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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Training von Feuerwehrleuten. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf Trainingsanlagen für Feuerwehrleute,
wie sie beispielsweise dazu verwendet werden, Brände in Luftfahrtszenarien zu
simulieren, insbesondere jene bei Flugzeugbruchlandungen.
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Die
Erfindung ist nicht auf Luftfahrt-Feuerlöschszenarien beschränkt: sie
findet in Simulatoren für
andere Feuerlöschszenarien
Anwendung, wie beispielsweise bei Straßen- oder Eisenbahnunfällen, die,
wie bei einer Flugzeugbruchlandung, einen wesentlichen Austritt
von Kraftstoff zur Folge haben. Tatsächlich betreffen bevorzugte
Aspekte der Erfindung Simulatoren, die für eine Vielzahl unterschiedlicher
Brandsimulationen angepasst werden können, die nicht notwendigerweise
einen Kraftstoffaustritt zur Folge haben, einschließlich Flugzeug-,
Gebäudeeinsturz-,
Straßenfahrzeug-,
Zug- und Mehrszenarien-Unfälle.
Solche Simulatoren können
auch für
das Training von "Verbundenen
Diensten" verwendet
werden, z. B. um Mitglieder anderer Notfalldienste, insbesondere
die Polizei und Sanitäter
zu trainieren, die ihre Arbeit von Zeit zu Zeit mit Feuerwehrleuten
koordinieren müssen.
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Geschwindigkeit
und Erfahrung sind das Wichtigste für alle Feuerwehrleute, jedoch
erfordert die Brandbekämpfung
in Luftfahrtszenarien, wie beispielsweise bei Flugzeugbruchlandungen,
ein besonders schnelles Ansprechen und erfahrenes Teamwork, wenn
Todesfolgen minimiert werden sollen. Es wird im Allgemeinen akzeptiert,
dass wenn nicht innerhalb von zwei Minuten nach Zündung ein
brennendes, bruchgelandetes Flugzeug erreicht und das Feuer unterdrückt wird,
wenig Hoffnung für
das Überleben
der Personen an Bord besteht, die die Landung selbst überlebt
haben könnten.
Weil dort wenig Zeit für
Fehler ist, erfordert dieses außerordentliche
Erfahrung der Feuerwehrleute, die an zivilen Flughäfen und
Militätflugplätzen stationiert sind.
Es gibt entsprechende Forderungen bezüglich des Trainings solcher
Feuerwehrleute, sowohl als Einzelpersonen als auch als Team, und
daher an die Qualität
der Simulatoren, an denen diese Feuerwehrleute üben.
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Alle
wesentlichen Flughäfen
und Flugplätze
haben ihnen ständig
zugewiesene Feuerlöschfahrzeuge für den im
Wesentlichen sofortigen, hochschnellen Zugang zu jedem Unfallplatz
innerhalb des Flughafen- oder Flugplatz-Umfeldes. Solche Fahrzeuge
umfassen Fahrzeuge, die in der Technik als Major Airport Crashtrucks oder
MACs bekannt sind. Bei Annäherung
an das verunfallte Flugzeug ist es Praxis, die Fahrzeuge dicht an das
Flugzeug heranzufahren, um einen flammverzögernden Schaum zu legen und
gleichzeitig Zugang zum Rumpf des Flugzeugs zu gewinnen, um dessen
Passagier und Crew zu befreien. Tatsächlich ist es die Praxis der
letzten Jahre bei der Brandbekämpfung
in der Zivilluftfahrt, ein speziell angepasstes Fahrzeug geradewegs an
das Flugzeug heranzufahren, um dessen Rumpf zu durchstechen und
einen Schaum zu injizieren, um die Menschen zu schützen, die
darin möglicherweise
noch leben.
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Selbstverständlich sind
Unfälle
durch ihre Unvorhersehbarkeit gekennzeichnet, und man weiß nicht, welche
Schwierigkeiten Feuerwehrleute antreffen, wenn sie ein bruchgelandetes
Flugzeug erreichen. Ihre Feuerlöschstrategie
muss daher vollständig
flexibel sein. Beispielsweise kann die Ausrichtung eines brennenden
Flugzeugs bezüglich
der vorherrschenden Windrichtung einen beachtlichen Einfluss darauf
haben, wie die Feuerwehrleute sich dem Flugzeug annähern können, das
Feuer unterdrücken
und Zugang zum Rumpf erhalten. Auch können Hindernisse, wie Flughafenfahrzeuge
und abgebrochene Maschinen, Fahrgestellkomponenten, Flügel oder
andere Teile des Flugzeugs den Zugang zum Rumpf blockieren und bei
aller Wahrscheinlichkeit selbst brennen. Dieses ist sämtlich ziemlich
abgesehen von den verschiedenen Arten Flugzeugfeuer, mit denen Feuerwehrleute
umgehen müssen:
ein in einer Maschine oder dem Fahrgestell eingeschlossenes Feuer
wird beispielsweise eine ganz andere Strategie erfordern, als ein
Feuer, das von ausgelaufenem Kraftstoff verursacht ist.
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Die
Anforderungen an das Training von Feuerwehrleuten haben zur Entwicklung
von Brandbekämpfungssimulatoren
geführt,
in denen von flüssigem
Brennstoff ausgehende Flammen so gesteuert werden, dass sie realistisch
auf die Bemühungen
von Auszubildenden ansprechen, die sie in einem sog. "Hot-fire-Training" unterdrücken wollen.
Luftfahrt-Brandsimulatoren befinden sich typischerweise auf einem
Flugfeld oder einem Flugplatz, dicht bei der Basis der Feuerwehrleute
an dieser Anlage. Flammgeneratoren können sich über Grund erstrecken, um einen
Kraftstoffaustritt zu simulieren, und ihnen können auch Attrappen von Strukturen über Grund
zugeordnet sein, mit denen ein Feuerszenarium einhergeht, wie beispielsweise
ein Metallrohr, das einen Abschnitt eines Flugzeugrumpfes darstellt,
der Strukturen haben kann, die Flügel und Maschinen auf einer
oder beiden Seiten darstellen, oder ein Metallkasten, der ein Flughafenfahrzeug
darstellt. In einer Analogie, die dazu geeignet ist, Szenarien auszuführen, werden
diese Attrappen im Feuerwehr-Training als "Requisiten" bezeichnet. Dieser Ausdruck wird in
dieser Beschreibung nachfolgend benutzt, wenn auf solche Attrappen
Bezug genommen wird.
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Früher war
der in Luftfahrt-Brandsimulatoren verwendete Brennstoff ein flüssiger Brennstoff,
wie beispielsweise Öl
oder Kerosin. Während
deren Flammen im Aussehen realistisch waren, ergaben diese Brennstoffe
jedoch Umweltverschmutzungsgrade, die bei häufig verwendeten Simulatoren,
die oft nahe städtischer Siedlungen
gelegen sind, inakzeptabel sein würden. Da her ist man auf mit
Gas als Brennstoff betriebene Simulatoren übergegangen, und hier besteht
die Forderung, den Realismus und die Kontrollierbarkeit aufrechtzuerhalten.
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Die
Aufgabe eines Brandsimulators ist es, das Verhalten einer Flamme
nachzubilden, wie sie sich von ihrer Entzündung bis zu ihrer eventuellen
Auslöschung
entwickelt. Ausgelaufener flüssiger
Brennstoff brennt in ähnlicher
Weise, wie der gleiche Brennstoff in einem oben offenen Tank. Nach
Zündung
ist die Höhe
der Flammen anfänglich
ziemlich klein. Die Flammen werden jedoch allmählich größer und breiten sich schnell über die
gesamte Fläche
ausgelaufenen Brennstoffs aus, wobei sie ggf. eine Grenzhöhe erreichen,
die von der Brenngeschwindigkeit der Flamme bestimmt ist. Die Flamme
wird während
dieser Phase größer, weil
ihre Strahlungswärme
die Verdampfung flüssigen
Brennstoffs fördert.
Die gesteigerte Verdampfungsgeschwindigkeit bewirkt, dass die Flamme
wächst,
und dieses führt
dem übrigen
flüssigen
Brennstoff zusätzliche
Strahlungswärme
zu, die die Verdampfungsrate noch weiter steigert, bis die Brenngeschwindigkeit
der Flamme ein weiteres Flammenwachstum verhindert.
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An
diesem Punkt wird auf 1 Bezug genommen, deren Quelle
die Veröffentlichung
von D. Drysdale "An
Introduction to Fire Dynamics",
2. Auflage, Seite 12, veröffentlicht
1998 von John Wiley & Sons,
ist. Diese ist eine schematische Darstellung einer brennenden Oberfläche, die
Wärme-
und Massentransferprozesse zeigt, die an der Verbrennung teilnehmen.
Bedeutsam zeigt sie, dass beim Auftreten von Feuer der der Flamme
zugeführte
Wärmefluss
(QF'') sich auf die Brennstoffoberfläche überträgt. Diese
Wärmeübertragung
vergrößert dann
die Flüchtigkeit
des Brennstoffs, die daher zur Feuersbrunst beiträgt.
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Ein
Schlüsselaspekt
der Simulation eines Brandes ausgelaufenen flüssigen Brennstoffs ist daher
klar, die Strahlungswärme
auf den flüssigen
Brennstoff zu übertragen,
um die Verdampfung dieses flüssigen
Brennstoffs zu unterstützen.
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Ein
Beispiel eines mit Brenngas betriebenen Simulators für die Brandbekämpfung ist
im
US-Patent 5 055 050 an Symtron
Systems, Inc. beschrieben, das einen Diffusor in Form einer Wanne
aufweist, die mit einem Bett aus einem zerstreuenden Medium, wie
beispielsweise Wasser oder Kies, gefüllt ist, in den ein Brennersystem,
das ein Netzwerk aus durchlöcherten
Rohren aufweist, eingetaucht oder eingebettet ist. Die Rohre führen unter
Druck gesetztes, verflüssigtes
Erdgas (LPG) – vorzugsweise
Propan-, das ursprünglich
in Flüssigphase
vorliegt und mit abnehmenden Druck innerhalb der Rohre in die Dampfphase übergeht,
wenn es die Löcher
in den Rohren erreicht. Die Rohre enthalten somit ein Gemisch aus
verdampfendem flüssigem
Propan und Propandampf. Das aus den Rohren austretende Gas verteilt
sich, wenn es durch das zerstreuende Medium aufsteigt, und brennt
dann auf der Oberfläche
des zerstreuenden Mediums. Zwei oder mehr Wannen können Seite
an Seite eingesetzt werden.
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Während ein
solcher Gebrauch im
US-Patent
5 055 050 nicht speziell beschrieben ist, ist in der einschlägigen Technik
doch allgemein bekannt, dass die Flammen so kontrolliert werden
können,
dass sie in geeigneter Weise auf die Tätigkeiten der Feuerwehr-Anlernlinge
reagieren. Beispielsweise kann die Brennstoffströmungsrate in unterschiedlichen
Teilen des Rohrnetzes oder in unterschiedlichen Wannen durch Zentralsteuerung über entfernt
gelegene Ventile variiert werden. Es ist auch bekannt, dass die
Wannen neben einer Requisite, wie beispielsweise einer Flugzeugrumpfattrappe,
verwendet werden können,
um den Trainingsszenarien einen weiteren Realismus zu verleihen.
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Die
Simulatoranordnung von
US-Patent
5 055 050 hat gewisse Vorteile, wie beispielsweise geringe Kosten,
und ist für
viele Trainingsaufgaben geeignet, jedoch wirft das freiliegende
Bett des zerstreuenden Mediums mehrere Probleme auf, die die vorliegende
Erfindung überwinden
möchte.
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Eines
der Hauptprobleme eines freiliegenden Bettes besteht darin, dass
das zerstreuende Medium keine strukturelle Integrität aufweist
und keine größere Last
tragen kann. Dies bedeutet, dass Requisiten nicht auf dem Bett abgestützt werden
können
und dass Fahrzeuge nicht über
das Bett fahren können,
ohne die Gefahr eines Bruchs der Rohre unterhalb der Oberfläche und
somit des Entstehens eines echten Großfeuers hervorzurufen. Es folgt
daraus, dass Bereiche des Simulators künstlich für Feuerfahrzeuge unzugänglich sind
und aus Sicherheitsgrünen
als solche mit Markierungen oder Sperren abgegrenzt werden müssen, die
sich außerhalb
des verbotenen Bereichs erstrecken.
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Angesichts
des Vertrauens auf die dichte Annäherung von Feuerlöschfahrzeugen
an das Flugzeug in Luftfahrtbrandszenarien, ist es in hohem Maße unrealistisch,
Feuerlöschfahrzeuge
beim Training daran zu hindern, in Bereiche der Simulatoranlage
einzudringen, die bei einem analogen echten Brand den Bereichen
um ein Flugzeug entsprechen, in die das Fahrzeug vorteilhafterweise
hineingefahren werden würde.
Dieses Problem stellt sich besonders deutlich angesichts der Tatsache,
dass Feuerlöschfahrzeuge
im Training künstlich sanft
und langsam gefahren werden müssen,
um zu vermeiden, dass sie versehentlich in die verbotenen Bereiche
fahren: im echten Leben würden
ihre Fahrer einen Unfallort mit der höchst möglichen Geschwindigkeit ansteuern
und so hart und spät
bremsen, wie sie nur können.
Es ist in gleicher Weise unrealistisch, Requisiten neben anstatt
auf das Bett zu setzen, wo das simulierte Feuer wütet.
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Ein
weiterer Nachteil des freiliegenden Betts des zerstreuenden Mediums
liegt darin, dass Requisiten nicht über das Bett gezogen werden
können,
wenn ihre Position neu eingerichtet werden soll: sie können nur durch
einen Kran an ihren neuen Platz gehoben werden. Dieses schränkt die
Anpassbarkeit des Simulators durch Erhöhung der Kosten und des Zeitplans
jeder Änderungen
in der Orientierung oder der Gestaltung von Requisiten ein, die
notwendig sein können,
um Änderungen
der Windrichtung zu folgen, wenn solche Änderungen innerhalb der Grenzen
möglich
sind, die durch die Abmessungen der Betten bestimmt sind, die den Platz
der Requisite umgeben. Abgesehen von der Entwicklung von Feuerlöschkenntnissen,
die auf unterschiedliche Situationen anwendbar sind, ist die Möglichkeit,
Trainingsszenarien zu verändern,
wichtig, um das Interesse und das Blickfeld der Anlernlinge aufrechtzuerhalten.
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Es
besteht auch das Problem, dass die Feuerwehr-Anlernlinge auf dem
Bett aus zerstreuendem Medium nicht sicher laufen können, wenn
sie den simulierten Brand bekämpfen:
selbst eine seichte Wanne Wasser ist selbstverständlich für das Betreten zu Fuß ungeeignet,
und das alternative Medium Kies oder anderes partikeihaftes Feuerfestmaterial
erzeugt eine Stolpergefahr, die zur Folge haben könnte, dass
ein Anlernling in die Flammen stürzt.
Dieser Nachteil beraubt den Simulator des Realismus, weil im echten
Leben Feuerwehrleute erwarten, sich zu Fuß fortzubewegen, wenn sie die
Flammen bekämpfen,
während
bei Verwendung des Simulators ihr Vormarsch durch die Ränder des
Betts beschränkt
wird.
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Ein
noch weiterer Nachteil des freiliegenden Betts aus zerstreuendem
Medium besteht darin, dass das Medium durch die Wasserströmung gestört werden
kann, die von den Feuerwehr-Anlernlingen
verwendet wird, um Schaum zu simulieren. Diese Strömung erreicht
typischerweise 11.000 Liter pro Minute aus jeder Düse, die
für die
Brandbekämpfung
verwendet wird. Wenn das zerstreuende Medium ein partikeihaftes
Medium, wie beispielsweise Kies ist, kann ein solcher heftiger Flüssigkeitsstrahl
den Kies innerhalb der Wanne herumschleudern und Kies aus einigen
Bereichen der Wanne entfernen und irgendwo anders in der Wanne anhäufen. Bestenfalls
verändert
das die Tiefe des Kiesbetts zum Nachteil der optimalen Verteilung
und Verbrennung des aus den durchlöcherten Rohren aufsteigenden
Brennstoffs. Das Verhalten des Simulators kann daher von einer Trainingsübung zur
nächsten
unvorhersehbar variieren, sofern der Kies zwischen solchen Übungen nicht wieder
zu einer ebenen Schicht geharkt wird. Schlechtestensfalls können Abschnitte
der Rohre freigelegt werden, was jede verteilende Wirkung am ausströmenden Brennstoff
verhindert und die Rohre der vollen Strahlungswärme der Verbrennung aussetzt.
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Ein
weiteres Beispiel eines Feuerwehrsimulators ist im
US-Patent 5 374 191 der AAI Corporation
beschrieben, bei dem ein gasförmiger
oder flüssiger
Brennstoff unter Druck an eine Bren neranordnung geliefert wird,
die innerhalb eines Behälters
zur Aufnahme einer Flüssigkeit,
wie beispielsweise Wasser, angebracht ist. Eine Stützfläche, wie
beispielsweise ein Metallgitter, ist am oberen Ende des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen.
Die Stützfläche umfasst
eine einzige Einheit und bestimmt eine begehbare Arbeitsfläche für einen
den Simulator verwendenden Feuerwehrmann.
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Ein
weiteres Beispiel eines Feuerwehrsimulators ist im
US-Patent 5 888 072 von Symtron Systems Inc.
beschrieben, bei dem eine Serie aus Brennerwannenanordnungen niedrigen
Profils vorgesehen ist, die zur Aufnahme von Wasser vollständig in
sich geschlossen sind. Es ist ein Verteilungssystem vorgenommen, um
den Brennstoff über
das Wasser zu verteilen und auszubreiten. Die Wannenanordnungen
sind von einem Metallnetz bedeckt, das sie weiter gegen die erhöhten Temperaturen
abschirmt und eine Trittfläche
bildet, über die
Personen bei Trainingsübungen
laufen können.
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Die
vorliegende Erfindung trachtet danach, die oben erwähnten Probleme
zu lösen
und daher die Verwendung von mit Brenngas betriebenen Simulatoren
in andere Teile des Simulatormarkts auszuweiten, indem sie einen
Simulator angibt, bei dem der Trainingsrealismus so groß ist, wie
er durch die Sicherheit jener, die mit ihm arbeiten und an ihm trainieren,
zugelassen wird.
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Die
vorliegende Erfindung gibt einen Brandsimulator an, enthaltend eine
Brennstoff-Verteilungseinrichtung unter einem Gitter, durch das
Brennstoff, der aus der Brennstoff-Verteilungseinrichtung austritt,
im Gebrauch aufsteigen kann, um Flammen zu erzeugen, die über das
Gitter hinausreichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter eine
Vielzahl von Gitterelementen enthält, die zusammen eine begehbare
Arbeitsfläche für einen
Feuerwehrmann bilden, der den Simulator benutzt, wobei die Gitterelemente
von Gitterträgern
getragen werden, die neben der Brennstoff-Verteilungseinrichtung
unter den Gitterelementen stehen, wobei die Gitterträger durch
eine Vielzahl hohler Tragrahmen gebildet sind und jeder Tragrahmen
aufrecht stehende Umfangswände
enthält,
die einen Hohlraum umgeben, und die Tragrahmen in Feldern aufgestellt
sind und Wände benachbarter
Rahmen aufeinander ausgerichtet und einander zugewandt sind. Diese
Merkmale der Erfindung können
ein realistisches Feuerlöschtraining
ermöglichen,
indem sie die Flammen und einschlägigen Szenarien für Feuerwehrleute
zu Fuß oder
in einem Fahrzeug vollständig
zugänglich
machen.
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Das
Ziel der Erfindung kann weiterhin gefördert werden, wenn die Arbeitsfläche an ihrem
Umfang auf eine umgebende oder benachbarte Rampe ausgerichtet ist.
Zu diesem Zweck befindet sich die Brennstoff-Verteilungseinrichtung
vorteilhafterweise in einer Vertiefung unter dem Git ter, die eine
Basis unter dem Niveau der umgebenden oder benachbarten Rampe hat.
Es kann eine Wanne in der Vertiefung sein, die die Brennstoff-Verteilungseinrichtung
enthält.
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Die
Gitterelemente können
von Gitterträgern
abgestützt
sein, die neben der Brennstoff-Verteilungseinrichtung unter den
Gitterelementen stehen. Diese Gitterträger können die Gitterelemente im
Abstand zu der Brennstoff-Verteilungseinrichtung halten. Für den einfachen
Aufbau und Umbau, speziell in Sekundär-Unfalltrainingsszenarien,
sind die Gitterelemente von den Gitterträgern vorzugsweise abnehmbar
und besser noch können
sie von den Gitterträgern
und aus der Arbeitsfläche
einfach weggehoben werden.
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Die
Gitterträger
können
elegant durch mehrere hohle Tragrahmen gebildet sein, von denen
jeder aufrecht stehende Umfangswände
aufweist, die einen zentralen Hohlraum umgeben. Beispielsweise können die Wände in einer
rechteckigen oder quadratischen Anordnung um einen entsprechend
gestalteten Hohlraum angeordnet sein. Die Wände des Rahmens liegen an der
Basis der Vertiefung oder der Wanne im Gebrauch an und haben auf
diese Weise vorzugsweise untere Randbereiche, die so gestaltet sind,
dass sie eine Ablauföffnung
bilden. Obere Randabschnitte der Rahmen können so gestaltet sein, dass
sie eine Gruppe Gitterelemente aufnehmen, die den Hohlraum überbrücken, so
dass die Gruppe einen Teil der Arbeitsfläche bildet. Beispielsweise
können
die oberen Randabschnitte zinnenförmig gestaltet sein. Die Tragrahmen
sind in geeigneter Weise in überschneidenden
geradlinigen Gruppen ausgelegt, wobei die Wände benachbarter Rahmen aufeinander
ausgerichtet sind und einander gegenüberstehen. Am unteren Rand
der Wände
eines Rahmens angebrachte Befestigungsplatten können dann zur Befestigung des
Rahmens an einem Fundament oder einer Basis vorgesehen sein, wie
beispielsweise der Basis der vorgenannten Vertiefung.
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Die
Tragrahmen sind vorzugsweise derart angeordnet, dass mehrere Gitterelemente
in einer parallelen Gruppe über
dem Hohlraum angeordnet sind. In diesem Fall, in dem die Tragrahmen
in einer Reihe liegen, sind die Richtungen der Gitterelemente in
benachbarten Rahmen dieser Reihe vorzugsweise zueinander orthogonal.
Dieses hilft, die kinetische Energie ankommender Wasserstrahlen
zu verteilen, und minimiert so das Auswaschen von Partikelmaterial,
das der Brennstoff-Verteilungseinrichtung unter dem Gitter zugeordnet
ist.
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Um
einer Wärmeausdehnung
ohne Verformung Rechnung zu tragen, ist es vorteilhaft, wenn die
Gitterelemente in begrenztem Ausmaß gegenüber dem Tragrahmen beweglich
sind. Elegant kann eine Bewegung der Gitterelemente begrenzt werden,
wenn sie auf einen benachbarten Tragrahmen treffen.
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Die
Erfindung kann an zahlreichen Brenneranordnungen angewendet werden,
einschließlich
solcher, bei denen die Brennstoff-Verteilungseinrichtung verdeckt,
eingetaucht oder freigelegt ist. Somit kann die Brennstoff-Verteilungseinrichtung
beispielsweise von einem Brennstoff-Verteilungsmedium bedeckt sein, von dem
der verteilte Brennstoff durch das Gitter aufsteigt. In diesem Falle
kann das Brennstoff-Verteilungsmedium in den Hohlräumen einer
Gruppe von Tragrahmen untergebracht sein, um ein Bett zu bilden,
das sich unter der Arbeitsfläche
erstreckt, die durch die Wände
jener Tragrahmen unterteilt ist.
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Es
ist auch möglich
der Brennstoff-Verteilungseinrichtung eine Brennstoff-Erwärmungseinrichtung
zuzuordnen, um der Brennstoff-Verteilungseinrichtung Strahlungswärme zuzuführen, die
im Gebrauch von den Flammen ausgeht, um dadurch die Verdampfung
flüssigen
Brennstoffs in der Brennstoff-Verteilungseinrichtung zu begünstigen.
Die Brennstoff-Erwärmungseinrichtung
kann Strahlungswärme
absorbieren, die von den Flammen ausgeht und dann an die Brennstoff-Verteilungseinrichtung
einiges von der so absorbierten Wärme abstrahlen. Die Brennstoff-Erwärmungseinrichtung
kann auch einiges der Strahlungswärme reflektieren, die von den
Flammen ausgeht.
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Der
Simulator der Erfindung kann weiterhin einen Servicegraben enthalten,
der von der Arbeitsfläche umgeben
ist oder an diese angrenzt und eine bewegliche oder entfernbare
Zugangsabdeckung hat, die mit der Arbeitsfläche bündig liegt. Diese Abdeckung
kann entlüftet
werden, um eine freie Ablüftung
von Gasen aus dem Servicegraben zu ermöglichen, und wenn der Servicegraben
Steuereinrichtungen zum Entzünden
und Versorgen der Flamme aufweist, dann hat der Graben vorzugsweise
Wände mit
Hohlräumen,
in denen die Steuereinrichtungen zum Schutz gegen Wärme und
Wasser untergebracht sind. Der Servicegraben kann auch Feuerlöschwasser
oder Regenwasser ableiten, das durch das Gitter läuft.
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Es
ist äußerst bevorzugt,
wenn die Gitterelemente im Gebrauch unter 200°C bleiben, da dieses gewöhnlich der
Grenzwert für
den Einsatz von Standard-Feuerlöschpersonalschutzausrüstungen,
wie beispielsweise Schuhwaren, ist.
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Der
Simulator der Erfindung ermöglicht
es, Requisiten auf seiner Arbeitsfläche abzustellen und die Requisiten über die
Arbeitsfläche
zu bewegen, während
sie von der Arbeitsfläche
getragen werden.
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Damit
diese Erfindung schneller verstanden wird, soll nun beispielhaft
auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen werden.
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1,
die bereits beschrieben worden ist, zeigt ein Diagramm einer brennenden
Oberfläche;
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2 ist
eine schematische Seitenschnittansicht eines Brennstoff-Austrittsimulators
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht von Brennstoff-Verteilerrohren als
Teil der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ist
eine schematische Seitenschnittansicht eines Brennstoff-Austrittsimulators
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ist
eine schematische Seitenschnittansicht eines Brennstoff-Austrittsimulators
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Gruppe Tragrahmen, die über Schlangengruppen
aus Brennstoff-Verteilerrohren liegen, als Teil der dritten der
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht entsprechend der 6,
zeigt jedoch Kies, der über
die Brennstoff-Verteilerrohre innerhalb sämtlicher Tragrahmen gelegt
ist und Gitterstäbe
auf einige der Tragrahmen über den
Kies gelegt sind;
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8 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines der Tragrahmen von 4, wobei
die Gitterstäbe
teilweise weggeschnitten sind, um den Kies innerhalb des Rahmens
zu zeigen, wobei dieser Kies teilweise entfernt ist, um ein Brennstoff-Verteilerrohr
zu zeigen, das normalerweise vom Kies bedeckt ist;
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9 ist
eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht eines Teils der Gruppe
Tragrahmen, die an den zentralen Graben von 5 anstoßen, wobei
ihre Drainageeinrichtungen gezeigt sind;
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10 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines im Wesentlichen
vollständigen
Simulators entsprechend 5;
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11(a) und 11(b) sind
schematische Draufsichten auf einen Simulator entsprechend dem,
der in den 5 und 10 gezeigt
ist, und zeigen, wie eine Requisite, wie beispielsweise eine Flugzeugattrappe, auf
der Arbeitsfläche
positioniert und umpositioniert werden kann;
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12 ist
eine schematische perspektivische Teilansicht einer Simulatoranordnung,
die für
Sekundärunfall-Trainingsszenarien
(Secondary Incident Training (SIT)) geeignet ist;
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13 ist
eine schematische perspektivische Teilansicht der Simulatoranordnung
von 12, zeigt jedoch eine SIT-Requisite auf der Arbeitsfläche des
Simulators, die für
den Gebrauch freigegeben ist, und
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14 ist
eine schematische Draufsicht auf einen Simulator mit einer Hauptrequisite
und zeigt die Stellen zum Anordnen von Hilfs-SIT-Requisiten, die
zur Ausführung
zahlreicher SIT-Szenarien
verwendet werden.
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Es
wird zunächst
auf 2 der Zeichnungen Bezug genommen, wonach in einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ein Brennstoff-Austrittsimulator 1 eine Stahlwanne 2 umfasst,
die in Betonfundamente 3 eingesetzt ist, die die Wanne 2 tragen.
Die Wanne 2 kann in Draufsicht beispielsweise kreisförmig oder
rechteckig sein, und sie ist von Servicegräben 4 umgeben, die
Steuereinrichtungen 5 und Serviceeinrichtungen, wie beispielsweise
ein Brennstoff-Zuführrohrwerk
und Versorgungs- oder Steuerkabel (nicht gezeigt) enthalten. Die
in 2 gezeigten Gräben 4 können selbstverständlich gegenüberliegende
Sektionen eines durchgehenden Grabens 4 darstellen, der
die Wanne 2 umgibt.
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Die
Wanne 2 und die Gräben 4 sind
von einem Gitter 6 überlagert,
das eine flache, ebene Arbeitsfläche bildet,
auf der ein Feuerwehranlernling laufen kann und ein Feuerlöschfahrzeug
vorzugsweise fahren kann. Volle Details des Gitters 6 werden
später
angegeben. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die von
dem Gitter 6 gebildete Arbeitsfläche über die Gräben 4 hinaus in benachbarte
oder umgebende Bereiche 7 auf beiden Seiten der Gräben von
der Wanne 2 ausgehend, welche Bereiche über benachbarten Wannen ähnlicher
Gestalt liegen können.
In jedem Falle sollte das Gitter 6 mit den benachbarten
oder umgebenden Bereichen 7 bündig sein, um Stolpergefahr
zu minimieren, und sie erstrecken sich ggf. zu einer durchgehenden Betonrampe
oder einer Ziegelsteinoberfläche
(nicht gezeigt), mit der es vorzugsweise eine durchgehende im Wesentlichen
ebene Oberfläche
bildet.
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Die
Basis der Wanne 2 ist leicht geschüsselt, um den Ablauf von Feuerlöschwasser
W oder von Bodensatz durch einen zentralen Ablaufkanal 8 zu
begünstigen,
von wo das Wasser W vorzugsweise gefiltert und rückgeleitet wird. Die Wanne 2 trägt eine
Schicht aus Kies 9 im Wesentlichen gleichförmiger Dicke
und mehrere vertikale Gitterträger 10,
die das Gitter 6 in Intervallen über seine Breite über die
Wanne 2 abstützen.
Die Träger 10 erstrecken
sich von dem Gitter 6 zur Wanne 2 und erstrecken
sich so durch ein Netz 11 über dem Kies 9, so
dass ihre Basisab schnitte vom Kies 9 umgeben werden. Es
ist augenscheinlich, dass angesichts der geschüsselten Gestalt der Wanne 2 die
Träger 10 unterschiedliche
Längen
haben, um sich ihrer Position in Bezug auf die Mitte der Wanne 2 entsprechend
anzupassen, damit das Gitter 6 eben bleibt.
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Das
freiliegende Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12, das einen
Brenner bildet, erstreckt sich über
der Kiesschicht 9 und dem Netz 11 und um die Träger 10 in
einer wellenförmigen,
gewundenen Anordnung. Die Rohre 12 der Anordnung bestehen
vorzugsweise aus wartungsfreiem Edelstahl. Wie man in 3 sehen kann,
die eine Gruppe Rohre 12 über der Wanne zeigt, jedoch
die zwischenliegende Kiesschicht 9 aus Gründen der
Klarheit weglässt,
sind die Rohre 12 durchlöchert, um nach unten weisende Öffnungen,
Löcher
oder Düsen
für den
Austritt von Propan zu bilden, das von einer Zuführleitung 13 von den
Steuereinrichtungen 5 innerhalb des Grabens 4 über den äußeren Rand
der Pfanne 2 herführt.
Das Propan befindet sich unter Druck in der flüssigen Phase, bevor es in die
Rohre 12 eintritt, geht jedoch sehr schnell in die Dampfphase über, wenn es
durch die Rohre 12 strömt,
bevor es aus den Öffnungen,
Löchern
oder Düsen
in den Rohren 12 austritt, woraufhin das Gas nach unten
strömt,
um die Kiesschicht 9 zu erreichen.
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Während seines
Weges durch die Rohre 12 wird ein Gemisch aus Propandampf
und schnell verdampfendem, flüssigem
Propan durch die Strahlungswärme
erwärmt,
der die Rohre 12 ausgesetzt sind. Diese begünstigt die
Verdampfung der verbliebenen flüssigen
Fraktion und die Entflammbarkeit des Brennstoffs als ganzen, was
in vorteilhafter Weise das Verhalten eines echten Brennstoffaustritts
simuliert. Die Strahlungswärme
strahlt von den Flammen über
dem Gitter 6 nach unten und von der Kiesschicht 9 nach
oben, wobei letztere Strahlung von der Reflexion der Strahlungswärme herrührt, die
von den Flammen ausgeht, und von der Aufwärmung der Kiesschicht 9 selbst,
die von dieser Wärme
hervorgerufen wird. Die Öffnungen
des Gitters 6 sind groß genug,
um es einem wesentlichen Strahlungswärmefluss zu ermöglichen,
durch das Gitter 6 zu gelangen, aber nicht so groß, um Stolperstellen
für Feuerwehrleute
zu bilden, die auf der von dem Gitter 6 gebildeten Arbeitsfläche herumlaufen.
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Wie
man in der vergrößerten Detailansicht
von 2 erkennen kann, wirkt eine Gruppe aus parallelen oder
sich überschneidenden
Stäben 14,
die zwischen dem Kies 9 und der Wanne 2 sandwichartig
eingeschlossen sind, als Buhnen, die der Bewegung des Kieses 9 gegenüber der
Wanne 2 widerstehen, speziell die Neigung der geschüsselten
Wannenbasis hinab. Wo sich die Stäbe 14 überkreuzen,
sind sie vorzugsweise in Webart eingeflochten, um Öffnungen
für die
Wasserdrainage die geschüsselte
Gestalt der Wannenbasis hinab zu bilden. Die Zurückhaltung des Kieses 9 wird
ferner durch das vorgenannte Drahtnetz 11 sichergestellt,
das unter dem Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12 auf der Kiesschicht 9 liegt.
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Sobald
es im Gebrauch erwärmt
ist, kann dieses Netz 11 zu der nach oben strahlenden Wärme beitragen,
die die Brennstoff-Verteilerrohre 12 und die von jenen
Rohren 12 entweichenden Propanströme erwärmt.
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Die
vergrößerte Detailansicht,
die in
2 enthalten ist, macht auch klar, dass der Kies
9 Partikel
unterschiedlicher Größen aufweist.
Um genauer zu sein, die Steinspezifikation besteht aus Eruptivgestein,
das aus der folgenden Gruppe von Klassifikationen ausgewählt ist,
nämlich:
feinkörniger
Granit; Diabas; Gabbro; Basalt und Rhylolit. Der Stein ist zerstoßen und
liegt als Größengemisch
entsprechend ASTM-C33, Grad
2 (oder äquivalent) wie folgt vor:
| Sieb | Größe (mm) |
| 100% | 75 |
| 90–100% | 65 |
| 335–70% | 50 |
| 0–15% | 40 |
| 0–5% | 20 |
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Wie
man aus den 2 und 3 entnehmen
kann, enthält
jeder Graben 4 neben der Wanne 2 eine Brennstoff-Zuführkontrolleinheit
zum Regeln der Zuführung
von Brennstoff zu den Brennstoff-Verteilerrohren 12 und
eine Pilotsteuereinheit zum Entzünden
des von den Rohren 12 abgegebenen Brennstoffs, welche Einheiten
zusammen als eine Steuereinrichtung gezeigt sind, die an einer Seitenwand
des Grabens 4 aufgehängt ist.
Der Graben 4 ist im Einsatz durch einen porösen Deckel 5 unter
dem Gitter 6 (in 3 weggelassen)
verschlossen, der dazu dient, die Steuereinrichtung 5 gegen
Strahlungswärme
zu schützen,
kann aber geöffnet werden,
um Zugang zu der Steuereinrichtung 5 zu gewähren, wenn
es notwendig ist. Der Graben 4 enthält auch ein Luftrohr 16,
das dazu dient, aus dem Graben 4 entflammbare und möglicherweise
explosive Gase auszuspülen,
die sich im Gebrauch ansammeln können,
wenn der Graben 4 durch den Deckel 15 verschlossen ist.
Das Luftrohr 16 tut dies durch Einleiten von Luft, um den
Graben 4 unter Druck zu setzen: dies trägt dazu bei zu verhindern,
dass gefährliche
Verunreinigungen in den Graben 4 eintreten, und drückt überschüssige Luft zusammen
mit allen Verunreinigungen durch den porösen Deckel 15 aus
dem Graben 4 hinaus.
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Die
Ausführungsform
von 4 ist in großem
Umfang analog zu der von 2 und 3 dahingehend,
dass sie eine vollständige
Verdampfung von Brennstoff durch Abwärtsprojektion über dem
Kies 9 vorsieht, so dass gleiche Bezugszeichen für gleiche
Teile verwendet werden. Die Hauptunterschiede bestehen darin, dass
in 4:
die Wanne 2 überhöht ist, so dass Wasser von
der Mitten nach außen
und in den Graben/die Gräben 4 abläuft;
die
Zuführrohre
(13), die das Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12 versorgen,
bezüglich
der Wanne 2 innerhalb des Brennstoff-Verteilrohrwerks zentral
angeordnet ist, anstatt an einem äußeren Rand der Wanne 2 zu
liegen;
die Gräben 4 keine
Deckel haben und so in dem Sinne offen sind, dass sie durch die
entlüfteten
Deckel 17 frei in die Atmosphäre entlüftet sind; und
die Steuereinrichtung 5 in
Hohlräumen
in der Grabenwand zum Schutz gegen Wärme und Wasser untergebracht
ist.
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Die
relative Einfachheit der Ausführungsform
nach 4 wird beim Vergleich der Zeichnungen evident,
die die Kosten im Vergleich zur Ausführungsform von 2 vermindert,
ohne jedoch die Leistung zu beeinträchtigen. Speziell übernehmen
die Gräben 4 die
doppelte Aufgabe, die Steuereinrichtung 5 aufzunehmen und
Zugang zu ihnen zu gewähren
und auch Wasser von der Wanne 2 abzuleiten. Dieses vermeidet
die zentral zugeordnete Entwässerung 8 von 2.
Weiterhin bietet die offene Grabenkonstruktion von selbst eine Explosionsentlastung
ohne Notwendigkeit von Spülluftrohren 16 von 2.
Aufgrund ihrer Unterbringung in der Grabenwand benötigt die
Steuereinrichtung 5 keinen Schutz mehr durch den porösen Deckel 15 gegen
Strahlungswärme,
sie muss jedoch oberhalb des maximalen Wasserpegels angeordnet werden,
der für
den Graben 4 bei maximaler Strömungsrate des einlaufenden
Wassers W im Gebrauch erwartet wird. Es ist auch augenscheinlich,
dass die innenliegenden Versorgungsrohre 13, die das Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12 versorgen, kürzer und
einfacher sein können,
als die außenliegenden
Versorgungsrohre von 2.
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Die
Ausführungsform
von 5 teilt ebenfalls einige Merkmale mit den Ausführungsformen
der 2 und 4, und somit werden wiederum
gleiche Bezugszeichen für
gleiche Teile verwendet. Anders als bei den Ausführungsformen der 2 und 4 gibt
es keine Wanne; stattdessen ist einfach eine stahl-umsäumte Vertiefung
in einem Betonklotzfundament 3 ausgebildet, um eine Lage
Kies 9 aufzunehmen. Eine typische Tiefe für diese
Vertiefung wäre
bis zu 500 mm, jedoch hängt
dieses von den Drainage-Anforderungen und davon ab, wie groß die gesamte
fertige Fläche
des Simulators sein wird.
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Über dem
Kies 9 liegt ein Gitter 6, das vorzugsweise mit
der umgebenden Beton- oder Ziegelrampe 18 bündig ist
und auf vertikalen Trägern 10 steht,
die sich von der Basis der Vertiefung nach oben erstrecken. In dieser
Ausführungsform
erstreckt sich ein Graben 4 zentral längs der Vertiefung, und wie
in der in 5 enthaltenen vergrößerten Detailansicht
gezeigt ist, liegt das Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12 auf
der Basis der Vertiefung und ist somit unter der Kiesschicht 9 angeordnet.
Wieder ist das Rohrwerk 12 durchlöchert, um eine Serie von Löchern, Öffnungen
oder Düsen
zu bilden, die im Gebrauch Brennstoff abgeben, jedoch kann anders als
bei den Ausführungsformen 2 und 4,
bei denen Brennstoff für
einen maximalen Verdampfungseffekt nach unten abgegeben wird, der
Brennstoff bei der Ausführungform
von 5 in jede Richtung abgegeben werden, wie es für die Verteilung
durch den Kies 9 in jedem Fall beabsichtigt ist.
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Wie
in 4, ist der Graben 4 der Ausführungsform
von 5 durch einen belüfteten Deckel 17 verschlossen,
um explosive Gase in die Atmosphäre
zu entlüften,
und die Steuereinrichtung 5 ist in Hohlräumen in
den Grabenwänden
untergebracht. Während
aus 5 keine Erhöhung
oder Einwölbung
hervorgeht, ist die Basis der Vertiefung auch sehr leicht gegen
den Graben 4 geneigt oder eingedrückt, um den Ablauf von Wasser
aus der Kiesschicht 9 zu begünstigen. Es ist vorteilhaft,
wenn das Wasser nicht zu schnell abläuft, so dass genügend Zeit
verbleibt, dass unverbrannte Gase abfackeln; anderenfalls würden diese
unverbrannten Gase in einem sich schnell bewegenden Wasserstrom
mitgerissen und weggeschwemmt, was stromabwärts schädliche Gasansammlungen verursachen
könnte.
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Um
das Gitter und seine Träger 10 im
Detail zu erläutern,
wird nun die Beschreibung der Ausführungsform von 5 unter
Bezugnahme auf die übrigen
Zeichnungen fortgesetzt. Für
den fachkundigen Leser ist klar, wie das in diesen Zeichnungen gezeigte
Gitter und die Träger 10 eingerichtet
werden können,
um den Ausführungsformen
der 2 und 4 zu genügen, in denen, anders als in 5,
das Brennstoff-Verteilerrohrwerk 12 über der Kiesschicht 9 freiliegt.
Insbesondere wird schnell klar, wie die meisten, wenn nicht gar alle
Merkmale des Gitters der Ausführungsform
von 5 auf die vorangehenden Ausführungsformen angewendet werden
können,
wenn ein in geeigneter Weise angepasster Träger verwendet wird.
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Bezug
nehmend dann auf die 6 bis 9 der Zeichnungen
sind die o. g. Gitterträger 10 durch
die aufrechten Wände 10A, 10B aus
quadratisch hergestellten Tragrahmen 20 gebildet, die oben
und unten offen sind und die auf der Basis der Vertiefung von 5 aufliegen
und daran befestigt sind. Wie am besten in den 6 und 7 gezeigt,
passen die Tragrahmen 20 in gerad linigen Gruppen, in denen
sie modular aneinander anstoßen,
zusammen, so dass jeder Tragrahmen 10 im Gebrauch hilft,
seine Nachbarn gegen seitliche Lasten abzustützen. Die Wände 10A, 10B der
zahlreichen Tragrahmen 20 liegen somit in sich orthogonal schneidenden,
vertikalen Ebenen.
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Betrachtet
man einen der Tragrahmen 20, wie in 8 gezeigt,
stellt man fest, dass jede seiner vier Wände 10A, 10B eine
flache, längliche
Platte ist, die vorzugsweise aus unlegiertem Stahl besteht. Jede
Platte ist an ihrem entgegengesetzten Enden mit einer entsprechenden,
orthogonal angeordneten Nachbarplatte verschweißt, so dass die Schweißverbindungen
zwischen den Platten die Ecken des Quadrats zwischen den Wänden bilden.
Außerdem
hat jede Platte einen Ausschnitt 21, der sich längs eines
ihrer Längsränder erstreckt,
nämlich
am unteren Rand, der im Allgemeinen horizontal angeordnet ist und
im Gebrauch nach unten weist. Die Enden der Ausschnitte 21 sind
durch Füße 22 gebildet,
die eine quadratische Befestigungsplatte 23 haben, die
an den unteren Ecken des Tragrahmens 20 an sie angeschweißt ist.
Jede Befestigungsplatte 23 ist daher so angeordnet, dass
sie flach auf der Basis der Vertiefung aufliegt, und sie ist mit
einem Durchgangsloch (nicht gezeigt) versehen, das es ermöglicht,
den Tragrahmen an der Basis anzuschrauben oder auf andere Weise
zu befestigen. Während
es nicht wesentlich ist, ist es doch bevorzugt, dass die Tragrahmen 20 auf
diese Weise unten befestigt sind, um übermäßige Seitwärtsbewegungen oder ein Schieben
oder "Wegrutschen" der Tragrahmen zu
verhindern, wenn Fahrzeuge über
die Arbeitsfläche
des Simulators fahren.
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Die
Ausschnitte 21 in den Wänden
der Tragrahmen 20 sind im Gebrauch mit jenen von benachbarten Tragrahmen 20 ausgerichtet,
und sie haben die Doppelfunktion, die schlangenförmigen Gruppen der Brennstoff-Verteilrohre 12 aufzunehmen,
die zuvor an geeigneten Stellen an der Basis der Vertiefung befestigt
worden sind, und es dem Wasser W zu gestatten, über die Basis der Vertiefung
in Richtung auf den zentralen Graben von 5 abzulaufen.
Diesbezüglich
wird speziell auf 9 Bezug genommen.
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Die
Platten, die zwei gegenüberliegenden
Wände 10B eines
jeden Tragrahmens bestimmen, sind weiterhin mit zinnenförmigen oberen
Rändern
versehen, die durch eine Reihe hochstehender, länglicher Zähne bestimmt sind, die mit
länglichen
Schlitzen 25 abwechseln und von diesen voneinander abgegrenzt
sind. Wie am besten aus den 7 und 8 hervorgeht,
ist der Zweck der Zinnen, einen Satz Stahlgitterstäbe 26 länglichen
Querschnitts aufzunehmen, die die offene Oberseite des Tragrahmens 20 in
einer parallel beabstandeten Gruppe überbrücken, die eine im Wesentlichen
flache, örtlich
ggf. leicht geneigte Arbeitsoberfläche bildet, die mit den oberen
Rändern
der Wände 10A, 10b und
den Zähnen 24 in
gleicher Ebene liegt. Die Zinnen halten somit die Gitterstäbe 26 in
einer geeigneten Höhe über den
Brennstoff-Verteilerrohren 12 und halten jene Stäbe im Gebrauch
des Simulators in der richtigen Position.
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Zu
diesem Zweck ist jeder Gitterstab 26 am einen Ende in einem
Schlitz 25 der zinnenförmigen
Wand 10B und am anderen Ende vom entsprechenden Schlitz 25 in
der gegenüberliegenden
zinnenförmigen
Wand 10B gehalten. Aus den Zeichnungen geht auch hervor,
dass die Hauptquerschnittsachse eines jeden Gitterstabes 26 vertikal
verläuft,
um die Lasttragfähigkeit
für sich über das
Gitter 6 bewegende Lasten zu maximieren.
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In
der Praxis werden die Gitterstäbe 26 in
die Schlitze 25 erst eingelegt, nachdem die vorgenannte Kiesschicht 9 in
Form von Eruptivsteinschotter oder eines anderen partikelhaften
Verteilermediums in die offenen Tragrahmen 20 um die Brennstoff-Verteilerrohre 12 eingefüllt worden
ist, der bzw. das sie in einer Tiefe von beispielsweise 120 mm bedeckt.
Die Kiesschicht 9 füllt
im Wesentlichen den Raum um die Brennstoff-Verteilerrohre 12 zwischen
den Gitterstäben 26 und
der Basis der Vertiefung aus. Es ist ersichtlich, dass der Kies 9 wenig
Bewegungsspielraum hat, wenn er so angeordnet ist, und dass jegliche
Tendenz, dass er sich seitlich in de Vertiefung verschiebt, durch
die Aufprallwirkung an den Wänden 10A, 10B beschränkt ist,
die das Kiesbett 9 wirksam unterteilen.
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Es
ist speziell unter Bezugnahme auf die 6, 7 und 10 auch
anzumerken, dass einander in Reihen oder Spalten der Gruppe innerhalb
der Vertiefung benachbarte Tragrahmen 20 um 90° gegeneinander
verdreht sind, so dass ihre mit Zinnen versehenen Wände 10B nirgends
aneinander anstoßen.
Somit begrenzen, wie am besten in 10 gezeigt
ist, die Gitterstäbe 26 Zellen 27 in
Reihen oder Spalten, die den Tragrahmen 20 entsprechen,
und die Gitterstäbe 26 benachbarter
Zellen verlaufen zueinander orthogonal. Diese abwechselnde Anordnung
kann in dem Schachbrettmuster wahrgenommen werden, das sich über die Arbeitsfläche des
Simulators erstreckt.
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Die
funktionale Bedeutung der abwechselnden Anordnung der Gitterstäbe 26 ist
zweifach. Zunächst können die
Gitterstäbe 26 in
Längsrichtung
innerhalb ihrer Schlitze 25 frei gleiten, damit sie der
Wärmeausdehnung
ohne Verformung nachgeben können,
sobald sie jedoch in begrenztem Ausmaß geglitten haben (der bevorzugten
Ausführungsform
ein Maximum von 10 mm in), stoßen
sie gegen die nicht mit Zinnen versehene Wand 10A eines
benachbarten Tragrahmens 20 an und können somit nicht mehr weiter
gleiten. Dieses ist angesichts der dynamischen Seitwärtsbelastungen
wichtig, die durch ein abschwenkendes oder bremsendes Feuerlöschfahrzeug
oder anderes Unfallhilfsfahrzeug leicht hervorgebracht werden können. Zum
Anderen ist ein Hauptvorteil des Gitters 6 seine Fähigkeit,
die Strömung
auftreffender Wasserstrahlen oder anderer Feuerlöschmittel zu verteilen und
auf diese Weise zu verhindern, dass das zerstreuende Medium durch
diese Strahlen, die direkt auf die Arbeitsfläche des Simulators gerichtet
werden, gestört
wird. Da die Verteilwirkung eines geraden Gitters aus vollständig ausgerichteten
Elementen vorstellbar überwunden
werden kann, wenn der ankommende Strahl auf die Elemente ausgerichtet
ist, hat die alternierende Anordnung der Gitterstäbe 26 den
Vorteil, dass sie zuverlässig
Wasserstrahlen unterbricht, die unter einem beliebigen Winkel auf
die Arbeitsfläche
auftreffen. Jedenfalls wird jedes Wasser, das durch die Arbeitsfläche gelangt
und dabei seinen schädlichen
Impuls behält,
durch die Aufprallwirkung an den Wänden 10A, 10B zwischen
den Tragrahmen 20 unter der Arbeitsfläche verteilt.
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Um
es zu erleichtern, sich ein Bild von der Größe eines jeden Rahmens 20 zu
machen, und lediglich beispielhaft, sei angemerkt, dass der Teilungsabstand
zwischen den Mitten nominal 1 m ist, und dass die Gesamtausdehnung
eines jeden Rahmens 990 mm2 ist, so dass
ein Spalt für
die Wärmeausdehnung
ringsum von 10 mm verbleibt. Die Wände 10A, 10B eines
jeden Rahmens sind 25 mm dick und stehen insgesamt 200 mm von der
Basis der Vertiefung hoch. Jeder Gitterstab 26 hat einen
Querschnitt von 80 mm × 30
mm und besteht aus Schwarzstahl, und die Stäbe 25, die die Gitterstäbe 26 aufnehmen,
haben entsprechende Abmessungen. Unter den Gitterstäben 26 und über der
Basis der Vertiefung steht daher etwa 170 mm Raum zur Verfügung, um
die Brennstoff-Verteilerrohre 12 und die umgebende Kiesschicht 9 aufzunehmen.
Der Abstand zwischen benachbarten Gitterstäben 26 eines gegebenen
Tragrahmens 20 ist nicht größer als 33 mm, damit er keine Stolpergefahr
für Feuerwehranlernlinge
bietet, die auf der Arbeitsfläche
herumlaufen. Der Teilungsabstand zwischen den Mitten der Gitterstäbe 26 ist
daher nominal 66 mm, und daher sind dreizehn solcher Stäbe 26 an
jedem Tragrahmen 20 vorgesehen.
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Ein
wie oben spezifiziertes Gitter kann der maximalen Radlast eines
Major Airport Crashtruck (MAC) widerstehen. Nach der Bauanalyse
gemäß den Forderungen
von BS5950: Teil 1: 1985 unter Verwendung von ANSYS 5,0 A und unter
der Annahme einer Masse des Fahrzeugs von 501,1 kN und einer maximalen
Achslast von 130 kN kann das Gitter leicht einem Bremsvorgang aus
20 km/h widerstehen.
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Darüber hinaus
vermittelt die beträchtliche
Masse der Gitterstäbe 26 (in
der Größenordnung
von 250 kg/m2) ihnen eine Wärmeträgheit, die
sie schädliche
Temperaturen nur langsam erreichen lassen. Während der typischerweise kurzen
Einsatzperioden aus dem Kalten (etwas länger als 3 Minuten Feuerwehreinsatz
ist selben im Hinblick der Notwendigkeit extremer Geschwindigkeit
bei der echten Flugzeugbrandbekämpfung), bleibt
ihre Temperatur gut innerhalb der Parameter, die für gewöhnliche
Personenschutzausrüstung
(PPE) angemessen ist, die von Feuerwehrleuten üblicherweise getragen wird.
Sicherheitsschuhe für
Feuerwehrleute und andere PPE ist so eingestuft, dass sie Temperaturen
von bis zu 200°C
standhalten; Tests zeigen, dass die Masse der Gitterstäbe 26 ihre
Temperatur auf etwa 180°C
hält, selbst
nachdem sie dem Strahlungshitzefluss eines Brandes mit Flammtemperaturen
zwischen 700 und 1100°C
ausgesetzt worden ist.
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Ein
vorteilhafter Nebeneffekt des beachtlichen Körperumfangs der Gitterstäbe 26 besteht
darin, dass Korrosion ihren Querschnitt und daher die Lastaufnahmefähigkeit
während
ihrer vorgesehenen Einsatzlebensdauer nicht merklich vermindert.
Die Arbeitsfläche
des Simulators benötigt
daher keine teure oder anfällige Korrosionsbehandlung
und ist im Wesentlichen wartungsfrei.
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Die
Lastaufnahmefähigkeit
der Arbeitsfläche
wird durch die elegante Gestaltung der hergestellten Tragrahmen 20 erhöht, von
denen abwärts
gerichtete Lasten durch die vertikalen Wände 10A, 10B direkt
auf das Fundament übertragen
werden, ohne die vorgenannten Schweißverbindungen schädlichen
Zug- oder Biegebelastungen auszusetzen.
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Wie
bereits erwähnt,
hat die in 5 und Folgenden gezeigte Ausführungsform
einen modularen Aufbau. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Standardmodul
eine in Schlangenlinien verlegte Brennstoff-Verteilerleitung 12,
eine zugehörige
Brennstoff-Zuführsteuereinheit
und neun Tragrahmen 20 in einer Anordnung 3 × 3 aufweist
und daher mit den obigen Abmessungen eine Arbeitsfläche ergibt,
die 9 m2 bedeckt. Mehrere solcher Module
können
zusammen dazu verwendet werden, einen Simulator aufzubauen, der
eine Arbeitsfläche
jeder erforderlichen Größe hat,
wie beispielsweise der in 10 gezeigte,
der acht Module zu jeder Seite eines zentralen Grabens 4 umfasst,
was eine gesamte Arbeitsfläche
von 144 m2 ergibt, die den Bereich des Grabens 4 selbst
ausspart. In der Praxis ist die Arbeitsfläche eines Simulators im Allgemeinen
wesentlich größer, so
dass große
Requisiten auf der Arbeitsfläche
abgestellt und dementsprechend weitreichende Brennstoffausläufe simuliert
werden können.
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Der
zentrale Graben 4, der in den 5, 9 und 10 gezeigt
ist, ist von einem abnehmbaren, belüfteten Deckel 17 bedeckt,
wie in den 5 und 10 gezeigt
ist, der abgehoben werden kann, wenn es notwendig ist, Zugang zur
Steuereinrichtung 5 und ergänzenden Einrichtungen, wie
beispielsweise Ventilzügen
und Servicerohrwerk innerhalb des Grabens 4 zu erhalten.
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Die 11(a) und 11(b) zeigen,
wie eine Requisite 28, in diesem Falle eine Attrappe eines
Düsenjägers, frei
auf die Arbeitsfläche
eines Simulators ähnlich
dem von 10 aufgesetzt werden kann. In
beiden Zeichnungen ist die Requisite 28 Windrichtung ausgerichtet,
die durch die Pfeile gezeigt ist, da dieses die Richtung ist, in
der das bruchgelandete Flugzeug höchstwahr scheinlich liegt, obgleich
andere Winkel zur vorherrschenden Windrichtung augenscheinlich für eine weitreichende
Praxis simuliert werden können.
In 11(a) ist die vorherrschende Windrichtung
um 30° gegenüber dem
zentralen Graben 4 des Simulators versetzt, und die Mittenlängsachse
der Requisite 28 ist ähnlich
ausgerichtet. In 11(b) ist die vorherrschende
Windrichtung jedoch mit dem Graben 4 ausgerichtet, und
die Attrappe 28 ist dementsprechend neu ausgerichtet und auch über die
Arbeitsfläche
verschoben worden. Höchst
vorteilhaft kann die Attrappe 28 über die Arbeitsfläche aus
der einen Ausrichtung in die andere gezogen werden, ohne dass ein
Kran benötigt
wird, um die Attrappe 28 zu haben.
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Abschließend wird
auf die 12, 13 und 14 übergegangen.
Diese Zeichnungen zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die
für das
Training von Feuerwehrleuten geeignet ist, die mit sog. Sekundärunfällen beschäftigt sind.
Ein Haupt- oder Primärunfall – beispielsweise
eine Flugzeugbruchlandung – könnte insbesondere
von einem oder mehreren Sekundärunfällen begleitet
sein, beispielsweise dem Einsturz eines Hauses, das von dem Flugzeug
getroffen worden ist, oder einem brennenden Flughafenfahrzeug, das durch
aus dem Flugzeug ausgelaufenen Kraftstoff in Brand gesetzt worden
ist. Das Training für
diese Art von Eventualitäten
wird in der Branche mit dem Akronym SIT bezeichnet, was für Secondary
Incident Training steht.
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Die
Ausführungsform
der 12, 13 und 14 sorgt
für SIT,
indem sie eine oder mehrere Orte auf und unter der Arbeitsfläche des
Simulators vorsieht, die dazu eingerichtet werden können, die
Benutzung einer oder mehrer Sekundärrequisiten parallel mit oder
anstelle einer Hauptrequisite zu verwenden. Dieses wird erreicht,
indem ein Kanal 30 vorgesehen ist, der in der Basis 31 der
Vertiefung ausgebildet ist und der sich von dem zentralen Graben 4 unter
den Brennstoff-Verteilerrohren 12 zu einem gewünschten
Ort unter der Arbeitsfläche
erstreckt. Der Kanal 30 selbst ist am besten in 12 gezeigt,
während 13 den
Kanal 30 mit Serviceversorgungsverbindungen 32 zeigt
(beispielsweise einem Pilotbrennstoffrohr, einem Hauptflammen-Brennstoffrohr
und Steuer/Elektronik-Verkabelung) und in einer SIT-Steuereinheit 33 endet,
zu der diese Serviceversorgungsverbindungen 32 laufen.
Auf diese Weise enthält
jeder Kanal 30 den Service, der notwendig ist, ein kleines
SIT-Szenarium mit Brennstoff zu versorgen und zu steuern.
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Im
normalen Einsatz des Simulators mit einer Hauptattrappe (nicht gezeigt),
verbleiben die Serviceversorgungsverbindungen 32 und die
SIT-Steuereinheit 33 unter dem Gitter 6 untätig, das
weiterhin eine ununterbrochene Arbeitsfläche anbietet. Tatsächlich bleiben
die Brennstoff-Verteilerrohre 12 ungestört, und so können mit
geeigneter Wärmeabschirmung
die Serviceversorgungsverbindungen 32 und die SIT-Steuereinheit 33 unter
dem Kies 9 für
Zwecke der normalen Brandsimulation begraben bleiben, wobei Brennstoff
brennt, der über
die Brennstoff-Verteilerrohre an diesen Ort zugeführt wurde.
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Wenn
ein SIT-Szenarium in Betrieb zu setzen ist, wird eine kleine SIT-Requisite 34 (die
in diesem Falle einem Fahrzeug gleicht, das ein kleines Dampffeuer
simuliert) über
die Arbeitsfläche
in die Nähe
des Ortes der SIT-Steuereinheit 33 gezogen. Die Serviceversorgungsverbindungen 32 und
die SIT-Steuereinheit 33 können dann einfach durch Entfernen
ausreichender Gitterstäbe 26 (die
sich leicht aus ihren mit Zinnen versehenen Tragrahmen 20 herausheben
lassen) und darunterliegenden Kieses 9, um Zugang zur SIT-Steuereinheit 33 zu gewinnen,
aktiviert werden, woraufhin die flexiblen Verbindungsleitungen 35,
die notwendig sind, um Pilotbrennstoff, Hauptbrennstoff, Steuersignale
und elektrische Energie zur nahegelegenen SIT-Attrappe 34 zu bringen,
einfach in die SIT-Steuereinheit 33 eingesteckt werden
können.
Die flexiblen Verbindungsleitungen 35 können von einer Schutzhülse (nicht
gezeigt) ummantelt sein, wenn sie der Flamme ausgesetzt sind, wie es
in 13 der Fall ist, obgleich einige SIT-Attrappen
innere Verbindungen mit der SIT-Steuereinheit 33 in einer
solchen Weise vorsehen können,
dass die Attrappe selbst die Verbindungsleitungen gegen die Flammen abschirmt.
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In
den 12 und 13 ist
aus Klarheitsgründen
nur ein Kanal 30 dargestellt. Zur optimalen Flexibilität sind jedoch
vorzugsweise einige ähnlich
ausgerüstete
Kanäle 30 vorgesehen,
beispielsweise vier solcher Kanäle,
die zu verschiedenen Orten führen,
die im Bereich der Arbeitsfläche
des Simulators verteilt sind. Eine solche Anordnung ist in 14 gezeigt,
in der eine Hauptrequisite 36, das ein Flugzeug vom Typ
Boing 747-400 in voller Größe darstellt,
das ggf. ein permanentes Inventarstück ist, ausgedehnte Kraftstoffaustritt-Simulatoren 37 an
den Tür- und Steuerbord-Seiten
hat. Hier sind vier Orte für
mögliche
SIT-Szenarien als Blöcke 38 dargestellt.
Ein Beispiel könnte
eine SIT-Requisite sein, die so hergestellt ist, dass sie ein Auftankfahrzeug darstellt,
das das Flugzeug bedient und daher nahe einem Flügel 39 angeordnet
ist, und eine Mehrszenarien-Trainingsübung könnte mit einem Umfall mit dem
Tankfahrzeug beginnen, der in ein Kraftstoffaustrittfeuer eskaliert,
in ein größeres Kraftstoffaustrittfeuer
weiter eskaliert und schließlich
das Flugzeug selbst betrifft. Der simulierte Brand könnte sich
ausbreiten oder das Szenarium könnte
ansonsten andere SIT-Requisiten an anderen Orten auf der Arbeitsfläche des
Simulators einbeziehen.
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Im
Allgemeinen können
die Requisiten bewegt, ausgetauscht und mit großer Flexibilität vertauscht werden,
um neue Trainingsszenarien zu erstellen, die die Wechselwirkung
zwischen einem Hauptunfall, einem Kraftstoffaustritt und einem oder
mehreren Sekundärunfällen betreffen,
die schnell so angepasst werden können, dass sie zu dem vorherrschenden
Wetter und den Bedürfnissen
der Anlernlinge Rechnung tragen. Dieses unterstützt die Fähigkeit, das Trai ning von "vereinigten Diensten" einzurichten, das
Kombinationen von Feuerwehr-, Polizei- und Sanitäterdiensten umfasst, und stellt
sicher, dass Szenarien sofort kontrollierbar bleiben, so dass wenn
beispielsweise ein echter Unfall beim Training auftritt, die Mannschaften
das Training abbrechen und diesen Unfall ohne Verzögerung behandeln
können.
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Innerhalb
des erfindungsgemäßen Konzepts
sind viele Variationen möglich.
Während
beispielsweise ein Kiesbett als ein verteilendes Medium bevorzugt
ist, wenn ein solches Medium verwendet werden soll, könnte das
Gitter der Erfindung alternativ über
einer Wasserwanne verwendet werden, das als verteilendes Medium wirkt.
Daher sollte auf die beigefügten
Ansprüche
und die anderen Feststellungen zum Konzept Bezug genommen werden,
und nicht auf die vorangehende spezielle Beschreibung, wenn der
Umfang der Erfindung ermittelt wird.