RU2113260C1

RU2113260C1 - Method for localization of forest fire

Info

Publication number: RU2113260C1
Application number: RU96120344A
Authority: RU
Inventors: В.М. Петраков; Е.А. Коняев; Д.В. Галяев; И.Н. Казаков; С.В. Петраков
Original assignee: Петраков Валерий Михайлович
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: methods of localization of forest fires with use of counter fire of safety strip before the front of fire spreading. SUBSTANCE: stabilization and keeping of the external boundary with respect to fire front of firing strip is effected by low-temperature gas flow with the help of plant for gas dynamic fire fighting. In this case temperature of counter fire is below temperature of inflammability of combustible forest materials, and counter firing of forest materials is carried out with use of low- and high-temperature gas flows. EFFECT: higher efficiency of forest fire localization. 2 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной защите, а именно к способам локализации и тушения пожаров, в частности к локализации и тушению лесных пожаров. The invention relates to fire protection, and in particular to methods of localization and extinguishing fires, in particular to the localization and extinguishing of forest fires.

Известны различные способы локализации лесных пожаров путем создания противопожарных защитных полос, включая способы локализации лесных пожаров посредством отжига (выжигания) напочвенных горючих материалов, направленного навстречу распространению фронта пожара. Например, прокладываются параллельные опорные полосы с последующим зажиганием за ними напочвенных горючих материалов (авт. св. N 1806791 A1, кл. A 62 C 2/00, 1991). Используются также бетонные плиты, укладываемые в виде защитной полосы в горной местности (авт. св. N 589991, кл. A 62 C 3/02, 1976). Недостатки данных способов: во-первых, для реализации этих способов необходимо иметь местность с дорогами, что в лесу или горах практически невыполнимо; во-вторых, данные способы малоэффективны из-за длительного времени их подготовки и осуществления, что связано с используемыми техническими средствами (например, трактором, бульдозером, вездеходом и др.), количеством доставляемых бетонных плит, а также с шириной полосы отжига, зависящей от высоты деревьев в зоне отжига, так как остановка фронта пожара возможна только при условии достаточной ширины полосы отжига. Например, при ширине полосы отжига менее высоты дерева на пути пожара огонь может распространиться дальше и встречный фронт отжига не будет ему препятствием. Таким образом, встречный фронт огня отжига является существенным, но недостаточным условием для локализации лесного пожара. Various methods are known for localizing forest fires by creating fire protection strips, including methods for localizing forest fires by annealing (burning) ground combustible materials directed towards spreading a fire front. For example, parallel support strips are laid with the subsequent ignition of ground combustible materials behind them (ed. St. N 1806791 A1, class A 62 C 2/00, 1991). Concrete slabs laid in the form of a protective strip in mountainous areas are also used (ed. St. N 589991, class A 62 C 3/02, 1976). The disadvantages of these methods: firstly, for the implementation of these methods it is necessary to have terrain with roads, which is practically impossible in the forest or mountains; secondly, these methods are ineffective due to the long time of their preparation and implementation, which is associated with the used technical means (for example, a tractor, a bulldozer, an all-terrain vehicle, etc.), the number of delivered concrete slabs, and also with the annealing bandwidth depending on the height of the trees in the annealing zone, since stopping the fire front is possible only if the annealing strip is sufficiently wide. For example, if the annealing band is less than the height of the tree in the path of the fire, the fire may spread further and the opposing annealing front will not be an obstacle. Thus, the opposite front of the annealing fire is an essential but insufficient condition for the localization of a forest fire.

Известен способ остановки фронта лесного пожара путем создания принудительного встречного газового потока при помощи ранцевого моторного опрыскивателя марки ОРМ-2 (авт. св. N 592416, кл. A 62 C 3/02, 1987). Скорость создаваемого ОРМ-2 воздушного потока составляет 8-10 м/с. В настоящее время имеются воздуходувки наспинного ношения, скорость воздуха у которых на выходе доходит до 120 м/с. Недостатками данного способа являются малая зона действия, незначительная мощность и малое время действия, невозможность тушения высокого и верхового огня, а также требуемые определенные условия для прохода в лесу операторов с наспинными воздуходувками. A known method of stopping the front of a forest fire by creating a forced oncoming gas flow using a backpack motor sprayer brand ORM-2 (ed. St. N 592416, class A 62 C 3/02, 1987). The speed of the created ORM-2 air flow is 8-10 m / s. Currently, there are back-worn blowers with an air velocity of up to 120 m / s at the outlet. The disadvantages of this method are the small coverage area, low power and short duration, the impossibility of extinguishing high and high fires, as well as the required specific conditions for passage in the woods of operators with back-blowers.

Наиболее близким по общим признакам к предлагаемому способу локализации лесного пожара является способ локализации лесных пожаров (авт. св. N 1147413A, кл. A 62 C 3/02, 1985). При использовании данного способа отжиг лесных горючих материалов осуществляется непосредственно перед фронтом пожара во всех ярусах высокотемпературными струями средств тушения пожара. Для этого применяется вездеход с реактивным или ракетным двигателем. К недостаткам этого способа относится, в первую очередь, невозможность охвата всей полосы отжига, тем более непосредственно перед фронтом пожара, что связано с особенностями лесного пожара (скоростью распространения, разноярусностью, объемностью) и используемыми средствами пожаротушения. Это также определяется, во-первых, условиями местности (в лесу или горах нет сплошных дорог); во-вторых, использование вездеходов или другой машины не дает возможности создания достаточной ширины полосы отжига из-за безопасности самого вездехода в зоне отжига; в-третьих, использование высокотемпературного газового потока не позволяет в лесу удерживать внешнюю границу отжига, что связано с малыми расстояниями между деревьями относительно их высоты, а также из-за объемного характера огня и часто из-за больших скоростей ветра (до 15-20 м/с и более). The closest in general features to the proposed method for localizing a forest fire is a method for localizing forest fires (ed. St. N 1147413A, class A 62 C 3/02, 1985). When using this method, annealing of forest combustible materials is carried out immediately before the fire front in all tiers with high-temperature jets of fire extinguishing means. For this, an all-terrain vehicle with a jet or rocket engine is used. The disadvantages of this method include, first of all, the impossibility of covering the entire annealing strip, especially immediately before the fire front, which is associated with the features of a forest fire (propagation speed, multi-level, volume) and fire extinguishing agents used. This is also determined, firstly, by the terrain conditions (there are no continuous roads in the forest or mountains); secondly, the use of all-terrain vehicles or another machine does not allow the creation of a sufficient annealing band width due to the safety of the all-terrain vehicle in the annealing zone; thirdly, the use of high-temperature gas flow does not allow the outer annealing boundary to be maintained in the forest, which is associated with small distances between the trees relative to their height, as well as due to the volumetric nature of the fire and often because of high wind speeds (up to 15-20 m / s and more).

Цель изобретения - расширение возможностей и повышение эффективности способов локализации лесных пожаров, использующих встречный относительно фронта пожара отжиг лесных горючих материалов, что достигается путем создания полосы отжига данных материалов с использованием газового потока, направленность которого противоположна распространению фронта пожара, при этом фиксирование внешней относительно фронта пожара границы полосы отжига осуществляется низкотемпературным газовым потоком, имеющим температуру меньше температуры возгорания лесных горючих материалов, а сам отжиг полосы горючих лесных материалов производится низкотемпературными и высокотемпературными газовыми потоками. The purpose of the invention is to expand the capabilities and improve the efficiency of methods for localizing forest fires using annealing of forest combustible materials that are counter to the fire front, which is achieved by creating an annealing strip of these materials using a gas stream, the direction of which is opposite to the propagation of the fire front, while fixing the external relative to the fire front the boundaries of the annealing strip are carried out by a low-temperature gas stream having a temperature lower than the ignition temperature Nia forest fuel, and the annealed strip is made of combustible materials forest low temperature and high temperature gas flows.

Современный научно-технологический уровень двигателестроения позволяет реализовать данный способ локализации лесных пожаров. Одним из средств достижения цели является безинерционная установки газодинамического тушения (УГДТ), используемая в сочетании с различными носителями, способствующими ее перемещению в первую очередь в сочетании с вертолетами или аналогичными летательными аппаратами. Существенными особенностями предлагаемого способа локализации лесных пожаров являются высокая мобильность и оперативность его применения, включая использование в труднодоступных для других средств пожаротушения местах, использование низко- и высокотемпературных реактивных струй газотурбинных авиационных двигателей, стабильность удержания фиксированной внешней границы полосы отжига. The modern scientific and technological level of engine building allows to implement this method of localization of forest fires. One of the means to achieve the goal is a non-inertia gas-dynamic extinguishing installation (UGDT), used in combination with various carriers that facilitate its movement primarily in combination with helicopters or similar aircraft. Significant features of the proposed method for localizing forest fires are its high mobility and the speed of its application, including use in places that are difficult to access for other fire extinguishing agents, the use of low and high temperature jet jets of gas turbine aircraft engines, and the stability of the retention of a fixed external boundary of the annealing band.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого способа локализации лесного пожара с использованием вертолетов; на фиг. 2 - общая структурная схема отжига полосы горючих лесных материалов с использованием УГДТ. На фиг. 1 и 2 условно изображены: 1, 2 - вертолет; 3, 4 - установки газодинамического тушения (УГДТ), закрепленные на вертолетах; 5 - внешний источник открытого огня для поджигания горючих лесных материалов в полосе отжига; 6-8 - УГДТ. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed method of localization of a forest fire using helicopters; in FIG. 2 is a general block diagram of annealing a strip of combustible forest materials using UGDT. In FIG. 1 and 2 are conventionally depicted: 1, 2 - a helicopter; 3, 4 - gas-dynamic extinguishing installations (UGDT), mounted on helicopters; 5 - external source of open flame for igniting combustible forest materials in the annealing strip; 6-8 - UGDT.

Предлагаемый способ локализации лесных пожаров поясняется на следующих примерах. The proposed method for localizing forest fires is illustrated by the following examples.

После обнаружения пожара определяют его характеристики, включая размер очага возгорания, рельеф местности, тип горючих материалов, скорость и направление ветра, наличие жилых объектов. Затем с учетом этих данных определяют скорость распространения фронта пожара, наиболее опасные участки пожара, естественные преграды (например, река, озеро, дорога). После этого проводится анализ полученных данных и принимается решение по определению внешней границы отжига, минимальной ширине полосы отжига, количеству необходимых УГДТ и других средств пожаротушения. Количество и тип УГДТ выбираются исходя из требуемого (располагаемого) времени, необходимого для проведения отжига лесных горючих материалов, что определяется скоростью распространения пожара и безопасностью людей и объектов. Минимальная ширина полосы отжига определяется из условия невозможности дальнейшего распространения фронта пожара. Например, высота деревьев 20 м, скорость ветра 10 м/с, порыв ветра может перенести огонь с горящего дерева на 8 м. Следовательно, минимальная ширина полосы отжига равна 33 м (20+8+5 м), где 5 м - это дополнительное расстояние, увеличивающее ширину полосы отжига и повышающее гарантию остановки фронта пожара. After a fire is detected, its characteristics are determined, including the size of the source of ignition, the terrain, the type of combustible materials, the speed and direction of the wind, the presence of residential facilities. Then, taking into account these data, the propagation speed of the fire front, the most dangerous sections of the fire, and natural barriers (for example, a river, lake, road) are determined. After that, the analysis of the obtained data is carried out and a decision is made to determine the external annealing boundary, the minimum annealing bandwidth, the number of necessary UGDT and other fire extinguishing means. The amount and type of gas treatment facility are selected based on the required (available) time required for annealing of forest combustible materials, which is determined by the speed of fire spread and the safety of people and objects. The minimum width of the annealing strip is determined from the condition of impossibility of further propagation of the fire front. For example, a tree height of 20 m, a wind speed of 10 m / s, a gust of wind can transfer fire from a burning tree by 8 m. Therefore, the minimum width of the annealing strip is 33 m (20 + 8 + 5 m), where 5 m is an additional distance increasing the annealing bandwidth and increasing the guarantee of stopping the fire front.

С учетом горючих лесных материалов, подлежащих отжигу, определяют и тип источника огня для их поджигания. Если, например, материалы сухие и легко поджигаются, то их поджигают обычным способом. Для ускорения процесса разгорания добавляют горючую жидкость, может быть использован и огнемет, а также высокотемпературный реактивный поток газотурбинного двигателя. Taking into account combustible forest materials to be annealed, the type of fire source for their ignition is also determined. If, for example, the materials are dry and easily ignited, then they are ignited in the usual way. To accelerate the acceleration process, a combustible liquid is added, and a flamethrower can be used, as well as a high-temperature jet stream of a gas turbine engine.

Одновременно с определением средств пожаротушения выбирается и способ доставки к месту пожара, и порядок их использования, снабжения топливом, обеспечения связью и т.д. Simultaneously with the determination of fire extinguishing means, the method of delivery to the place of fire, and the procedure for their use, fuel supply, communication, etc., are selected.

После доставки необходимого количества УГДТ в район пожара производят их осмотр и подготовку к работе. УГДТ крепят к вертолетам, соединяют необходимые электроразъемы и трубопроводы, проводят проверку систем, производят заправку топливом и требуемыми компонентами. После чего вертолеты берут курс в район отжига. After delivery of the required amount of UGDT to the fire area, they are inspected and prepared for work. UGDT are attached to helicopters, connect the necessary electrical connectors and pipelines, test systems, refuel with the required components. After that, the helicopters head for the annealing area.

При прилете вертолетов 1, 2 с УГДТ 3, 4 к внешней границе отжига производится поджигание лесных горючих материалов 5 при помощи, например, зажигательной смеси. Одновременно включают УГДТ. При этом вертолет 1 занимает такую позицию, чтобы высокотемпературные струи двигателей УГДТ 3 не доходили до горючих лесных материалов, находящихся за пределами полосы отжига, а низкотемпературные потоки, т.е. потоки, температура которых ниже температуры воспламенения горючих лесных материалов, имели бы на внешней границе отжига скорость, достаточную для сдерживания или принудительного продвижения огня отжига в сторону внутренней границы полосы отжига, исходя из ее минимально необходимой ширины. Действие низкотемпературного потока на внешнюю границу отжига достигается путем регулирования расстояния от данной границы до среза сопла реактивного двигателя УГДТ. Снижение температуры газоструйного потока достигается и путем добавления в него пожаротушащих, охлаждающих компонентов (порошкообразных, жидких, газообразных), что расширяет диапазон использования авиационных двигателей, в том числе с большими тягами и скоростями истечения реактивной струи. Например, диапазон тяги ТВД от 1800 кг (АИ-24) до 12000 кг (НК-12), ТРД или ТРДД также имеют широкий диапазон тяг от 1500 кг (АИ-25) до 8500 кг (НК-8-2) и более, а скорость истечения струи на срезе сопла доходит до 700 м/с с температурой 500-700^oC.Upon the arrival of helicopters 1, 2 with UGDT 3, 4 to the outer boundary of the annealing, the forest combustible materials 5 are ignited using, for example, an incendiary mixture. At the same time include UGDT. In this case, helicopter 1 takes such a position that the high-temperature jets of the UGDT 3 engines do not reach combustible forest materials outside the annealing band, and low-temperature flows, i.e. flows whose temperature is lower than the ignition temperature of combustible forest materials would have at the outer annealing boundary a speed sufficient to restrain or force the annealing fire toward the inner boundary of the annealing strip, based on its minimum required width. The effect of the low-temperature flow on the external annealing boundary is achieved by controlling the distance from this boundary to the nozzle exit of the UGDT jet engine. Lowering the temperature of the gas-jet stream is also achieved by adding fire extinguishing, cooling components (powder, liquid, gaseous) to it, which expands the range of aircraft engines, including those with high thrusts and jet rates. For example, the thrust range of a fuel engine is from 1800 kg (AI-24) to 12000 kg (NK-12), turbofan engines or turbofan engines also have a wide range of thrusts from 1500 kg (AI-25) to 8500 kg (NK-8-2) and more and the velocity of the jet at the nozzle exit reaches 700 m / s with a temperature of 500-700 ^o C.

Использование вертолетов с УГДТ позволяет производить отжиг в труднодоступных и удаленных районах, менять высоту и скорость полета, обеспечивая тем самым наиболее благоприятные условия для работы УГДТ. Например, пока вертолет 1 обеспечивает внешнюю границу отжига, вертолет 2 (или вертолеты) занимают такую позицию, чтобы использовать низко- и высокотемпературные газоструйные потоки УГДТ для отжига горючих лесных материалов противопожарной полосы. При малом времени, отводимом ля проведения отжига, и большом количестве УГДТ полет вертолетов производится по всей ширине полосы отжига вдоль ее длины, что показано на фиг. 2. При больших (крупномасштабных) пожарах используются различные типы УГДТ: воздушные; наземные передвижные и стационарные. The use of helicopters with UGDT allows annealing in hard-to-reach and remote areas, changing the altitude and speed of flight, thereby providing the most favorable conditions for the operation of UGDT. For example, while helicopter 1 provides the external boundary of annealing, helicopter 2 (or helicopters) occupy such a position to use low- and high-temperature gas-jet UGDT flows to anneal combustible forest fire-band materials. With a short time allocated for annealing and a large number of UGDT, helicopters fly over the entire width of the annealing strip along its length, as shown in FIG. 2. In case of large (large-scale) fires, various types of UGDT are used: airborne; land mobile and stationary.

После проведения отжига лесных горючих материалов на всей минимально необходимой ширине и длине полосы отжига вертолеты с УГДТ возвращаются на временную базу, на которой производятся снятие УГДТ, предварительный осмотр и последующая транспортировка на базу их постоянной дислокации, где установки подготавливают к новой работе. After annealing the forest combustible materials over the entire minimum necessary width and length of the annealing strip, the helicopters from the UGDT are returned to the temporary base, where UGDT is removed, a preliminary inspection and subsequent transportation to the base of their permanent deployment, where the units are prepared for new work.

Реализация способа локализации лесных пожаров заявленного изобретения способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического и экономического результата. The implementation of the method of localization of forest fires of the claimed invention is capable of ensuring the achievement of the technical and economic result perceived by the applicant.

Claims

A method for localizing a forest fire by creating an annealing strip of combustible forest materials using a gas stream, the direction of which is opposite to the spread of the fire front, characterized in that the annealing of the boundary of the annealing strip external to the fire front is carried out by a low-temperature gas stream having a temperature lower than the ignition temperature of forest combustible materials, and the annealing of a strip of combustible forest materials is carried out using low-temperature and high-temperature g Azov flows.