RU2616546C1 - Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode - Google Patents

Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode Download PDF

Info

Publication number
RU2616546C1
RU2616546C1 RU2015155382A RU2015155382A RU2616546C1 RU 2616546 C1 RU2616546 C1 RU 2616546C1 RU 2015155382 A RU2015155382 A RU 2015155382A RU 2015155382 A RU2015155382 A RU 2015155382A RU 2616546 C1 RU2616546 C1 RU 2616546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fire
sealed
oxygen
argon
level
Prior art date
Application number
RU2015155382A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Александрович Петров
Андрей Олегович Иванов
Юрий Борисович Яненко
Михаил Сергеевич Бочарников
Алексей Тимофеевич Логунов
Виктор Иванович Гришин
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
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 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2015155382A priority Critical patent/RU2616546C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616546C1 publication Critical patent/RU2616546C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C29/00Fire-fighting vessels or like floating structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • A62C3/10Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles in ships

Landscapes

  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

FIELD: fire safety.
SUBSTANCE: within each closed space of sealed object, the hypoxic gas environment is built with established initial oxygen reduced at normal pressure gas environment, wherein the oxygen content is adjusted depending on the type of the sealed space due to residence time and the intensity of the crew members therein, at the level providing preventing the occurrence and development of a fire, and the argon concentration is raised to the level of about 27-35 ov. %, wherein the argon concentration is increased at the same time on all the time autonomous navigation.
EFFECT: increased fire safety of submarines and other sealed inhabited objects by creating them hypoxic gas medium with a high content of argon, reduces the likelihood of ignition and fire due to reduced content of oxygen, while creating the conditions for normal life of the submarine crew in a long hike.
5 cl

Description

Изобретение относится к области средств обеспечения пожаробезопасности подводных лодок и других герметичных обитаемых объектов, в том числе защищенных командных пунктов, салонов самолетов, производственных лабораторных и складских помещений и т.п., находящихся в автономном режиме.The invention relates to the field of fire safety of submarines and other pressurized inhabited objects, including protected command posts, aircraft cabins, industrial laboratory and storage facilities, etc., which are in stand-alone mode.

Повышение пожаробезопасности подводных лодок (далее - ПЛ) и других герметичных обитаемых объектов является актуальной научно-технической задачей, решение которой может уменьшить риск гибели людей и техники.Improving the fire safety of submarines (hereinafter - PL) and other sealed inhabited objects is an urgent scientific and technical task, the solution of which can reduce the risk of death of people and equipment.

В последние годы широко исследуется возможность применения на ПЛ газовоздушных сред, обеспечивающих снижение вероятности возгорания и пожара вследствие низкого содержания в них кислорода, т.е. создание гипоксических газовоздушных сред (далее - ГГВС).In recent years, the possibility of using gas-air media on submarines that reduce the likelihood of fire and fire due to the low oxygen content in them, i.e. the creation of hypoxic gas-air environments (hereinafter - GGVS).

Известен способ создания условий для жизнедеятельности человека в гермообъекте по патенту РФ №2138421, МПК В63С 11/00, В63С 11/36, опубл. 27.09.1999 г. Согласно способу для повышения пожаробезопасности ПЛ предлагается использовать кислородно-азотную среду с содержанием кислорода 14±1 об. % и поддержанием повышенного давления воздушной среды таким образом, чтобы парциальное давление кислорода в среде соответствовало нормоксическому и составляло 20-21 кПа, что необходимо, чтобы предотвратить гипоксическое состояние членов экипажа.There is a method of creating conditions for human life in a pressure chamber according to the patent of the Russian Federation No. 2138421, IPC B63C 11/00, B63C 11/36, publ. 09/27/1999, According to the method for increasing the fire safety of submarines, it is proposed to use an oxygen-nitrogen medium with an oxygen content of 14 ± 1 vol. % and maintaining an increased pressure of the air so that the partial pressure of oxygen in the medium corresponded to normoxic and amounted to 20-21 kPa, which is necessary to prevent the hypoxic state of crew members.

Этот способ не является безопасным для корабля и личного состава в целом. Давление воздушной среды на ПЛ при реализации этого способа будет соответствовать 150 кПа, то есть почти в 1,5 раза выше нормального атмосферного давления. Это приводит к высокой вероятности повышения давления в герметичном помещении ПЛ выше уровня, допустимого для корабельного оборудования, которое составляет от 1,3 до 1,6 нормального для основных технических средств. Например, для турбины предельное рабочее давление составляет 1,4 нормального, а для системы регенерации воздуха - 1,3.This method is not safe for the ship and the personnel as a whole. The air pressure on the submarine during the implementation of this method will correspond to 150 kPa, that is, almost 1.5 times higher than normal atmospheric pressure. This leads to a high likelihood of pressure increase in the pressurized room of the submarine above the level acceptable for ship equipment, which is from 1.3 to 1.6 normal for basic equipment. For example, for a turbine, the maximum working pressure is 1.4 normal, and for an air regeneration system, 1.3.

Также необходимым при реализации данного способа является проведение декомпрессии экипажа после периода автономного плавания, которое для современных ПЛ составляет от 60 до 90 суток.Also necessary when implementing this method is the decompression of the crew after a period of autonomous navigation, which for modern submarines is from 60 to 90 days.

Известна также гипоксическая система подавления огня и предупреждения пожара по патенту Норвегии №ΝΟ 20024955(Α), МПК А62С 2/00; А62С 3/00; А62С 99/00; A62D 1/00; A62D 1/02; B01D 53/02, опубл. 05.12.2002 г., согласно которому предлагается использовать для всех герметичных обитаемых объектов, в том числе и ПЛ, систему предупреждения и ликвидации пожаров при стандартном атмосферном давлении, в которой подается огнетушащий состав смеси азота и кислорода с содержанием кислорода от 12 до 17 об. % с возможным добавлением двуокиси углерода. При реализации этого способа для герметичных ПЛ при подаче смеси азота и кислорода с процентным содержанием кислорода от 12 об. % в ПЛ будет происходить понижение концентрации кислорода до значений, препятствующих горению. Однако одновременно повысится давление выше допустимого для корабельного оборудования, причем для здоровья и работоспособности экипажа повышение давления также может сказаться негативным образом. Так, для достижения в воздушной среде концентрации кислорода в 14 об. %, при которой невозможно самоподдерживающееся горение большинства основных корабельных материалов, являющихся потенциальными источниками возгорания и распространения пожара на ПЛ, придется повысить давление в герметичном помещении в 2,3 раза до 232 кПа. Экипажу после работы в этих условиях в течение автономного плавания потребуется проведение длительной декомпрессии. Кроме того, предложенный способ не устанавливает допустимые временные пределы пребывания экипажа в создаваемых условиях без ущерба для здоровья.Also known is a hypoxic fire suppression and fire prevention system according to the Norwegian patent No. 20024955 (Α), IPC A62C 2/00; A62C 3/00; A62C 99/00; A62D 1/00; A62D 1/02; B01D 53/02, publ. December 5, 2002, according to which it is proposed to use for all sealed inhabited objects, including submarines, a fire prevention and elimination system at standard atmospheric pressure, in which a fire-extinguishing composition of a mixture of nitrogen and oxygen with an oxygen content of 12 to 17 vol. % with the possible addition of carbon dioxide. When implementing this method for sealed submarines when applying a mixture of nitrogen and oxygen with a percentage of oxygen from 12 vol. % in the PL will be a decrease in oxygen concentration to values that impede combustion. However, at the same time the pressure will increase above the permissible level for ship equipment, and for the health and working capacity of the crew, an increase in pressure can also have a negative effect. So, to achieve an oxygen concentration in the air of 14 vol. %, at which self-sustaining combustion of most of the main ship materials, which are potential sources of ignition and fire spreading on the submarine, is impossible, it will be necessary to increase the pressure in the sealed room 2.3 times to 232 kPa. The crew after working in these conditions during autonomous navigation will require a long decompression. In addition, the proposed method does not establish acceptable time limits for the stay of the crew in the created conditions without damage to health.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ предупреждения пожаров внутри герметичных обитаемых объектов, преимущественно подводных лодок, по патенту РФ №2549055, МПК А62С 3/00, А62С 2/00, опубл. 20.04.2015 г., выбранный в качестве прототипа. В данном изобретении предлагается способ повышения пожаробезопасности ПЛ, согласно которому внутри каждого закрытого помещения герметичного объекта формируют гипоксическую среду с установленным начальным пониженным содержанием кислорода при нормальном давлении газовоздушной среды (ГВС), причем содержание кислорода устанавливают в зависимости от типа герметичного помещения, обусловленного временем нахождения и интенсивностью работы членов экипажа в нем, а именно:Closest to the technical nature of the claimed is a method of preventing fires inside sealed habitable objects, mainly submarines, according to the patent of the Russian Federation No. 2549055, IPC A62C 3/00, A62C 2/00, publ. 04/20/2015, selected as a prototype. The present invention proposes a method of increasing the fire safety of a submarine, according to which a hypoxic medium is formed inside each enclosed space of a sealed object with an established initial low oxygen content at normal pressure of a gas-air medium, the oxygen content being set depending on the type of pressurized room, due to the residence time and the intensity of the crew in it, namely:

- для эпизодически посещаемых герметичных помещений - не менее 12 об. %;- for occasionally visited tight rooms - at least 12 vol. %;

- для периодически посещаемых помещений - не менее 14 об. %;- for periodically visited premises - at least 14 vol. %;

- с постоянной вахтой продолжительностью до 4 часов - не менее 16 об. %;- with a permanent shift of up to 4 hours - at least 16 vol. %;

- с постоянной вахтой продолжительностью 10-14 часов - не менее 18 об. %;- with a permanent shift of 10-14 hours - at least 18 vol. %;

- для помещений постоянного пребывания - не менее 19 об. %.- for permanent residence premises - at least 19 vol. %

Далее, при обнаружении предаварийного предпожарного состояния или возгорания производят кратковременное регулирование содержания кислорода в газовоздушной среде на заданное время путем разбавления ее подачей азота или инертного газа с последующим возвратом к исходному содержанию кислорода, а именно:Further, upon detection of a pre-emergency pre-fire condition or fire, a short-term control of the oxygen content in the gas-air medium is carried out for a specified time by diluting it with a nitrogen or inert gas supply, followed by returning to the initial oxygen content, namely:

- для эпизодически посещаемых герметичных помещений - до 10 об. %;- for occasionally visited tight rooms - up to 10 vol. %;

- в периодически посещаемых помещениях и помещениях с постоянной вахтой продолжительностью до 4 часов - до 12 об. %;- in periodically visited rooms and premises with a permanent shift of up to 4 hours - up to 12 vol. %;

- в помещениях с постоянной вахтой продолжительностью 10-14 часов и в помещениях постоянного пребывания - до 14 об. %.- in premises with a permanent shift of 10-14 hours and in premises of permanent residence - up to 14 vol. %

При этом заданное время, с одной стороны, должно быть достаточным для выявления и ликвидации возгорания или предаварийного предпожарного состояния оборудования, но не должно превышать допустимого времени пребывания личного состава в ГГВС с данным содержанием кислорода. Сам процесс регулирования не должен приводить к угрозе безопасности личного состава и функционированию оборудования.At the same time, the set time, on the one hand, should be sufficient to detect and eliminate the fire or pre-emergency pre-fire condition of the equipment, but should not exceed the permissible time spent by personnel in the hot water tank with a given oxygen content. The regulatory process itself should not lead to a threat to the safety of personnel and the operation of equipment.

Этот способ безусловно повышает пожаробезопасность ПЛ, но имеет ограничения по эффективности, а также безопасности для личного состава. Указанные противоречия не позволяют считать предложенный способ оптимальным с точки зрения здоровья личного состава и пожаробезопасности ПЛ.This method certainly increases the fire safety of the submarine, but has limitations in terms of efficiency and also safety for personnel. These contradictions do not allow us to consider the proposed method as optimal from the point of view of the health of personnel and fire safety of submarines.

Заявленное изобретение решает следующие задачи: не допустить пожар или возгорание на борту ПЛ, в подводном положении; обеспечить длительную работу экипажа в течение 60-90 суток в условиях нормобарической ГГВС без значимого снижения работоспособности и ущерба здоровью; обеспечить сохранение основных режимов функционирования ПЛ и сохранение работоспособности оборудования ПЛ.The claimed invention solves the following tasks: to prevent fire or fire on board the submarine, in the underwater position; to ensure long-term work of the crew for 60-90 days in the conditions of normobaric hot water supply without significant reduction in performance and damage to health; ensure the preservation of the basic modes of functioning of the submarine and the preservation of the operability of submarine equipment.

Техническим результатом от реализации заявленного изобретения является повышение пожарозащищенности подводных лодок на время автономного похода и других герметичных обитаемых объектов на время герметизации путем создания в них гипоксических газовоздушных сред с повышенным содержанием аргона, обеспечивающих уменьшение вероятности возгорания и пожара вследствие уменьшения содержания в них кислорода и при этом сохранение условий для нормальной жизнедеятельности экипажа ПЛ в условиях длительной герметизации. Оценка вероятности возникновения и развития пожара в условиях предлагаемой ГГВС дает величину уменьшения вероятности пожара в 10 и более раз.The technical result from the implementation of the claimed invention is to increase the fire protection of submarines during an autonomous trek and other sealed inhabited objects during sealing by creating hypoxic gas-air media with a high argon content in them, which reduce the likelihood of fire and fire due to a decrease in oxygen content and at the same time maintaining conditions for the normal life of the crew of the submarine in the conditions of prolonged sealing. Assessment of the probability of occurrence and development of a fire under the conditions of the proposed hot water supply system gives the value of reducing the probability of a fire by 10 or more times.

Для достижения этого технического результата в способе обеспечения пожарозащищенности герметичных обитаемых объектов, находящихся в автономном режиме, включающем формирование внутри каждого закрытого помещения герметичного объекта гипоксической газовоздушной среды с установленным начальным пониженным содержанием кислорода при нормальном давлении газовоздушной среды, причем содержание кислорода устанавливают в зависимости от типа герметичного помещения, обусловленного временем нахождения и интенсивностью работы членов экипажа в нем, согласно изобретению в гипоксической газовоздушной среде концентрацию кислорода устанавливают на уровне, обеспечивающем предотвращение возникновения и развития пожара, а концентрацию аргона повышают до уровня 27-35 об. %, причем концентрацию аргона повышают единовременно на все время автономного плавания.To achieve this technical result, in a method for ensuring fire protection of sealed inhabited objects in an autonomous mode, comprising forming, within each enclosed space of a sealed object, a hypoxic gas-air medium with a set initial reduced oxygen content at a normal gas-air pressure, the oxygen content being set depending on the type of pressurized premises due to the time spent and the intensity of the crew therein according to the invention in the environment of hypoxic-gas oxygen concentration is set at a level ensuring the prevention of the occurrence and development of a fire, and the argon concentration is raised to the level of about 27-35. %, and the argon concentration is increased at a time for the entire time of autonomous navigation.

По времени пребывания экипажа герметичные помещения объекта разделяют на эпизодически посещаемые, периодически посещаемые, с постоянной вахтой до 4 часов, с постоянной вахтой до 10-14 часов и постоянного пребывания, причем в зависимости от типа герметичного помещения содержание кислорода устанавливают:According to the crew’s stay, the facility’s sealed rooms are divided into periodically visited, periodically visited, with a constant shift of up to 4 hours, with a constant shift of up to 10-14 hours and a permanent stay, and depending on the type of pressurized room, the oxygen content is set:

- для эпизодически посещаемых герметичных помещений - не менее 10 об. %;- for occasionally visited tight rooms - at least 10 vol. %;

- для периодически посещаемых, с постоянной вахтой продолжительностью до 4 часов, с постоянной вахтой продолжительностью 10-14 часов и для помещений постоянного пребывания - до уровня 13-14 об. %, и эти установленные начальные значения концентрации кислорода поддерживают в течение всего времени герметизации (автономного плавания).- for periodically visited, with a permanent shift of up to 4 hours, with a permanent shift of 10-14 hours and for premises of permanent residence - up to the level of 13-14 vol. %, and these set initial values of the oxygen concentration are maintained throughout the entire time of sealing (autonomous swimming).

С точки зрения пожарозащищенности указанные концентрации кислорода находятся на уровне или ниже тех, которые создаются в помещениях ПЛ в результате применения азотной системы пожаротушения (например, по OCT В5Р.5616 - 2008 «Система азотного пожаротушения»). Это позволяет обеспечить высокую пожарозащищенность ПЛ, не допустить возгораний пожароопасного оборудования. В то же время повышенное содержание аргона в указанных пределах дает возможность обеспечить экипажу ПЛ сохранение условий для нормальной жизнедеятельности в режиме автономного плавания.From the point of view of fire protection, the indicated oxygen concentrations are at or below those created in the premises of the submarine as a result of the use of a nitrogen fire extinguishing system (for example, according to OCT B5P.5616 - 2008 “Nitrogen fire extinguishing system”). This allows you to ensure high fire protection of the submarine, to prevent ignition of fire hazardous equipment. At the same time, the increased argon content within the specified limits makes it possible to ensure the submarine crew maintain the conditions for normal life in the autonomous navigation mode.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В каждом из герметичных помещений герметизированного объекта (в частности, подводной лодки) в надводном положении создают газовоздушную среду (ГВС) с пониженным содержанием кислорода (гипоксическую среду) путем разбавления ее азотом и аргоном и герметизируют ПЛ. Причем содержание кислорода в разных герметичных помещениях ПЛ поддерживают на разном уровне в зависимости от назначенного времени нахождения и интенсивности работы членов экипажа в данном помещении, а концентрацию аргона в ГГВС во всех помещениях доводят до уровня 27-35 об. %, в отличие от обычного содержания аргона в атмосфере порядка 1 об. %.In each of the sealed rooms of a sealed object (in particular, a submarine) in the above-water position they create a gas-air medium (hot water) with a low oxygen content (hypoxic medium) by diluting it with nitrogen and argon and seal the submarine. Moreover, the oxygen content in different pressurized rooms of the submarine is maintained at a different level depending on the assigned time and intensity of the crew members in this room, and the argon concentration in the hot water tank in all rooms is brought to the level of 27-35 vol. %, in contrast to the usual content of argon in the atmosphere of the order of 1 vol. %

Так как во время автономного плавания при нормальной обстановке на ПЛ экипаж несет установленные вахты, все работы выполняются по расписанию и время нахождения в том или другом герметичном помещении ПЛ строго регламентировано. При этом в одних герметичных помещениях ПЛ это время может быть от нескольких минут до десятков минут, в других оно установлено не более 4 часов, в третьих экипаж может пребывать постоянно. По времени пребывания герметичные помещения ПЛ можно разделить на эпизодически посещаемые, периодически посещаемые, с постоянной вахтой до 4 часов, с постоянной вахтой до 10-14 часов и постоянного пребывания.Since during autonomous navigation, under normal conditions, the crew keeps watch on the submarine, all work is carried out according to the schedule and the time spent in one or another pressurized room of the submarine is strictly regulated. Moreover, in some pressurized rooms of the submarine this time can be from several minutes to tens of minutes, in others it is set no more than 4 hours, in the third the crew can stay permanently. According to the time of their stay, the pressurized rooms of the submarines can be divided into episodically visited, periodically visited, with a constant shift of up to 4 hours, with a constant shift of up to 10-14 hours and a permanent stay.

При этом согласно заявленному способу содержание кислорода в помещениях ПЛ, где личный состав отсутствует или может находиться эпизодически, устанавливают на заданном уровне 10 об. %, а в остальных помещениях, где личный состав проводит основное время - на уровне 13-14 об. %.Moreover, according to the claimed method, the oxygen content in the premises of the submarine, where the personnel are absent or may be sporadic, set at a predetermined level of 10 vol. %, and in other rooms where the personnel spends the main time - at the level of 13-14 vol. %

Содержание аргона поддерживают на заданном уровне в течение всего времени герметизации, при необходимости добавляя его из баллонов высокого давления, установленных на борту ПЛ. Содержание кислорода на заданном уровне в течение всего времени герметизации поддерживается корабельной системой регенерации. Содержание остальной части ГВС составляют азот и углекислый газ.The argon content is maintained at a predetermined level throughout the entire sealing time, if necessary adding it from high-pressure cylinders installed on board the submarine. The oxygen content at a predetermined level during the entire sealing time is maintained by the ship’s regeneration system. The content of the rest of the domestic hot water is nitrogen and carbon dioxide.

В зависимости от конструкции герметичного объекта, узел регенерации газовоздушной среды может быть как расположен в каждом контролируемом помещении герметичного объекта, так и быть единым для всего герметичного объекта, а узлы баллонов с аргоном, азотом и воздухом высокого давления могут быть выполнены едиными для всего герметичного объекта.Depending on the design of the pressurized object, the gas-air medium regeneration unit can be located in each controlled room of the pressurized object, or be the same for the entire pressurized object, and the cylinder nodes with argon, nitrogen and high pressure air can be made the same for the entire pressurized object .

Что касается содержания углекислого газа в ГГВС, то его контролируют на обычном для атмосферы нормальном уровне - не более 1 об. %.As for the carbon dioxide content in the hot water supply system, it is controlled at a normal level normal for the atmosphere - not more than 1 vol. %

Как уже упоминалось, концентрацию аргона во всех герметичных помещениях повышают до уровня не менее 27 об. %, но и не более 35 об. %, что позволяет обеспечить безопасные условия для жизнедеятельности экипажа в режиме автономного плавания в течение длительного времени. При этом проведенные исследования показали, что оптимальным для нормального самочувствия людей уровнем содержания аргона в ГВС является среднее его количество, примерно 30 об. %.As already mentioned, the concentration of argon in all sealed rooms is increased to a level of at least 27 vol. %, but not more than 35 vol. %, which allows to provide safe conditions for the life of the crew in autonomous navigation for a long time. Moreover, studies have shown that the average amount of argon in the DHW is optimal for normal well-being of people, its average amount is about 30 vol. %

После погружения ПЛ в случае нормального состояния и функционирования корабельных технических средств и оборудования параметры ГГВС в герметичных помещениях ПЛ не меняют в течение всего автономного плавания.After submersion of the submarine in the case of the normal state and functioning of the ship’s technical facilities and equipment, the parameters of the hot water supply system in the sealed rooms of the submarine do not change during the entire autonomous navigation.

Эффективность заявленного изобретения заключается в том, что только предложенным способом возможно безопасно для здоровья и без существенного снижения работоспособности установить на весь срок автономного плавания (герметизации объекта) такое содержание кислорода при нормальном давлении, которое предотвратит возникновение и развитие пожара в подавляющем большинстве случаев, за исключением горения специальных кислородосодержащих веществ (топлив), повысив пожаробезопасность в десять и более раз.The effectiveness of the claimed invention lies in the fact that only by the proposed method it is safe for health and without a significant reduction in working capacity to establish for the entire period of autonomous navigation (sealing the object) such oxygen content at normal pressure that will prevent the occurrence and development of fire in the vast majority of cases, with the exception of burning special oxygen-containing substances (fuels), increasing fire safety by ten or more times.

Безопасность таких концентраций кислорода при условии указанного содержания аргона для личного состава при длительном автономном плавании ПЛ и противопожарная эффективность установлена в результате проведенных авторами исследований.The safety of such oxygen concentrations under the indicated argon content for personnel during long-term autonomous navigation of submarines and fire-fighting efficiency were established as a result of studies conducted by the authors.

Был проведен научный эксперимент, заключавшийся в непрерывном пребывании 6 испытателей в герметизированном объекте с гипоксической кислородно-аргоно-азотной газовой средой (например, содержащей кислорода 14 об. %, аргона - 30 об. %, азот и двуокись углерода - остальное) продолжительностью 60 суток. В течение последующего года проведены исследования по оценке возможных отдаленных последствий этого эксперимента на организм испытателей. Кроме того, была проведена оценка влияния на функциональное состояние и работоспособность обследованных лиц повторной герметизации в заданной аргоносодержащей газовоздушной среде в течение 15 суток. Испытания проведены на Стенде-модели судовых помещений и оборудования «МОРЖ» (далее Стенд), разработанном в ОАО «АСМ», г. Санкт-Петербург (см. описание стенда по ссылке в сети Интернет http://www.oaoasm.com/stendovoe-oborudovanie/stend-model-sudovykh-pomeshchenij-i-oboradovaniya-morzh).A scientific experiment was conducted, which consisted of the continuous stay of 6 testers in a sealed facility with a hypoxic oxygen-argon-nitrogen gas medium (for example, containing oxygen 14 vol.%, Argon - 30 vol.%, Nitrogen and carbon dioxide - the rest) lasting 60 days . Over the next year, studies were conducted to assess the possible long-term effects of this experiment on the body of testers. In addition, an assessment was made of the impact on the functional state and performance of the examined individuals of re-sealing in a given argon-containing gas-air environment for 15 days. The tests were carried out on the Stand Model of the ship’s premises and equipment “MORZH” (hereinafter referred to as the Stand), developed at ASM OJSC, St. Petersburg (see the description of the stand on the Internet link http://www.oaoasm.com/ stendovoe-oborudovanie / stend-model-sudovykh-pomeshchenij-i-oboradovaniya-morzh).

В ходе работы был использован комплекс стандартизированных и валидных клинико-физиологических, психофизиологических, лабораторных и иных методик исследований, позволяющих получить исчерпывающую информацию о состоянии соматического и психического здоровья испытателей, их функциональных резервов, внутренней среды организма, физической и интеллектуальной (в том числе операторской) работоспособности.In the course of the work, a complex of standardized and valid clinical, physiological, psychophysiological, laboratory and other research methods was used, which made it possible to obtain comprehensive information about the state of somatic and mental health of the testers, their functional reserves, the internal environment of the body, physical and intellectual (including camera) health.

В процессе герметизации кроме запланированных контрольных обследований все участники испытаний выполняли рабочую программу, заключавшуюся в ежедневном моделировании профессиональной деятельности интеллектуального или операторского содержания (в частности, работа на тренажерах), а также интенсивных разномодальных физических нагрузок, выполняемых под руководством командира испытателей (силовая подготовка, велотренажер, отработка элементов рукопашного боя, индивидуальные специальные программы физических упражнений). Общая продолжительность ежедневных работ составляла около 3-4 часов в сутки. Как правило, еще около 3-4 часов занимали контрольные функциональные обследования. Кроме этого были организованы посменные круглосуточные дежурства. Таким образом, повседневная деятельность участников испытаний была приближена к реальной деятельности специалистов, работающих в условиях гермообъектов.In the process of sealing, in addition to the planned control examinations, all test participants carried out a work program consisting in daily modeling of professional activity of intellectual or operator content (in particular, work on simulators), as well as intense multimodal physical loads performed under the supervision of the test commander (strength training, exercise bike , practicing elements of hand-to-hand combat, individual special programs of physical exercises). The total duration of daily work was about 3-4 hours a day. As a rule, control functional examinations took another 3-4 hours. In addition, shift shifts were organized around the clock. Thus, the daily activities of the test participants were close to the real activities of specialists working in the conditions of pressurized objects.

В итоге все обследованные лица смогли выполнить основную задачу по непрерывному пребыванию в условиях «герметизации» в помещении Стенда. Случаев соматических заболеваний (в том числе - простудных, гнойничковых кожных, стоматологических, которые наиболее часто встречаются в условиях длительной герметизации), отказов от проведения запланированных исследований, снижения мотивации к их продолжению не отмечено. За период герметизации участники испытаний либо не предъявляли жалоб на самочувствие, связанных с пребыванием в ГГВС, либо отмечали лишь слабо выраженные и транзиторные признаки легкого головокружения, ощущений «субъективного дискомфорта», легкой общей слабости или недостатка воздуха на фоне высокоинтенсивных физических нагрузок.As a result, all the examined persons were able to fulfill the main task of continuous stay in the conditions of "sealing" in the premises of the Stand. Cases of somatic diseases (including colds, pustular skin, dental, which are most common in conditions of prolonged sealing), refusals to carry out the planned studies, and a decrease in motivation to continue them were not noted. During the sealing period, the test participants either did not complain of well-being associated with being in the GGVS, or only noted mild and transient signs of mild dizziness, sensations of "subjective discomfort", mild general weakness or lack of air due to high-intensity physical exertion.

Ежедневный анализ динамики контрольных физиологических параметров выявил, что при нахождении в условиях заданной ГГВС у всех обследованных происходила умеренная компенсаторная активация механизмов, направленных на поддержание кислородного гомеостаза. Характерно, что выраженность гомеостатических реакций характеризовалась значительной индивидуальной вариабельностью, имея тенденцию к снижению по мере продолжения герметизации. В частности, реакция системной гемодинамики при пребывании в ГГВС либо отсутствовала, либо проявлялась в незначительных гиперкинетических тенденциях.A daily analysis of the dynamics of control physiological parameters revealed that, when the conditions of a given HHG were present, all examined had a moderate compensatory activation of mechanisms aimed at maintaining oxygen homeostasis. It is characteristic that the severity of homeostatic reactions was characterized by significant individual variability, with a tendency to decrease as sealing continued. In particular, the reaction of systemic hemodynamics when staying in HHGS was either absent or manifested in minor hyperkinetic tendencies.

Анализ результатов динамики успешности умственной (операторской) деятельности испытателей, моделируемой с использованием валидных методик психофизиологического обследования (см., например: Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1992. - 193 с.; Методы исследования в физиологии военного труда / Под ред. B.C. Новикова. – М.: Воениздат, 1993. - 240 с.), на этапах наблюдения выявил в целом характерную картину фаз динамики работоспособности. На начальном этапе герметизации («фаза врабатывания») отмечалось умеренное снижение интеллектуальной работоспособности по сравнению с исходным нормоксическим уровнем. Однако по мере продолжения испытаний наблюдался постепенный прирост показателей эффективности и надежности умственной (в том числе операторской) деятельности, так что примерно к 15-20 суткам герметизации успешность данной деятельности уже превышала исходный (нормоксический) уровень («фаза оптимальной работоспособности»). В дальнейшем, вплоть до окончания периода испытаний, наблюдались колебания показателей операторской работоспособности около достигнутого уровня, что можно расценить как состояние, соответствующее «фазе полной компенсации» в динамике работоспособности. В целом даже на этапе «врабатывания» степень снижения сенсорных, сенсомоторных качеств, успешности интеллектуальной деятельности при герметизации испытателей не превышала 8-10% от нормоксического уровня.Analysis of the results of the dynamics of success of the mental (operator) activity of testers, modeled using valid methods of psychophysiological examination (see, for example: Danilova NN Psychophysiological diagnosis of functional states. - M.: Publishing house of Moscow University, 1992. - 193 pp.; Research methods in the physiology of military labor / Edited by BC Novikov. - M .: Military Publishing House, 1993. - 240 pp.), at the stages of observation revealed a generally characteristic picture of the phases of the dynamics of working capacity. At the initial stage of sealing (the “operating phase”), a moderate decrease in intellectual working capacity was noted compared with the initial normoxic level. However, as the tests continued, there was a gradual increase in the indicators of efficiency and reliability of mental (including operator) activity, so that by about 15-20 days of sealing, the success of this activity already exceeded the initial (normoxic) level ("phase of optimal performance"). In the future, up to the end of the test period, fluctuations in operator performance were observed around the achieved level, which can be regarded as a state corresponding to the “phase of full compensation” in the performance dynamics. On the whole, even at the “working-in” stage, the degree of decrease in sensory and sensorimotor qualities and the success of intellectual activity in sealing testers did not exceed 8-10% of the normoxic level.

При анализе динамики максимальной физической работоспособности испытателей, оцениваемой с использованием проб со ступенчато возрастающей (до достижения порога анаэробного обмена) велоэргометрической нагрузкой, в условиях герметизации выявлено снижение аэробной производительности, составлявшее около 12-15% от нормоксического уровня. Это свидетельствовало о снижении общего функционального потенциала организма при нахождении в данных условиях в связи с естественной невозможностью достижения «нормоксического» уровня энергообеспечения субмаксимальной и максимальной работы. Как известно, подобное снижение максимальной работоспособности при пребывании человека в условиях дефицита кислорода во внешней среде является признаком развития в организме гипоксического состояния легкой степени, при котором относительно невысокая степень гомеостатических отклонений в целом позволяет специалистам выполнять основные задачи деятельности физического характера с сохранением необходимого уровня ее эффективности и надежности. Характерно, что признаков снижения физической выносливости испытателей при выполнении локальной работы, общих нагрузок анаэробного уровня энергообеспечения, низко- и среднеинтенсивных аэробных нагрузок не выявлено на всем протяжении этапа герметизации.When analyzing the dynamics of the maximum physical performance of the testers, assessed using samples with a stepwise increasing (until the threshold of anaerobic metabolism is reached) bicycle ergometric load, a decrease in aerobic performance was found in the conditions of sealing, amounting to about 12-15% of the normoxic level. This testified to a decrease in the overall functional potential of the body when under these conditions due to the natural impossibility of achieving a “normoxic” level of energy supply of submaximal and maximum work. As you know, such a decrease in maximum performance when a person is in conditions of oxygen deficiency in the environment is a sign of a mild hypoxic state in the body, in which a relatively low degree of homeostatic deviations as a whole allows specialists to perform the basic tasks of a physical activity while maintaining the necessary level of its effectiveness and reliability. It is characteristic that signs of a decrease in the physical endurance of the testers when performing local work, the general loads of the anaerobic level of energy supply, low- and medium-intensity aerobic loads were not detected throughout the entire sealing stage.

Проведенные исследования отдаленных (в течение 10 месяцев наблюдения) последствий пребывания участников испытаний в условиях ГГВС позволили выявить следующие факты:Studies of long-term (within 10 months of observation) consequences of the stay of test participants in the conditions of GGVS revealed the following facts:

- непосредственно после окончания этапа герметизации (на 3-4-е сутки) на фоне нормального психоэмоционального состояния и отсутствия соматических жалоб у всех обследованных показатели умственной, операторской, физической работоспособности находились на уровне, близком к исходному (перед началом испытаний). Это свидетельствовало, на наш взгляд, о полной сохранности функциональных возможностей организма обследованных лиц, несмотря на предшествовавший 2-месячный этап герметизации в условиях ГГВС;- immediately after the end of the sealing stage (on the 3-4th day) against the background of a normal psychoemotional state and the absence of somatic complaints in all the examined, the indicators of mental, operator, and physical performance were at a level close to the initial one (before the test). This, in our opinion, testified to the complete preservation of the functional capabilities of the organism of the examined individuals, despite the previous 2-month stage of sealing in the conditions of GGVS;

- дальнейшее наблюдение показало отсутствие существенных отклонений со стороны соматического здоровья у всех испытателей, в том числе не наблюдалось повышения простудной заболеваемости в холодные сезоны периода наблюдения по сравнению с 2-3 предыдущими годами. Отсутствовала также направленная динамика умственной, операторской, физической работоспособности; индивидуальные колебания исследуемых показателей в целом составляли примерно 10-15% от обычного их уровня, что зависело от особенностей личного функционального состояния обследуемого;- further observation showed the absence of significant deviations from the somatic health of all the testers, including no increase in colds in the cold seasons of the observation period compared with the previous 2-3 years. There was also no directional dynamics of mental, camera, physical performance; individual fluctuations of the studied parameters as a whole amounted to about 10-15% of their usual level, which depended on the characteristics of the individual functional state of the subject;

- у всех испытателей значения измененных на этапе герметизации клеточных и биохимических показателей циркулирующей крови «вернулись» к исходному уровню примерно через 2 месяца после окончания испытаний. При этом колебания рассматриваемых параметров в течение дальнейшего периода наблюдения ни у одного из обследованных лиц направленной динамики не имели, что, на наш взгляд, явилось свидетельством сохранности («неповрежденности») основных регуляторных, обменных, пластических, защитных и других процессов в организме участников испытаний.- for all testers, the values of the cellular and biochemical parameters of the circulating blood changed at the sealing stage “returned” to the initial level approximately 2 months after the end of the tests. Moreover, the fluctuations of the considered parameters during the subsequent observation period did not have directional dynamics in any of the examined individuals, which, in our opinion, was evidence of the safety (“intactness”) of the main regulatory, metabolic, plastic, protective and other processes in the body of the test participants .

Анализ полученных результатов исследований позволил сделать вывод о принципиальной возможности и безопасности непрерывного пребывания человека в заданных нормобарических аргоносодержащих гипоксических средах в течение 60 суток. При таких условиях внешней среды не было выявлено недопустимых отклонений здоровья и функционального состояния ни у одного из испытателей. При этом выполнение задач профессиональной деятельности (интеллектуального и физического характера) происходило без существенного ущерба ее эффективности и надежности.An analysis of the research results allowed us to conclude that it is possible and safe for a person to remain continuously in a given normobaric argon-containing hypoxic environment for 60 days. Under such environmental conditions, no unacceptable deviations in the health and functional state of any of the testers were revealed. At the same time, the fulfillment of the tasks of professional activity (intellectual and physical) took place without significant damage to its effectiveness and reliability.

Таким образом, подтверждена возможность реализации безопасного способа повышения пожарозащищеннности ПЛ на время автономного похода путем применения гипоксических сред с повышенным содержанием аргона.Thus, the possibility of implementing a safe way to increase the fire protection of submarines during an autonomous trip by using hypoxic media with a high argon content has been confirmed.

Claims (7)

1. Способ обеспечения пожарозащищенности герметичных обитаемых объектов, преимущественно подводных лодок, в автономном режиме, включающий формирование внутри каждого закрытого помещения герметичного объекта гипоксической газовоздушной среды с установленным начальным пониженным содержанием кислорода при нормальном давлении газовоздушной среды, причем содержание кислорода устанавливают в зависимости от типа герметичного помещения, обусловленного временем нахождения и интенсивностью работы членов экипажа в нем, отличающийся тем, что в гипоксической газовоздушной среде концентрацию кислорода устанавливают на уровне, обеспечивающем предотвращение возникновения и развития пожара, а концентрацию аргона повышают до уровня 27-35 об.%.1. A method of ensuring fire protection of sealed inhabited objects, mainly submarines, in an autonomous mode, comprising forming, within each enclosed space of a sealed object, a hypoxic gas-air environment with an established initial low oxygen content at a normal gas-air pressure, the oxygen content being set depending on the type of pressurized room due to the time spent and the intensity of the crew in it, characterized in that then in a hypoxic gas-air environment the oxygen concentration is set at a level that prevents the onset and development of a fire, and the argon concentration is increased to a level of 27-35 vol.%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию аргона в гипоксической газовоздушной среде повышают единовременно на все время автономного плавания.2. The method according to p. 1, characterized in that the concentration of argon in a hypoxic gas-air environment is increased at a time for the entire duration of autonomous navigation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по времени пребывания герметичные помещения объекта разделяют на эпизодически посещаемые, периодически посещаемые, с постоянной вахтой до 4 часов, с постоянной вахтой до 10-14 часов и постоянного пребывания.3. The method according to p. 1, characterized in that according to the time of stay, the sealed rooms of the object are divided into periodically visited, periodically visited, with a constant shift of up to 4 hours, with a constant shift of up to 10-14 hours and a permanent stay. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для герметичных помещений объекта в качестве начальных значений концентрации кислорода при нормальном давлении газовоздушной среды устанавливают следующие:4. The method according to p. 1, characterized in that for pressurized rooms of the object as the initial values of the oxygen concentration at normal pressure of the gas-air medium set the following: - для эпизодически посещаемых герметичных помещений - не менее 10 об.%;- for occasionally visited tight rooms - at least 10 vol.%; - для периодически посещаемых, с постоянной вахтой продолжительностью до 4 часов, с постоянной вахтой продолжительностью 10-14 часов и для помещений постоянного пребывания - в пределах 13-14 об. %.- for periodically visited, with a permanent shift of up to 4 hours, with a permanent shift of 10-14 hours and for premises of permanent residence - within 13-14 rpm. % 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что установленные начальные значения концентрации кислорода поддерживают в течение всего времени автономного плавания.5. The method according to p. 4, characterized in that the set initial values of the oxygen concentration are maintained throughout the entire time of autonomous swimming.
RU2015155382A 2015-12-24 2015-12-24 Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode RU2616546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155382A RU2616546C1 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155382A RU2616546C1 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616546C1 true RU2616546C1 (en) 2017-04-17

Family

ID=58642640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155382A RU2616546C1 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616546C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807706A (en) * 1987-07-31 1989-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Breathable fire extinguishing gas mixtures
RU2275221C2 (en) * 2003-04-29 2006-04-27 Войсковая часть 20914 Method for fire extinguishing in inhabited hyperbaric objects
JP2007229401A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Nohmi Bosai Ltd Fire prevention system for closed space
RU2549055C1 (en) * 2014-03-06 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга" Method of fire prevention in pressurised inhabited facilities, primarily submarines, and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807706A (en) * 1987-07-31 1989-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Breathable fire extinguishing gas mixtures
RU2275221C2 (en) * 2003-04-29 2006-04-27 Войсковая часть 20914 Method for fire extinguishing in inhabited hyperbaric objects
JP2007229401A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Nohmi Bosai Ltd Fire prevention system for closed space
RU2549055C1 (en) * 2014-03-06 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга" Method of fire prevention in pressurised inhabited facilities, primarily submarines, and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Becker et al. Underwater forensic investigation
Mitchell et al. Recreational technical diving part 1: an introduction to technical diving methods and activities
RU2616546C1 (en) Method of providing fire safe hermetic inhabit objects, mainly submarines, in off line mode
Goh A literature review of medical support in cave rescue and confined space medicine–implications in urban underground space development.
Özmen et al. Respiratory emergencies and management of mining accidents
RU2677712C2 (en) Method of increasing fire safety inside of hermetic objects, mainly underwater boats
Sim et al. A basic study on standardization of fire-fighting drill scenarios on board
RU2636558C1 (en) Fire-protection method for small manned submersible and other devices for oceaneering and also self-contained space objects
Ritchie Psychological problems associated with mission-oriented protective gear
Fasouletos Parametric design of a coal mine refuge chamber
Ma et al. The utility of a panic model on simulating crowd disasters
Lushch et al. Development of the assessment technique of thermal imaging cameras for firefighters
Skrzyński et al. Studies on Saturation Diving in Poland and Practical Application of Their Findings. Part 2 C. Developing a Polish System of Saturation Diving in the 1980s and 1990s
Zakaroff et al. Military Diving Operations
Caramanna et al. Risk management of cold-water impact on divers.
Sicilianos Preventing violations of the right to life: Positive obligations under Article 2 of the ECHR
Daniel et al. NSMRL: A small command with a huge presence for the Submarine Force
Miller et al. Fight the Ship
Clarke What Can the US Navy Contribute to Scientific Diving?
Pollock Oxygen Partial Pressure-Hazards and Safety
Van Hees et al. Kartläggning och kvalitativ analys av möjligheter och risker med reducerad syrehalt i brandceller innehållande elektrisk utrustning
Yarnall et al. Submarine surface abandonment trials
Solano-Martos et al. Guide for the implementation of operational control procedures in underwater cutting and welding activities.
Werts et al. Underwater Medicine and Related Sciences: A Guide to the Literature Volume 2 An Annotated Bibliography, Key Word Index, and Microthesaurus
Dudley Some atmospheric hazards encountered in naval life