47. Противопожарная система. Контрольные мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность. Противопожарное оборудование. Огнегасящие составы

Возможность возникновения пожара в процессе эксплуатации летательного аппарата обусловлена следующими факторами:

• наличием на борту больших количеств горючих материалов;

• самовоспламеняемостью топлив и масел при попадании их на горячую поверхность двигателя и агрегатов силовой установки;

• расположением топливных баков близко от работающих двигателей;

• различного рода летными и чрезвычайными происшествиями, вызываемыми разрушением отдельных агрегатов, нарушением правил пожарной безопасности, инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию летательных аппаратов;

• взрывом паров топлива в надтопливном пространстве баков или в другом замкнутом объеме при возникновении в этой зоне пламени.

Источником воспламенения топлива могут быть повреждения отдельных участков электропроводки или разряды статического электричества, которые образуются из-за трения обшивки летательного аппарата о воздух во время полета, а также во время заправки топливных баков вследствие трения топлива при движении его в шлангах топливозаправщика.

Пожарная опасность различных топлив зависит от их химического состава и условий, в которых они находятся. Установлено, что при одинаковых условиях быстрее воспламеняются более тяжелые топлива, которые легче окисляются, образуя взрывоопасные смеси. Так, керосины самовоспламеняются при температуре на 100⁰ С ниже, чем бензины. Еще легче воспламеняются гидравлические жидкости и смазочные масла. При авариях летательного аппарата они образуют первые очаги пламени, а от них уже загорается топливо.

Топливо от внешнего источника загорается только тогда, когда над ним образуется такая смесь паров топлива с воздухом, которая способна воспламеняться. Для авиационных топлив при атмосферном давлении нижний предел воспламенения (самая бедная смесь способная гореть) соответствует значению коэффициента избытка воздуха 1,4, а верхний предел (самая богатая смесь, способная гореть) имеет коэффициент избытка воздуха 0,5.

Образование взрывоопасных смесей зависит от температуры топлива. Существуют нижний и верхний температурные пределы образования взрывоопасных смесей. За нижний предел принимают ту минимальную температуру топлива, при которой давление его паров достигает величины, когда в закрытом пространстве бака образуется взрывоопасная смесь. При дальнейшем охлаждении топлива смесь обедняется настолько, что становится трудновоспламеняющейся. Максимальную температуру топлива, при которой смесь его сохраняет взрывные свойства, принимают за верхний предел. Уменьшение возможности возникновения пожара на летательном аппарате, быстрая его локализация и тушение осуществляются путем конструктивных мероприятий, установки противопожарного оборудования, заполнения баков нейтральным газом, повышения эффективности противопожарных средств и надежности сигнализации.

Контрольные мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность

Одним из главных мероприятий, обеспечивающих безопасность полета, является создание на летательном аппарате условий, при которых предотвращается возможность возникновения и распространения пожара. Для этих целей в конструкцию гондол вводят герметизирующие перегородки, трубопроводы, проходящие в зоне горячих деталей двигателя, выполняют из жаропрочных материалов, гибкие соединения выносят за противопожарные перегородки, применяют термостойкую изоляцию электрожгутов.

Агрегаты топливных, масляных и гидравлических систем обычно располагают в холодной зоне силовой установки по возможности компактно. В горячей зоне не допускается применение электрона и других горючих материалов, трудно поддающихся тушению. Все сильно нагреваемые агрегаты и части двигателя охлаждают. Воздухозаборники и выходные щели в смежных отсеках силовых установок размещают со сдвигом между собой для исключения переброса пламени при пожаре из одного отсека в другой. Обеспечивают возможность быстрого выключения двигателей и флюгирования воздушных винтов на ПД и ТВД при получении сигналов об аварийном состоянии последних.

В заборной топливной магистрали устанавливают пожарный кран, перекрывающий доступ топлива к двигателю. Место установки крана выбирают таким образом, чтобы свести к минимуму количество топлива, которое может быть выработано двигателем после перекрытия крана. Топливные магистрали располагают в пожаробезопасной зоне силовой установки и по возможности защищают от разрушения при аварийной посадке летательного аппарата.

Двигатели целесообразно размещать на пилонах под крылом или в хвостовой части фюзеляжа. Крепление двигателей на пилонах можно осуществлять так, чтобы в случае необходимости их можно было сбросить. Для уменьшения вероятности возникновения пожара при аварийной посадке желательно создавать самолет с высокорасположенным крылом или размещать двигатели над крылом. Группы топливных баков, расположенные в крыле, необходимо разделять одну от другой перегородками, а лонжероны, нервюры, шпангоуты и контейнеры в этих местах должны иметь герметические стенки. Масляные баки в гондолах располагают так, чтобы в случае их течи содержимое не попадало на горячие детали двигателя.

По условиям компоновки топливных и масляных систем должна исключаться всякая возможность скопления горючих жидкостей и их паров. Выводы магистралей (патрубков) слива топлива в полете выносят из зоны выхода горячих газов. При включении в работу системы пожаротушения предусматривается прекращение продува гондол путем полного закрытия заслонок продува подкапотного пространства и лент (клапанов) перепуска воздуха. Электрооборудование, расположенное в местах возможного скопления паров топлива, должно быть взрывобезопасной конструкции. В электрической сети необходимо предусматривать выключатели, позволяющие отключать при пожаре источники электрического питания и участки сети, без которых возможно продолжение полета и обеспечение посадки. Для уменьшения возможности возникновения пожара в кабине летательного аппарата большую часть бытового оборудования изго­товляют из невоспламеняющихся материалов.

На летательных аппаратах с расположением силовых установок в непосредственной близости от кабин экипажа или пассажиров устанавливают перегородки, отделяющие силовую установку от кабин и препятствующие распространению в кабине огня и дыма. В то же время в кабинах предусматривают аварийные выходы, обес­печивающие возможность быстрого покидания летательного аппарата.

Среди других конструктивных мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности, необходимо отметить применение систем контроля важнейших параметров работы двигателя и систем сигнализации о неисправностях его работы, установку температурно разгрузочных клапанов в топливных системах, обеспечение металлизации всех частей летательного аппарата, установку надежного заземления и кисточных разрядников статического электричества, наличие устройств, прекращающих подачу воздуха в герметическую кабину при пожаре силовой установки.

Противопожарное оборудование

Противопожарное оборудование на современных летательных аппаратах принципиально одинаковое. Оно включает системы сигнализации, системы тушения пожара и переносные огнетушители. Первые предназначены для того, чтобы своевременно обнаружить пожар, предупредить о его появлении экипаж и автоматически привести в действие первую очередь системы тушения пожара. Вторые необходимы для обеспечения поступления огнегасящего вещества из баллонов к очагу пламени.

Надежность работы системы сигнализации может быть обеспечена, если будут выполнены следующие предъявляемые к ней требования:

• быстрота действия; время выдачи сигнала с момента возникновения пожара не должно превышать 3 сек;

• многократность действия и надежность работы во всех условиях эксплуатации;

• быстрое возвращение системы в исходное положение после прекращения пожара;

• отсутствие подачи ложных сигналов;

• работоспособность датчиков-сигнализаторов при вибрациях и других нагрузках, возникающих в эксплуатации; датчики не должны быть чувствительными к попаданию на них масла, топлива, воды и рабочих жидкостей гидравлических систем;

• простота эксплуатации, возможность проверки работоспособности отдельных элементов системы перед полетом без снятия их с летательного аппарата.

Чувствительным элементом системы сигнализации служат специальные датчики. По принципу действия их можно подразделить на две группы. Первая группа датчиков реагирует на максимальную температуру, тогда как температура, при которой срабатывают датчики второй группы, зависит от скорости ее нарастания (дифференциальные датчики). К первой группе относятся полупроводниковые, биметаллические (мембранные) и некоторые другие типы датчиков.

Огнегасящие составы.

Эффективность систем тушения пожара в значительной мере определяется эффективностью используемых огнегасящих веществ. К числу основных требований, предъявляемых к этим веществам, относятся: высокая огнегасящая эффективность, стабильность свойств при эксплуатации и длительном хранении, безопасность в обращении и отсутствие вредного воздействия на применяемые материалы.

Длительное время в авиационных системах тушения пожара в качестве огнегасящего вещества применялась жидкая углекислота, из 1 кГ которой при нормальных атмосферных условиях образуется 506 л углекислого газа. Последний переходит в жидкость при температуре 0° С под давлением 35,5 кГ/см².

В наполненных баллонах часть жидкой углекислоты переходит в газообразное состояние. Если выпускать ее из баллона, держа последний вентилем вверх, то углекислота будет выбрасываться в виде газа. Такой способ применяют в системах нейтральных газов для подачи углекислого газа в надтопливное пространство баков. Если же углекислоту выпускать из баллонов под давлением ее собственных паров через заранее вставленную сифонную трубку или держать баллон вентилем вниз, то углекислота будет выбрасываться в жидком состоянии (в виде хлопьев снега). Эти хлопья, испаряясь на горячих поверхностях, создают большую плотность газа в зоне горения, понижая процентное содержание кислорода до того предела, ниже которого он уже не может поддерживать горение, понижают температуру, а при достаточном количестве газа прекращают возможность горения.

Преимущество углекислоты по отношению к другим огнегасящим веществам состоит в том, что она безвредна для любых предметов, подвергаемых ее действию. К недостаткам относится ее большая потребная огнегасящая концентрация (23,5% по объему) и уменьшение эффективности при понижении температуры. Последнее объясняется тем, что при понижении температуры давление насыщенных паров углекислоты резко уменьшается, что приводит к вялому выбросу ее из баллона в случае срабатывания системы при отрицательных температурах. Так, при температуре минус 40° С время разряда огнетушителя типа ОСУ-4 (вес заряда 5,7 кГ) составляет 11 сек, тогда как при температуре плюс 40° С — 5 сек. Если учесть сопротивление трубопроводов при разрядке баллона, то время выброса заряда при отрицательных температурах достигает 15—18 сек, В настоящее время в качестве огнегасящего состава получил распространение состав «3,5», состоящий из 70% бромистого этила и 30% углекислоты. Пары чистого бромистого этила при содержании их в воздухе в пределах 6,75—11,25% (объемных) воспламеняются под действием мощного импульса (электрической дуги, раскаленной добела металлической спирали и т. п.). От пламени бензина, спирта и других горючих материалов смесь бромистого этила с воздухом не воспламеняется. Тем не менее, в связи с отмеченными недостатками, бромистый этил в чистом виде в качестве огнегасящего состава не применяется.

Состав «3,5» не воспламеняется от любых источников зажигания. При нормальных условиях это жидкость с удельным весом 1,28 кГ/л и температурой замерзания ниже минус 60⁰С. Такое название этот состав получил в связи с тем, что его потребная огнегасящая концентрация (6,7% объемных) в 3,5 раза ниже, чем углекислоты. Состав «3,5» действует почти с одинаковой эффективностью в диапазоне температур ±60° С.

К недостаткам состава «3,5» относятся коррозионная активность бромистого этила к алюминиевым и магниевым сплавам и токсичность. Для защиты этих материалов от коррозии в бромистый этил вводят присадку хлороформа в количестве 4,2% от веса бромистого этила. Так как упругость насыщенных паров состава «3,5» незначительна, то для повышения давления выброса огнетушители необходимо дозаряжать азотом до 85—90 кГ/см². При подаче состава «3,5» в подкапотное пространство он быстро испаряется, образуя смесь паров бромистого этила и углекислого газа. При нормальных атмосферных условиях из 1 л состава образуется около 150 л углекислого газа и 140 л бромистого этила.

Для ликвидации очага пламени во внутренних полостях двигателей используют состав «7», содержащий 20% бромистого этила и 80% бромистого метилена. Удельный вес этой жидкости при температуре 20°С—2,51 кГ/л, температура кипения — 38—98° С, температура замерзания — ниже минус 70" С, огнегасящая концентрация составляет 3% (объемных).

Среди других огнегасящих составов наиболее перспективным является дибромтетрафторэтан, или фреон. Потребная огнегасящая концентрация его примерно в 3 раза меньше, чем у состава «3,5». В обычных условиях это бесцветная жидкость с удельным весом 2,18 кГ/л, температурой кипения 47⁰ С и температурой замерзания минус 112° С. Фреон наряду с бромом содержит фтор, который в значительной степени снижает коррозионную активность брома. Фреон не вступает в реакцию с алюминиевым и магниевыми сплавами. Попадая в масляные полости двигателя при непреднамеренной разрядке огнетушителя, он не оказывает вредного влияния на физико-химические свойства масла. Кроме того, фреон более удобен и прост в эксплуатации, поскольку является однокомпонентным, готовым к применению составом.