RU2745024C1

RU2745024C1 - Aviation extinguishing system for helicopter ka-32 type

Info

Publication number: RU2745024C1
Application number: RU2020124212A
Authority: RU
Inventors: Георгий Владимирович Зевиг; Сергей Владимирович Советов; Николай Петрович Черкасов
Original assignee: Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов")
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2021-03-18

Abstract

FIELD: aviation industry.SUBSTANCE: invention relates to fire extinguishing equipment using helicopters. The aviation fire extinguishing system contains a water tank (1), the internal cavity of which is divided into four compartments, a water intake pump (2), consisting of a swivel pipe (3), a water intake hose (4), a suspension cable (5), a winch (6) for pulling a water intake pump (2) with a sleeve (4) in the transport position, a foam concentrate tank (9), a pump for feeding the foam concentrate into the tank, a horizontal fire extinguishing system. The barrel of the horizontal fire extinguishing system has a folding structure with a sealed pipe swivel joint, a heating system for operation at low ambient temperatures, an electric drive for opening the tank for a complete discharge of extinguishing liquid in case of emergency power outage of the helicopter's power supply system or by a signal from the pilot's console.EFFECT: expanded operating temperature range, increased flight speed, simplified piloting technique when landing a helicopter, and increased volume of transported extinguishing fluid.1 cl, 3 dwg

Description

Авиационная система пожаротушения вертолетов относится к области авиации, в частности к системам пожаротушения вертолетов, используемых для борьбы с природными и техногенными пожарами на территориях и пожарами в зданиях и сооружениях, для доставки адсорбирующих жидких веществ, а также веществ для создания заграждений от распространения вредных веществ на водных поверхностях.The aviation fire extinguishing system for helicopters belongs to the field of aviation, in particular, to the fire extinguishing systems of helicopters used to fight natural and man-made fires in territories and fires in buildings and structures, to deliver adsorbent liquid substances, as well as substances to create barriers against the spread of harmful substances to water surfaces.

Из уровня техники известна система горизонтального, вертикального и бокового пожаротушения на базе вертолета (патент RU 99447). Недостатками данной системы являются узкий температурный диапазон эксплуатации от 5°С выше температуры замерзания огнегасящей жидкости до температуры плюс 45°С, ограничение скорости полета вертолета не более 150 км/ч, ввиду дополнительного аэродинамического сопротивления, оказываемого навесным оборудованием, в частности левого и правого баков пенообразователя, водозаборного насоса с рукавом; сложная техника пилотирования вертолета, связанная с укладкой при посадке свисающего вниз рукава с водозаборным насосом на посадочную площадку, с целью недопущения попадания водозаборного насоса под колеса шасси; низкий коэффициент использования полезной нагрузки вертолета, связанный с малым объемом бака 3 м³ огнегасящей жидкости и отсутствие возможности заправки водой напорным рукавом от наземного источника.A system of horizontal, vertical and lateral fire extinguishing based on a helicopter is known from the prior art (patent RU 99447). The disadvantages of this system are a narrow temperature range of operation from 5 ° C above the freezing point of the extinguishing liquid to a temperature of plus 45 ° C, limiting the flight speed of the helicopter to no more than 150 km / h, due to the additional aerodynamic resistance provided by attachments, in particular the left and right tanks foaming agent, water intake pump with a sleeve; sophisticated helicopter piloting technique, associated with the laying of the downward-hanging hose with a water intake pump on the landing pad during landing, in order to prevent the water intake pump from getting under the wheels of the landing gear; low utilization rate of the helicopter payload associated with a small tank volume of 3 m ^{3 of} extinguishing liquid and the inability to fill the pressure hose with water from a ground source.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является вертолетная установка тушения пожара (патент RU 2097276), содержащая емкость, подвешенную к узлам фюзеляжа, систему рукавов и трубопроводов с арматурой, коллектор с форсунками, насосы, размещенные в герметичной камере, эжектор, систему подтяга всасывающего рукава.The closest in technical essence to the proposed solution is a helicopter fire extinguishing installation (patent RU 2097276), containing a container suspended from the fuselage nodes, a system of hoses and pipelines with fittings, a manifold with nozzles, pumps located in a sealed chamber, an ejector, a suction pull-up system sleeves.

Недостатком данной установки являются уменьшение полезного объема транспортной кабины из-за наличия размещенной внутри фюзеляжа вертолета системы подтяга всасывающего рукава. Составные элементы этой системы, содержащие лебедку, систему блоков и трос размещены внутри транспортной кабины и занимают ее полезный объем, и так же высокая трудоемкость установки системы подтяга, связанная с доработкой фюзеляжа под установку распределенных по всей длине фюзеляжа элементов системы.The disadvantage of this installation is a decrease in the useful volume of the transport cabin due to the presence of a suction hose lift system located inside the helicopter fuselage. The constituent elements of this system, containing a winch, a system of blocks and a cable, are placed inside the transport cabin and occupy its useful volume, as well as the high labor intensity of installing the pull system, associated with the modification of the fuselage for the installation of system elements distributed along the entire length of the fuselage.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание авиационной системы пожаротушения вертолетов типа Ка-32, которая исключает указанные выше недостатки.The technical objective of the claimed invention is to create an aviation fire extinguishing system for helicopters of the Ka-32 type, which eliminates the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый при реализации предполагаемого изобретения, заключается в расширении температурного диапазона эксплуатации, увеличении скорости полета, упрощении техники пилотирования при посадке вертолета, увеличении объема перевозимой огнегасящей жидкости, получении новой функциональной возможности по заправке огнегасящей жидкостью на земле, высвобождении полезного объема транспортной кабины от системы подтяга водозаборного насоса с рукавом, снижении трудоемкости монтажа системы пожаротушения.The technical result achieved by the implementation of the proposed invention consists in expanding the temperature range of operation, increasing the flight speed, simplifying the piloting technique when landing the helicopter, increasing the volume of transported extinguishing liquid, obtaining a new functionality for refueling with extinguishing liquid on the ground, releasing the useful volume of the transport cabin from systems for pulling up a water intake pump with a sleeve, reducing the labor intensity of installing a fire extinguishing system.

Указанный технический результат достигается применением авиационной системы пожаротушения для вертолетов, содержащей бак огнегасящей жидкости 4 м³, внутренняя полость которого разделена на четыре отсека посредством продольного лонжерона и поперечных перегородок, бак пенообразователя, водозаборный насос, лебедку подтяга насоса, систему горизонтального пожаротушения со складной конструкцией ствола с герметичным трубным поворотным шарниром и двумя фиксированными положениями, блок коммутации силовой, блок управления системой, пульт управления и индикации, два пульта оперативного управления. Бак огнегасящей жидкости установлен в нижней части фюзеляжа, бак пенообразователя, блок коммутации силовой и блок управления системой размещены внутри транспортной кабины фюзеляжа, пульт управления и индикации установлен в кабине пилотов, пульты оперативного управления летчика и штурмана установлены на ручках продольно-поперечного управления. Створки бака имеют обогрев для эксплуатации при низких температурах окружающей среды, автоматическое открытие створок бака для полного сброса воды при аварийном обесточивании системы пожаротушения обеспечивается конструкцией механизма управления створками, аварийный сброс может осуществляться по команде пилота при нажатии кнопки на пульте оперативного управления. Сброс жидкости может осуществляться залпово или поочередно регулированием величины открытия створок бака огнегасящей жидкости, или в горизонтальном направлении с использованием ствола горизонтального тушения.The specified technical result is achieved by using an aviation fire extinguishing system for helicopters containing a 4 m ³ extinguishing liquid tank, the internal cavity of which is divided into four compartments by means of a longitudinal spar and transverse partitions, a foam concentrate tank, a water intake pump, a pump pull-up winch, a horizontal fire extinguishing system with a folding barrel structure with a sealed pipe swivel joint and two fixed positions, a power switching unit, a system control unit, a control and display panel, two operational control panels. The extinguishing liquid tank is installed in the lower part of the fuselage, the foam tank, the power switching unit and the system control unit are located inside the transport cabin of the fuselage, the control and display panel is installed in the cockpit, the pilot and navigator control panels are installed on the longitudinal-transverse control handles. The tank flaps are heated for operation at low ambient temperatures, automatic opening of the tank flaps for complete water discharge in case of emergency power outage of the fire extinguishing system is provided by the design of the flap control mechanism, emergency reset can be carried out at the command of the pilot by pressing a button on the operating control panel. Liquid discharge can be carried out in salvo or alternately by adjusting the amount of opening of the fire extinguishing liquid tank flaps, or in the horizontal direction using a horizontal extinguishing barrel.

На фиг. 1-3 предоставлены эскизы авиационной системы пожаротушения.FIG. 1-3 sketches of the aviation fire extinguishing system are provided.

На фиг. 1 изображен общий вид авиационной системы пожаротушения вертолетов, которая содержит бак огнегасящей жидкости 1 объемом 4 м³, установленный в нише нижней части фюзеляжа вертолета и оборудованный штуцерами наземной заправки 12, расположенными на левом и правом борту фюзеляжа, водозаборный электроприводной насос 2, установленный на системе подвеса, состоящей из поворотного патрубка 3, водозаборного рукава 4, троса подвеса 5, лебедку 6 подтяга водозаборного насоса 2 с рукавом 4 в транспортное положение, размещенную на левой стенке в задней части бака огнегасящей жидкости 1, блок коммутации силовой 7 и блок управления системой 8, размещенные внутри транспортной кабины, бак пенообразователя 9 установленный внутри транспортной кабины и закрепленный к силовым шпангоутам и полу транспортной кабины, пульт управления и индикации 10 установлен в кабине пилотов над приборной доской, пульт оперативного управления 11 установлен на ручке продольно-поперечного управления летчика и штурмана.FIG. 1 shows a general view of an aviation fire extinguishing system for helicopters, which contains a tank of extinguishing liquid 1 with a volume of 4 m ³ , installed in a niche of the lower part of the helicopter fuselage and equipped with ground refueling fittings 12 located on the left and right side of the fuselage, an electric water intake pump 2 installed on the system suspension, consisting of a swivel pipe 3, a water intake hose 4, a suspension cable 5, a winch 6 pulling the water intake pump 2 with a hose 4 into the transport position, located on the left wall in the rear part of the extinguishing liquid tank 1, a power switching unit 7 and a system control unit 8 located inside the transport cabin, the foam concentrate tank 9 installed inside the transport cabin and fixed to the power frames and the floor of the transport cabin, the control and display panel 10 is installed in the cockpit above the dashboard, the operational control panel 11 is installed on the handle of the longitudinal-transverse control of the pilot and navigator ...

На фиг. 2 и 3 представлена встроенная система электрического обогрева авиационной системы пожаротушения вертолетов, разделенная на три группы.FIG. Figures 2 and 3 show the built-in electric heating system of the helicopter aviation fire-extinguishing system, divided into three groups.

На фиг. 2 представлена схема нагревателей первой и второй групп системы обогрева. Нагреватели первой группы обогрева предназначены для обогрева водозаборного электроприводного насоса, в состав которого входит защитная корзина 13 с нагревательными элементами 14.FIG. 2 shows a diagram of the heaters of the first and second groups of the heating system. Heaters of the first heating group are designed to heat a water intake electric pump, which includes a protective basket 13 with heating elements 14.

Нагреватели второй группы обогрева предназначены для обогрева бака огнегасящей жидкости 1. В состав группы входят нагреватели створок 15 в количестве четырех штук, нагреватель фланца поворотного 16, нагреватели переливных обратных клапанов 17 в количестве четырех штук, нагреватели обратных клапанов заправочных штуцеров 18 в количестве двух штук, нагреватели воздушных клапанов 19 в количестве четырех штук.Heaters of the second heating group are designed to heat the extinguishing liquid tank 1. The group includes heaters for leaflets 15 in the amount of four pieces, a heater for the swivel flange 16, heaters for overflow check valves 17 in the amount of four pieces, heaters for check valves of the filling fittings 18 in the amount of two pieces, air valve heaters 19 in the amount of four pieces.

На фиг. 3 показаны система горизонтального пожаротушения с нагревателями третьей группы системы обогрева. Нагреватели предназначены для обогрева ствола системы горизонтального пожаротушения, в состав которых входят нагреватели ствола 20 в количестве двух штук, нагреватели труб 21 в количестве четырех штук, нагреватель крана 22 и нагреватель гибкого соединительного рукава 23.FIG. 3 shows a horizontal fire extinguishing system with heaters of the third group of the heating system. The heaters are designed to heat the barrel of the horizontal fire extinguishing system, which include two barrel heaters 20, four pipe heaters 21, 22 valve heater and 23 flexible connecting hose heater.

В качестве огнегасящей жидкости может использоваться вода, водный раствор пенообразователя и другие специальные жидкости, температурный диапазон эксплуатации распределен от минус 20°С до плюс 85°С.As a fire extinguishing liquid, water, an aqueous solution of a foaming agent and other special liquids can be used, the operating temperature range is distributed from minus 20 ° С to plus 85 ° С.

При заполнении бака водой в воздухе в режиме висения вертолета, водозаборный насос опускается в резервуар воды или естественный водоем и, после нажатия пилотом кнопки на пульте оперативного управления 11, закачивает воду в бак огнегасящей жидкости 1. Заполнение бака может осуществляться как в воздухе при режиме висения вертолета от опускаемого в водоем водонапорного насоса, закрепленного на гибком рукаве с возможностью подтягивания к фюзеляжу механизмом уборки в транспортное положение, так и на земле от подключаемого к штуцерам бака напорного рукава. Бак огнегасящей жидкости подвешен на трех траверсах, воспринимающих вертикальную компоненту перегрузки и дополнительно на двух боковых кронштейнах, воспринимающих боковую и продольную компоненту перегрузки.When the tank is filled with water in the air in the hovering mode of the helicopter, the water intake pump is lowered into the water reservoir or natural reservoir and, after the pilot presses the button on the operational control panel 11, it pumps water into the extinguishing liquid tank 1. The tank can be filled as in the air in hovering mode the helicopter from a water pump lowered into the reservoir, fixed on a flexible hose with the ability to be pulled to the fuselage by the retraction mechanism to the transport position, and on the ground from the pressure hose connected to the tank fittings. The extinguishing liquid tank is suspended on three cross-beams that receive the vertical overload component and additionally on two side brackets that receive the lateral and longitudinal overload components.

После набора воды, пилот направляет вертолет к очагу пожара, при подлете к очагу пожара пилот или штурман нажатием кнопки на пульте оперативного управления 11, производит сброс воды. Может выполняться залповый или поочередный сброс воды открытием створок бака огнегасящей жидкости 1 на регулируемую величину, задаваемую на пульте управления и индикации 10. Для увеличения объема жидкости в бак 1 с водой добавляется пена. Для увеличения скорости полета с установленной системой пожаротушения при перелетах на дальние расстояния применяется лебедка подтяга насоса 6, позволяющая исключить опасность заброса водозаборного рукава 4 с насосом 2 в зону вращения несущих винтов или ударов по фюзеляжу. При необходимости использования системы горизонтального пожаротушения вода из бака огнегасящей жидкости подается насосной станцией в ствол горизонтального пожаротушения.After a set of water, the pilot directs the helicopter to the fire, when approaching the fire, the pilot or navigator pressing a button on the operational control panel 11, releases the water. A salvo or alternate discharge of water can be performed by opening the doors of the extinguishing liquid tank 1 by an adjustable value set on the control and display panel 10. To increase the volume of the liquid, foam is added to the tank 1 with water. To increase the flight speed with an installed fire extinguishing system during long-distance flights, a pump pull winch 6 is used, which makes it possible to exclude the danger of the water intake hose 4 with pump 2 being thrown into the rotor rotation zone or impacts on the fuselage. If it is necessary to use a horizontal fire extinguishing system, water from the extinguishing liquid tank is supplied by the pumping station to the horizontal fire extinguishing barrel.

Таким образом, авиационная система пожаротушения представляет собой комплекс оборудования, позволяющего эффективно справляться с тушением природных и техногенных пожаров, пожаров зданий и сооружений в расширенном диапазоне температурного режима с увеличенным объемом огнегасящей жидкости, с выбросом жидкости залповым и поочередным способом из отсеков бака огнегасящей жидкости.Thus, the aviation fire extinguishing system is a set of equipment that allows you to effectively cope with extinguishing natural and man-made fires, fires of buildings and structures in an extended temperature range with an increased volume of extinguishing liquid, with the release of liquid in a salvo and alternately from the compartments of the extinguishing liquid tank.

Claims

An aviation fire extinguishing system, characterized by the fact that it contains a water tank, the internal cavity of which is divided into four compartments, the water can be discharged in one burst and alternately with the regulation of the opening of the water tank flaps, a water intake pump, a foam agent tank, a pump for supplying a foam concentrate to the tank, the system horizontal fire extinguishing system, characterized in that the barrel of the horizontal fire extinguishing system has a folding structure with a sealed pipe swivel joint, with two fixed positions, has a heating system for operation at low ambient temperatures, has an electric drive that automatically opens the tank for a complete discharge of the extinguishing liquid when emergency blackout of the helicopter's power supply system, or by a signal from the pilot's control panel, has a mechanism for pulling the water intake pump into the transport position to increase safety and increase flight speed.