И клюнул жареный петух
В русском языке петух не только жареный, но и красный, как символ пожаров. Сам пожар, как правило, неожиданный, а потому страшный и непредсказуемый.
В последние годы горела и соседняя Европа, и заокеанская Америка. Почему мы решили, что Россию минует чаша сия? И минует ли она нас в будущем году? И готовы ли мы встретить ее снова во всеоружии? Ведь существует, например, проблема верховых лесных пожаров, с которыми бороться крайне тяжело.
А вот в Сарове догадываются, как это делать — есть заявка на патент, на которую получено положительное решение. Способ был предложен руководителем научно-учебной гидродинамической лаборатории СарФТИ НИЯУ «МИФИ» Евгением Евграфовичем Мешковым. Он является специалистом в области исследований гидродинамических неустойчивостей, его работы получили известность и признаны на мировом уровне. С середины 1960-х годов он проводит такие исследования во ВНИИЭФ, а последние десять лет — в СарФТИ. После выхода на пенсию в 2009 году он перешел на работу в саровский институт. В настоящее время в лаборатории под его руководством проводятся работы по исследованию гидродинамических неустойчивостей, как фундаментального, так и прикладного характера. Одним из направлений прикладных исследований является исследования тушения пламени диспергированной водой (ДВ). В работе принимают участие сотрудники ВНИИЭФ и СарФТИ (в том числе студенты и даже старшеклассники наших школ).
— Но что общего между гидродинамическими неустойчивостями, ДВ и тушением пожаров?
— Вода идеально подходит к тушению пламени — она доступна, экономична и не создает экологических загрязнений, но существующие методы ее использования далеки от совершенства. Тушат пожар чаще всего компактной струей воды. Но при этом способе используется всего 5%, остальная проливается вхолостую. Есть более эффективный способ. Он предполагает
— Чем определяется эффективное тушение пламени именно ДВ?
— Горение — это химическая реакция. При лесном (верховом) пожаре горят газообразные продукты пиролиза древесины, смешанные с воздухом. Все мы знаем еще из школьного курса химии, что скорость химической реакции чрезвычайно сильно зависит от температуры. Уменьшите резко температуру в зоне реакции горения, и оно прекратится. Именно это и происходит при попадании ДВ в зону химической реакции горения. По своим теплофизическим свойствам вода является своеобразным рекордсменом — для испарения одного грамма необходимо затратить более 2 кДж энергии. Для сравнения при взрыве 1 г тротила выделится 4 кДж. При попадании ДВ в зону химической реакции горения происходит «антивзрыв», и горение прекращается.
— Как в вашей лаборатории получают ДВ?
— В нашей статье, опубликованной в журнале «Физика горения и взрыва» (2006 г., № 1) описан метод получения облака ДВ при помощи электрического взрыва. Это очень простые и недорогостоящие эксперименты, но они позволяют сделать ряд важных выводов.
— А без взрыва можно создавать ДВ?
— Поскольку для тушения больших объемов пламени требуется получение больших объемов ДВ за короткое время, то не обойтись без использования мощных импульсных источников энергии. Но это необязательно взрывчатое вещество. Возможно применение, например, газовых горючих (или детонирующих) смесей. Такие источники энергии используются в нашей лаборатории. Возможно также использование перегретой воды. При сбрасывании давления до атмосферного она превращается в смесь ДВ и пара и очень эффективно тушит пламя.
— Почему сейчас ДВ широко не используется в тушении пожаров?
— На самом деле технология тушения пожаров при помощи ДВ сейчас развивается во всем мире, но процесс этот происходит медленно. Одна из причин — трудности доставки ДВ в пламя. С какой бы скоростью вы ни бросили капельку ДВ, она затормозится на малых расстояниях. Для того чтобы обойти эту трудность, сотрудник ИТМФ Сергей Цыкин предложил использовать тонкостенные капсулы с водой. Такие капсулы размером 3−5 мм могут забрасываться достаточно глубоко в зону пожара, через несколько секунд они взрываются, образуя облако смеси ДВ и пара. Исследование процесса взрыва таких капсул ведется в нашей лаборатории с конца 2007 года в рамках проекта МНТЦ. В результате возникла идея создания устройства, которое постоянно генерирует смесь ДВ и пара. Предполагается, что это переносное устройство может быть использовано для тушения и низовых лесных пожаров.
На основе результатов исследований парового взрыва капсулы с водой предложен новый простой способ оповещения о пожаре (заявка № 2007144222/09 (048452) от 28.11.2007, получено решение на выдачу патента).
— В чем суть вашего способа борьбы с верховыми лесными пожарами?
— Для этого предполагается использовать переносное устройство типа миномета, который стреляет «водяными ядрами» с объемом 1 и более литров, забрасывая их на высоты более 20−30 и более метров. Под действии гидродинамических сил (в том числе гидродинаимческих неустойчивостей) такое ядро в полете должно рассыпаться на капли. Оно ускоряется под давлением продуктов горения или детонации газовых смесей.
— У вас уже есть такое устройство?
— Нет, пока это были только эксперименты на лабораторной модели масштабом примерно 1:100 (по объему).
— Ваши дальнейшие планы?
— Наша лаборатория будет продолжать исследования разработок в этом направлении. Их объем будет зависеть от финансирования. Но я думаю, такие крупные предприятия, как ВНИИЭФ, ВНИИТФ и другие зарубежные национальные ядерные лаборатории могли бы стать площадками для таких исследований и, в конечном итоге, решили бы задачи пожаротушения. Здесь есть условия, каких нет, допустим, во ВНИИ противопожарной обороны, — взрывных технологий, новых методов расчета, других инструментов.
Между изобретением Е. Мешкова и внедрением его в жизнь огромный разрыв. Возможно, в союзе с ВНИИИЭФ и МЧС зарегистрированное изобретение найдет поддержку у потенциального заказчика. И хотя бы сейчас, после серьезного щипка красного жареного петуха, исследования лаборатории саровского института выйдут на другой уровень?
Елена БАБИНОВА
Николай Анохин
***
Пожары умеем тушить лишь водой,
И правнукам нашим жить с этой бедой...