Для тушения пожара предлагается использовать специальный туманогенератор, работающий с наветренной стороны. При этом для использования в тайге необходимыми условиями являются просеки и суда на воздушной подушке в качестве транспортного средства для доставки пожарной команды и техники.
В качестве общего принципа тушения берётся:
"Пожар и его развитие. Прекращение горения.
Условия и механизм прекращения горения
Для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить теплоотвод из зоны горения."
оттуда же ряд замечаний по использовании воды при тушении:
"Вода – основное огнетушащее вещество охлаждения, наиболее доступное и универсальное.
Вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар (из 1л воды образуется 1700 л пара). Благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
Недостатки воды:
- Низкий коэффициент использования в виде компактных струй.
Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и.т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Тонко распыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2-3 МПа (20-30 атм) и специальные стволы распылители."
Специфика лесного (верхового) пожара в том, что его фронт достаточно объёмный: ширина в несколько десятков метров (до 100 м) и высота - 3-15 м над кронами. Поэтому остановить фронт водой практически невозможно. А основной метод борьбы - отжиг от опорной полосы, когда специально запускается встречный пожар, выжигающий весь легковоспламеняющийся материал, который необходим пожару для распространения.
Тем не менее с помощью воды всё же можно остановить фронт пожара, если перевести её в более объёмную форму, то есть в туман. Задачей тумана при этом становится именно быстрое поглощение тепла пожара, прежде всего по фронту, что и препятствует захвату пожаром новых территорий. Соответственно, эффективность применения воды в виде тумана резко возрастает по сравнению с обычной струей, которая принципиально может действовать лишь локально, и для которой любое попадание воды на ветки - потеря в объёмном теплопоглощении, не говоря уже про попадание на землю.
Второе принципиальное преимущество тумана при тушении крупного пожара в том, что его может доставить в зону пожара ветер в виде облака, то есть в этом случае не требуется непосредственное присутствие пожарных вблизи от фронта. И хотя при этом ожидаются существенные транспортные издержки на испарение во время переноса, итоговая стоимость всё равно явно меньше, чем у обычных методов тушения.
То есть тушение туманогенератором наиболее экономично и безопасно: вода расходуется наиболее оптимально и по максимальной площади, а непосредственно в зону пожара она заносится ветром. Производимое облаком охлаждение нейтрализует объёмные жар и пламя, которые обычно и вызывают быстрое распространение пожара.
Пример туманогенератора, который используется для пылеподавления на крупных производствах.
Кстати, стоит отметить, что идея использования вентилятора для поддержки струи уже используется в современной роботизированной противопожарной технике:
"Робототехнические комплексы (РТК): основные модели, описание и ТТХ"
Метод тушения
При высоте деревьев в 30-35 м получаем минимально необходимый подъём облака в 40-50 м.
Если есть ветер, то этого достаточно для направления в зону пожара потока облаков, которых должно хватить, как минимум, для локализации пожара, а дальнейшее тушение - по обстоятельствам: либо пожарной командой с близкого расстояния туманогенераторами (см. далее), либо авиацией, либо продолжить туманогенераторами издали. Условие же достаточного подъёма - минимизация потерь капель на их испарение вверх и оседание вниз во время пролёта до зоны пожара.
Если ветра нет, то придётся использовать дополнительно отдельный мощный вентилятор для создания горизонтального потока воздуха, вдоль которого к кромке пожара будет продвигаться пожарная команда. После выхода на хорошо продуваемую, прогоревшую зону, пожарные расходятся крыльями в обе стороны для накрытия всего периметра пожара. Тушится в основном фронт (ширина до 100 м), зону же прохода вдоль него достаточно охладить, чтобы можно было идти и чтобы локализовать внутренний очаг. Для ускорения процесса заходить можно несколькими командами сразу на разных участках периметра.
Воду предполагается брать из близлежащих водоёмов, что подразумевает использование пожарных рукавов соответствующей длины и насосов. Для обеспечения электропитания используются дизельные генераторы.
Процесс тушения контролируется по тепловизорам с дронов.
Движение по лесу
Для доставки пожарных и техники от просеки к фронту пожара можно, например, использовать специальный узкий гусеничный поезд (подсмотрено мной, автор идеи - Сергей Егоров).
Более того, если разработать гофрированный пожарный рукав с большим коэффициентом сжатия, то тушить можно непосредственно с движущегося поезда. Последовательно предлагаемые модули для такого поезда: "локомотив" с "машинистом" и "штурманом-наводчиком", туманогенератор, вентилятор, цистерна-буфер, вагон с "укладчиком" и рукавами. По мере исчерпания запаса рукавов, где-нибудь раз в километр, можно подвозить вагон с рукавами на смену. При движении вдоль периметра пожара про прогоревшей зоне, оптимально использовать два поезда. Вспомогательный будет двигаться чуть впереди и ближе к внутренней зоне пожара. Он будет поливать волнообразно для снижения температуры и страховать основной при необходимости. Основной будет работать целенаправленно наружу по всей ширине фронта пламени.
Тушение торфяных пожаров
Туманогенератор может использоваться и при тушении торфяных пожаров.
Способы тушения торфяных пожаров
"Снижение скорости развития торфяных пожаров в вечерние и особенно ночные часы объясняется тем, что в это время испарение влаги из торфяной залежи в несколько раз меньше чем днем, кроме того, ночью выпадает роса, причем наибольшее увлажнение происходит 3-7 часов, повышается влажность воздуха, как правило стихает ветер.
... Если количество тепла, выделяемое при сгорании торфа, меньше суммы всех неизбежных при этом расходов его, горение прекратится. Этот закон лежит в основе тактики тушения торфяных и лесных пожаров.
... Известно, что торф не может гореть на поверхности полей, если влажность низинного торфа превышает 69 %, а верхового – 72 %.
Следовательно, для прекращения горения такого торфа на поверхности полей и штабелей достаточно повысить его влажность до этих показателей ... На практике чаще всего применяют охлаждение и изоляцию горючих веществ. Как уже указывалось, торф с высокой влажностью в пожарном отношении не опасен."
При этом туман должен смачивать торф гораздо лучше обычной воды (из той же статьи):
"Вода считается наиболее доступным и эффективным средством тушения пожаров. Но она, имея большой коэффициент поверхностного натяжения, плохо смачивает сухой торф. По оценкам на увлажнение сухого торфа используется только 5–8 % всей подаваемой воды. Остальная ее часть стекает к подошве штабеля, пропитывает подстилающую – его торфяную залежь. Снизить коэффициент поверхностного натяжения воды и благодаря этому уменьшить ее подачу в зону горения помогает растворение в ней ряда поверхностно-активных веществ."
Кроме того, туман должен "запирать" дым внутри себя и в силу охлаждения минимизировать вертикальные потоки воздуха, то есть дым остаётся в зоне пожара.
Условия применения
Для тестирования этой схемы тушения достаточно создания соответствующего туманогенератора с вспомогательной техникой. Специфика же тайги - в принципиальном отсутствии подходящей транспортной инфраструктуры, которую предварительно нужно ещё создать.
Оптимальным здесь выглядит создание выровненных прямолинейных просек, по которым будут передвигаться суда на воздушной подушке. Причём это в значительной степени решает транспортную проблему всего региона.
А развитие мобильной лесозаготовки (включая, в частности, и СВЧ-сушилки под максимально полную переработку древесины на месте) для создания просек в перспективе пригодится вдали от крупных деревообрабатывающих производств, то есть почти повсеместно. Наиболее разумное положение, когда крупные производства значительную часть сырья выращивают поблизости от транспортных артерий и по ним же глобально продают готовую продукцию, а локальные нужды обеспечиваются мобильной лесозаготовкой при естественном расширении сети просек.
Начать можно с географической сетки по 1 градусу широты/долготы = 111 км . По её узлам организуются станции, которые и будут отвечать за транспортные, лесоохранные, МЧС-ные и прочие вопросы создаваемой таёжной системы. По ней будет видно, сколько стоит обслуживание 1 км просек, чтобы понять целесообразность развития сети вглубь. Пока можно отметить лишь, что в идеале для доступа к зоне пожара сеть должна быть до уровня нескольких географических минут (1 угловая минута=1 миля=1.855 км, площадь соответствующего квадрата - 350 га). В нечрезвычайное время просеки также могут активно использоваться патрульными дельталётами. Глобально же и в перспективе по крупной сетке просек можно запускать экранопланы или экранолёты, но это пока совсем под вопросом и не скоро.
В общем же, было бы желание.
Данный текст является частью текста "О практической логике".
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать