Email this article Анализ возможности применения аэрокосмических технологий для тушения пожаров
- Authors: 1, 1
-
Affiliations:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
- Issue: Vol 1 (2025)
- Pages: 302-303
- Section: ЧАСТЬ I. Теоретическая и прикладная механика
- Submitted: 24.05.2025
- Accepted: 26.06.2025
- Published: 02.11.2025
- URL: https://rjpbr.com/osnk-sr2025/article/view/680317
- ID: 680317
Cite item
Full Text
Abstract
Обоснование. В настоящее время одной из актуальных проблем в области экологической безопасности и устойчивого развития является борьба с пожарами на объектах повышенной пожароопасности, таких как нефтеперерабатывающие заводы, нефтехранилища, склады горюче-смазочных материалов и боеприпасов. Эти объекты представляют значительную угрозу для окружающей среды из-за высокого риска масштабных выбросов вредных веществ и разрушения экосистем. Однако тушение таких пожаров осложняется рядом факторов: ограниченная дальность действия пожарных насосов, интенсивное тепловое излучение и сильное задымление, — что препятствует приближению пожарной техники на необходимое расстояние.
Цель — предложить решение обозначенных проблем с применением аэрокосмических технологий.
Методы. В рамках решения данной проблемы предлагается инновационное техническое решение, основанное на использовании передовых технологий аэрокосмической промышленности. В качестве насосов для подачи огнетушащих веществ предлагается использовать элементы турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), такие как шнекоцентробежные насосы окислителя или горючего. Они обладают высокой степенью повышения давления и способны обеспечивать значительные расходы огнетушащих средств. Для минимизации затрат целесообразно использовать насосы, снятые с эксплуатации или неиспользуемые испытуемые прототипы. Однако для привода таких насосов требуется высокая мощность, которую неэффективно получать с помощью традиционных электродвигателей или двигателей внутреннего сгорания.
В качестве источника энергии предлагается использовать газотурбинные двигатели (ГТД), которые обладают высокой мощностью при относительно компактных размерах. Для снижения затрат и повышения экологической эффективности рекомендуется применять выработавшие ресурс ГТД, снятые с летательных аппаратов. Такие двигатели уже успешно используются в газоперекачивающих установках, что подтверждает их надежность и экономическую целесообразность. Особое внимание уделяется турбовальным двигателям от вертолетов, поскольку их конструкция изначально рассчитана на передачу мощности через вал, что позволяет легко адаптировать их для работы с насосами.
В качестве примера предлагается использовать турбовальный двигатель ТВ3-117 в сочетании с насосом горючего от турбонасосного агрегата РД-107. Такая установка позволяет создать эффективную систему пожаротушения без значительных изменений в конструкции двигателя и насоса. Двигатель работает на крейсерской мощности около 1100 кВт, а шнекоцентробежный насос обеспечивает высокую производительность. Соединение элементов осуществляется через мультипликатор, что делает установку компактной и экономичной.
Предложенное решение не только повышает эффективность тушения пожаров на объектах повышенной опасности, но и способствует устойчивому развитию за счет вторичного использования списанных установок аэрокосмической промышленности. Это соответствует современным тенденциям в области экологической безопасности, энергоэффективности и утилизации отходов. Использование таких установок позволяет снизить экологический ущерб от пожаров, минимизировать затраты на создание новых систем пожаротушения и способствовать внедрению инновационных технологий в области защиты окружающей среды.
Основные параметры представлены в табл. 1. Конструктивная схема предлагаемой силовой установки представлена на рис. 1.
Таблица 1. Характеристики насосов и двигателя ТВ3-117 [1]
Насос | Расход, кг/c | Напор, МПа | Мощность, кВт |
Насос горючего РД-107 | 91,4 | 8,9+ | 1545 |
Двигатель | Летательный аппарат | Мощность максимальная, кВт | Мощность, крейсерская кВт |
ТВ3-117 | Ми-28, Ка-50, Ка-52 и др. | 1618 | 1103 |
Рис. 1. Конструктивная схема совмещения насоса и турбовального двигателя
Результаты. Таким образом, данное исследование предлагает новый подход к решению глобальной проблемы пожаров на объектах повышенной опасности, сочетающий в себе передовые технологии аэрокосмической отрасли, принципы устойчивого развития и экологической безопасности. Это открывает перспективы для дальнейшего развития современных материалов и технологий, направленных на сохранение окружающей среды и снижение антропогенного воздействия на планету.
Выводы. Предложено решение проблем тушения больших пожаров с применением достижений аэрокосмической техники. Разработана конструктивная компановка агрегата с использованием ТВ3-117, насоса окислителя турбонасосного агрегата РД-107 и мультипликатора. Доказана эффективность установки путем сравнительного анализа характеристик.
Full Text
Обоснование. В настоящее время одной из актуальных проблем в области экологической безопасности и устойчивого развития является борьба с пожарами на объектах повышенной пожароопасности, таких как нефтеперерабатывающие заводы, нефтехранилища, склады горюче-смазочных материалов и боеприпасов. Эти объекты представляют значительную угрозу для окружающей среды из-за высокого риска масштабных выбросов вредных веществ и разрушения экосистем. Однако тушение таких пожаров осложняется рядом факторов: ограниченная дальность действия пожарных насосов, интенсивное тепловое излучение и сильное задымление, — что препятствует приближению пожарной техники на необходимое расстояние.
Цель — предложить решение обозначенных проблем с применением аэрокосмических технологий.
Методы. В рамках решения данной проблемы предлагается инновационное техническое решение, основанное на использовании передовых технологий аэрокосмической промышленности. В качестве насосов для подачи огнетушащих веществ предлагается использовать элементы турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), такие как шнекоцентробежные насосы окислителя или горючего. Они обладают высокой степенью повышения давления и способны обеспечивать значительные расходы огнетушащих средств. Для минимизации затрат целесообразно использовать насосы, снятые с эксплуатации или неиспользуемые испытуемые прототипы. Однако для привода таких насосов требуется высокая мощность, которую неэффективно получать с помощью традиционных электродвигателей или двигателей внутреннего сгорания.
В качестве источника энергии предлагается использовать газотурбинные двигатели (ГТД), которые обладают высокой мощностью при относительно компактных размерах. Для снижения затрат и повышения экологической эффективности рекомендуется применять выработавшие ресурс ГТД, снятые с летательных аппаратов. Такие двигатели уже успешно используются в газоперекачивающих установках, что подтверждает их надежность и экономическую целесообразность. Особое внимание уделяется турбовальным двигателям от вертолетов, поскольку их конструкция изначально рассчитана на передачу мощности через вал, что позволяет легко адаптировать их для работы с насосами.
В качестве примера предлагается использовать турбовальный двигатель ТВ3-117 в сочетании с насосом горючего от турбонасосного агрегата РД-107. Такая установка позволяет создать эффективную систему пожаротушения без значительных изменений в конструкции двигателя и насоса. Двигатель работает на крейсерской мощности около 1100 кВт, а шнекоцентробежный насос обеспечивает высокую производительность. Соединение элементов осуществляется через мультипликатор, что делает установку компактной и экономичной.
Предложенное решение не только повышает эффективность тушения пожаров на объектах повышенной опасности, но и способствует устойчивому развитию за счет вторичного использования списанных установок аэрокосмической промышленности. Это соответствует современным тенденциям в области экологической безопасности, энергоэффективности и утилизации отходов. Использование таких установок позволяет снизить экологический ущерб от пожаров, минимизировать затраты на создание новых систем пожаротушения и способствовать внедрению инновационных технологий в области защиты окружающей среды.
Основные параметры представлены в табл. 1. Конструктивная схема предлагаемой силовой установки представлена на рис. 1.
Таблица 1. Характеристики насосов и двигателя ТВ3-117 [1]
Насос | Расход, кг/c | Напор, МПа | Мощность, кВт |
Насос горючего РД-107 | 91,4 | 8,9+ | 1545 |
Двигатель | Летательный аппарат | Мощность максимальная, кВт | Мощность, крейсерская кВт |
ТВ3-117 | Ми-28, Ка-50, Ка-52 и др. | 1618 | 1103 |
Рис. 1. Конструктивная схема совмещения насоса и турбовального двигателя
Результаты. Таким образом, данное исследование предлагает новый подход к решению глобальной проблемы пожаров на объектах повышенной опасности, сочетающий в себе передовые технологии аэрокосмической отрасли, принципы устойчивого развития и экологической безопасности. Это открывает перспективы для дальнейшего развития современных материалов и технологий, направленных на сохранение окружающей среды и снижение антропогенного воздействия на планету.
Выводы. Предложено решение проблем тушения больших пожаров с применением достижений аэрокосмической техники. Разработана конструктивная компановка агрегата с использованием ТВ3-117, насоса окислителя турбонасосного агрегата РД-107 и мультипликатора. Доказана эффективность установки путем сравнительного анализа характеристик.
About the authors
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Author for correspondence.
Email: cheskiydanya@yandex.ru
студент, группа 2408-240502D, институт двигателей и энергетических установок
Russian Federation, СамараСамарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Email: cheskiydanya@gmail.com
студент, группа 2408-240502D, институт двигателей и энергетических установок
Russian Federation, СамараReferences
- Богданов А.Д., Калинин Н.П., Кривко А.И. Турбовальный двигатель ТВ3-117ВМ: конструкция и техническое обслуживание: учебное пособие. Москва: Воздушный транспорт, 2000. 392 с.
Supplementary files
