ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

ДЛЯ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ

М. Д. Борисюк, А. Н. Глушков, В. П. Харланова

Вестник бронетанковой техники. 1988. №4.

 

До последнего времени в отечественных танках и БМП устанавливались автоматические системы пожаротушения с точечным обнаружением пожара, чувствительные к воздействию на каждый из тер­модатчиков температурного перепада, превышаю­щего 100 °С. В боевом отделении танков устанав­ливалось до десяти серийных термодатчиков ТД-1, в МТО до пяти. В обитаемых отделениях БМП автоматическое пожаротушение не применялось. По сигналам термодатчиков такие автоматические системы пожаротушения обеспечивают включение очередного исправного баллона на одно или оба отделения одновременно. В качестве пожаротушащего вещества в них применяется хладон 114В2. Система приводится в действие в течение 5...15 с и обеспечивает локализацию и подавление интен­сивных пожаров. Однако точечной обнаружительной способности указанной чувствительности и быстродействия недостаточно для эффективного подавления пожара в местах расположения боепри­пасов и топливных баков при применении против­ником воздушных средств нападения с кумулятив­ными боеприпасами, что проявилось в событиях на Ближнем Востоке.

В условиях жаркого климата при пробитии топливных баков в танках Т-55 и Т-62 происходило быстрое возгорание горюче-смазоч­ных материалов (ГСМ), приводящее к взрыву в боевом отделении и к безвозвратным потерям. Совершенствование бронетанковой техники в на­правлениях повышения мощности силовых устано­вок и запаса забронированного топлива, обеспече­ния многотопливности, применения боеприпасов со сгораемой гильзой и т. п. привело к повышению ее пожароопасности, что потребовало дальнейшего совершенствования противопожарного оборудова­на танков и БМП. Необходимо было предотвратить возникновение внутри машины взрывоопасного состояния при пожаре.

Анализ кривых изменения плотности теплового потока и давления при переходе горения ГСМ в детонацию (рис. 1) показал, что с момента начала пожара до возникновения взрывоопасного состояния происходит не более 0,16 с. Следовательно, эффектив­ное пожаротушение может быть обеспечено, если обнаружение пожара, срабатывание системы пожаротушения и доставка распыленного огнетуша­щего состава к месту пожара произойдут за время Тобщ≤0,15 с, а огнетушащий состав обеспечит эффективную локализацию и подавление пожара, т. е. ТобщТд + Тс + Тб, где Тд – время обнаруже­ния возгорания датчиком; Тс – время усиления си­гнала, поступившего с датчика в систему, и подачи напряжения бортовой сети на пиропатрон баллона; Тб – время истечения огнетушащего состава из баллона.

 

Кривые изменения плотности теплового потока Ф1 и давления р при переходе горения ГСМ в детонацию: р1, ф1, – допустимые давление и плотность теплового потока: р2, ф2 - взрывоопасный уровень давления и плотности теплового потока

Рис. 1. Кривые изменения плотности теплового потока Ф1 и давления р при переходе горения ГСМ в детонацию: р1, ф1, – допустимые давление и плотность теплового потока: р2, ф2 - взрывоопасный уровень давления и плотности теплового потока


 

Из всех известных датчиков наиболее быстродейст­вующими являются оптические, реагирующие на излучение пламени. При этом датчик должен быть чувствительным к излучению материалов, загоравшихся внутри танка, и не реагировать на возможные световые помехи (прямой и отраженный солнечный свет, лампы накаливания, различные подогрева­тели).

Проведенные исследования показали, что спект­ральный диапазон излучения всех видов горящих ГСМ соответствует волнам 2,7 и 4,4 мкм, а у помех более интенсивное излучение: у Солнца – в диапа­зоне 0,5...1,2 мкм, у ламп накаливания – 0,8…2,0 мкм, у подогревателей – 7...30 мкм. Поэ­тому оптический датчик системы пожаротушения должен реагировать на сигнал, соответствующий волнам 2,7 или 4,4 мкм при чувствительности не менее 0,0425 Вт/см2, что соответствует интенсивно­сти излучения пламени ГСМ размером 45×45 см2 при температуре 800 °С на расстоянии около 1,5 м; датчик не должен выдавать сигнал на срабатыва­ние системы при наличии помех в диапазоне 0,5.. .2,0 мкм и 7,, .30 мкм. Конструкция датчиков и их размещение должны обеспечивать двойное пе­рекрытие пожароопасных зон обитаемых отделений танков и БМП.

Реализовать указанные требо­вания удалось в системах по­жаротушения: «Иней-1» – для танков Т-64А, Т-72 и Т-80; «Иней-2» – для танков Т-55 и Т-62; «Иней-3»–для обитаемых отделений БМП-1 и БМП-2. По принципу построе­ния и элементной базе все си­стемы «Иней» унифицированы, поэтому функциональную схе­му (рис. 2) и принцип работы рассмотрим на примере систе­мы «Иней-1».

Система «Иней-1» включает быстродействующие каналы пожаротушения в боевом и моторно-трансмиссионном от­делениях, блоки дистанционно­го управления, индикации и управления выходными уст­ройствами.

Быстродействующий канал по­жаротушения в боевом отде­лении содержит 10 оптических датчиков 5 и 2 быстродейству­ющих баллона 4. Фотомикро­схема оптического датчика включает: фоточувствительную структуру с германиевым фильтром, спектральный диа­пазон которого соответствует 2…4 мкм; фотодиод, обладающий спектральной чувствительностью в диапазоне 0,5...1,2 мкм; сап­фировый светофильтр, выполняющий защитные функции.

Вместимость быстродействующего баллона системы – 2 л (заправляется 2 кг хладона 13В1); истечение (выброс) пожаротушащего состава осуществляется распылительной головкой, снабженной пиропатроном и сигнализатором давления, Давление ок. 70 атм поддерживается сжатым азотом или осушенным воздухом.

Быстродействие баллона обеспечивается за счет увеличения проходного отверстия горловины и использования конструкции двухступенчатого пробойника, полностью открывающего проходное отверстие баллона.


Канал пожаротушения в МТО со держит 5 термодатчиков 17 и 2 баллона 25; в нем сохранена искусственная задержка сигнала, вызывающего срабатывание пиропатрона баллона (на время, необходимое для автоматической остановки двигателя), для исключения выброса огнетушащего состава из МТО потоком воздуха. Опыт эксплуатации танков и БМП показал, что подобная система пожаротушения, как правило, предотвращает негативные пос­ледствия возгорания в МТО, однако для повышения ее эффективности нужно уменьшить время, необхо­димое на обнаружение пожара.

С этой целью исследовалась возможность исполь­зования в МТО танков и БМП коаксиальных термоизвещателей с различными составами наполнителей (ортотитанат кобальта Co2Al5O2, алюмоиттриевый гранат Y3Al5O2, кобальтит олова SnCo204, двуокись титана ТiO2, титанат никеля NiTiO3), с отрицательным коэффициентом сопротивления на температуру срабатывания 150, 200 и 300° С. Испытания, однако, показали, что эти термоизвещатели не имеют преимуществ по сравнению с термодатчиками ТД-1.

 

 

Функциональная схема системы «Иней-1»

Рис. 2. Функциональная схема системы «Иней-1»:

1 – канал пожаротушения в боевом отделении (БО); 2 – схема переключения баллонов 3 – устройство контроля состояния баллонов БО; 4 – быстродействующие баллоны БО 5 – оптические датчики БО; 6 – фотомикросхема оптического датчика БО; 7 –усилитель; 8 – управляемый ключ; 9 -компаратор; 10, 19 – схема «ИЛИ»; 11 – детектор; 12 – ячейка памяти БО; 13 – реле време­ни цикла БО; 14 – блок дистанционного управления; 15 – блок индикации; 16 – блок управления выходными устройствами; 17 – термодатчики ТД-1 МТО; 18 – усилитель сигнала термодатчика МТО; 20 – ячейка памяти МТО; 21 – реле времени цикла МТО; 22 – канал пожаротушения в МТО; 23 –схема переключения баллонов МТО; 24 – устройство контроля состояния баллонов

МТО; 25 – баллоны МТО

 

Блоки дистанционного управления 14, индикации 15 и управления выходными устройствами 16 по своему функциональному назначению идентичны анало­гичным блокам систем 3ЭЦ11-2, 3ЭЦ11-3 и перера­ботаны лишь в части замены элементной базы на более совершенную.

Устройства контроля состояния баллонов каналов БО (3) и МТО (24) выдают информацию о давле­нии в них и наличии пиропатрона в схему переклю­чения баллонов 2 и 23 и блок индикации.

При возникновении пожара в боевом отделении оп­тические датчики индуцируют ЭДС, которая через усилитель 7 и управляемый ключ 8 поступает на вход компаратора 9. После сравнения с напряже­нием источника опорного напряжения сигнал о по­жаре передается через схему «ИЛИ» на детек­тор 11, где анализируется по длительности и ампли­туде, и далее поступает на вход ячейки памяти 12. С выхода ячейки памяти подаются команды: в блок индикации, информируя членов экипажа о пожаре;

на пуск реле времени 13;

в блок управлении выходными устройствами 16 для отключения средств вентиляции и формирования сигнала пуска средств вентиляции после окончания цикла пожаротушения;

в схему переключения баллонов 2, которая форми­рует импульс тока на пиропатрон очередного исправного баллона 4.

Пиропатрон срабатывает, пробивается мембрана быстродействующей головки баллона, и огнетуша­щий состав распыляется в боевом отделении. Ин­формация об изменении состояния баллонов посту­пает с выхода устройства контроля состояния бал­лонов 3 в блок индикации и в схему переключения баллонов 2, которая запоминает информацию о сра­ботанном баллоне. По окончании цикла (через 10…50 с) с выхода реле времени 13 подается сиг­нал на сбросовую шину ячейки памяти. При этом поступление сигнала о пожаре в боевом отделении автоматически прекращается и включаются средства вентиляции.

Если пожар не потушен одним баллоном и сигнал с оптических датчиков продолжает поступать, цикл пожаротушения повторяется. Оптический датчик выдает сигнал о пожаре непрерывно в течение всего времени воздействия излучения ГСМ на фотомик­росхему. Сопровождающие пожар помехи воспри­нимаются фотодиодом фотомикросхемы 6; при этом чувствительность оптического датчика к полезному сигналу уменьшается. При отсутствии полезного сигнала управляемый ключ 8 заперт и система не работает.

При возникновении пожара в МТО сигнал с термо­датчиков 17 через усилитель 18 и схему «ИЛИ» (19) поступает в ячейку памяти 20, а оттуда: в блок индикации для информирования экипажа о пожаре в МТО;

на пуск реле времени цикла МТО; в блок управления выходными устройствами для отключения средств вентиляции;

через схему переключения баллонов 23 на очередной неиспользованный баллон с огнетушащим соста­вом (25).

После срабатывания баллона и поступления огнету­шащего состава в МТО подается соответствующая информация через устройство контроля состояния баллонов 24 и блок индикации в схему переключе­ния баллонов 23. По окончании цикла (через 30…50 с) с выхода реле времени 21 подается сигнал на сбросовую шину ячейки памяти; при этом авто­матически прекращается поступление сигнала о по­жаре в МТО и включаются средства вентиляции. Если пожар не потушен и сигнал с термодатчиков продолжает поступать, вводится второй баллон. Система «Иней-1» обеспечивает двукратное туше­ние пожара. Кроме того, предусматривается полу­автоматический режим работы от кнопок ручного дублирования с блока дистанционного управле­ния 14. При этом сигнал через схемы «ИЛИ» посту­пает в ячейки памяти соответствующих каналов; циклы пожаротушения при этом аналогичны авто­матическому режиму. При одновременном поступ­лении сигналов с оптических датчиков боевого отде­ления и термодатчиков МТО оба канала работают независимо друг от друга.

Проведенные исследования и испытания танков и БМП, оборудованных системами «Иней», показали, что общее время их срабатывания и локализации пожара хладоном 13В1 составляет не более 0,125 с, при этом время обнаружения возгорания датчиком не превышает 5 мс; время обработки, усиления сиг­нала, поступившего с датчика в систему, и подачи напряжения бортовой сети на пиропатрон баллона не более 20 мс; время истечения огнетушащего со­става из баллона не более 0,1 с.

Контроль работоспособности системы произво­дится нажатием кнопки «Проверка» на пульте управления: сигнал поступает в схему «ИЛИ» ка­нала боевого отделения и на вход усилителя кана­ла МТО; система полностью отрабатывает эти сиг­налы в автоматическом режиме с сигнализацией об исправности на блоке индикации.

Полная проверка работоспособности системы (включая датчики) осуществляется унифицирован­ным контрольным прибором, который придается к 30 комплектам систем ППО. Прибор подключается к системе во время технического обслуживания танка или БМП. Проверка осуществляется путем поочередной подачи сигнала на встроенные конт­рольные светодиоды каждого оптического датчика и поочередного пропускания тока через каждый тер­модатчик. При этом для исключения срабатывания баллонов переключатель «ППО/ОПВТ» на блоке управления устанавливается в положение «ОПВТ». В остальном циклограмма работы системы в про­цессе контроля аналогична циклограмме режима автоматического пожаротушения.


Блоки систем «Иней-1» и «Иней-2» разработаны с учетом возможности их комплектной и блочной ус­тановки на ранее выпущенные танки вместо систем 3ЭЦ11-2, 3ЭЦ11-3 и «Роса-2» соответственно.

Дальнейшее совершенствование систем «Иней» должно быть направлено на достижение следую­щих целей:

сокращение времени срабатывания систем до 0,1 с за счет совершенствования конструкции головки быстродействующего баллона и других технических мероприятий;

снижение потребляемой мощности до уровня, обес­печивающего пожаротушение в дежурном режиме при неработающем двигателе (генераторе); повышение чувствительности и помехоустойчивости за счет совершенствования датчиков;

создание для МТО термостойких (до 125° С) оптических датчиков на основе неселективных пленочных высокочувствительных элементов, обладающих чувствительностью в длинноволновой части спектра; применение волоконно-оптических кабелей передачи сигнала о возникновении пожара из СТО к оптическим датчикам, установленным в боевом отделении.

 

Вывод. Новые системы пожаротушения «Иний» могут быть использованы как на вновь разрабатываемых, так и на ранее выпущенных ВГМ.

 

 











 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ