EP0785809A1 - Verfahren und vorrichtung zur brandbekämpfung aus der luft - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur brandbekämpfung aus der luft

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EP0785809A1
EP0785809A1 EP96938907A EP96938907A EP0785809A1 EP 0785809 A1 EP0785809 A1 EP 0785809A1 EP 96938907 A EP96938907 A EP 96938907A EP 96938907 A EP96938907 A EP 96938907A EP 0785809 A1 EP0785809 A1 EP 0785809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fire
helicopter
explosive
bag
source
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96938907A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Rosenstock
Egon Karp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karp Egon
ROSENSTOCK, WINFRIED
Original Assignee
Karp Egon
Rosenstock Winfried
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karp Egon, Rosenstock Winfried filed Critical Karp Egon
Publication of EP0785809A1 publication Critical patent/EP0785809A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0228—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft
    • A62C3/0235—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft by means of containers, e.g. buckets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0228—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft
    • A62C3/025—Fire extinguishing bombs; Projectiles and launchers therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting

Definitions

  • a large part of the water used seeps away unused in the ground or remains in the form of large pools inaccessible to the ground for every further extinguishing operation. This applies to the use of air support as well as that of fire engines.
  • the object of the invention is to improve fire fighting from the air in such a way that both a significantly higher extinguishing effect of the water used and a considerable increase in the fire area extinguished with such a single use of air are achieved, in detail with an inherent immanent improved target accuracy and the possibility of guaranteeing the extinguishing personnel required for air operations a maximum security standard.
  • the extinguishing water is introduced into the source of the fire by means of aircraft, preferably helicopters, by passing it just above the source of the fire Blasting into a cloud-like mist from microscopic droplets being atomized.
  • This method is preferably practiced in such a way that a container filled with the extinguishing water with a burstable wall, in which an explosive charge with a detonator is arranged inside the extinguishing water, is blown up just above the source of the fire.
  • the container is preferably a teardrop-shaped or bubble-shaped sack made of plastic, which is also referred to below as an “explosive sack”.
  • the explosive bag can be brought to the site of the explosion just above the source of the fire by means of the helicopter hanging from a long tether and then detonated. However, it is exposed to the heat of the fire for a relatively long time, with the risk that it can be damaged and lose water even before the ignition. Fundamental safety regulations can also conflict with the detonation of a load hanging on the helicopter. It is therefore advisable to uncouple the explosive bag hanging from the helicopter with the tether on the helicopter in a safe position far above the source of the fire, to let it fall towards the source of the fire in free fall and then to ignite just above the source of the fire.
  • the invention places airborne fire fighting on a completely new basis.
  • the extinguishing water is introduced in finely divided form.
  • high pressures e.g. of several thousand bars
  • the resulting lack of oxygen in the extinguishing cloud has a suffocating effect on the fire. Since the temperature in the area of the suddenly nebulized fire is simultaneously forced to a comparatively low value, the formation of flammable vapors, for example from essential oils, resins or other outgassing of the wood, is brought to a standstill and the ignition temperature is reduced to ( Backfiring of these vapors or combustible organic materials (wood) falls below. Together, this leads to a spontaneous extinguishing success, which enables ground-based extinguishing personnel to enter the extinguished source of fire and carry out post-extinguishing work, for example to knock out remaining fire nests with fire slips.
  • a water cloud of 30 m radius wets a floor area of approximately 2,800 m 2 , which corresponds to an average heat of evaporation of approximately 789 KJ / m 2 required for the evaporation of the water. It can therefore be assumed that there is a disproportionately large excess of heat that can be absorbed by the finely atomized water, which leads to a sudden extinction of almost 3000 m 2 of burning forest, if one also considers that heat is also required to heat the water to boiling temperature. Such a large extinguishing efficiency is not yet known. There is no risk of danger to people and material if the method according to the invention is handled appropriately.
  • a highly explosive, modern explosive is preferably used for the explosive charge, which is water-resistant, can be stored almost indefinitely and is hardly combustible. The latter property is important for use in the immediate vicinity of the fire.
  • Such modern explosives also tolerate strong mechanical influences and are therefore insensitive to knocks and bumps even in rough operation. In addition, they have good handling safety so that the risk of accidents due to unintentional, early ignition can almost be excluded.
  • an explosive sack filled with 1000 l of water and provided with 3 kg of such a highly explosive explosive charge was dropped from a height of 150 m from a helicopter without prior activation of the detonator, without the explosive detonating on impact. A danger to extinguishing personnel and the environment is thus avoided with such an unwanted, early release of the explosive bag.
  • the use of the method according to the invention in combating forest and wildfires is ecologically harmless.
  • the extinguishing insert leaves hardly any traces, on the other hand, due to the high extinguishing efficiency, the destruction of biological substance that is completely avoidable in no forest or wildfire is reduced to a minimum.
  • There is no additional impairment of the eco-system such as, for example, due to soil damage when using ground explosive devices.
  • the equipment of the explosive bags with extinguishing water, explosive charge, detonator and tether, as well as the setting of the detonator can be made in the absence of the helicopter "in stock" and at a safe distance from the fire site, so that, on the one hand, the time for an operation on the pure flight ⁇ time and the very short loading time is limited, on the other hand maximum safety is guaranteed for the firefighters working on the ground.
  • the quick, problem-free loading of the helicopter with an explosive bag has a particularly advantageous effect in forest fires, for which a relatively narrow fire front that extends over longer lengths is typical. This is because even a single helicopter can effectively extinguish sections of the fire front lengthways in short intervals. Of course, it is even faster if two or more helicopters extinguish in sections in the rolling, i.e. get consecutive use.
  • two or more helicopters at a distance of an effective range can simultaneously release their detonation load and detonate them, preferably coordinated by radio, whereby an effective range is understood to mean the mean diameter of the extinguishing cloud which arises during the detonation.
  • the application of the method according to the invention is not only limited on forest and wildfires, but can take place with all imaginable, combatable fires. Because of the very high extinguishing efficiency and the high safety standard of the method, use is particularly advantageous in the case of very dangerous and difficult to extinguish fires. These can be, for example, fires from fuel tanks, oil tower fires or fires which occur in the case of aircraft crashes, without wishing to restrict the application of the invention to these cases. It is advisable to use a water volume of 500 liters (bush fire, buildings, warehouses), 1000 liters (forest fires) or 2000 liters (tank, refinery, oil rig fires) for the respective fire fighting operation.
  • the water used for extinguishing does not have to be pure water, but can also contain retarders. These are chemical substances that inhibit or at least delay the ignition of flammable solid materials and that are blown into the fire material together with the water when the fire-fighting bag is detonated. A later re-ignition of the suddenly extinguished fire material by possibly still existing embers nests is at least less likely in the presence of a retarder.
  • retarders are known and work in different ways depending on their composition. Retarders based on salt form a crust on the fire material which on the one hand inhibits its outgassing and on the other hand prevents the oxygen in the ambient air from accessing the fire material.
  • Other retarders like a gelling agent, absorb large amounts of water and store it.
  • FIG. 1 schematically shows an explosive sack hanging from a helicopter
  • FIG. 2 shows schematically the dropping of the explosive sack onto a source of fire
  • FIG. 3 shows schematically the triggering of a fire cloud
  • FIG. 4 shows an example of an ignition device.
  • a water-filled drop-shaped explosive bag 1 is attached to the load hook 7 of a helicopter 10 (FIG. 1) by means of a tether 4 made of plastic (eg Nylon) or steel, the length of which can be 3 - 50 m.
  • the explosive bag has a capacity of around 1000 liters of water and consists of thin-walled plastic (for example polypropylene), the wall thickness of which is sufficient to carry the water, but is low enough to burst when blown up.
  • an explosive charge 2 provided with a delay detonator, which is appropriately shaped like a teardrop or bubble in accordance with the detonating bag and is held in position by a short rope 5.
  • the lower side of the explosive bag facing the fire can be coated with a heat protection layer 8, e.g. be provided with an aluminum foil which is intended to prevent the explosive bag from being destroyed locally by the fire in the event of excessive heat and the extinguishing water being largely lost to the action of the subsequent detonation.
  • the tether 4 can be designed differently such that it is either dropped together with the detonating bag 1 or remains on the helicopter.
  • the tether is released from the load hook 7 and dropped together with the detonating bag.
  • it should be provided with a spliced claw at the upper end located on the load hook in order to prevent twisting of the tether under load on the load hook of the helicopter, since this could possibly prevent the hook from being thrown off.
  • the shackle itself should be used to take up the load, since the relatively heavy shackle overtakes the detonating bag in free fall after detaching it from the hook, thus causing the latter to rotate undesirably by 180 * .
  • the tether 4 can also be - 9 - nem (only schematically indicated) remote-controlled load hook 18, which allows the detonating bag from the helicopter to be detached from the tether and thrown off by itself. As a result, the tether remains on the helicopter and is available for renewed use. Load hooks controlled remotely from the helicopter are known and are used, for example, in forestry for game feeding.
  • the helicopter When the helicopter reaches the scene of the fire and has placed the explosive bag at a predetermined height above the source of the fire, the explosive bag (with or without a rope) is dropped and moves in free fall towards the source of the fire (Fig. 2). As soon as he has reached a height just above the source of the fire (e.g. a few meters above the tree top), the blasting is triggered. This can be done by remote ignition, which is triggered by the load helicopter 10 or a special fire helicopter or a ground-based observation station by radio signal.
  • Delay igniters with double security are preferably used here in order to comply with the aviation safety regulations.
  • These U-detonators which are manufactured today by factory technology, have tolerances of only a few milliseconds, so that the required discharge height for the explosive charge can be calculated very precisely and maximum security is provided for the air operations personnel.
  • a detonator has proven to be very suitable, which can be set in up to 18 intervals of 250 milliseconds each, so that fall times until detonation after activation of the detonator are specified from 0.25 to 4.5 seconds can, which, if the air resistance is neglected, corresponds to a drop height of half a meter to almost one hundred meters.
  • the height of the helicopter above the detonation site at the moment the explosive bag is dropped is made up of this drop distance plus the length of the tether.
  • 4 shows an example of a triggering of the delay fuse which is particularly acceptable in terms of safety.
  • a two-wire ignition cable 11 is guided out of the explosive bag 1 along the tether 4 to the bottom of the helicopter 10.
  • the ignition cable is connected there via a plug connection 12, for example consisting of a flat plug (at the end of the ignition cable) and a flat socket (firmly fixed to the bottom of the helicopter), with a DC voltage source 17 located in the helicopter and serving as an ignition source.
  • a toggle switch 13 is arranged in the line between the flat socket and the ignition source.
  • the ignition cable is provided with a further switch 16 slightly below the flat plug, which contains two contact springs which are separated from one another by a plastic flat wedge and come into contact with one another by removing the plastic flat wedge.
  • the plastic flat wedge which is hooked into the load hook 7 or another hook on the helicopter by means of a short pull cable 14, is inserted into the switch 16 and thus interrupts the electrical connection of the delay fuse with the ignition source.
  • the ignition cable is fastened to the tether 4 with a clamp 15 just below the switch 16.
  • connection between the ignition source 17 and the plug connection 12 is also interrupted by the toggle switch 13 in order to prevent the detonator from accidentally slipping out of the plastic surface wedge from switch 16 is activated early.
  • the detonation of the explosive charge in the detonating bag creates a mist, also known as an extinguishing cloud, from finely divided water droplets.
  • This quenching cloud spreads essentially spherically.
  • a movement of water droplets away from the source of the fire is generally not desired, and an essentially hemispherical extinguishing cloud, in which all water droplets are directed downwards towards the source of the fire and its surroundings, is much more effective.
  • Such an essentially hemispherical extinguishing cloud is illustrated schematically in FIG. 3, it can be achieved by extinguishing the extinguishing water 3 inside the explosive bag 1 with a thin film 9 made of plastic, paper or the like. is covered (Fig. 1). This film can be placed loosely on the extinguishing water, but it can also be attached point by point to the explosive bag in such a way that sufficient opening remains in the explosive bag for filling the extinguishing water.

Abstract

Zur Brandbekämpfung aus der Luft, insbesondere bei Waldbränden, ist ein mit Löschwasser gefülltes Behältnis mit zerplatzbarer Wandung (z.B. ein tropfen- oder blasenförmiger Sack aus dünnwandigem Kunststoff) vorgesehen, in dem innerhalb des Löschwassers eine Sprengladung mit Zünder angeordnet ist. Dieser Sack wird von einem Hubschrauber zum Brandherd gebracht. Dicht oberhalb des Brandherdes wird dann die Sprengladung gezündet, wodurch das Löschwasser zu einem wolkenartigen Nebel aus mikroskopischen Tröpfchen zerstäubt wird, welcher den Brandherd schlagartig ablöscht. Bevorzugt wird der Sack von dem Hubschrauber aus weiter oberhalb des Brandherdes abgeworfen, und die Sprengladung wird während des freien Falls kurz oberhalb des Brandherdes gezündet. Dies geschieht entweder durch Fernzündung per Funk oder mit Hilfe eines auf eine vorbestimmte Fallhöhe einstellbaren Verzögerungszünders, der über ein vom Hubschrauber abtrennbares Zündkabel mit einer Zündquelle im Hubschrauber verbunden und simultan mit dem Abwurf des Sprengsacks aktivierbar ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Brandbekämpfung aus der Luft
In den letzten Jahren ist kontinuierlich eine Zunahme der weltweit regi¬ strierten Wald- und Flächenbrände zu verzeichnen. Gleichzeitig mit diesem Trend nimmt die Größe der zerstörten Fläche pro Brand stetig zu. Betroffen da¬ von sind vor allem Regionen auf der Nordhalbkugel der Erde, insbesondere die borealen Nadelwälder Kanadas und die Tundren der eurasischen Landmasse, weni¬ ger ausgeprägt die Pinienbestände im mediterranen Bereich. Das globale, schäd¬ liche Emissionsaufkommen durch Waldbrände wird mittlerweile auf etwa 50 % des Gesamtaufkommens geschätzt.
Die gängigen Bekämpfungsmethoden von Großbränden, vor allem Waldbränden, die einen stark chaotischen Charakter aufweisen unu sich mit hoher Geschwin¬ digkeit frontartig ausbreiten, reichen bis heute nicht aus, um die entspre¬ chenden Brände schnell und vollständig zu löschen. Waldbrände können im gün¬ stigsten Fall bisher lediglich eingedämmt werden. Die Gründe dafür sind äu¬ ßerst vielschichtig. So erfolgt die bodengebundene Bekämpfung der Großbrände im Prinzip mit der gleichen Ausrüstung und auf die gleiche Art und Weise wie ein Löscheinsatz an Gebäuden innerhalb eines infrastrukturell vollständig er¬ schlossenen Wohngebietes. Bei Waldbränden ist jedoch im Regelfall weder von einer ausreichenden Wasserversorgung noch von genügend vielen und ausreichend ausgebauten Anfahrtswegen für die Löschfahrzeuge auszugehen. Letzterer Mangel geht häufig auch einher mit allgemeiner Unzugänglichkeit des Brandherdes und bedingt in jedem Fall eine nur punktuell mögliche Vorgehensweise gegen den frontartigen Brand und verhindert dessen vollständige Löschung.
Die seit längerer Zeit ausgebildete Brandbekämpfung aus der Luft verbes¬ sert zwar die Zugänglichkeit des Brandherdes, hat aber bisher nicht zu ent¬ scheidenden Fortschritten beigetragen. Das Abregnen oder Abwerfen von Wasser aus der Luft mittels Flugzeugen oder Hubschraubern hat sich trotz hoher finan¬ zieller Aufwendungen als wenig effizient erwiesen, weil diese Art der Bekämp¬ fung zum einen nur äußerst punktuell erfolgt und zum anderen mit einer sehr ausgeprägten Zielungenauigkeit beim Abwurf verbunden ist. Durch die starke Rauchentwicklung und Turbulenzen kommt es überdies laufend zu Behinderungen beim Lufteinsatz, was eine genügende Annäherung an das Feuer aus der Luft und damit in vielen Fällen einen Löscherfolg unmöglich macht.
Ein grundlegendes Problem, das sich angesichts der Wasserknappheit bei der Waldbrandbekämpfung besonders nachteilig auswirkt, ist die mangelhafte Ef¬ fizienz des Löschwasser-Einsatzes, denn nach den bisher gebräuchlichen Metho¬ den entfalten nur etwa 10 % des Löschwassers auch brandlöschende Wirkung. Ein Großteil des eingesetzten Wassers versickert ungenutzt im Erdreich oder ver¬ bleibt in Form von großen Lachen unzugänglich für jeden weiteren Löscheinsatz auf dem Boden zurück. Das betrifft sowohl den Einsatz von Luftunterstützung wie auch den von Löschfahrzeugen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Brandbekämpfung aus der Luft dahinge¬ hend zu verbessern, daß sowohl eine wesentlich höhere Löschwirkung des einge¬ setzten Wassers als auch eine erhebliche Vergrößerung der bei einem solchen einmaligen Lufteinsatz gelöschten Brandfläche erreicht wird, eingehend mit ei¬ ner immanent verbesserten Zielgenauigkeit und der Möglichkeit, dem beim Luft¬ einsatz benötigten Löschpersonal einen maximalen Sicherheitsstandard zu ge¬ währleisten.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, indem das Löschwasser mittels Luftfahrzeugen, vorzugsweise Hubschraubern, dadurch in den Brandherd eingebracht wird, daß es kurz oberhalb des Brandherdes durch Sprengung zu einem wolkenartigen Nebel aus mikroskopischen Tröpfchen zerstäubt wird. Die Praktisierung dieses Verfahrens erfolgt vorzugsweise derart, daß ein mit dem Löschwasser gefülltes Behältnis mit zerplatzbarer Wandung, in dem in¬ nerhalb des Löschwassers eine Sprengladung mit Zünder angeordnet ist, kurz oberhalb des Brandherdes zersprengt wird. Das Behältnis ist dabei vorzugsweise ein tropfenförmiger oder blasenförmiger Sack aus Kunststoff, der nachfolgend auch als "Sprengsack" bezeichnet wird.
Der Sprengsack kann mittels des Hubschraubers an einem langen Halteseil hängend an den Sprengort kurz oberhalb des Brandherdes gebracht und dann ge¬ zündet werden. Dabei wird er allerdings verhältnismäßig lange Zeit der Brand¬ hitze ausgesetzt, mit der Gefahr, daß er beschädigt werden kann und schon vor der Zündung das Wasser verliert. Auch können grundsätzliche sicherheitstechni¬ sche Vorschriften der Sprengung einer am Hubschrauber hängenden Last entge¬ genstehen. Es ist deshalb empfehlenswerter, den mit dem Halteseil am Hub¬ schrauber hängenden Sprengsack in einer sicheren Position weit oberhalb des Brandherdes vom Hubschrauber abzukoppeln, im freien Fall in Richtung Brandherd fallen zu lassen und dann kurz oberhalb des Brandherdes zu zünden.
Durch die Erfindung wird die luftgebundene Brandbekämpfung auf eine völ¬ lig neuartige Basis gestellt. Im Gegensatz zu allen bekannten Verfahren, bei denen das Löschwasser letztlich "als Masse" in den Brandherd einngebracht wird, erfolgt bei der Erfindung das Einbringen des Löschwassers in feinstver- teilter Form. Durch Zündung der Sprengladung entstehen innerhalb des homogenen Mediums Wasser im Sprengsack hohe Drücke (z.B. von mehreren tausend Bar), durch die der Sprengsack zerplatzt und das Wasser impulsartig in mikroskopisch feinen Tröpfchen mit hoher Anfangsgeschwindigkeit (z.B. von über 5000 m/sl) in die Umgebung geschleudert wird. Durch Dissipation der bei der Sprengung gebil¬ deten Druckwelle, durch den Luftwiderstand und ggfs. durch den Aufprall auf in der Umgebung des Detonationsortes befindliche Hindernisse werden diese Tröpfchen nach kurzer Zeit abgebremst, so daß sich ein vollständig eingenebel¬ ter Löschbereich bildet, in dessen Zentrum sich der Sprengsack befand. Wegen der ungeheuer großen Zahl kleinster Wassertröpfchen und der damit verbundenen enorm großen Gesamtoberfläche dieser Tröpfchen in direkter Umgebung der bren¬ nenden Stoffe findet dann ein ein sofortiger, d.h. bereits in wenigen Bruch¬ teilen einer Sekunde vollständig ablaufender Wärmeübergang zwischen den dabei verdampfenden Wassertröpfchen und dem Feuer statt. Das Aufheizen der Wasser- tropfchen auf ihre Siedetemperatur, der hohe Verdampfungswärme verbrauchende Siedevorgang und das weitere Aufheizen des entstandenen Wasserdampfes entzie¬ hen der brennenden Umgebung so hohe Energiemengen, daß die Temperatur schlag¬ artig um mehrere hundert Grad sinkt. Zusätzlich wird ein beträchtlicher Anteil des zunächst noch in der Detonationsumgebung vorhandenen Luftsauerstoffs von den entstehenden Wasserdampfmengen aus dem Löschbereich verdrängt.
Die resultierende Sauerstoffarmut in der Löschwolke hat eine erstickende Wirkung auf den Brand. Da die Temperatur im Bereich des schlagartig vernebel¬ ten Brandes gleichzeitig auf einen vergleichsweise niedrigen Wert gezwungen wird, wird dort die Bildung brennbarer Dämpfe, etwa aus ätherischen ölen, Har¬ zen oder sonstigen Ausgasungen des Holzes, nahezu zum Stillstand gebracht und die Zündtemperatur zum (Rück-)Zünden dieser Dämpfe oder brennbarer organischer Materialien (Holz) unterschritten. Gemeinsam führt dies zu einem spontanen Löscherfolg, der es bodengebundenem Löschpersonal ermöglicht, den gelöschten Brandherd zu betreten und Nachlöscharbeiten auszuführen, beispielsweise ver¬ bliebene Brandnester mit Feuerpatschen auszuschlagen.
Um die ausgezeichnete Löscheffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranschaulichen, sei folgendes Rechenbeispiel angeführt:
Geht man von der Verwendung eines 1000 1 Wasser fassenden Sprengsacks aus und dosiert die Sprengladung derart, daß sich nach erfolgter Detonation im Zentrum des Sacks eine Wasserwolke mit einem Radius zwischen 20 und 30 m ausbildet, so besitzt diese Wolke ein Volumen von 33.500 bis ca. 113.000 m3. Die Verdampfungswärme von Wasser beträgt 539 kcal/kg, für 1000 1 Wasser ergibt das eine Verdampfungswärme von etwa 2.256.000 KW/s. Zur Löschung eines 100 m langen, 6 m breiten und 6 m hohen brennenden Stangenwaldes wurde ein schlagar¬ tig zu erfolgender Entzug einer Wärmemenge von 100 KW/s berechnet. Dies ent¬ spricht ungefähr 0,17 KJ/m2. Eine Wasserwolke von 30 m Radius benetzt eine Bo¬ denfläche von etwa 2.800 m2, was einer mittleren für die Verdampfung des Was¬ sers benötigten Verdampfungswärme von etwa 789 KJ/m2 entspricht. Es ist daher von einem überproportional großen Überschuß an aufnehmbarer Wärmemenge durch das feinzerstäubte Wasser auszugehen, was zu einer schlagartigen Löschung von fast 3000 m2 brennenden Waldes führt, wenn man zusätzlich bedenkt, daß auch zum Aufheizen des Wasser auf Siedetemperatur Wärme benötigt wird. Eine der¬ maßen große Löscheffizienz ist bisher nicht bekannt. Eine Gefährdung von Mensch und Material ist bei geeigneter Handhabung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht zu befürchten. Zur Zerstäubung der in dem Rechenbeispiel angenommenen Menge von 1000 1 Wasser werden 3 kg eines hochbrisanten und hochdosierten Sprengstoffs benötigt, wobei unter "hochbri¬ sant" allgemein eine Sprengladung verstanden wird, die eine Detonationswelle mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von über 5000 Meter pro Sekunde erzeugt, und eine "hochdosierte" Sprengladung dann vorliegt, wenn mehr als zwei Kilo¬ gramm Sprengstoff pro 1000 1 Wasser eingesetzt werden. Der Detonationsdruck einer solchen Sprengladung dissipiert so stark, daß er in 30 m Entfernung vom Detonationsort lediglich noch etwa 0,063 kp/cm2 beträgt. Damit kann eine Ge¬ fährdung des Hubschraubers und seiner Besatzung ausgeschlossen werden. Zur Veranschaulichung dieses geringen Detonationsdruckes sei erwähnt, daß ein in 10 m Abstand vom Detonationsort aufrecht stehender Mensch nur das Empfinden einer starken Regenböe hat und nicht zu Boden geworfen oder gar verletzt wird.
Vorzugsweise wird für die Sprengladung ein hochbrisanter moderner Sprengstoff eingesetzt, der wasserbeständig, fast unbegrenzt lagerfähig und kaum brennbar ist. Letztere Eigenschaft ist wichtig für den Einsatz in unmit¬ telbarer Nähe des Brandes. Derartige, moderne Sprengstoffe vertragen zudem starke mechanische Einwirkungen und sind damit auch im rauhen Betrieb gegen Schläge und Stöße unempfindlich. Zudem besitzen sie eine gute Handhabungssi¬ cherheit, so daß die Gefahr von Unfällen durch unbeabsichtigtes, frühzeitiges Zünden nahezu auszuschließen ist. In einem Versuch wurde ein mit 10001 Wasser gefüllter und mit 3 kg einer solchen hochbrisanten Sprengladung versehener Sprengsack aus einer Höhe von 150 m von einem Hubschrauber aus ohne vorherge¬ hende Aktivierung des Zünders auf den Boden fallen lassen, ohne daß der Sprengstoff beim Aufprall detonierte. Eine Gefährdung für Löschpersonal und Umwelt ist bei einem solchen ungewollten, frühzeitigen Ausklinken des Spreng¬ sacks also mit Sicherheit vermieden.
Die enorm hohe Löscheffizienz, die mit hohem Sicherheitsstandard für Mensch und Material versehene Durchführung der Löschaktion, sowie die Möglich¬ keit des sehr zielgenauen Einsatzes des Löschmediums sind nicht die einzigen Vorteile, die das erfindungsgemäße Verfahren bietet.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Bekämpfung von Wald- und Flächenbränden ist ökologisch unbedenklich. Der Löscheinsatz hinter- läßt kaum Spuren, dagegen ist aufgrund der hohen Löscheffizienz die bei keinem Wald- oder Flächenbrand vollständig vermeidbare Zerstörung biologischer Sub¬ stanz auf ein Minimum reduziert. Eine zusätzliche Beeinträchtigung des Öko-Sy¬ stems, wie beispielsweise durch Bodenverwundung beim Einsatz von Bodenspreng¬ körpern, findet nicht statt.
Der oft vor Ort auftretenden Wasserknappheit und der häufig vorhandenen Unbegehbarkeit des Brandortes, verbunden mit der mangelnden Infrastruktur in Waldgebieten, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren optimal entgegengetre¬ ten. Die Aufnahme der wassergefüllten Sprengsäcke kann wegen der großen Mobi¬ lität und Geschwindigkeit der eingesetzten Hubschrauber in erheblicher Entfer¬ nung vom Brandort, an natürliche Wasservorkommen enthaltenden oder an für Tanklöschfahrzeuge gut erreichbaren Orten, vorgenommen werden. Zusätzlich ent¬ fallen die bisher nötigen Befüllungszeiten von Hubschraubertanks mit Wasser, wobei der Hubschrauber bisher immer erst zur Landung gezwungen war. Beim er¬ findungsgemäßen Verfahren reicht es aus, wenn der Hubschrauber auf eine aus¬ reichende Höhe herunterfliegt, um den Sprengsack am Hubschrauber anhängen zu können. Die Bestückung der Sprengsäcke mit Löschwasser, Sprengladung, Zünder und Halteseil, sowie die Einstellung des Zünders können bei Abwesenheit des Hubschraubers "auf Vorrat" und in sicherer Entfernung vom Brandort gemacht werden, so daß sich zum einen die Zeit für einen Einsatz auf die reine Flug¬ zeit und die sehr kurze Bestückungsdauer beschränkt, zum anderen maximale Si¬ cherheit für die am Boden arbeitenden Feuerwehrleute gewährleistet ist.
Die schnelle, problemlose Beladung des Hubschraubers mit einem Spreng¬ sack wirkt sich bei Waldbränden, für die eine sich über größere Längen er¬ streckende, verhältnismäßig schmale Feuerfront typisch ist, besonders vorteil¬ haft aus. Es kann nämlich bereits ein einzelner Hubschrauber in kurzem Takt die Feuerfront abschnittsweise der Länge nach wirkungsvoll ablöschen. Noch schneller geht es natürlich, wenn zwei oder mehr Hubschrauber ein abschnitts¬ weises Ablöschen im rollenden, d.h. aufeinanderfolgenden Einsatz besorgen. Al¬ ternativ können auch zwei oder mehr Hubschrauber im Abstand einer Wirkungs¬ breite gleichzeitig ihre Löschlast abwerfen und zur Detonation bringen, vor¬ zugsweise koordiniert über Funk, wobei unter einer Wirkungsbreite der mittlere Durchmesser der bei der Sprengung entstehenden Löschwolke verstanden wird.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschränkt sich nicht nur auf Wald- und Flächenbrände, sondern kann bei allen erdenklichen, aus der Luft bekämpfbaren Brände erfolgen. Wegen der sehr hohen Löscheffizienz und des gro¬ ßen Sicherheitsstandards des Verfahrens ist ein Einsatz besonders vorteilhaft bei sehr gefährlichen und schwer löschbaren Bränden. Dies können z.B. Brände von Treibstofftanks, ölturmbrände oder auftretende Brände bei Flugzeughavarien sein, ohne die Anwendung der Erfindung auf diese Fälle beschränken zu wollen. Es empfiehlt sich dabei, für den jeweiligen Löscheinsatz eine Wassermenge von 500 1 (Buschfeuer, Gebäude, Lagerhallen), 1000 1 (Waldbrände) bzw. 2000 1 (Tank-, Raffinerie-, Bohrinselbrände) einzusetzen.
Das zum Löschen eingesetzte Wasser muß kein reines Wasser sein, sondern kann auch Retarder enthalten. Dabei handelt es sich um chemische Substanzen, die das Zünden brennbarer fester Materialien hemmen oder zumindest verzögern und die bei Sprengung des Löschsacks zusammen mit dem Wasser in das Brandgut gebracht werden. Ein späteres Rückzünden des schlagartig gelöschten Brandguts durch möglicherweise noch vorhandene Glutnester wird bei Anwesenheit eines Re¬ tarders zumindest unwahrscheinlicher. Verschiedene Retardertypen sind bekannt und wirken je nach Zusammensetzung in unterschiedlicher Art und Weise. Retar¬ der auf Salzbasis bilden eine Kruste auf dem Brandgut, die einerseits dessen Ausgasung hemmt und andererseits dem in der Umgebungsluft befindlichen Sauer¬ stoff den Zugang zum Brandgut verwehrt. Andere Retarder saugen ähnlich einem Geliermittel große Mengen an Wasser auf und speichern es. An einem Brandgut, das mit derartigen Wasserspeichern fein überzogen ist, "läuft sich das Feuer tot". Allerdings sind speziell bei Waldbränden solche Retarder normalerweise nicht erforderlich und wegen der zwangsläufig damit einhergehenden Bodenver¬ schmutzung auch nicht empfehlenswert. Bei anderen Bränden können sie sich aber durchaus positiv auswirken.
Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 schematisch einen an einem Hubschrauber hängenden Spreng¬ sack Fig. 2 schematisch den Abwurf des Sprengsacks auf einen Brandherd Fig. 3 schematisch die Auslösung einer Löschwolke, und Fig. 4 ein Beispiel für eine Zündeinrichtung. In den Fig. 1 - 3 ist schematisch der Ablauf eines Löschangriffs auf die Flammenfront eines Waldbrandes veranschaulicht. Am Lasthaken 7 eines Hub¬ schraubers 10 (Fig. 1) ist mittels eines Halteseils 4 aus Kunststoff (z.B. Ny¬ lon) oder Stahl, dessen Länge 3 - 50 m betragen kann, ein wassergefüllter tropfenförmiger Sprengsack 1 angehängt. Der Sprengsack hat ein Fassungsvermö¬ gen von rund 10001 Wasser und besteht aus dünnwandigem Kunststoff (z.B. Poly¬ propylen), dessen Wandstärke zum Tragen des Wassers ausreicht, aber gering ge¬ nug ist, um bei Sprengung zu zerplatzen.
Innerhalb des Wassers 3 im Sprengsack, und zwar vorzugsweise mittig, be¬ findet sich eine mit einem Verzögerungszünder versehene Sprengladung 2, die zweckmäßig entsprechend dem Sprengsack ebenfalls tropfenförmig oder blasenför- mig ausgeformt ist und von einem kurzen Seil 5 in Position gehalten wird. Die untere, dem Brand zugewandte Seite des Sprengsacks kann mit einer Wärmestrah¬ lung reflektierenden Hitzeschutzschicht 8, z.B. einer Aluminiumfolie versehen sein, die verhindern soll, daß bei zu großer Hitzeeinwirkung durch den Brand der Sprengsack lokal zerstört wird und dabei das Löschwasser zu einem großen Teil für die Einwirkung der nachfolgenden Detonation verloren geht.
Das Halteseil 4 kann unterschiedlich so ausgebildet sein, daß es entwe¬ der zusammen mit dem Sprengsack 1 abgeworfen wird oder am Hubschrauber ver¬ bleibt. Im Beispiel der Fig. 1 und 2 ist angenommen, daß das Halteseil vom Lasthaken 7 gelöst und zusammen mit dem Sprengsack abgeworfen wird. In diesem Fall sollte es am oberen, am Lasthaken befindlichen Ende mit einer gespleisten Klausche versehen sein, um ein Verdrehen des Halteseils unter Last am Lastha¬ ken des Hubschraubers zu verhindern, denn das könnte evtl. ein Abwerfen vom Haken behindern. Keinesfalls sollte über einen Schäkel am Haken selbst die Last aufgenommen werden, da der relativ schwere Schäkel nach dem Ablösen vom Haken den Sprengsack im freien Fall überholt und so eine unerwünschte Drehung des letzteren um 180* bewirkt. Zur noch besseren Stabilisierung während des Fallens ist es ratsam, unmittelbar unterhalb des oberen Endes ein oder zwei kleine Bremsfallschirme 6 am Halteseil zu fixieren (Fig. 2), die so bemessen sind, daß sie nicht die Fallbewegung des Sprengsacks bremsen, sondern nur das Halteseil während des Fallens daran hindern, den Sprengsack in seiner Lage zu destabilisieren.
Alternativ kann das Halteseil 4 aber auch an seinem unteren Ende mit ei- - 9 - nem (nur schematisch angedeuteten) ferngesteuerten Lasthaken 18 versehen sein, der es erlaubt, den Sprengsack vom Hubschrauber aus vom Halteseil zu lösen und für sich allein abzuwerfen. Dadurch verbleibt das Halteseil am Hubschrauber und steht für erneute Einsätze zur Verfügung. Vom Hubschrauber aus ferngesteu¬ erte Lasthaken sind bekannt und kommen beispielsweise in der Forstwirtschaft bei der Wildfütterung zum Einsatz.
Wenn der Hubschrauber den Brandort erreicht und den Sprengsack in einer vorher festgelegten Höhe oberhalb des Brandherdes plaziert hat, wird der Sprengsack (mit oder ohne Halteseil) abgeworfen und bewegt sich im freien Fall in Richtung auf den Brandherd (Fig. 2). Sobald er dabei eine Höhe kurz ober¬ halb des Brandherdes (z.B. einige Meter oberhalb der Baumwipfel) erreicht hat, wird die Sprengung ausgelöst. Dies kann durch Fernzündung geschehen, die von dem Lasthubschrauber 10 oder einem besonderen Feuerleithubschrauber oder einer bodengebundenen Beobachtungsstation aus per Funksignal ausgelöst wird. Da die Fernzündung in Anbetracht der großen Fallgeschwindigkeit des Sprengsacks hohe Konzentration und Reaktionsfähigkeit der Bedienungsperson erfordert, ist es allgemein zweckmäßiger, die Zündung der Sprengladung im Sprengsack mittels ei¬ nes Verzögerungszünders zu bewirken, der simultan mit dem Abwurf des Spreng¬ sacks aktiviert wird und eine vorbestimmte Zeit nach dem Abwurf, wenn sich der Sprengsack in der gewünschten Höhe oberhalb des Brandherdes befindet, die Sprengladung zündet.
Vorzugsweise werden dabei Verzögerungszünder mit zweifacher Sicherheit verwendet, um den luftfahrtrechtlichen Sicherheitsvorschriften gerecht zu wer¬ den. Diese heute fabriktechnisch hergestellten U-Sprengzünder besitzen Tole¬ ranzen von nur wenigen Millisekunden, so daß sowohl die erforderliche Abwurf¬ höhe für die Sprengladung sehr genau errechnet werden kann als auch eine maxi¬ male Sicherheit für das Lufteinsatzpersonal gegeben ist. Als gut geeignet hat sich beispielsweise ein Zünder erwiesen, der in bis zu 18 Intervallen von je¬ weils 250 Millisekunden eingestellt werden kann, so daß Fallzeiten bis zur De¬ tonation nach der Aktivierung des Zünders von 0,25 bis 4,5 Sekunden vorgegeben werden können, was bei Vernachlässigung des Luftwiderstandes einer Fallhöhe von einem halben Meter bis zu knapp einhundert Metern entspricht. Die Höhe des Hubschraubers über dem Detonationsort im Augenblick des Abwurfs des Spreng¬ sacks setzt sich aus diesem Fallweg plus der Länge des Halteseils zusammen. In Fig. 4 ist ein Beispiel für eine sicherheitstechnisch besonders ak¬ zeptableAuslösung des Verzögerungszündersdargestellt. Vom Verzögerungszünder aus ist ein zweiadriges Zündkabel 11 aus dem Sprengsack 1 heraus am Halteseil 4 entlang bis vor den Boden des Hubschraubers 10 geführt. Das Zündkabel ist dort über eine Steckverbindung 12, z.B. bestehend aus einem Flachstecker (am Ende des Zündkabels) und einer Flachsteckdose (fest fixiert am Boden des Hub¬ schraubers) mit einer im Hubschrauber befindlichen, als Zündquelle dienenden Gleichspannungsquelle 17 verbunden. In der Leitung zwischen Flachsteckdose und Zündquelle ist ein Kippschalter 13 angeordnet. Das Zündkabel ist nach relativ kurzer Distanz etwas unterhalb des Flachsteckers mit einem weiteren Schalter 16 versehen, der zwei Kontaktfedern enthält, die durch einen Plastikflachkeil voneinander getrennt sind und durch Entfernen des Plastikflachkeils miteinan¬ der zum Kontakt kommen. Der Plastikflachkeil, der mittels eines kurzen Zugsei¬ les 14 in den Lasthaken 7 oder einen anderen Haken am Hubschrauber eingehängt ist, ist in den Schalter 16 eingesteckt und unterbricht damit die elektrische Verbindung des Verzögerungszünders mit der Zündquelle. Das Zündkabel ist kurz unterhalb des Schalters 16 am Halteseil 4 mit einer Klemme 15 befestigt. Wäh¬ rend des Anflugs des Hubschraubers von der Aufnahmestelle für den Löschsack bis zur Abwurfstelle ist die Verbindung zwischen Zündquelle 17 und der Steck¬ verbindung 12 ebenfalls durch den Kippschalter 13 unterbrochen, um zu verhin¬ dern, daß der Zünder durch unbeabsichtigtes Herausrutschen des Plastikflach¬ keils aus dem Schalter 16 frühzeitig aktiviert wird.
Befindet sich der Hubschrauber an dem für den Abwurf vorgesehenen Ort in der der Länge des Halteseils, der Dauer der Verzögerung für den Zünder und der gewünschten Detonationshöhe über dem Erdboden entsprechenden Höhe, wird zunächst durch Betätigung des Kippschalters 13 die Steckverbindung 12 unter Spannung gesetzt. Anschließend wird das Halteseil 4 am Lasthaken 7 des Hub¬ schraubers ausgeklinkt. Wegen der Fixierung des Zündkabels am Halteseil mit¬ tels der Klemme 15 wird durch die Fallbewegung zunächst der Plastikflachkeil, der durch seine Verbindung mit dem Hubschrauber zurückgehalten wird, aus dem Schalter 16 gezogen. Dadurch wird der elektrische Kontakt zwischen Zündquelle und Verzögerungszünder hergestellt, und der Zünder wird aktiviert. Kurze Zeit später wird durch die fortlaufende Fallbewegung der Flachstecker aus der Flachsteckdose gezogen, womit die sog. In-cockpit-Komponente, bestehend aus Zündquelle, Kippschalter, Leitung und Flachsteckdose, durch den Abwurf me¬ chanisch nicht belastet wird und sofort für den nächsten Löscheinsatz wieder zur Verfügung steht. Dabei ist nur darauf zu achten, daß das Zugseil 14 zur Befestigung des Plastikflachkeils so kurz gewählt wird, daß der Steckkontakt erst nach dem Herausziehen des Keils aus der Kontaktklemme gelöst wird. An¬ dernfalls bliebe die elektrische Aktivierung des Zünders aus und damit die ge¬ wünschte Detonation des Sprengsacks.
Durch die Detonation der Sprengladung im Sprengsack entsteht, wie schon beschrieben, ein auch als Löschwolke bezeichneter Nebel aus feinstverteilten Wassertröpfchen. Diese Löschwolke breitet sich im wesentlichen kugelförmig aus. Eine Bewegung von Wassertröpfchen vom Brandherd weg nach oben ist im all¬ gemeinen aber nicht erwünscht, und eine im wesentlichen halbkugelförmige Löschwolke, bei der alle Wassertröpfchen nach unten zum Brandherd und dessen Umgebung hin gerichtet sind, ist sehr viel wirksamer. Eine solche im wesentli¬ chen halbkugelförmige Löschwolke ist in Fig. 3 schematisch veranschaulicht, sie läßt sich dadurch erreichen, daß das Löschwasser 3 innerhalb des Spreng¬ sacks 1 mit einer dünnen Folie 9 aus Kunststoff, Papier o.dgl. abgedeckt ist (Fig. 1). Diese Folie kann lose auf das Löschwasser aufgelegt sein, sie kann aber auch punktweise am Sprengsack so befestigt sein, daß genügend Öffnung zum Einfüllen des Löschwassers in dem Sprengsack verbleibt.

Claims

Ansprüche
1. ) Verfahren zur Brandbekämpfung aus der Luft, indem Löschwasser mit¬ tels Luftfahrzeugen, vorzugsweise Hubschraubern, in den Brandherd eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschwasser kurz oberhalb des Brandher¬ des durch Sprengung zu einem wolkenartigen Nebel aus mikroskopischen Tröpfchen zerstäubt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Löschwasser gefülltes Behältnis mit zerplatzbarer Wandung, in dem innerhalb des Löschwassers eine Sprengladung mit Zünder angeordnet ist, kurz oberhalb des Brandherdes zersprengt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreng¬ ladung ein hochbrisanter Sprengstoff in einer Menge gewählt wird, die aus¬ reicht, den Wassertröpfchen eine Anfangsgeschwindigkeit von mindestens 5.000 m/s zu erteilen.
4.) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis von einem Hubschrauber aus oberhalb des Brandherdes abgeworfen und daß während des freien Falls kurz oberhalb des Brandherdes die Sprengladung gezündet wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Hubschrauber im Abstand einer Wirkungsbreite der Löschwolke gleichzeitig je ein Behältnis abwerfen und zur Detonation bringen, vorzugsweise koordiniert über Funk.
6. ) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Sprengsack (1) aus dünnwandigem Kunst¬ stoff in Form einer Blase oder eines Tropfens zur Aufnahme des Löschwassers (3) und eine etwa mittig innerhalb des Löschwassers gehaltene, ebenfalls bla¬ sen- oder tropfenförmige Sprengladung (2) mit Zünder, wobei der Sprengsack mittels eines Halteseils (4) abwerfbar an einem Hubschrauber (10) anhängbar ist.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine re¬ flektierende Hitzeschutzschicht (12) an der unteren, dem Brand zugeneigten Seite des Sprengsacks (1) angebracht ist.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschwasser (3) innerhalb des Sprengsacks (1) mit einer dünnen Folie (9) abgedeckt ist.
9. ) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Zünder der Sprengladung (2) ein auf eine vorbestimmte Fallhöhe einstellbarer Verzögerungszünder ist, der über ein vom Hubschrauber abtrenn¬ bares Zündkabel (11) mit einer Zündquelle (17) im Hubschrauber verbunden und simultan mit dem Abwurf des Sprengsacks (1) aktivierbar ist.
10.) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß nahe dem oberen Ende des Halteseils (4) mindestens ein kleiner Brems¬ fallschirm (6) am Halteseil angebracht ist, welcher das Halteseil während der Fallphase daran hindert, den Sprengsack zu überholen.
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