилям целевого применения пока трудно придать какие-либо другие функции.

Вследствие относительно редкого применения пожарных автомобилей целевого применения они в основном находятся в состоянии оперативного дежурства. При этом, в соответствии с нормативными документами они подвергаются ЕТО с запуском двигателя и соответствующим расходом топлива, а также износом двигателя.

Пожарные автомобили целевого применения должны сосредотачиваться в региональных отрядах МЧС. Для рационального их использования возможно создание пожарно-спасательного комплекса. Комплекс можно включать из набора контейнеров. Каждый контейнер имеет теплую зону, а для удобства обслуживания и обеспечения многовариантности он оборудован выкатной платформой со съемным технологическим оборудованием.

По-видимому, не исключен и второй вариант, когда технические модули 2 могут извлекаться из контейнеров 1 на местах их дислокации и доставляться к месту пожара или ликвидации чрезвычайной ситуации транспортными автомобилями 3 (рис.16.1).

После ликвидации пожара или проведения аварийно-спасательных работ технический модуль 2 устанавливают на автомобиль 3 и доставляют к контейнеру.

Рис.16.1. Принципиальная схема применения технического модуля

1 – контейнер; 2 – технический модуль; 3 – грузовой автомобиль;

Автомобиль пожарно-спасательный, оборудованный мультилифтом, может транспортировать контейнеры с различными техническими модулями: насосную станцию, контейнер дымоудаления, контейнер рукавный с необходимым запасом пожарных напорных рукавов, контейнер насосно-рукавный для подачи средних расходов воды (70 л/с) и т.д.

Применение технических модулей пожарных автомобилей освободит значительное количество базовых шасси. Однако их применение потребует новых квалификаций специалистов, создание необходимой нормативно-технической документации, регламентирующей их эксплуатацию. По-видимому, необходима будет и новая техническая база по обслуживанию и ремонту контейнерных комплексов.

Рассмотренный вариант сокращения количества базовых шасси для пожарной техники позволит значительно сократить расходы на содержание пожарных автомобилей целевого назначения.

Одним из путей сокращения количества типов пожарных автомобилей может быть увеличение их функционального назначения, как общего, так и специального назначения.

Наиболее простым примером многофункциональности является пожарная автоцистерна. Ее оснащение ПТВ позволит вести первоначальные аварийно-спасательные работы, осуществлять разведку, тушить пожар водой или пеной. Все эти функции выполняют оперативные расчеты автоцистерн. Для условий городов с застройкой зданий высотой до 20 м созданы автоцистерны с пожарной лестницей. Это позволяет в таких городах отказаться от применения пожарных автолестниц. Однако автоцистерна наделена функцией спасания и тушения пожаров на высотах. Это решение положительное, однако оно имеет и существенные недостатки. Прежде всего, усложнилась конструкция машины, увеличилось количество механизмов (за счет автолестницы), что как известно, требует увеличения затрат на обеспечение требуемой надежности машины в целом. Во-вторых, необходима более высокая квалификация оперативного расчета автомобиля, так как становится необходимым управлять автолестницей и эффективно ее использовать при проведении спасательных работ. И, наконец, в-третьих, необходима производственная база для ремонта автолестниц в региональных центрах МЧС.

На основании опыта эксплуатации автоцистерн с лестницами пока не сформированы тактические приемы ее рационального использования.

Представляет практический интерес вторичная замена автомобилей пенного тушения автоцистернами с элементами водопенных коммуникаций, обеспечивающих подвод из цистерны предварительно заполненной пенообразователем.

В среднем за пять лет автоцистернами потушено 213055 пожаров (см.табл.16.1). В этот же период пожарными автомобилями пенного тушения потушено (тоже в среднем) 100 пожаров. По отношению к количеству потушенных пожаров автоцистернами это составляет около 0,05%. Автомобили пенного тушения должны дислоцироваться вблизи объектов, на которых потребуется их применение. Для этой цели возможно использовать некоторые автоцистерны. Ниже, повторно, приводится схема водопенных коммуникаций АЦ-7-40(53213) (рис.16.2).

Этот автомобиль можно использовать как тушение водой (если цистерна ею заполнена), так и пеной, если цистерна заполнена пенообразователем. В таком случае, машину ставят на водоисточник естественный или пожарную водопроводную сеть. Тогда, на схеме, представленной на рис.16.2 цистерна 1 заполняется пенообразователем и при открытом вентиле 3 и закрытых задвижке 2 и вентиле 15 пенообразователь будет всасываться пеносмесителем 6 и в насосе смешиваться с водой, забираемой из водоисточника.

Создан автомобиль пожарный универсальный АПУ-7,0-100(4320). Он может выполнять четыре функции: автоцистерны, пожарной насосной станции (подача воды 110 л/с), автомобиля пенного тушения и частично аварийно-спасательного автомобиля. Стационарный лафетный ствол подает воды 80 л/с.

В совершенствовании пожарных автомобилей общего применения является востребование практикой насосов, принятых называть насосами нового поколения. К ним относят НЦПН-40/100, НЦПВ-20/200, НЦПВ-4/400. Создана серия насосов НЦПН-70/100 и НЦПН-100/100. Это позволяет значительно эффективнее тушить пожары, имея в запасе большие расходы или высокие напоры. Несомненно, важна комбинация насоса нормального и высокого давления НЦПК-40/100-4/400. Применение этих насосов значительно усиливает тактические возможности автоцистерн.

Замена в центробежных насосах газоструйных вакуумных аппаратов вакуумными шиберными насосами с электроприводом значительно уменьшило расходы топлива на проверку их работоспособности и, следовательно, исключило загрязнение атмосферы гаражей при проведении ЕТО.

На протяжении ряда лет конструкция и компоновка пожарных автоцистерн принципиально не изменяется. Однако непрерывно происходит улучшение конструкций отдельных элементов в системах водопенных коммуникаций, подача пенообразователя, обеспечение безопасной эксплуатации автоцистерн. Проанализируем это на примере пожарной автоцистерны АЦ-3,2-40/4 (43253) модель 001МС.

Автоцистерна создана на шасси КамАЗ-43253 с колесной формулой 4×2 общей массой не более 15000 кг. Двигатель дизель (СUMMINS 61Be210) развивает мощность 135 кВт при частоте вращения вала 2500 об/мин. Максимальная скорость движения 90 км/ч. Боевой расчет 6 человек.

Кабина боевого расчета на 4 человека, оборудована отопителем, подключенным к системе охлаждения двигателя. Сидения оборудованы для крепления одно- и двух баллонных дыхательных аппаратов. Ступени и поручни автоматически выдвигающиеся. Приборная панель оборудована традиционными измерительными приборами, контрольными лампами и переключателями. В кабине оборудован отдельный блок управления громкоговорителем, на котором находятся все средства управления и выключения системы оповещения. Он представляет собой специальную приборную панель.

На передней панели водителя расположен дисплей, предназначенный для индикации: открытых дверей и отсеков для ПТВ, уровня воды в цистерне и пенообразователя в баке, продолжительности работы (насоса и шасси). Он же предназначен для управления предупреждающими световыми и звуковыми сигналами.

На АЦ установлена цистерна из пластиковой армированной слоистой конструкции с внутренним покрытием из полиэтилена. Ее вместимость 3200 л. Цистерна оборудована системой контроля за переполнением и превентивным спуском для стравливания давления и вакуума, электрический индикатор уровня жидкости.

В автоцистерне оборудованы два входных отверстия на наполнения цистерны из гидрантов. Они закрываются головками заглушками ГПВ-80 и оснащены 2,5" поворотными клапанами. К ним подводят напорно-всасывающие рукава. Головки входных отверстий соединены сухотрубом с цистерной. Для упрощения заполнения цистерны от водопроводной сети система оснащена автоматическим устройством заполнения. Как только уровень воды в цистерне снижается (приблизительно до одной трети). Клапан дистанционного управления на линии заполнения (сухотрубе) открывается и резервуар заполняется автоматически. После заполнения резервуара он автоматически закрывается.

Бак для пенообразователя вместимостью 200 л изготовлен из армированного стекловолокна. Конструкция пенобака включает систему контроля за переполнением с превентивным спуском для стравливания давления и вакуума и электрический индикатор уровня пенообразователя в пенобаке.

На автоцистерне установлен пожарный комбинированный насос Rosenbauer NH30 нормального давления.

Рабочее колесо низкого давления и три колеса ступени высокого давления установлены на одном валу.

Ступень нормального давления при номинальной частоте вращения вала насоса 3500 об/мин и глубине всасывания 3,5 м обеспечивает подачу воды Q = 40 л/с при напоре 10 ± 5 кгс/см² (100 м в ст.). Максимальная геометрическая высота всасывания не более 7,5 м, не более. При этом подача 20 л/с, не менее.

Ступень высокого давления обеспечивает номинальную подачу 6 л/с при напоре 400 м в ст.

При совместной работе двух ступеней номинальная подача (при напоре не менее 100 м в ст.) и ступени высокого давления Q = 6 л/с (при напоре не менее 400 м вод.ст.)

Привод насоса осуществляется от двигателя шасси через коробку отбора мощности с пневматическим включением.

Центробежный насос оснащен кожухом водяного охлаждения замкнутого цикла (теплообменник), который соединен с радиатором двигателя. Такая система предотвращает перегрев охлаждающей жидкости двигателя шасси. Это позволяет его эксплуатировать продолжительное время без остановки. В зимний период эта система обогревает насос, предотвращая его размораживание.

В корпусе насоса низкого давления встроен термоэлемент. При нагреве воды выше 55⁰ на дисплей насосного отсека подается предупреждающий сигнал, открывается клапан наполнения цистерны и направляется вода в цистерну до достижения температуры ниже 50⁰. Могут быть и другие системы.

Вакуумная система насосной установки автоматическая. Двухпоршневой вакуумный насос приводится в работу клиноременной передачей от коробки отбора мощности. Время заполнения насоса с максимальной геометрической высотой всасывания составляет 36…38 секунд.

Система дозирования пенообразователя автоматическая. Она позволяет дозировать пенообразователь независимо от расхода и давления в насосе. Система работает в режимах высокого и нормального давления. Она работает в пределах подач насосав от 0 до 50 л/с во всем диапазоне рабочих напоров. При этом возможно осуществление как 3%, так и 6% раствора пенообразователя.

В насосной установке осуществлена система дистанционного управления и ее диагностирование. Автоматическая система управления давлением насоса имеет следующие надписи, пиктограммы и измерительные приборы: датчики нормального и высокого давления, датчик входного контроля воды, расположенного на синей крышке насоса. Кроме этого, имеются указатели тахометра, динамики с микрофоном и контроль изоляции.

Система водопенных коммуникаций управляется с дисплея посредством электропневмоприводов. Дисплей управления расположен в отсеке насоса.

Система водопенных коммуникаций снабжена дублирующим ручным управлением.

Подача воды или растворов пенообразователя осуществляется ручными стволами нормального и высокого давления и лафетным стволом.

Для подачи воды со ступени высокого давления насоса предусмотрена рукавная катушка со стволом высокого давления. Длина рукава высокого давления на катушке – 60 м, внутренний диаметр – 25 мм. Подача ствола 3 л/с при напоре 400 м.

На автоцистерне устанавливают лафетные стационарные стволы с дистанционным управлением.

Лафетный ствол предназначен для формирования сплошной или распыленной струи с изменяемым углом факела, а также струй воды или струй воздушно-механической пены средней кратности. Расход воды через лафетный ствол переменный от 10 до 50 л/с. Длина струи (max по крайним каплям) при подаче воды лафетными стволами не менее 70 м, и воздушно-механической пены 45 м, не5 менее. Угол поворота ствола в горизонтальной плоскости 360⁰, в вертикальной плоскости от -15⁰ до +75⁰.

В систему управления лафетным стволом входит блок управления дозированием пенообразователя давлением насоса. В другой комплектации управления лафетным стволом осуществляется управление из кабины и дублирующим ручным управлением.

Пожарная автоцистерна оборудована традиционным ПТВ, обеспечивающим средства индивидуальной защиты, средства связи и навигации, вооружение для тушения пожара и спасательное оборудование (более 50 наименований).

Кроме этого ПТВ, автоцистерна комплектуется аварийно-спасательным инструментом. В перечень оборудования входят: ручной немеханизированный, ручной механизированный инструмент, осветительное и санитарное оборудование и т.д. Всего более 55 наименований.

Наличие аварийно-спасательного инструмента значительно расширяет перечень работ, проводимых расчетом автоцистерны.

Наличие дистанционного управления работой насоса, управлением водопенными коммуникациями и другими элементами оборудования автоцистерны характеризует, по существу, начало нового периода совершенствования пожарных машин. Успешное использование новых систем потребует решения ряда других проблем. К ним относятся: во-первых, значительное повышение квалификации пожарных и начальствующего состава. Во-вторых, новые компьютерные системы управления потребуют организации систем их технического обслуживания и ремонта. Организация решения только указанных направлений потребует систематического обобщения опыта эксплуатации новых автоцистерн. Постепенная замена традиционных пожарных автомобилей может быть осуществлена не менее чем в десятилетний период.

В последние годы проявляется тенденция совершенствования пожарно-спасательных автомобилей, предназначенных для спасательных работ и тушения пожаров на высотах. К таким автомобилям относятся пожарные автолестницы и коленчатые автоподъемники.

Основное назначение автолестниц – спасение пострадавших. Их достоинства – относительно небольшие габариты, маневренность, наличие лифта. Однако, они характеризуются ограниченным рабочим полем, сложностью использования при тушении пожаров (необходимостью прокладывать рукавные линии), относительно невелика грузоподъемность люльки).

Автоподъемники в основном предназначены для тушения пожаров и дополнительная функция – спасение пострадавших. Их характеризуют ряд достоинств. Они эффективны при тушении пожаров, высокая маневренность, большая грузоподъемность корзины (до 400 кг), наличие встроенного водопровода, возможность работать в тепловых зонах, возможность крепления спасательного рукава. Однако АКП имеют большую массу (в 1,5 раза масса более, чем у АЛ), не имеют лифта. По-видимому, именно поэтому они используются на пожарах (см.табл.16.1) относительно не часто. По сравнению с автолестницами они применялись только на 5% пожаров.

Совершенствование спасательных средств при проведении аварийно-спасательных работ и тушения пожаров осуществляется по ряду направлений.

Для обеспечения индивидуальных спасательных действий разрабатываются специальные аварийно-спасательные средства (см.главу 15).

Создаются автолестницы с увеличением функциональных назначений. Примером может быть автолестница АЛ-52 (65201) модель 130ВР, разработанная на заводе в г.Варгаши. По сравнению с ранее выпускаемыми АЛ новая АЛ имеет ряд преимуществ.

На АЛ устроен телескопический трубопровод для подачи огнетушащих веществ к лафетному стволу. Огнетушащие вещества могут подаваться подключением к трубопроводу автоцистерн или рукавной линии от пожарного водопровода. На первом (верхнем) колене установлен лафетный ствол с изменяемым углом факела распыла огнетушащих веществ с дистанционным управлением.

При давлении 0,8 МПа расход воды или раствора пенообразователя равны 60 л/с. Дальность струи при подаче воды (давление 0,8 МПа) – 60 м, а пенообразователя – 35 м.

Перемещение ствола – в горизонтальной плоскости ±175 град, в вертикальной плоскости вверх – 90 и вниз 2- град.

Вместо лафетного ствола могут быть подсоединены пеногенераторы. Подача огнетушащих веществ может производиться независимо от угла поднятия, поворота и длины выдвижения лестницы.

Автолестница оборудована системой видеоконтроля. Она включает видеокамеру в пыле-влагозащищенном исполнении. С этой камеры с 12-ти кратным увеличением сигнал подается на жидкокристаллический дисплей, что позволяет оценивать ситуацию с места оператора. На нем отображается вся информация о положении АЛ и вся информация от всех сенсоров и датчиков.

Важным достоинством АЛ является установка на ней складывающегося лифта. Его грузоподъемность не менее 200 кг, т.е. он вмещает 3 человека. Наверху лестницы имеется откидная ступень для удобства доступа в здание. Лифт может двигаться вверх и вниз с помощью привода лебедки. Привод имеет тормозную систему безопасности для предотвращения падения в случае обрыва троса лебедки. Лифт опускается до земли, чем обеспечивается безопасный выход из него эвакуированных. На платформе лестницы имеется вспомогательная лестница. Она предназначена для удобного спуска людей на землю, когда нет возможности спустить лифт до земли. На раме лифта имеются кольца для крепления ремней безопасности. Подъем (спуск) лифта осуществляется в течение 51…54 с.

На платформе автолестницы установлен аварийный привод. Он представляет собой двигатель внутреннего сгорания, мощностью порядка 35 кВт, на валу которого установлен гидравлический насос. он предназначен для перевода АЛ из рабочего положения в транспортное в случае выхода из строя основного гидронасоса или двигателя шасси.

В рабочее положение лестница устанавливается гидравлическими аутригерами с электронной системой управления горизонтального положения. Аутригеры могут управляться автоматически, полуавтоматически и вручную. На всех аутригерах установлены сенсоры обнаружения препятствий и сенсоры плотного контакта с землей. На вершине лестницы также установлены сенсоры обнаружения препятствий.

Наличие подогрева бака с гидравлической жидкостью и подогрев пульта управления и дисплея позволяет эксплуатировать АЛ при низкой температуре.

Завод-изготовитель может расширить функции АЛ по ряду направлений. Так, возможна установка лебедки на конце нижнего колена лестничного марша. Это позволит использовать АЛ в качестве грузового крана при проведении аварийно-спасательных работ. Возможна также комплектация АЛ люлькой со спасательным рукавом. Для повышения эффективности тушения пожара возможна установка на АЛ насоса высокого давления используются ручные и лафетные стволы. Забор воды насосом может обеспечиваться из гидранта или пожарных автоцистерн.

Увеличение функций, выполняемых АЛ, наличие систем автоматического управления, видеонаблюдения и т.д. требуют, прежде всего, значительного повышения квалификации операторов (их на АЛ – два). Во-вторых, должна обеспечиваться высокая надежность работы систем, обеспечение запасными частями, четкой, хорошо отлаженной системы обслуживания АЛ. Количество АЛ, особенно с большими высотами применения, потребует четкой организации их технического обслуживания. Это плата за многофункциональность и автоматизацию управления автолестницами.

Развивается направление со созданию АЛ с элементами коленчатого подъемника. Первое (верхнее) колено автолестницы шарнирно сочленяется с коленами или телескопически выдвигаемыми коленами. Такая конструкция сочленения колен АЛ коленами коленчатого подъемника значительно расширяет возможности АЛ по преодолению различных препятствий. К ним могут относиться разные заграждения, заборы, котлованы и т.д. Становится возможным опустить люльку ниже уровня земли, обеспечивается доступ к мансардным окнам.

Возможность перемещения люльки до уровня земли обеспечивает легкую и удобную транспортировку пострадавших, находящихся в люльке. Лестница для доступа в люльку, если ее невозможно установить на землю, может быть перемещена в правую или левую сторону для удобства входа в люльку.

Рекламируются подобного типа АЛ (без лифта) с установленным насосом с подачей 50…70 л/с и напором 80 м (ОАО «Пожтехника»). Подача воды к насосу может производиться от автоцистерны или гидранта.