DE2500935C3

DE2500935C3 - Feuerlöschvorrichtung für Kraftstoffbehälter von Flugzeugen, Kraftfahrzeugen oder Kraftstofflagern

Info

Publication number: DE2500935C3
Application number: DE19752500935
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. 4000 Duesseldorf Horn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-11
Filing date: 1975-01-11
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2500935B2; DE2500935A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerlöschvorrichtung für Kraftstoffbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1,

Es sind Vorrichtungen zum Löschen von Treibstoffbränden bekannt, wobei Löschmittel automatisch abgegeben werden. So beschreibt die US-PS 3783 946 eine Vorrichtung zur Löschmittelabgabe auf die Außenwand eines Flugzeuges um einen Kraftstoffbrand .-zu löschen. Bemerkenswert für die verwendeten Löschmittelbehälter ist, daß in ihrem Inneren sich die Löschmittel in homogenem und noch nicht verteiltem Zustand befinden. Diese müssen erst bei eintretenden ίο Brandfall durch entsprechende Vorrichtungen verteilt werden, die nicht in jedem Falle funktionieren und auch in ihrer Wirkung unsicher sind.

Ferner sind aus der US Defense Publication SN-685 682 zur Brandbekämpfung an Kraftstoffbehältern Mikrokapseln bekannt, die ein Feuerlöschmittel enthalten und deren Umhüllung durch Hitze und/oder Druck bei einer vorbestimmten Temperatur zerstört wird, wodurch das Feuerlöschmittel freigesetzt wird.

Aus der VFDB-Zeitschrift »Forschung und Technik im Brandschutz«, November 1971, 20. Jg. H. Nr. 4, S. 101 bis 110, insbesondere S. 103 und 106, sind Kombinationslöschverfahren mit mikroverkapselten flüssigen Halon, mit Halon-Gele, Halon-Emulsionen und an festem Träger absorbiertes flüssiges Halon als Löschmittel bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Feuerlöschvorrichtjng für Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Art, bei der im Brandfall das Löschmittel selbsttätig, ohne zusätzliche Hilfseinrich- so tungen auf der Außenwand des Kraftsoffbehälters oder des Flugzeuges, des Kraftfahrzeuges oder des Kraftstofflagers verteilt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Speicherräume und Abgabeleitungen zur Abgabe einer Vielzahl an sich bekannter, ganz kleiner zerstörbarer Löschmittelbehälter ausgestattet sind, die so als Wirbelkörper ausgebildet sind, daß sie nach der Abgabe vom Auftrieb der Brandgase getragen über die Behälteraußenwand erteilt werden und dabei unter der zerstörenden Einwirkung der Hitze das Löschmittel abgeben.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Querschnitt eines Kraftstoffbehälters im Rumpf eines Flugzeuges mit Feuerlöschvorrichtung und Speicherräumen,

Fig. 2 Längsschnitt eines Kraftstoffbehälters in der Tragfäche eines Flugzeuges mit Feuerlöschvorrichtung,

Fig. 3 Schnitt durch den Kraftstoffbehälter gemäß Fig. T in der Ebene der Speicherräume,

Fig. 4 Längsschnitt eines Speicherraumes mit Auslösevorrichtung,

Fig. 5 Auslösevorrichtung von vorne gesehen für eine runde Ausführung des Speicherraumes,

Fig. 6 Auslösevorrichtung von vorne gesehen, für eine ovale Ausführung des Speicherraumes,

Fig 7 und 8 Querschnitte von Wirbelkörpern,

Fig. 9 Brennendes Flugzeug mit abgebrochener Tragfläche und durch flammenlöschende Wirbelkörper entstandene Fluchtgasse.

Um eine ausreichende Löschwirkung zu erzielen werden Speicherräume 3 im Inneren oder außerhalb der Kraftstoffbehälter 1 angeordnet. Der verschlossene Teil liegt nach oben. Der offene, mit einem Dek-

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kel 4 versehene Teil ist nach unten gerichtet. Ist der Speicherraum 3 im Innern angebracht, so liegt er schräg. Aus Gründen der Stabilität können immer zwei Speicherräume 3 oben gegeneinander stoßen. Der eine läuft unten nach der einen Behälterseite, der andere nach der gegenüberliegenden Behälterseite (s. Fig. 1). Auch in den Kraftstoffbehältern 1 der Tragflächen befinden sich Speicherräume 3, die naturgemäß kleiner und (vgl. Fig. 2). Die Speicherräume 3 können auch so angebracht werden, daß der ver- i" schlossene Teil nach unten und der offene, mit dem Deckel 4 versehene Teil nach oben gerichtet ist. In diesem Fall muß der Gasdruck etwas höher liegen. Von diesen Speicherräumen 3 befinden sich im großen Kraftstoffbehälter 1 des Flugzeuges mehrere. Beispielsweise im Abstand von je zwei Metern (s. Fig. 3). Wichtig ist der Deckel 4 mit der ihn umgebenden Halterung? (s. Fig. 4), welcher mit der Behälteraußenwandung 2 aus aerodynamischen Gründen in einer Flucht liegt und bei Brandhitze oder schwerem Absturz sofort herausfliegt. Das geht so vor sich, daß der Deckel 4, welcher aus Blech uesteht, an der Außenseite einen Streifen besitzt, der ius einem in der Hitze sich auslösenden Schmelzring 5 besteht, so daß der Deckel 4 sich loslöst. Auf dem Schmelz- « ring 5 sitzt ferner eine ringartige, den Deckel 4 umschließende Feder 6, deren Aufgabe im normalen Ruhefall darin besteht, den Deckel 4 in die Öffnung des Speicherraumes 3 zu pressen (s. Fig. 5). Bei schwerem Absturz dagegen fliegt der Deckel 4 heraus und so den Wirbelkörpern 8 wird der Weg freigegeben.

Der Querschnitt des Speicherraumes 3 und/oder seiner Austrittsöffnung kann rund oder oval sein (s. Fig. 5 und 6).

Der Vorgang des Herausschleuderns von Wirbelkörpern 8 wird gefördert durch einen leichten Gasdruck, unter den die Speicherräume 3 gesetzt werden. Er kann hervorgerufen werden mittels Aufpumpen mit leichten Halondämpfen oder Heliumgas, welch letzteres dun Auftrieb der austretenden Wirbelkörper 8 noch verstärkt. Der Gasdruck kann von außen bei jedem Speicherraum 3 nachgeprüft und nachgefüllt werden.

Als Wirbelkörper 8 kommen Hohlkörper kleinster Abmessungen in Frage. Sie können aus verschiedenstern Material una mit verschiedenster Füllung versehen sein. Doch unterliegen sie einigen Grundprinzipien. Sie müssen, was das Material anbelangt bei einem Kraftstoffbrand ohne allzu große eigene Flammenwirkung leicht vergiühen oder unschädlich ohne so Splitterwirkung zerplatzen. Die Füllung der Wirbelkörper 8 kichtei sich nach der Beschaffenheit der Wandung und kann pulvrig, flüssig-pulvrig gemischt oder aber flüssig sein. Die Füllung der Wirbelkörper 8 muß, nachdem die Wandung verbrannt, zerplatzt oder zerschellt ist, auf die umgebenden Flammen eine diese bekämpfende Wirkung besitzen.

Als Beispiel für Wirbelkörper 8 wird genannt: Kleine, wenige cm große zweiteilige Hülsen 8a (s. Fig. 7), deren Material aus ölfester Pappe besteht. Die Füllung kann bestehen aus Kieselgur getränkt mit Halon (CyBR₁F₄) in einem Verhältnis von 40 Teilen Kieselgur zu 60 Teilen Halon. Die Hülse ist noch mit einem härten Lack überzögen, um dem Innendruck standzuhalten. Dsr Sinn dieser kleinen Wirbelkörper 8 besteht darin, nach selbständigem öffnen des Deckels 4 die Wirbelk3vper 8 in die Zone der Flammen gedrückt und von diesen hin^ und hergetragen zu bekommen, wobei die Flammen durch Unterbrechung der Verbrennungsreaktionen geschwächt werden.

Eine weitere Möglichkeit für diese Wirbelkörper 8 besteht in der Verwendung von kleinen Papphülsen 86, deren Füllung aus Trockenlöschpulvern besteht (s. Fig. 8). Schließlich können Wirbelkörper 8 aus Glas, dessen Oberfläche mit Leimasbestanstrich verstärkt wurden, Plastik oder andere geeignete Stoffe Verwendung finden. Hier kann die Füllung aus reinem Halon 2402 bestehen. Mit einem Siedepunkt von 47,5 ° C ist dieses für die Temperaturverhältnisse aller angeflogenen Länder geeignet, zumal die Speicherräume 3 im Innern der gut isolierten Kraftstoffbehälter 1 liegen.

Eine besondere Variante besteht darin, daß in den erwähnten Wirbelkörpern 8 innerhalb deren Füllungen eine Messerspitze Schwarzpulver, das in einem Minipäckchen versiegeltem Seidenpapier sich befindet, eingelagert sein kann. Die W^;·. *.ung dieser minimalen Schwarzpulvermengen bestellt -n der Intensivierung des Ausstreuens der brandbekämpfenden Mittel.

Versuche

Es wurde ein Gefäß, das einem Kraftstoffbehälter entspricht, aus Blech hergestellt. Dann wurde es mit 30 Liter Kerosin gefüllt. Nun wurde in der Nähe dieses auf den Boden gesetzten Kraftstoffbehälters ein Liter Kerosin auf den Boden gegossen und entzündet. Nach 12 Minuten flog der Kraftstoffbehälter in die Luft.

Versuch 1

Es wurden sofort nach Brandbeginn in die Flammen eine Anzahl kleiner Wirbelkörper geworfen, die aus einer Papphülse mit Lacküberzug und einem Gemisch aus Halon 2402 und Kieselgur mit 60 zu 40 Teilen bestanden. Die Wirbelkörper wurden durch die Flammen hochgeworfen, verbrannten rasch und warfen das Kieselgur als Staub heraus, aus dem Halon verda npfte. Alle drei bis vier Sekunden wurden neue Wirbelkörper in die Flammen geworfen und zwar so lange, bis das auf dem Boden liegende Kerosin verbrannt war. Der Kraftstoffbehälter flog nicht in die Luft. Die Masse der Wirbelkörper betrug drei Gewichtsprozent der Kraftstoffbehälterfüilung.

Versuch 2

Bei diesem Versuch wurden die Papphülsen mit Trockenlöschpulver gemischt und feinstem Bimstaub gefüllt. Gleiche Versuchsanordnung wie oben. Verbrauch 3,5%. Eine Explosion des Kraftstoffbehälters erfolgte nicht.

Versuch 3

Dieser Versuch wurde wie Versuch 2 durchgeführt zusätzlich war in die Trockenmasse eine kleine Messerspitze Schwarzpulver, in Seidenpapier eingeschlagen, hineingelegt Beim Versuch wurden die Wirbelkörper honhgewirbelt, verbrannten wie bisher und dann kam ein begrenzter Explosionsstoß, mehr ein kräftiges Auseinanderreiben der Trockenpulverteilchen. Die Flammenhöhe wurde sichtbar kleiner. Der Kraftstoffbehälter flog nicht in die Luft.

Versuch 4

Diesesmal wurden kleine Glaskugeln benutzt, Durchmesser 20 mm, Wandung sehr dünn, Füllung

Halon 2402. Die Glaskugeln waren zwecks Splitterwirkung mit einem kräftigen Überzug von Leim und Mikroasbest versehen. Die in die Flammen hineingeworfenen Glaskugeln tanzten in denselben und zerplatzten nach einer Weile. Verbrauch der Glaskugeln ^r> mit Inhalt nur 2%. Der Kraftstoffbehälter flog nicht in die Luft.

Versuch 5

Dieser Versuch wurde analog Versuch 4 durchgeführt. Doch wurde in die Wirbelkörper vor Füllung mit Halon eine sehr kleine Menge Schwarzpulver, ölfest verpackt, hineingelegt. Beim Experiment traten während des Hochschleuderrls der Glaskugeln leichte Knalle auf. Nach einigen Minuten wirkte sich der ver- te stärkte Eingriff des Halons dahingehend aus, daß die Flamme erlosch, bevor der entzündete Treibstoff restlos verbrannt war. Der Kraftstoffbehälter flog nicht in die Luft.

b)

c)

Einsatzfall

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Grundsätzlich gibt es drei Einsatzfälle für die aus den Speicherräumen austretenden Wirbelkörper

a) Triebwerksbrand

b) ausgedehnte Brände am großen Kraftstoffbehälter

c) Aufschlagsbrand
a) Triebswerksbrand

Diese gefährlichen Brände treten auf bei Störungen der Verbrennung und können zur Vernich- jo tung des Flugzeuges führen. Die Katastrophe be-•ginnt damit, daß Flammen aus dem Triebwerk gegen die Tragflächentanks und gegen den Haupttank schlagen. In diesem Augenblick sollen aus den Öffnungen der angestrahlten Speicherräume, nachdem die Deckel herausgeschleudert sind, Wirbelkörper austreten und in den Flammenbereich gelangen.

Brand des großen Kraftstoffbehälters
Breitet sich der Triebwerksbrand aus, so greifen die Flammen auf die Wandung des Kraftstoffbehälters über, erhitzen diese Und bringen -den Kraftstoff im inneren zum Verdampfen. Infolge des entstehenden Druckes klaffen bald Undichtigkeiten am Kraftstoffbehälter und lassen Kraftslöffflüssigkeit öder -dämpfe austreten, die bald das ganze Flugzeug einhüllen. Es kommt zu ersten VerpUffungen, denen dann die Explosion folgt. Hier könnte die Erfindung erheblich eingreifen. Aus allen flammenberührten Speicherräumen werden zehntausende von Wirbelkörpern freigesetzt, welche sich mit den entstehenden Flammen mischen und an diese Löschmittel abgeben. Es kommt zu einer Dämpfung der Explosionsneigung und zu einer Minderung des Explosionsumfanges.
Aufschlagsbrand beim Absturz eines Flugzeuges Wenn ein Flugzeug abstürzt oder an einen Berg fast, so sollen aufgrund der Konstruktion der Auslösevorrichtung deren Federn derart vibrieren, daß der Deckel herausfliegt. Dadurch werden die Speicherräume geöffnet und es werden Wirbelkörper freigesetzt. Ein durch Aufprall infolge Funkenbildung und durch entzündetes herausfließendes Kerosin entstandener Brand kann infolge der das Wrack umgebenden Wirbelkörpe-r gar nicht recht zur Entfaltung kommen. Zumindest entsteht unmittelbar an den Kraftstoffbehälterwandungen, aus dessen Innerem ununterbrochen Löschmittel in Schwebeform herausquellen, ein relativ breiter Schutzwall, der das Wrack vor den entstehenden hohen Temperaturen schützt und es den Überlebenden ermöglicht, sich eine Fluchtgasse mitten durch die Wirbelkörper zu bahnen und sich damit zu retten (vgl. Fig. 9).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ,äj^SS^ssSsÄSäaBiSJiijeäfelö^

Claims

25 OO 935 Patentansprüche:

1. Feuerlöschvorrichtung für Kraftstoffbehälter von Flugzeugen, Kraftfahrzeugen oder Kraftstofflagern mit Speicherräumen und Abgabeleitungen zur Abgabe des Löschmittels, die vom Innern kommend auf der Behälteraußenwand münden und deren Verschlußvorrichtung im Brandfall mittels automatisch wirkender Fühl- und Auslösevorrichtungen zur Abgabe des Löschmittels geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherräume (3) und Abgabeleitungen zur Abgabe einer Vielzahl an sich bekannter, ganz kleiner zerstörbarer Löschmittelbehälter ausgestattet sind, die so als Wirbelkörper (8) ausgebildet sind, daß sie nach der Abgabe vom Auftrieb der Brandgase getragen über die Behälteraußenwand (2) verteilt werden und dabei unter der zerstörenden Einwirkui-g der Hitze das Löschmittel abgeben.

2. Feuerlöschvorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherräume (3) und Abgabeleitungen unter schwachem, durch Nachpumpen aufrechterhaltenem Gasdruck zum Austreiben der Wirbelkörper (8) stehen.

3. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckgase insbesondere leichte Halondämpfe oder Helium Verwendung finden.

4. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschluß-Vorrichtung als auf der Mündung der Speicherräume (3) sitzender Ueckel (4) mit der Fühl- und Auslösevorrichtung ausgebildet ist.

5. Feuerlöschvorrichtung n^ch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühl- und Auslösevorrichtung aus einem den Deckel (4) mit der umgebenden Halterung (7) verbindenden, in der Hitze sich auflösenden Schmelzring (5) besteht.

6. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 4 oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß als Notauslösevorrichtung eine bei Aufprall sich lösende Feder (6) zwischen dem Deckel (4) bzw. dem Schmelzring (5) und seiner Halterung (7) angeordnet ist.

7. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelkörper (8) insbesondere als Hülse (8a, 86), Torpedo, Kugel, Kissen oder Beutel geformt ist.

8. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Wirbelkörpers (8) insbesondere aus Plastik, Glas oder ölfester Pappe mit Lacküberzug besteht.

9. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelkörper (8) als Löschmittel, insbesondere flüssiges Halon, ein Gemisch von Halon mit aufsaugenden Stoffen oder Trockenlöschpulvern enthält.

10. Feuerlöschvorrichtung nach Anspruch 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Füllung des Wirbelkörpers (8) eine gegebenenfalls verpackte Kleinstmenge Schwarzpulver eingelagert ist.