безбородко. Учебник для слушателей и курсантов высших пожарнотехнических образовательных учреждений

• Название: Учебник для слушателей и курсантов высших пожарнотехнических образовательных учреждений
• Анкор: безбородко.docx
• Дата: 12.02.2018
• Размер: 40.6 Mb.
• Имя файла: безбородко.docx
• Тип: Учебник; #15489
• страница: 13 из 32

Раздел 2

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ ПОЖАРНЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ
Глава 5

БАЗОВЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА ПА
Пожарные машины разработаны и выпускаются промышленностью на шасси грузовых автомобилей. На каждый вид ПА предъявляются требования к шасси грузовых автомобилей, на которых они будут обустроены. При этом учитывается развиваемая двигателем мощность, колесная формула, устойчивость автомобиля, его грузоподъемность. Это первая группа требований. Вторую их группу составляют требования к пожарной надстройке, которые необходимо обосновать, исходя из условий и особенностей применения ПА.

5.1. Общие требования к ПА

Рис. 5.1. Виды пожаров:

1 – без начальной стадии развития;
2 – с начальной стадией развития

200

300

t,^оС

1

2

10

T,мин

Область применения пожарных автоцистерн определяется условиями развития пожаров, которые можно разделить на два вида. Первый вид пожаров – без начальной стадии развития – характеризуется кривой 1 на рис. 5.1. На объектах, в которых температура при возникновении пожара может нарастать подобным образом, рекомендуется внедрять автоматические установки пожаротушения.

Вторую группу составляют такие пожары, в которых имеется начальная стадия развития пожара, как показано кривой 2. В этих случаях рекомендуется использовать пожарные автоцистерны.

Начальный период пожара сопровождается повышением температуры до 200 – 300 ^оС, при которой начинается термическое разложение многих материалов и их возгорание. Этот период обычно длится 10 – 12 мин, после чего, естественно, интенсивно увеличивается температура. С ее увеличением будет возрастать и ущерб, наносимый пожаром. Поэтому, чем раньше поступит сообщение о пожаре и будет начато его тушение, тем меньше будет ущерб, наносимый им.

Таким образом, важнейшим требованием к пожарным автомобилям любого назначения является готовность их к выезду и следованию на пожар с минимальными затратами времени.

Рис. 5.2. Распределение выездов пожарных подразделений в городе с населением
300 – 400 тыс.человек:

1 – действительное распределение;

2 – теоретическое распределение

1

2

N

100

1

2

3

4

5

6

7

8

К

Частота использования пожарных автомобилей устанавливается по выездам пожарных автомобилей на пожары. В течение суток пожарные
автомобили могут не вызываться на пожары или вызываются несколько раз (рис. 5.2).


50
Потоки выездов ПА на пожары описываются распределением Пуассона. В соответствии с этим вероятность Р_(τ) того, что в любой промежуток времени произойдет К выездов ПА, равна:

(5.1)

где λ – среднее число выездов в единицу времени; τ– любой промежуток времени; e– основание натуральных логарифмов, 2,72; К = 1,2,3… К – число выездов. Для приведенного распределения на рис. 5.2 в течение 33 суток в году не было ни одного выезда, 78 раз было по одному выезду и т.д. Таким образом, ПА должны быть приспособлены к использованию в любые случайные промежутки времени суток. Это требует содержания их в постоянной боевой готовности, что осуществляется как конструкцией ПА, так и организацией их содержания.

Рис. 5.3. Временные характеристики пожаротушения

_зан

_туш

_в

_пр

_н.т

_л

_воз

_гот

Особенности использования ПА определяются характером боевых действий, проводимых при тушении пожаров. В общем виде последовательность их реализации можно представить в виде временной характеристики пожаротушения (рис. 5.3).

Боевые действия – выезд и следование на пожар осуществляются в период после обработки вызова от начала выезда _в до прибытия в район вызова _пр. В период от _пр до начала тушения _н.т производится боевое развертывание. Ликвидация горения осуществляется в период от _н.т до ликвидации горения _л.

После ликвидации горения осуществляется сбор и возвращение _воз ПА в пожарную часть. В период _воз–_готпроизводится обслуживание ПА и размещение его на стоянку в парк в готовности к следующему вызову. Период времени _в–_гот характеризует продолжительность занятости пожарного автомобиля.

В период _пр –_нт и тушения могут производиться ряд боевых действий: разведка пожара, спасание людей или материальных ценностей, вскрытие конструкций и др. В этот период боевых действий могут использоваться специальные ПА, различное ПТВ. Порядок боевых действий и содержание работ в них регламентируются БУПО.

Из анализа временной характеристики пожаротушения следует, что минимизация одного какого-либо боевого действия не приведет к существенному сокращению времени занятости ПА. Необходимо, чтобы ПА был готов к проведению любых боевых действий с минимальными затратами времени.

Общие требования к ПА сводятся к ряду положений.

Пожарная надстройка ПА не должна снижать технических возможностей базовых шасси. Все ПА должны быть приспособлены для тушения пожаров, т.е. для работы на открытом воздухе в любой климатической зоне страны. ПА необходимо содержать в гаражах пожарных частей при температуре воздуха не ниже +12 ^оС.

Размещение агрегатов, ПТВ и систем на базовом шасси должно быть таким, чтобы их приведение в действие требовало малых затрат времени. При этом должны обеспечиваться как безопасное ведение боевых действий, так и обслуживание ПА и его ремонт.

В целях охраны окружающей среды должно быть исключено вытекание технических жидкостей (топливо, охлаждающие и тормозные жидкости, а также смазочные масла, пенообразователь) из емкостей агрегатов и механизмов. Дымность и содержание оксида углерода в отработавших газах двигателей ПА не должны превышать их значений в двигателях на базовых шасси.

Сооружаемая на АЦ пожарная надстройка должна быть приспособлена к человеку. Кабины-салоны для личного состава и рабочие места операторов должны соответствовать требованиям эргономики по удобству размещения, доступности по использованию и обеспечивать управление агрегатами с минимальными усилиями.

Требования к ПА общего и целевого применения, а также к специальным ПА имеют свои особенности. Поэтому, кроме общих требований, необходимо учитывать и специфические требования. Для этих типов ПА они будут сформулированы дополнительно.
5.2. Требования к ПА общего применения

Эти требования должны быть сформулированы на основании особенностей применения ПА. Они должны предъявляться как к конструкции АЦ, так и к условиям организации их содержания в пожарных частях.

Следование на пожар определяется по среднестатистическим данным. Так, за период 1994 – 1999 гг. получены следующие результаты, приводимые в табл.5.1.

Таблица 5.1

Показатель	Продолжительность, мин
По всем пожарам В городах В сельской местности Крупные пожары	11 – 12 8 – 8,5 18,5 – 19,5 12 – 13

Представление о продолжительности следования на пожары можно получить по данным рис. 5.4. Из рисунка следует, что в 33 – 47 % всех случаев продолжительность следования на пожар не превышает 5 мин, а до
70 % – 10 мин. Следовательно, в большинстве случаев автоцистерны прибывают на пожар в первый период его развития (см. рис. 5.1).

Продолжительность следования АЦ на пожар зависит, прежде всего, от ее удельной мощности, кВт/т, т.е. от отношения номинальной мощности двигателя к массе:

N_уд = , (5.2)

где _ном – номинальная мощность двигателя, кВт; G – масса АЦ, т.

Рис. 5.4. Распределение продолжитель-
ности следования на пожар:

1 – 1994 г.; 2 – 1998 г.

50

40

30

20

10

10

20

30

,мин

n,%

1

2

1994

1998

Для АЦ значение удельной мощности должно быть более 11 кВт/т. Наряду с этим требуется, чтобы полная масса АЦ не превышала 95 % величины массы базового шасси.

Реализация N_уд зависит от интенсивности дорожного движения, дорожных условий и теплового состояния двигателя. Дорожные условия характеризуются коэффициентом сцепления  колеса с дорожным покрытием и величиной коэффициента f сопротивления движению колес.

Суммарная тяговая сила Р_к на
колесах АЦ, которую обеспечивает
двигатель, реализуется при условии

_  _к _ψ, (5.3)

где _ – сила сцепления шины колеса с дорожным покрытием, Н; _ψ – суммарная сила сопротивления качению колес, Н.

В зависимости от характеристики дорог и их дорожного покрытия силы _и _ψ изменяются в очень широких пределах. Поэтому для уменьшения времени следования на пожар необходимо не только правильно выбрать базу для АЦ, но и выбрать наиболее рациональный маршрут следования на пожар.

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, во многом зависит от температуры охлаждающей жидкости в системе его охлаждения. Наиболее эффективно они работают при нагреве ее до t_охл, ^оС, равной 80 – 90 ^оС. Однако уже при t_охл= 50 – 66 ^оС, двигатель развивает мощность, близкую к максимальной. При длительной стоянке в гаражах, особенно зимой, t_охл= 16 ^оС. Поэтому при движении по одной и той же дороге зимой и летом АЦ с t_охл = 16 ^оС и t_охл = 50 ^оС режим прогрева двигателя до
t_охл= 80 ^оС будет различным, различной будет и скорость движения (рис. 5.5). Поэтому становится значимым температурный режим двигателя при содержании АЦ в гарнизонах пожарных частей. Прямые а и б характеризуют начало установившихся режимов прогрева и скорости.

t,^oС

80

60

40

20

5

10

10

15

20

,мин

20

40

300

4

3

2

1

а

б


V, км/ч

Рис. 5.5. Температура охлаждающей жидкости двигателя и скорость движения ПА:

1-2 – лето; 3-4 – зима

(летом температура окружающего воздуха +25 ^оС, а зимой -25 ^оС)

Боевое развертывание заключается в снятии с АЦ пожарно-технического вооружения и подготовке его к использованию по назначению. Поэтому размеры отсеков для ПТВ должны быть согласованы с антропометрическими данными пожарных.

При условии неизменности позы пожарного у отсека верхний предел досягаемости определяется длиной руки пожарного низкого роста, а нижний – пожарного высокого роста.

ПТВ в отсеках должно размещаться в соответствии с логикой деятельности человека. Применительно к АЦ руководствуются рядом принципов. Прежде всего, ПТВ целесообразно группировать в соответствии с его назначением (прокладка рукавных линий, подъем на высоту и т.д.). Важно учитывать частоту его использования, массу, конфигурацию. Возможны различные варианты его размещения, однако необходимо соблюдать принцип минимальных затрат времени на боевое развертывание.

Ликвидация горения – боевое действие, при котором использование АЦ следует рассматривать как боевые условия эксплуатации.

Продолжительность ликвидации горения изменяется в очень широких пределах (рис. 5.6). До 10 мин ликвидируется около 20 % пожаров. Это время соизмеримо со временем следования на пожар. От 30 до 60 мин тушат до 20 % пожаров и т.д. Однако около 14 % пожаров тушат более двух часов. Тушение крупных пожаров может производиться в течение 5 – 6 ч и более в случае затяжных пожаров.

Рис. 5.6. Распределение продолжительности ликвидации горения:

1 – 1994 г.; 2 – 1998 г.

п,%

20

10

20

40

60

80

1000

120

1

2

1994

1998

,мин

При тушении пожара двигатели ПА работают в стационарных условиях. При этом ухудшаются условия их охлаждения, так как отсутствует натекающий поток воздуха на радиаторы. Поэтому двигатель, насос и его трансмиссия должны эффективно работать в течение не менее 6 ч.

Виды ПТВ и их возимый запас на АЦ обосновываются на основании опыта тушения пожаров. Так, в соответствии с НПБ 163-98 вместимость цистерны для воды рекомендуется выбирать из ряда от 0,8 до 8 м³ и подаче лафетного ствола 20 – 40 л/с. Вместимость бака для пенообразователя предлагается равной 6 % от вместимости цистерны (0,08 – 1 м³).

Пожарные автоцистерны практически применяются для тушения подавляющего большинства пожаров. При этом с участием одной АЦ тушат до 50 % всех пожаров, с участием двух АЦ – около 35 %, а трех АЦ – тушат около 10 % всех пожаров.

Стволы РС-50 применяют при тушении около 7,5 %, а на 70 % используют от 1 до 3 стволов. Стволами РС-70 тушат около 2 % пожаров.

При тушении одним стволом РС-50 1 м³ воды расходуется за время не более 5 мин, а тремя стволами – за время, не превышающее 1,5 мин. Сопоставляя эти результаты со временем продолжительности тушения пожаров, легко приходим к выводу, что возимые на АЦ запасы воды не обеспечат тушение всех пожаров. Поэтому на АЦ, кроме возимого запаса
воды, должен быть предусмотрен забор воды от водопроводной сети и из различных водоемов.

В зависимости от условий применения АЦ на них могут устанавливаться центробежные насосы с различными рабочими параметрами с подачей 30 – 110 л/с и напоре 100 м и больше. Возможно применение насосов высокого давления или комбинированных.

Е, кВт/м²

30

15

1

2

20

40

60

L, м

3мин

При боевой работе на пожарах нефтегазовых предприятий, в лесах, лесобиржах, торфяных разработках ПА могут подвергаться воздействию мощных тепловых потоков (рис. 5.7). Для уменьшения воздействия их на пожарные автомобили ограничивается время их нахождения на одном месте, т.е. осуществляется дополнительное маневрирование.


5 мин

Рис. 5.7. Зона минимального безопасного расстояния для конструкционных материалов АЦ при тушении пожара:

1 – площадь излучающей поверхности 100 м²;

2 – при тушении нефтяных фонтанов

Тепловые потоки могут являться причиной повреждения ПА различной степени. В некоторых случаях обгорает краска, растрескиваются стеклянные ограждения, обгорают резинотехнические и пластмассовые детали, загораются и сгорают автомобили. Поэтому конструкция ПА по требованию заказчика должна обеспечивать теплозащиту основных агрегатов для их защиты от теплового излучения 14,0 и 25 кВт/м² в течение ограниченного времени.

Безопасность от теплового воздействия должна сочетать пассивную (теплооотражательные покрытия) и активную разомкнутую теплозащиту, в которой вода служит охладителем.

Сбор и возвращение в подразделение не требуют каких-либо специфических требований для их проведения. Необходимо только для обеспечения готовности ПА осуществить техническое обслуживание после пожара в требуемом объеме.

Приспособленность к человеку обеспечивается предъявлением к конструкции ПА ряда эргономических санитарно-гигиенических требований. На их основании салоны, кабины, отсеки с ПТВ, пульты управления должны быть приспособлены для нахождения и работы в них пожарных различного роста.

Ряд требований предъявляется к конструкции салонов. Они должны обогреваться зимой. Для ПА, эксплуатация которых возможна в условиях высоких тепловых потоков, должна быть предусмотрена теплоизоляция кабин. Этим должно предотвращаться термическое разложение обивочных материалов, продукты которых загрязняют атмосферу салонов.

Совершенствуя конструкцию ПА, не всегда удается реализовать все требования к ним. Поэтому на практике всегда разрабатываются мероприятия, в максимальной степени обеспечивающие рациональное использование технических возможностей АЦ. К ним относятся обучение личного состава, организация необходимых условий содержания АЦ в гаражах, выбор маршрутов следования на пожары, содержание АЦ в технически исправном состоянии.