ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРООПАСНОСТИ ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ

В. П. Антоновским, Б. М. Гинзбург, В. Д. Ребриков, Ш. А. Уразгельдиев

Вестник бронетанковой техники. 1989. № 03.

Описываются методы экспериментального определения пожароопасности топлива при пробитии осколками баков ВГМ. На основе испытаний рекомендуется топливо с добавлением воды и специальных присадок.

Пожароопасность топлива обычно определяется температурой вспышки, воспламенения и само­воспламенения, а также скоростью выгорания на асбестовом шнуре. Для выбора вадотопливной эмульсии (ВТЭ) необходимо звать условия эксплу­атации ее в танке. Поэтому исследования проводи­лись методом поражения топливных баков различ­ными видами противотанковых средств. Противопо­жарные свойства топлива на основе эмульсии по сравнению с серийным дизельным топливом определялись путем обстрела емкостей с различными видами топлив одиночными выстрелами из 23-мм гладкоствольной баллистической установки 6К4 и противотанкового гранатомета ПГ-9. При этом ис­пользовались стальные цилиндры массой 29 г. Ус­тановка (рисунок) обеспечивала разгон цилиндра до 2 000 м/с, скорость регулировалась массой заря­да. Средняя скорость цилиндра 4 определялась ис­ходя из соотношения между временем разрыва се­ток на рамках 3 и расстоянием между ними.

Схема экспериментального определения огнеопасности топлива:

1 — установка 6К4; 2 — экран; 3 — рамки с сеткой; 4 — метаемый элемент; 5 — алюминиевый лист; 6 — емкость с испытуемым топливом

Испытуемая горючая жидкость заливалась в цилиндрическую емкость объемом 10 л. Заправка производилась на 90 % объема. Для имитации по­тока осколков перед емкостью 6 с испытываемым топливом устанавливался алюминиевый лист тол­щиной 4 мм.

Результаты испытаний противотанковой грана­той ПГ-9 аналогичны результатам испытаний с ме­таемыми элементами. При ударе в емкость с ди­зельным топливом возникала вспышка с последую­щим интенсивным горением разбрызгиваемого топ­лива до полного выгорания. А при воздействии на водотопливные эмульсии с добавкой воды 5 % вспышка была меньше, слабый процесс вскоре прекращался совсем.

Вероятность воспламенения топлива зависит от скорости метаемого элемента и количества воды. Порог устойчивого воспламенения и горения ди­зельного топлива начинался при скоростях 1 000...1 100 м/с. При 10 %-й добавке воды устой­чивого горения водотопливной эмульсии не наблю­далось даже при скорости метания 2 000 м/с, но вероятность возникновения очага горения остава­лась высокой: для обратных макроэмульсий 0,83, для прямых — 0,36, для микроэмульсий 0,67. При содержании воды 15 % и выше отсутствовало восп­ламенение и горение микроэмульсий прямого типа и микроэмульсий во всем исследованном диапазоне скоростей метаемого элемента. Обратные макро- эмульсии в этих условиях не горели при содержа­нии воды от 40 % и выше. Меньшая пожароопаснтоть водотопливных эмульсий по сравнению с ди­зельным топливом объясняется тем, что вода оста­навливает процессы воспламенения и горения топ­лива. Имея высокую теплоту парообразования и большую теплоемкость, водотопливная эмульсия снижает температуру в зоне горения, что ухудшает условия воспламенения, снижает скорость горения топлива.

Меньшая вероятность воспламенения и горения водотопливной эмульсии прямого типа и микро­эмульсий по сравнению с макроэмульсиями обрат­ного типа при одинаковом количестве воды объяс­няется следующим: в эмульсии прямого типа топ­ливо покрыто оболочкой воды, поэтому начавший­ся было процесс горения прекращается на поверх­ности из-за малой скорости испарения топлива, а в эмульсиях обратного типа, где оболочкой являет­ся топливо, пламя распространяется по его поверх­ности. Небольшие размеры капель воды в микро­эмульсиях позволяют равномерно распределить ее по всему объему, что увеличивает флегматизирующее действие воды на процесс воспламенения и го­рения. Некоторое влияние на этот процесс оказы­вает также поверхностно-активное вещество, кото­рое имеет меньшую пожароопасность по сравне­нию с дизельным топливом и концентрация которо­го значительно выше, чем в макроэмульсиях. При выборе типа эмульсии необходимо учитывать, что вода в топливе понижает мощность дизеля, а сле­довательно, ухудшает подвижность танка. Поэтому эмульсии должны обладать противопожарными ка­чествами и как можно меньше ухудшать ТТХ.

Одним из оптимальных вариантов является во­дотопливная микроэмульсия, состоящая из 77 % дизельного летнего топлива, 15 % воды и 8 % топ­ливно-эмульсионной присадки ТЭП-101 (табл. 1). Эта же эмульсия испытывалась с топливно-эмуль­сионной присадкой ТЭП-101 на основе синтетичес­ких нефтеновых кислот. Этот эмульгатор показал практически одинаковые результаты с микроэмуль­сией на природной основе.

Таблица 1. Результаты обстрела топливных емкостей

Водотопливная микроэмульсия с поверхностно­активным веществом ТЭП-101 на природной основе, выбранная в качестве топлива пониженной пожа­роопасности, была испытана в танке Т-80. Обстрел производился из танка Т-64А бронебойными подкалиберными (БМ22) и кумулятивными (БК14М) снарядами с расстояния 100 м. Двигатель Т-80 был демонтирован, что позволило установить в МТО дополнительные баки с топливом. Топливные баки заправлялись на 90 % емкости. При поражении топливных баков, заправленных микроэмульсией, различными видами снарядов горения не наблюда­лось. При разрушении баков эмульсия разбрызги­валась внутри танка и растекалась по днищу без воспламенения.

Таблица 2. Результаты обстрела танка Т-80, заправленного различным топливом

В процессе 1-го и 2-го опытов (табл. 2) в баке- стеллаже устанавливались три сгорающие оболоч­ки заряда Ж40. При поражении топливных баков- стеллажей снарядами воспламенения оболочек за­рядов не наблюдалось. Поражение топливного ба­ка с эмульсией, подогретой до 35 °С, также оказа­лось безопасным (опыт № 5). При обстреле в таких же условиях топливных баков с дизельным топли­вом происходила вспышка с интенсивным горением топлива.

Вывод. Исследования топлива на основе водо­топливной эмульсии позволили установить мини­мально необходимую добавку воды, обеспечиваю­щую стойкость против огня при попадании снаряда в бак. Добавка воды составляет 15 % по объему топлива.