Я продолжаю разговор о машинах, которые помогают людям бороться с огнем
Выпуск 8.
Глава 4. Использование вертолётов для борьбы с огнём.
Необходимость применения авиации для борьбы с пожарами объясняется, в первую очередь, требованием высокой оперативности. Здесь можно провести прямую аналогию со скорой медицинской помощью, где существует так называемое «правило золотого часа»: ущерб от воздействия огня с начала возгорания увеличивается в геометрической прогрессии, поэтому использование авиационных средств выгодно, несмотря на их высокую стоимость. С выбором средств доставки все просто: либо самолет, либо вертолет.
Согласно данным специалистов, в настоящее время вертолеты составляют около 40–50 % мирового парка всех летательных аппаратов, находящихся в эксплуатации. Широкое распространение они получили благодаря своим главным преимуществам — способности выполнять вертикальный взлет и зависать. Это позволяет совершать взлет и посадку на ограниченном пространстве и при отсутствии аэродромных площадок.
С 60-х годов для пожаротушения стали активно использовать вертолеты с водосливными устройствами на внешней подвеске. Достоинством вертолетов, несмотря на большие эксплуатационные расходы и ограниченную грузоподъемность, является возможность наполнять емкости для воды практически в любом водоеме на режиме висения, а также большая эффективность за счет повышенной точности сброса. На наполнение емкости обычно уходит всего несколько секунд. Первые опыты в этой области были проведены в 1957 году на лёгком вертолёте Bell 47. Он доставлял воду в прорезиненных мешках емкостью 250 л, закрепленных под фюзеляжем.
Применение вертолетной техники в борьбе с пожарами связано главным образом с необходимостью оперативной доставки к месту чрезвычайной ситуации пожарных, спасателей, технических средств пожаротушения, а также эвакуации пострадавших.
Следует также отметить, что экипаж имеет возможность регулировать скорость вертолета при сливе огнегасящей жидкости на кромку пожара или создании заградительной полосы перед фронтом огня, увеличивать или уменьшать дозировку воды. Подобное невозможно осуществить самолетами-танкерами, поскольку шлейф сбрасываемой жидкости будет иметь в 1,5–2 раза большую длину и ширину, что приведет к уменьшению дозировки огнегасящей жидкости на земле.
Существует два вида пожарных вертолетов:
· первый и самый распространенный - это с внешним подвесным устройством, крепящимся на тросах. Через него можно зачерпывать воду из ближайших водоемов и соответственно сбрасывать в горящие зоны.
второй вид - это специальные, так называемые, вертолеты амфибии, в которых вода находится внутри в баках, а слив происходит через специальные устройства.
Вертолеты могут оснащаться баками (хелитанкерами) или нести ведра. Некоторые вертолеты, такие как Erickson AirCrane, также оснащены установленной спереди водопенной пушкой. Ведра обычно наполняются путем погружения в озера, реки, водохранилища или переносные резервуары. Наиболее популярным из ведер является гибкое ведро Bambi. Резервуары могут быть заполнены на земле (с помощью водных тендеров или систем, установленных на грузовике) или вода может быть откачана из озер, рек, водохранилищ или переносного резервуара через подвесную трубку. К популярным противопожарным вертолетам относятся варианты Bell UH-1H Super Huey, Bell 204, Bell 205, Bell 212, Boeing Vertol 107, Boeing Vertol 234, Sikorsky S-70 "Firehawk" и Sikorsky S-64 Aircrane helitanker, которые оснащены трубкой для заправки из природного или искусственного источника воды во время зависания. В настоящее время самый большой в мире вертолет, Mи-26, использует ковш Bambi.
Согласно отчетам «Авиалесоохраны», по результатам применения авиатехники при тушении пожаров в 1999 году удельные затраты на доставку 1 тонны воды к месту пожара составили в среднем 2400 рублей при использовании самолета-амфибии Бе-12П, 1900 рублей при использовании самолета-танкера Ан-2П и 600 рублей при применении вертолета Ми-8Т с ВСУ-5.
Наиболее часто авиационные средства пожаротушения используются для борьбы именно с лесными пожарами. Тушат, либо сбрасывая воду (пену) на очаг пожара, либо устанавливая заградительные полосы, препятствующие распространению огня.
Тушение лесного пожара — занятие крайне сложное и опасное. При большой высоте сброса резко снижается эффективность, так как значительная часть воды успевает испариться, не долетев до земли, а при низкой высоте полета в обедненном кислородом горячем воздухе существует опасность помпажа двигателей и катастрофы. Можно, конечно, увеличивать длину троса между вертолетом и сливным баком, перевозимым на внешней грузовой подвеске. Но тогда возрастает опасность зацепа за провода и ветки, более низка точность и производительность. Установка заградительных полос куда безопаснее, но эффективна лишь при использовании пены, что требует специального оборудования.
Для тушения лесных пожаров в структуре Авиалесоохраны существуют специальные парашютно-десантные команды. Отважные парашютисты, прыгающие в условиях задымления в районы кромок лесных пожаров. На их вооружении пилы, топоры, специальные ручные помпы, иногда взрывчатка. Их работа – Подвиг. Ну а в помощь им вертолёты, оснащенные водосливными устройствами ВСУ-5А, ВСУ-15А.
Первые модели этих систем, ВСУ-5, были разработаны в 1995 году НИИ AУС (г. Феодосия) совместно с ВНИИ ПАНХ ГА (г. Краснодар) и «Авиалесоохраной» для вертолетов типа Ми-8МТ (МТВ, АМТ) и Ка-32. Оболочка водосливного устройства ВСУ-5 представляла собой 2-слойную, нежесткую в вертикальном направлении емкость. Жесткость оболочке, около верхнего отверстия, придает специальный элемент кольцевой формы. Оболочка в нижней части оснащена вторым металлическим кольцом меньшего диаметра. Подвес этой конструкции осуществлялся через тонкие стальные тросы по периметру к штатной тросовой внешней подвеске вертолёта, длиной 21 метр. По тросам подвески отбортовывался кабель Механизма Управления сливом воды. На сегодняшний день все ВСУ-5 выведены из эксплуатации, и заменены на усовершенствованные ВСУ-5А. Конструктивно, сама мягкая ёмкость почти не изменилась. Стальные тросы подвески заменены стропами, состоящими из нескольких слоёв капроновых лент, вшитыми в конструкцию мягкой оболочки обоими концами, у мягкой оболочки на боковых стропах нашиты специальные проушины
Общая длина всего устройства 27 метров. Масса около 160 килограмм. Максимальный объём ёмкости в первом исполнении ВСУ-5А составляет 5 кубометров воды. Устройство проектировалось универсальным. Но грузоподъёмность вертолётов Ми-8 и Ка-32 различна. И если Камов запросто тягает 5 тонн, то Ми-8 МТ, МТВ с двигателями ТВ3-117ВМ могут поднять на внешней подвеске лишь 3 тонны груза. На мягкой ёмкости предусмотрен специальный пояс рифления, позволяющий за счёт утягивания уменьшать объём ёмкости вплоть до 3 кубометров. В дальнейших трёх исполнениях максимальный объём ёмкости изменялся до 2,5; 1,8; 3,5 кубометров. Соответственно, пояс рифления на них позволяет уменьшить объём вплоть до 1 кубометра. Сейчас появилась новая модификация Ми-8 АМТШ, с двигателями ВК-2000, и новым главным редуктором, способная поднимать до 4 тонн груза.
Механизм управления электромеханический.
Сборка водосливного устройства по документации группой из 4 человек занимает 30 минут. На практике за то же время вполне можно собрать вдвоём. При работе вертолёта с устройством время заполнения сухого – 15 секунд, влажного – 10 секунд. Скорость полёта вертолёта с пустым устройством до 160 км в час, с полным до 180 км в час. Слив воды на очаг пожара может производиться на скорости до 120 км в час. Скорость истечения воды около 700 литров в секунду. Время закрытия сливного клапана после слива около 8 секунд. При этом скорость полёта ограничена 80 км в час. Потеря воды из ВСУ в полёте не более 8 литров в минуту.
Конструкция ВСУ-15А аналогична. Это устройство предназначено для работы с вертолётом Ми-26Т, и рассчитано на забор 15 тонн воды. Просто всё больше. Ёмкость, количество боковых стропов подвеса. Ленточная стропа длиннее, выдерживает 80 тонн на разрыв. Верхний обод собирается из шести секций, а не из четырёх. Конструкция Механизма Управления полностью аналогична ВСУ-5А.
Практика применения данных устройств выявила следующую проблему. Даже 15 тонн воды, сброшенные на лесной пожар недостаточно эффективны. Горение на поверхности прекращается, но высокая температура быстро высушивает её. Достаточно лёгкого ветерка, и дерево разгорается снова. Поэтому в дополнение к ВСУ применяется ещё одна система – СДП. Система добавления пенообразователя. Специального вещества, образующего пену. А при попадании на горящую поверхность – плёнку, препятствующую доступу атмосферного кислорода. Представляет из себя ёмкость, объёмом 250 литров для ВСУ-5А, и три идентичные для ВСУ-15А. В нижней части такой конструкции расположен электромагнитный клапан. СДП управляется блоком управления, построенном на основе микроконтроллера Atmel ATmega16. В микроконтроллер заносятся данные о объёме залитого пенообразователя, его плотности, объёме мягкой ёмкости, Он рассчитывает необходимое количество добавки, время, на которое надо открыть клапан, ведёт учёт количества сливов, объём оставшегося пенообразователя. При нажатии оператором кнопки «Добавка» на пульте управления, контроллер открывает клапан СДП на рассчитанное время. От клапана СДП внутрь мягкой ёмкости прокладывается шланг, по которому пенообразователь подмешивается в воду. Также разработаны специальные методики, при которых авиация работает совместно с наземными командами. Вертолёты массированными сбросами сбивают пламя, а наземные пожарные не дают ему вспыхнуть вновь. Помимо непосредственного тушения, данные устройства применяются для создания запаса воды в труднодоступных местах. Сооружается искусственный водоём, в который вертолёты сливают воду. Её используют наземные команды. Одна полная ВСУ-15А это пять заправок водой стандартной пожарной машины.
При тушении пожаров в городских условиях вертолет используется реже. И не только по причине дороговизны: действуя традиционным способом (сбрасывая воду на крышу здания), можно причинить больший ущерб, чем нанесет сам пожар, происходящий в одной из квартир. Поэтому конструкторы пытаются создать различные типы горизонтальных водяных и водо-дисперсных пушек.
Отдельной строкой можно выделить пожары нефтепродуктов и электроподстанций. Здесь использование воды невозможно, только пена.
Поэтому, в последнее время наметилась тенденция создания специализированных противопожарных вертолетов, гораздо более эффективных в применении. Водяной бак у них размещается либо внутри фюзеляжа, либо в его нижней части. Забор воды осуществляется в режиме висения с помощью всасывающих насосов за короткий промежуток времени. Сброс обеспечивается в нескольких режимах: как сразу, так и постепенно. Наиболее известные зарубежные фирмы, производящие такие пожарные системы, — Simplex, Isolair (США), Erickson (Австралия) и Aerotex (Германия). Отличительной особенностью этих систем является отсутствие жестких требований к размерам и глубине водоема.
В новую базовую комплектацию противопожарного вертолёта Ка-32А1, разработанного в ОАО «Камов», входят:
-водяной пластиковый бак;
-электрические водяные насосы;
-ёмкости для пенообразователя;
-горизонтальная водопенная пушка;
-вертикальная водопенная пушка;
-водяная помпа;
-спасательная лебёдка;
-десантно-спусковое устройство.
Транспортно-спасательные кабины ТСК-1, ТСК-2 и ТСК-3 предназначены для эвакуации людей с крыш, балконов или через оконные проемы верхних этажей зданий. ТСК-1 служит для спасения двух человек. Она перевозится в транспортной кабине. С помощью подвесной системы кабина соединяется с карабином троса электролебедки ЛПГ-300. В ТСК-2 можно перевозить 20 человек. При спасении людей эта кабина транспортируется на внешней подвеске вертолета. К месту пожара она доставляется на прицепе автомобиля. ТСК-3 обеспечивает перевозку 10 человек. В сложенном виде в транспортной кабине она перевозится к месту пожара и с помощью системы подвески соединяется со штатной внешней системой транспортировки крупногабаритных грузов.
Спусковое устройство Су-Р предназначено для десантирования людей и грузов на режиме висения. Карабин шнура Су-Р крепится к серьге замка на стреле штатной лебедки ЛПГ-300. Для спуска людей и груза используется проем двери транспортной кабины. Су-Р роликового типа состоит из четырех тормозных блоков, шнура для спуска, трех комплектов подвесной системы, трех пар защитных перчаток, трех защитных мотошлемов и т.д. Масса укомплектованного устройства не превышает 11 кг. Длина шнура — 50 м, масса десантника или груза не должна превышать 100 кг.
Аппаратура громкоговорящего устройства (звуковещательная установка ЗСВС) предназначена для внешнего оповещения с вертолета. Она состоит из усилителей П01-03, комплекта СПУ-9 и громкоговорителя П05-04. Звуковой сигнал подает оператор-пожарник, использующий микрофон гарнитуры ГСШ-А-18. Громкоговоритель состоит из шести рупорных головок по 75 Вт каждая, расположенных на подкосах основных опор шасси.
Пластиковый водяной бак с системой забора и сброса воды, объёмом 3000 литров. Вмонтирован непосредственно, в нижнюю часть фюзеляжа вертолёта. Благодаря этому, исключаются недостатки присущие противопожарным системам, располагающимся на внешней грузовой подвеске, таким как «Bambi Bucket». (Ограничение скорости полёта, разнос масс — дебалансировка, ограничения по глубине водоёма и опасность зацепа.) Забор воды осуществляется в режиме висения, из открытого водоёма, с помощью двух шноркельных электрических насосов за 1 минуту 20 секунд.
Система не критична к размерам и глубине водоёма. При каждом новом заборе, из двух дополнительных ёмкостей, общей вместимостью 300 литров, располагающихся в передней части фюзеляжа, в воду может добавляться пенообразователь, многократно усиливающего эффективность пламегашения. Сброс воды может производиться в нескольких режимах. В зависимости от расположения очага пожара от места забора воды, вертолёт Ка-32 может ориентировочно перевезти и вылить за час следующее количество воды:
-0,5 км — 50 тонн;
-3 км — 36 тонн;
-5 км — 28 тонн.
Водяной бак может дополняться системой «Спрей»- горизонтальными штангами — распылителями, позволяющими обрабатывать диспергентами и биопрепаратами нефтяную плёнку при аварийных разливах нефтепродуктов.
Дальность струи из горизонтальной телескопической водо-пенной пушки составляет около 45 метров, при производительности 40 л/сек. Это позволяет, как производить тушение водой или пеной верхних этажей высотных зданий, так и распылять воду на очаг пожара, не входя, непосредственно, в зону горения.
Вертикальная водо-пенная пушка, имеет такую же производительность, но предназначена для установки защитных пенных полос, тушения точечных, локальных очагов возгорания и заполнения водой переносных быстросборных открытых емкостей, для дальнейшего её использования наземными службами пожаротушения.
Давление воды в 8 атмосфер создаётся водяной помпой с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, мощностью 37 кВт.
Переключение на горизонтальную или вертикальную пушку осуществляется из кабины вертолёта.
При установке на стволы вертикальной и горизонтальной пушки, Установки Комбинированного Тушения Пожаров «ПУРГА», благодаря повышенной кратности пенообразования (от 20 до 70), возможно из 3000 литров воды, имеющихся на борту, получать от 60000 до 200000 литров пены.
Эвакуационно-десантное оборудование состоит из подъёмно — спасательной электролебёдки с поворотной стрелой, грузоподъёмностью 300 кг. и десантного спускового устройства «Су-Р».
Наибольший эффект применения данного вертолёта обеспечивается в процессе проведения работ и ликвидации:
-пожаров на верхних этажах и крышах высотных зданий;
-пожаров на нефтеналивных танкерах и баках;
-пожаров на предприятиях топливной, химической и нефтеперерабатывающей промышленности;
-пожаров в районах добычи нефти и газа;
-пожаров на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно — бумажной промышленности, лесах и сельскохозяйственных угодьях;
-создания защитных полос при лесных пожарах;
-крупномасштабных послеаварийных пожаров воздушных судов на земле, авариях и катастрофах на железнодорожном, морском и речном транспорте;
-создание сплошных пенных полос, на взлётно-посадочной полосе аэродрома, в случае аварийной посадки воздушного судна;
-эвакуации людей из мест, недоступным другим средствам спасения.
Сегодня специализированными системами пожаротушения оснащаются самые разные вертолеты: UH-1H (фирма Bell); вертолеты UH-60/S-70 Firehawk, S-76 и тяжелый S-64F Helitanker производства компании Sikorsky; агустовский A-119; AB-412 и AB-412EP объединения Agusta-Bell, BK-117 (Kawasaki), еврокоптеровские AS-332L, AS-350B, AS-35 °C, AS-350D, AS-365N. Среди российских вертолетов можно назвать Ка-32, Ми-14, к которым присоединился казанский «Ансат».
Однако наиболее эффективными и распространенными типами винтокрылых «пожарных» стоит признать лишь несколько.
UH-60/S-70 (Sikorsky) — один из самых массовых вертолетов среднего класса. Для тушения пожаров используется модификация Firehawk. Кроме собственно сброса воды, машина используется для эвакуации пострадавших, перевозки людей и десантирования. Внутри транспортной кабины могут размещаться до 14 десантников-пожарных. Для эвакуации пострадавших вертолет оснащается лебедкой грузоподъемностью 273 кг. В вертолете возможна установка медицинского оборудования. Заявляемая производителем вместимость бака, размещаемого в нижней части фюзеляжа, 3875 литров. Забор осуществляется шноркельным насосом за одну минуту.
Тяжелый S-64F Helitanker с баком объемом 9500 литров, созданный на базе «воздушного крана», уже много лет эксплуатируется в Южной Корее, Австралии, Мексике и США. Оборудование позволяет производить сброс воды в нескольких режимах. Заполнение бака происходит за 45 секунд. Однако у вертолета невысокая скорость полета, и он имеет большие габаритные размеры. Кроме того, низок ресурс лопаток двигателей турбин. Существенным недостатком также является невозможность использования вертолета для эвакуационно-спасательных работ.
Ми-14ПЖ «Элиминатор» был разработан в 1993 году германо-российской фирмой «Аэротек» при участии МВЗ им. М.Л. Миля. При переоборудовании использовали тральщик, на котором вместо военного оборудования установили бак емкостью 4000 литров и систему забора воды, позволявшую производить заправку на висении за 1,5–2 мин из источника глубиной не менее 0,3 м. Сброс воды предусмотрен в двух вариантах: ударном (залповом) и управляемом. В первом случае сброс происходит не более чем за 3 с, во втором — за 15 с. Вертолет может применяться днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, с неподготовленных площадок, в том числе высокогорных (до высоты 2000 м над уровнем моря). В 1994–1996 гг. 9 вертолетов Ми-14БТ и Ми-14ПЛ были переделаны в модификацию Ми-14ПЖ. Вертолет применяли для борьбы с пожарами в Испании и Португалии.
Свой вариант Ми-14ПЖ разработала украинская компания «Пассат». Характеристики машины и ее пожарного оборудования схожи с характеристиками вышеописанного аналога (например, используется бак для воды такой же емкости, однако вместо мотопомп для забора воды применены вакуумные электронасосы). Вертолет создавался на базе Ми-14БТ силами Севастопольского авиаремонтного завода Минобороны Украины. В декабре 1999 года на базе Государственного авиационного научно-испытательного центра ВС Украины прошли госиспытания вертолета. Машина получила положительное заключение и рекомендацию для выпуска установочной серии. Летом 2000 г. вертолет впервые применили для тушения лесного пожара в районе Ялты. В декабре того же года департамент авиатранспорта Украины выдал Ми-14ПЖ свой сертификат. Фирма «Пассат» и Севастопольский АРЗ переоборудовали второй такой вертолет, который прошел испытания в 2003 году.
Начиная с 2001 г. первый разработанный «Пассатом» Ми-14ПЖ эксплуатируется украинской авиакомпанией «Велес». В летние месяцы 2001 и 2002 годов вертолет принимал участие в тушении пожаров в Турции, а в 2003 году — в Греции. Летать пришлось в сильную жару, что не позволяло поднимать более 3 т воды. Согласно заявлениям разработчиков, несмотря на сложные условия эксплуатации (столбик термометра показывал в тени +40 °C), машина в целом зарекомендовала себя очень хорошо и продемонстрировала высокую эффективность тушения.
Было подсчитано, что доставка тонны воды пожарным вертолетом обходится в 5 раз дешевле, чем самолетом. Ведь вертолет может заполнять свои пожарные баки в любом близлежащем водоеме достаточной глубины.
Очень интересной считают совместную, российско-германскую разработку Ми-14 ПЖ "Элиминатор", появившуюся также в середине 90-х годов.
Достоинства
· Способность достигать недоступных для наземной пожарной техники и пожарных речных и морских судов очагов пожара.
· Независимость от оборудованных аэродромов (в сравнении с пожарным самолетом) или от размеров акватории используемых водоемов (в сравнении с пожарным гидросамолетом) — даже тяжелый вертолет способен использовать для взлета и посадки любую достаточного размера площадку и не нуждается в во взлетно-посадочной полосе.
· Гибкость боевого применения, — пожарный вертолет способен за считанные секунды сбросить до нескольких тонн (для тяжелого пожарного вертолета) воды как прицельно, зависнув над подлежащим ликвидации очагом пожара, так и туша пожар на площади (длина и ширина зоны тушения пожара варьируется соответственно горизонтальной скоростью и высотой боевого водосброса).
Единственный недостаток только в том, что вертолёт является дорогостоящей в эксплуатации техникой
Ни одно мероприятие по ликвидации последствий различных катастроф нельзя представить без участия спасательных вертолётов, которые выполняют разнообразные функции.
Сегодня геликоптер может быть мобильным госпиталем для оказания первой неотложной врачебной помощи и доставки пострадавшего в медицинское учреждение. Также это высокотехнологическое устройство эффективно участвует в тушении пожаров в сложнейших условиях.
В настоящее время санитарный и пожарный вертолёты являются незаменимыми помощниками для спасателей. Этому воздушному транспорту можно доверить решение таких задач, которые порой не под силу человеку.
Продолжение следует
Дважды Герой Советского Союза, провёл 90 воздушных боёв и лично сбил 35 самолётов противника.
Но, несмотря на две звезды Героя, он так и остался в звании капитана и после войны был уволен из Вооруженных Сил, по сути - просто изгнан.
Адреналиновый наркоман? Найдите в Дзене «Судьба играет человеком» на канале "Ветеран ВПК".