Мобильная система пожаротушения

Вид материала

Документы

Содержание Невысокая дальность струи. Боязнь ветра. Экономия воды. Пассажирская часть. Аппаратная часть. Аппаратная часть. Аппаратная часть. Аппаратная часть. Аппаратная часть. Внешние полости. Внешние полости. Исходный вариант расстановки оборудования. Вариант зеркальной компоновки. Вариант при смещении водяных емкостей назад. Вариант с уменьшением объема перевозимой воды. Вариант с перемещением экономайзера к задней стенке и заменой трех емкостей на одну специального производства.

Подобный материал:

• Выбор типа автоматических установок пожаротушения вниипо 2003 г. Выбор типа автоматических, 657.68kb.
• Система технического обслуживания и ремонта технических средств и систем пожаротушения,, 820.74kb.
• Первичные средства пожаротушения Пожарный щит, 30.46kb.
• Шахраманьян М. А., Нигметов Г. М., Папелков Д. И., Прошляков М. Ю. Мобильная лаборатория, 28.18kb.
• Сравнение и анализ требований тнпа республики Беларусь и Германии по противопожарной, 8.87kb.
• 1. Обращение к акционерам председателя Совета директоров ОАО «Абдулинский прмз «Ремпутьмаш», 1561.59kb.
• Рекомендации по организации пожаротушения в сельской местности, 1589.16kb.
• 4 Перечень помещений складских зданий, которые должны быть оборудованы автоматической, 6047.03kb.
• Ответственность за нарушения требований пожарной безопасности. Первичные средства пожаротушения., 214.79kb.
• Задание на проектирование является обязательным документом для разработки проектно-сметной, 260.7kb.

Мобильная система пожаротушения.


Селиванов Илья Владимирович, Синельников Михаил Алексеевич

МГТУ им. Н.Э. Баумана


Использования огня еще на заре цивилизации предоставило человеку большое подспорье в освоении природы. Однако помимо неоспоримых преимуществ огонь требовал также и особого отношения к себе, а именно, осторожного обращения и постоянного контроля. Выйдя из пещер, человек стал строить поселения. Они росли, превращаясь в города, и огонь, ставший неотъемлемой частью жизни человека, присутствовал в каждом доме. Там же, где есть огонь, там будут случаться пожары, тем более основным строительным материалом жилищ долгое время служила легко воспламеняемая древесина. Приводящие к большим материальным и людским потерям пожары заставили создавать специальные службы, занимающиеся профилактикой и тушением пожаров. Но вот постепенно мир завоевали электричество и центральное отопление и необходимость иметь дома источник открытого огня практически сошла на нет. Казалось бы - вот прекрасная возможность искоренить пожары, однако, неискоренимой оказалась человеческая безалаберность, которая, как и раньше, является причиной большинства всех происходящих пожаров. А использование в быту и строительстве множества различных материалов, загорающихся легко и быстро, горящих затем ярко и долго, и которые трудно тушить обычной водой, вынуждает действовать все более и более оперативно, а также применять для борьбы с огнем различные материалы, технологии и агрегаты.

Пожарный боевой расчет - это команда профессионалов, действующих очень четко и слаженно, что отрабатывается многочисленными тренировками и учениями, потому сократить время тушения за счет людей представляется достаточно сложной задачей, разве что брать в пожарные олимпийских чемпионов, которые будут быстрее перемещаться по площадке.

Другой способ уменьшения временных затрат - использование более эффективных методов тушения. Такой способ представляется более перспективным и к нему можно отнести использование струй ТАВ.

Понятно, что иной метод требует другой, более сложной в изготовлении и эксплуатации, технологической базы. И чтобы эта сложность не погубила его преимущества, необходимо грамотно спроектировать пожарный автомобиль, чтобы команда управлялась с ним также быстро, как и со старой привычной машиной.

Автомобиль, способный термически активировать воду, струями которой борются с огнем, уже создан и успешно эксплуатируется различными пожарными частями. Однако, несмотря на это, он имеет ряд существенных недоработок с точки зрения эргономики и дизайна рабочего пространства в целом. В рамках дизайн-проекта предпринята попытка исправить все эти недоработки.

Изначально целью проекта было создание машины на базе конкретного шасси, удобного в использовании в черте города. По результатам исследований цель разработки была пересмотрена, так как одна единственная модель не удовлетворит выявленным требованиям. Потому было принято решение проектировать универсальный КУНГ, который можно установить на любое шасси подходящего размера, грузоподъемности и мощности.

Для дизайн-проектирования универсального кузова пожарной машины в данном дипломе используется системный подход, который позволяет рассматривать проблемы комплексно и максимально учитывать все требования в общем компоновочном решении:

1. удобство для людей (операторов и пожарных)
   
2. удобство обслуживания
   
3. безопасность
   
4. условия для оперативной работы
   
5. сокращение неоправданных и ошибочных действий
   
6. удобство расположения вспомогательного оборудования
   
7. простота изготовления
   

Поскольку аналоги объекта дизайн - проектирования уже существуют, основным базовым средством стал анализ - теоретический и практический. К первому можно отнести подробное ознакомление с технологией термически активированной воды, с возможностями ее применения. Также были подробно разобраны схемы и чертежи существующего автомобиля. Практический же анализ включал в себя знакомство с аналогом «вживую», моделирование на нем простых ситуаций пользования, фотоотчет и, конечно же, подробные расспросы непосредственных пользователей автомобиля, документирование их замечаний.

С помощью собранного таким образом материала было проведено дизайн-исследование, на основе которого с применением разных методик, как то системный подход, эргономический анализ, различные способы генерации дизайн-идей и др., было выработано окончательное проектное решение.

Основные этапы работы более чем стандартны для дизайн-проекта и включают в себя:

1. Сбор информации.
   
2. Обработка информации и ее анализ.
   
3. На основе выводов из аналитической части была проведена корректировка первоначально поставленных задач.
   
4. Генерация идей и проектных решений.
   
5. Непосредственное проектирование.
   
6. Анализ и оформление полученных результатов
   

На сегодняшний день на рынке постсоветского пространства специально разработанной техники для тушения лесных пожаров не представлено. Все имеющиеся колесные машины - это модификации существующих автомобилей общего назначения. Раньше это были, как правило, либо прославленный грузовик ГАЗ-66, первоначально созданный для военных целей, либо ЗИЛ 131.




Сейчас для борьбы с лесными пожарами модифицируют КамАЗы и более новые, как правило, военные ЗИЛы. Иначе обстоит дело с техникой на гусеничном ходу. Поскольку бороться с пожарами в городских условиях машинами на гусеничном ходу пока никто не догадался, то базы, готовой для модификации, не существует, но так как необходимость в такой технике присутствует, за основу, до недавнего времени, брали исключительно гусеничное шасси танков, реже тракторов, специальных средств никто не разрабатывал.



Сейчас стала появляться специально разработанная техника для борьбы с лесными пожарами, но количество ее крайне мало, стоимость высока, а опыта использования недостаточно, причем, эти новые разработки имеют уклон в сторону роботизации.




На зарубежном рынке колесной техники для борьбы с лесными пожарами больше, чем у нас, однако, принципиально подход не отличается - за основу берется некий мощный автомобиль, который определенным образом агрегатируется и модифицируется под особенности борьбы с огнем в лесополосе. Из-за того, что на Западе с автомобильной промышленностью дела обстоят гораздо лучше, чем у нас, то и техника получается более интересная.



Активно используется легковая техника для быстрого реагирования и локализации неразгоревшегося пожара.




Фото. Есть и специальные машины.



С гусеничной техникой дела обстоят на порядок хуже. Видимо, колесная настолько хороша, что прелести несгораемой гусеницы им не очень-то нужны. Все, что имеется, как правило, или очень скромно по возможностям тушения, или предназначено для профилактики - вырубка просек или создание противопожарных рвов.



Фото. Техника для тушения лесных пожаров.

Из приведенных выше фотографий видно, что солидное большинство всей эксплуатируемой техники для тушения лесных пожаров создано на базе существующих машин: колесная переделана из городских пожарных машин, гусеничная - на шасси танков и тракторов. Исключения есть, но их крайне мало и до качественных серийных образцов они несколько не дотягивают.




Фото. Техника для борьбы с огнем.


Эти автомобили изначально спроектированы для борьбы с огнем, потому все их положительные качества связаны с этим назначением:

• большое количество модификаций для разных целей
  
• взаимозаменяемость компонентов и деталей
  
• удобство пользования
  
• возможность использования дорог общего назначения
  
• высокая скорость движения
  

К отрицательным качествам можно отнести следующие:

• недостаточная для лесного массива проходимость;
  
• отсутствие важных для борьбы с лесным пожаром агрегатов;
  
• слабая защищенность самой машины даже от кратковременного контакта с огнем.
  

Резюмируя, можно отметить, что колесная пожарная машина может быстро добраться до места пожара, может за короткое время доехать до станции/ водоема для заправки водой, но тушить в глубине леса, расчищать дорогу от упавших деревьев и создать заградительный ров для предотвращения дальнейшего распространения огня она не может.

Таким образом, колесная пожарная техника достаточно ограничена по своим возможностям в лесу и скорее должна использоваться как вспомогательное средство для доставки на место тушения людей, воды, топлива и иных необходимых ресурсов.




Данный тип машин имеет, как упоминалось выше, шасси танков и тракторов. С одной стороны, это выигрышный подход, поскольку в основе лежит проверенные временем двигатель, трансмиссия, другие подвижные части, а с другой - отрицательный, потому что сформированную на «родительской» машине компоновку изменить практически невозможно, а также все «болячки» родителя будут и у новой техники.


Положительные качества:

• великолепная проходимость
  
• маневренность
  

• возможность добраться непосредственно до очага возгорания
  

• относительная безопасность для персонала внутри
  
• агрегатирование специальными узлами:
  

Отрицательные качества:

• малая скорость;
  
• сложности быстрой дозаправки водой;
  

• неудобство для пожарных внутри, т.к. создано не на базе пожарной машины;
  
• большие габариты и вес основных узлов, что уменьшает емкость цистерны для воды.
  

Таким образом, гусеничная машина в горящем лесу - это основная «рабочая лошадка», которая может и готова выполнять все необходимые для тушения функции, однако нуждается во вспомогательных автомобилях. На данный момент тенденция оснащения лесничеств гусеничными пожарными машинами не прослеживается, то ли в силу несовершенства последних, то ли в силу их дороговизны, а возможно всему виной русский менталитет.

Пожар - это чрезвычайное происшествие, экстремальные условия, при которых людские и материальные ресурсы работают на грани своих возможностей. Лесной пожар - чрезвычайное происшествие вдвойне и потому людям и машинам приходится переступать через эту самую грань возможного. В связи с этим, нефункциональные элементы и разного рода «красивости» недопустимы, конструкция и общий вид в целом подчинены главной задаче, для которой создавалась подобная техника -борьбы с огнем.

Рассмотрим в качестве примера пожарную машину общего назначения.



Фото. Пожарная машина общего назначения.


Показаны лишь самые бросающиеся в глаза узлы (если можно так выразиться о том, что скрыто корпусом). Но даже при таком подходе видно, что лишние здесь разве только три оранжевых фонарика на крыше.

В качестве объекта для рассмотрения городская машина общего назначения взята не случайно - это та единица, которая самостоятельно может бороться с пожарами в городах и лесополосах, неся на себе команду, запас воды и все необходимое для развертывания спасательной операции оборудование. Да, на службе у пожарной охраны имеются автомобили другого типа, такие как автолестницы, цистерны и проч., но они уже имеют узкую специализацию и зачастую самостоятельно вести борьбу с огнем не могут.

Указанные элементы - это тот самый необходимый минимум, которым надо оборудовать транспортное средство, чтобы оно стало пожарной машиной. Обойтись без какого либо узла можно, но это приведет к существенному сужению области применения и вынудит всегда иметь рядом вспомогательную машину. Насколько это целесообразно - решается отдельно в каждом конкретном случае.

Поскольку, в качестве основы для пожарной техники, включая гусеничную, берутся существующие машины, проблемы производства следует рассматривать несколько под иным углом.

Положительными сторонами такого подхода является то, что создание специальной линии для производства машин не требуется. Необходимо лишь создание агрегатов, которые потом устанавливаются на пожарную технику. Так как по технической сложности эти узлы уступают самой базе, то зачастую их можно (что часто и происходит) изготавливать там же, где и производится финальная сборка машин (завод в Торжке и Барнауле).

Помимо этого, такие машины проще в ремонте, т.к. есть гражданские аналоги, содержащие такие же узлы.

Отрицательные стороны такого подхода связаны, скорее, с особенностью отечественного производства в целом, а именно, зачастую в качестве базы используют несовершенные устаревшие модели автомобилей, надежность которых оставляет желать лучшего. А с учетом того, в каких условиях приходится работать пожарной технике, это является достаточно существенным недостатком.

Еще одним отрицательным моментом является то, что готовая база не подразумевает серьезных переделок, зачастую необходимых в силу тех жестких условий эксплуатации, в которых находится готовая техника.

Также стоит отметить особенность изготовления гусеничных пожарных машин. Списанные танки, если их не распилили на металлолом, часто реконструируют в «пожарки». Минусы очевидны: как правило, это снятая с производства, устаревшая техника, могущая отказать в любой момент и запасные части к которой отыскать крайне трудно.

В принципе, взятие за основу существующей техники не является чем-то недопустимым. Часто это несет в себе массу положительных моментов, которые облегчают появление на свет достаточно качественных и очень необходимых машин. Однако подходить к выбору подобной базы надо осторожно и с четко определенным перечнем требований, которым должна удовлетворять такая техника.

С пользователями все в некоторой степени просто -это не разношерстная публика, у которой семь пятниц на неделе, а серьезные мужчины, привыкшие к военной дисциплине, которые точно знают, какая отдача от используемой техники им необходима. И с такими людьми удалось встретиться и подробно расспросить их о трудностях службы и машинах, которые позволяют ее облегчить.

Речь шла в основном о машине, которая позволяет тушить пожары не обычной, а так называемой термоактивированной водой (ТАВ). Суть технологии в том, что обычную без добавок воду греют до 60-80 градусов и под большим давлением (от 150 до 300 атм) подают по тонким (диаметр 10, 25мм) армированным трубам до места, где пропускают через дроссель.

Вследствие резкого падения давления вода переходит в метафизическое состояние, образуя смесь мелкодисперсных капель (водяную пыль) и пара. Полученное весьма плотное облако способно вытеснять кислород, устраняя условия, поддерживающие горение.

Технология имеет ряд очевидных преимуществ перед обычными методами пожаротушения и лежит в основе проектируемой мной техники. Машины, способные таким необычным способом бороться с огнем, уже существуют и стоят на дежурстве. Одна из них, как назвали ее сами пожарные, в экспериментальной части, расположенной в городе Реутов. По совместительству это также (если простыми словами) главное пожарное управление МЧС по Московской области.

В основе всего проектирования лежит технология тушения ТАВ. Как оказалось, она имеет ряд критичных недостатков, если использовать ее для тушения огня на открытой местности, в том числе в лесу:

1. Невысокая дальность струи. Даже при использовании дальнобойного ствола 5 метров - реальный предел, что при низовом пожаре проблемой не является, однако при верховом эффект при воздействии такой струи будет минимален.

2. Боязнь ветра. При скорости ветра, превышающей определенное значение, использование такой технологии затруднительно, поскольку образующееся облако элементарно сносит и огню оно не наносит никакого вреда.

3. Экономия воды. Сначала может показаться абсурдным такой недостаток, особенно в лесу, но только на первый взгляд. Торфяники, коих много в московской области, как известно, очень сложно тушить, т.к. открыто они не горят, а тлеют под землей. Бороться с этим можно только заливая их водой. При обычном способе 3 куб.м воды расходуется минут за 5, максимум - 10, использование ТАВ позволяет «лить» то же количество около 30-40 минут. Достигается это за счет тушения не водой напрямую, а паро-капельным облаком, получаемым посредством нагрева и большого давления. При резком падении давления воды в дросселе, которым является пожарный ствол несколько измененной конструкции, образуется достаточно мощная струя. Она хоть и теряет быстро свою скорость, однако раскидать сухие частички торфа способна на внушительные расстояния. По словам одного из пожарных, которому удалось собственноручно попытаться тушить торфяник ТАВ, пока он прицеливался куда бить, горящие искры направляемой им струей разметало метров на 20 вокруг и далеко не факт, что это не стало причиной возникновения еще пары мелких очагов возгорания.

Были еще озвучены проблемы при использовании ТАВ в борьбе с лесными пожарами, но они либо решаемы, либо не столь существенны. Тем более указанных выше вполне достаточно, чтобы задуматься о целесообразности использования такого метода.

Что касается использования ТАВ в борьбе с городскими пожарами, то тут за редким исключением ничего кроме лестных отзывов не было.

Как известно, бороться с пожарами в закрытых помещениях довольно сложно в связи с тем, что при его вскрытии поступает большое количество кислорода и из-за этого огонь разгорается в разы сильней.

Также присутствует большая опасность обрушения перекрытий. ТАВ позволяет даже не заходить в помещение: достаточно разместить пожарный ствол таким образом, чтобы распыление происходило в помещение (вставить в приоткрытую дверь, сунуть в форточку), при этом пожарному вовсе не обязательно контролировать направление струи. Создавшееся облако достаточно быстро вытеснит кислород и произойдет самозатухание огня, в том числе, скрытых очагов. Таким образом, например, за 15 минут был потушен торговый павильон площадью около 100 кв.м. То есть использование ТАВ позволяет существенно увеличить уровень безопасности людей, борющихся с огнем.

Такой метод тушения позволяет сократить материальные потери. Место пожара для предотвращения повторного возгорания и тушения скрытых очагов всегда заливают поистине огромным количеством воды. После пожара, например, в подвале жилого дома обязательно полно жидкости, которой тушили огонь, даже если уснул с сигаретой хозяин квартиры на верхнем этаже. ТАВ, обладая сильнейшей проникающей способностью, позволяет закоротить проводку закрытого автомобиля, а также, не создавая потоп, потушить все, что до этого горело, объемом воды в десятки раз меньшим, чем при стандартном способе.

Особенность метода, как уже указывалось, в том, что воду перед подачей подогревают. По рассказам пожарных, однажды, в почти 30 градусов мороза в течение 6 часов им пришлось тушить один крупный пожар. К середине операции из восьми автомобилей функционировало только два, один из которых был оборудован средствами для получения ТАВ, а второй – из новой приехавший из части.

При этом первый, помимо самой борьбы с огнем, пытался отогреть остальные машины, а также в нем грелись замерзшие люди. Весьма существенное преимущество, особенно с учетом зимней температуры на большей части России. Конечно, все не так радужно, как может показаться на первый взгляд. Есть ряд серьезных недостатков как в самой технологии, так и технике:

1. оборудование для получения ТАВ достаточно сложное и дорогостояще;
   
2. «прожорливость» водонагревателя (для работы требуется около 100л/ч дизельного топлива);
   
3. оборудование тяжелое и габаритное, требует достаточно внушительных размеров автомобильного шасси;
   
4. неудачная компоновка - для людей и комфортной работы чрезвычайно мало места, но в то же время есть большое количество незаполненной пустоты в КУНГе (кузов унифицированный нормальных габаритов);
   
5. совершенно неподходящее для города полноприводное шасси КамАЗ;
   
6. а также ряд небольших замечаний, таких, как шумность работы, высокая температура ствола, большая высота пола КУНГа и проч.
   

Большинство обозначенных недостатков являются техническими и при должной работе могут быть устранены: повысить КПД нагревателя, перекомпоновать оборудование и выбрать более «городское» шасси вполне реально даже на слабой российской производственной базе. Если же большинство недоработок устранить, то, по словам пожарных, машине этой «цены не будет», а до тех пор все очевидные плюсы ее использования будут смазаны.

При посещении главной подмосковной пожарной части, которая действует как экспериментальная, ее специалисты подтвердили, что основные проблемы, отмеченные при анализе этой модели, оказываются достаточно общими и присущи большинству машин. Таким образом, некоторые мелкие недостатки, будут характерны только для данной модификации, но в целом картина будет искажена незначительно.

Пассажирская часть .Прежде всего, там очень тесно. Ориентируясь по высоте сиденья, можно с уверенностью сказать, что четверо взрослых крепких мужчины в объемных костюмах поместятся здесь с трудом. Сиденье откидывается, и под ним, как в поезде, можно сложить разнообразное оборудование. Правда, никаких отсеков там не предусмотрено, потому все свалено беспорядочно. Оборудования много, потому емкости ящика недостаточно, что-то лежит просто на полу.

Справа можно заметить столик, откидывающийся к стене, а под ним мини ящик для запасных персональных дыхательных баллонов со сжатым воздухом.

Сверху должна быть полка для лежания, но возможности ее применения по назначению представляются крайне смутно и человеку среднего роста, чтобы сидеть под ней, необходимо пригибать голову. Вряд ли это можно назвать комфортным положением. По просьбе пожарных ее убрали.




Из положительных моментов можно отметить автономную печь, обогревающую отсек. Так же слева в кадр попали четыре шкафчика, в которых можно хранить персональное мелкое оборудование.



Пассажирская часть. Система крепления основного комплекта персональных дыхательных баллонов. Грубо изготовленные скобы не позволят расслаблено расположиться, оперевшись спиной о стену, так еще и сидеть приходится на самом краю скамьи.

Аппаратная часть. Справа - вся электронная начинка, включая органы управления и приборы. Все это смонтировано над большим параллелепипедом, занимающим основное пространство аппаратной части КУНГа - дизельным водяным нагревателем. С одной стороны, может создаться впечатление, будто места для управления и настройки системы достаточно, однако нужно учесть - слева, сразу за границей кадра, большая двустворчатая дверь, при этом пол кузова находиться на высоте около 1,3 м над землей. В левой части кадра внизу плунжерный насос. Сверху на полке над ним две бухты высоконапорных шлангов. Видно, что большая часть пространства над насосом и за электрощитами никак не используется. Иногда, после тушения, пожарные сушат там спецодежду либо залезают сами греться.



Аппаратная часть. Слева от водонагревателя и электрических шкафов закреплены три пластиковые емкости для воды. Так как находящийся почти вплотную мощный котел излучает огромное количество тепла, пластик покоробился, горловина приняла форму, сильно отличающуюся от окружности, потому крышку емкости закрыть невозможно. Это приводит к тому, что заправленные контейнеры в процессе движения расплескивают воду по всему кузову. Внизу по полу от емкостей к нагревателю проложен не прикрытый обшивкой трубопровод. Если к этому добавить узость прохода между экономайзером и емкостями, становится ясно, что проникнуть за котел непростая задача. Элементов управления там нет, но в силу наличия свободного места там хранят дополнительные рукава, электрические удлинители и иное оборудование.








Аппаратная часть. Краны управления и настройки системы. И расположены не очень удобно, и работают не всегда корректно, что в сложных условиях функционирования агрегатов является весомым недостатком. Также следует обратить внимание, что фото сделано снаружи с земли, то есть понятна высота пола кузова и она достаточно внушительна.





Аппаратная часть. Провода и каналы для них сделаны из пластика невысокого качества, и вследствие высокой температуры в процессе работы они теряют форму, вытягиваются, свисают с потолка и их приходится менять.

Высота КУНГа такова, что позволяет находиться в нем в полный рост. Это является существенным преимуществом, которое надо сохранить при проектировании нового кузова.




Внешние дополнительные полости используются для хранения используемых рукавов и стволов. Расположены достаточно удобно, так как позволяют в оперативном режиме размотать бухту.

К недостаткам можно отнести:

1. размер этих шкафчиков таков, что шланги надо укладывать предельно аккуратно, в противном случае, как видно на фото, снизу они будут застревать. Это довольно неприятно в условиях, когда надо быстро смотать рукав, переехать на новое место и продолжить тушение.
   
2. изолированность от основного кузова. В зимний период приводит к тому, что после возврата на базу все шланги замерзают.
   
3. хлипкая механика. После нескольких использований вышла из строя механизированная система сматывания рукава - теперь сматывают вручную.
   

Внешние электрические подключения находятся рядом со входом в пассажирскую часть. По заявлению пожарных, весьма полезная штука, когда надо что-то быстро подключить.

Однако были замечания:

1. наличие розеток с напряжением 380 вольт не является острой необходимостью, потому что основная часть используемого оборудования работает от сети в 220 вольт. Конечно, трехфазное электропитание существенно расширяет возможности применения машины, однако для его использования персоналу необходимо пройти специальное обучение и получить сертификат.
   
2. проблемы с проводкой и/или автоматикой. При работе часто без видимой причины срабатывают электрические автоматические защитные устройства, которые приходится затем вручную включать.
   

Аппаратная часть. На фото показан центробежный насос высокого давления. Со стороны пожарных к нему особых претензий не было, кроме того, что перед запуском системы необходимо открыть кран, расположенный перед всасывающим патрубком, и дождаться пока потечет вода. Это нормальная ситуация -особенность насосов состоит в том, что запускать их разрешается только при наличие воды во входном патрубке. Но в конкретном случае следует учесть, что для этого оператору сначала необходимо внутри кузова открыть вентили емкостей, затем выйти наружу, обежать вокруг машины, отпереть люк, за которым спрятан насос, открыть кран, дождаться появления воды, закрыть его, вернутся обратно и только после этого запустить установку. Да, люк достаточно большого размера - позволяет и насос обслуживать, - но путь от кнопки «Пуск» до крана он не сокращает.

Внешние полости. Здесь, как и в показанных выше, тоже хранятся рукав и сменные стволы, и проблемы здесь такие же: изолированность от общего КУНГа приводит к замерзанию шлангов зимой. Проблемы, связанной с недостаточным зазором между бухтой и нижней плоскостью полости, здесь практически нет. Однако в данном случае емкость используется неэффективно: моток шланга и стволы занимают около половины всего пространства.

Внешние полости. Они разбросаны вокруг всего кузова и расположены либо внизу, как надстройки, либо встроены. Все имеют свои отдельные дверцы, оборудованные довольно неплохими пневматическими держателями и имеющие тройное (!) уплотнение.






О некоторых уже было сказано выше, эти же используются как хранилища необходимого дополнительного оборудования, например, дымососа (1), дополнительных бухт шлангов (2) или переносного генератора (3).



Вход в аппаратную и пассажирскую части осуществляется с помощью лестниц, которые компактно и незаметно убираются под КУНГ. Лестницы отличаются, и каждая имеет свои недостатки: в пассажирскую часть - недостаточно широкий пролет, в аппаратную - слишком узкие ступени.

Львиная доля проблем заключается в неудачной компоновке оборудования в кузове. Более тщательно определив оптимальное положение каждого элемента системы, можно избавиться от большей части «болячек» машины. Конечно, не все проблемы можно решить перекомпоновкой.

Одним из важнейших элементов установки является водогрейный котел, работающий на дизельном топливе. Пламя от сжигаемой солярки бьет в наружные стенки труб, по которым течет вода к насосу, и таким образом происходит нагрев последней. Камера сгорания выходит сужающимся открытым концом непосредственно в атмосферу.

Поскольку топлива форсунки разбрызгивают не жалея (около 500 л за 6 часов), открытое пламя с ревом вырывается из отверстия в задней стенке кузова, будто из реактивного двигателя. Эта выхлопная труба, если можно так выразиться, находится в пределах досягаемости человека только со стремянкой, однако с точки зрения общей пожарной безопасности все далеко не гладко: выбирать место стоянки машины необходимо достаточно тщательно, дабы избежать воспламенения всего, что окажется позади. В городе необходимого простора может попросту не оказаться. Кроме того, отапливать улицу, выбрасывая такое огромное количество энергии в атмосферу, крайне неэкономично.

Несмотря на очевидную необходимость внесения изменений в эту часть системы, создание котла необходимой мощности и заданных габаритов -конструкторская задача, которая не является объектом дизайнерского проектирования. В рамках этой работы можно предложить внести изменения и увеличить КПД водогрейного котла.

Наиболее верным направлением дизайн-проектирования будет не переделка имеющейся машины, а создание компоновки «с нуля» на основе проведенных исследований. Это позволит системно спроектировать автомобиль одинаково удобный в пользовании, обслуживании и производстве.

Безусловно, разработка не ограничивается только задачами удобства пользования. Здесь не перечислен ряд крайне необходимых технических и дизайнерских аспектов, так как они будут рассмотрены в концепции.

Человекоориентированное проектирование является основной задачей при создании дизайнерских решений. Пожарный автомобиль можно отнести к объекту особого риска. Поэтому к организации рабочего процесса и рабочего пространства, к требованиям эргономики и антропометрии относиться здесь необходимо более тщательно - от этого могут зависеть жизни людей. Следование этим требованиям стало той основой, на которой строилось все проектирование данной пожарной машины: все решения так или иначе непосредственно «завязаны» на людях. Основные проблемы были рассмотрены на этапе анализа и большую часть из них нам озвучили во время посещения сами пожарные.

Вот их краткий перечень:

1. Неподходящее для города шасси: большие габариты, плохая маневренность;
   
2. Жесткость подвески вызывает дискомфорт у людей и проблемы с чувствительной электроникой;
   
3. Невысокое качество компонентов: насоса, запорно-регулирующей арматуры;
   
4. Неудачная компоновка: оборудование все расположено по полу так, что места для прохода мало, а сверху очень много незанятого пространства;
   
5. Отделение КУНГа для боевого расчета очень тесное и неудобное;
   
6. Коробление различных пластиковых деталей из-за высокой температуры в помещении и низкой теплостойкости материала;
   
7. Низкий КПД горелки и, как следствие, потребление большого количества топлива;
   

8. Частые проблемы с пневматической телескопической осветительной мачтой;
   
9. Изолированность внешних полостей для бухт шлангов от основного КУНГа, а также их недостаточная высота;
   
10. Неудачное распределение масс в кузове;
    
11. Высокий уровень шума в аппаратной части;
    
12. Отсутствие защиты проблесковых маяков.
    

Были названы и еще некоторые недостатки, но они имеют скорее субъективный характер, нежели связаны с ошибками проектирования.

Прежде чем решать все эти проблемы, необходимо было определить, какие из них возможно решить посредством дизайн-пректирования, какие можно вынести в разряд рекомендаций производителю, а какие на данном этапе решить не представляется возможным.

К решаемым проблемам отнести можно (см. список выше):

2. Использование отдельной подвески кузова может

частично или полностью исправить ситуацию;

4. Грамотная перекомпоновка оборудования сможет избавить от проблемы;
   
5. Решение предыдущей проблемы может помочь улучшить ситуацию и в пассажирской части;
   
6. Достаточно использовать более качественные материалы;
   

9. и 12. Напрашиваются достаточно очевидные проектные решения;

К рекомендациям производителю можно отнести:

1. Подобрать другое шасси, что также поможет исправить ситуацию с жесткостью подвески (2я проблема);

3. Использовать возможно более дорогое, но и более

качественное оборудование;

6. Подбор более теплостойких материалов;
   
7. Рекомендации к инженерам производителя -усовершенствование экономайзера с целью повышения КПД;
   
8. Замена на гидравлическую мачту;
   

10. Рекомендации к инженерам производителя -более полный расчет нагрузок на шасси.

К трудно решаемым проблемам я бы отнес только одну -высокий уровень шума. Возможно, если производитель последует рекомендациям и заменит оборудование, сконструирует более эффективный экономайзер, уровень шума и понизится, но гарантировать это нельзя и потому следует просто соблюдать технику безопасности, используя наушники.

Выяснив проектные задачи, следующим этапом стал их анализ. Он заключался в рассмотрении различных способов преодоления каждой из проблем. Почти все из них имеют простые и очевидные решения: дополнительная пневматическая подвеска кузова, использование качественной проводки и ее теплоизоляция, объединение основного объема КУНГа с полостями, в которых располагаются бухты шлангов и дополнительное оборудование, оснащение проблесковых маячков специальной защитой - внесение этих несложных поправок способно существенно повысить качество автомобиля.

Что же касается компоновки, то решение этой задачи достаточно сложно и было рассмотрено немало вариантов. Некоторые из них представлены ниже.



Исходный вариант расстановки оборудования.


Так оно расположено в изготавливаемых ныне серийных образцах. Как можно заметить, в транспортно-пассажирской части КУНГа троим взрослым мужчинам в пожарной экипировке будет тесновато. В аппаратной части тоже места не очень много, при этом оператор стоит спиной к открытой широкой двустворчатой двери и от края его отделяют буквально 40см - достаточно опасное положение. Как уже указывалось, машина обладает не самой лучшей управляемостью, что связано с большой массой, приходящейся на задний свес кузова.



Вариант зеркальной компоновки.


С точки зрения увеличения пространства в обоих отделениях КУНГа никаких положительных сдвигов нет - все также тесно и неудобно. Однако теперь основной вес сосредоточен в пределах базы автомобиля, что должно самым положительным образом сказаться на управляемости. Но при этом пассажиры располагаются теперь за задней осью. Хорошего в этом мало, потому что на любой, даже самой небольшой кочке, для них это помещение будет превращаться в «американские горки». После такого заезда сил на тушение огня уже точно не останется.



Вариант при смещении водяных емкостей назад.


Объем пространства для людей не увеличился за счет такого хода, изменилась только развесовка. При пустых баках все очень привлекательно - вес сосредоточен в центре кузова в районе заднего моста шасси. Однако не стоит забывать, что это пожарный автомобиль, который должен иметь на борту прежде всего воду и пустые баки для него состояние не нормальное, которое стараются в максимально короткие сроки исправить. Потому 3 тонны живой массы в заднем свесе крайне неприятная штука.




Вариант с уменьшением объема перевозимой воды.


В процессе дизайн-проектирования постепенно возникло понимание, что почти никакое оборудование не удастся изменить. А раз так, то менять надо то, что хотя бы поддается этому. В моем случае это водяные баки. Во-первых, их три, а значит, какую-то перестановку относительно друг друга можно сделать, во-вторых, содержат среду, способную принимать любую форму. Манипуляции с теми баками, которые применяются сейчас ни к чему интересному не привели - очень уж неудобный размер имеют эти емкости, и куда их не поставь - везде мешают. Единственный вариант достойный внимания связан с отказом от одного бака, а вместо двух других применение более узких и высоких стандартных емкостей. Но, как было сказано выше, вода в пожарной машине чуть ли не главный пассажир, а потому уменьшение ее объема на 30% не самый идеальный вариант. Хотя, справедливости ради стоит заметить, что подобная компоновка существенно увеличила пространство транспортно-пассажирского отделения, однако цена слишком высока и потому такой вариант не подходит.




Вариант с перемещением экономайзера к задней стенке и заменой трех емкостей на одну специального производства.


В определенный момент при проектировании стало понятно, что расположение экономайзера по центру кузова не обязательное условие равномерного распределения масс и смещение его к дальнему от входа борту с компенсирующим переносом центробежного насоса к противоположному борту не повредит устойчивости автомобиля, но при этом добавит большой объем свободного пространства. Часть этого пространства - удобная и безопасная рабочая зона оператора, а оставшееся пространство над насосами можно использовать под некий стеллаж для удобного хранения многочисленного дополнительного оборудования. Замена емкости для воды позволила «прирастить» к транспортно-пассажирской части КУНГа 300 мм, что существенно скажется на комфорте пожарных, а также уменьшить общую длину КУНГа на 150мм, что улучшит поведение автомобиля на дороге.

Конечно, у этого варианта есть недостатки. Первый и самый очевидный - это необходимость изготовления специальной емкости. Проектирование пластикового бака при известных основных размерах и объеме не сверхъестественная задача, изготовление его методами мелкосерийного производства также не должно стать непреодолимой сложностью, тем более возникающие преимущества с лихвой покрывают все трудозатраты.

Ко второй проблеме можно отнести невозможность обслуживания форсунок горелки непосредственно внутри кузова. Это сервисное мероприятие и потому в постоянном доступе необходимости нет, а периодически вполне допустимо делать осмотр и ремонт через специальный люк.

Таким образом, финальная дизайн-концепция, имеющая ряд недостатков, которыми в наших условиях можно пренебречь, позволяет решить главные из означенных проблем и потому была принята за основную для дальнейшего проектирования.

В процессе создания дизайн-проекта была проведена работа по анализу пожарной техники, опросу пользователей, сведению полученных результатов, концептуальному проектированию, моделированию и визуализации результата. Итогом работы стал спроектированный КУНГ, обладающий гораздо более дружелюбный с пользовательской точки зрения инфраструктурой и позволяющий более оперативно развертывать комплекс и запускать систему -немаловажные критерии для пожарной техники.




Как видно из иллюстраций, перемещение экономайзера дало много места для оператора. Известно, что работа в стесненных условиях увеличивает утомляемость и, как следствие, вероятность совершения ошибок. В системе, конечно, используется множество различных защитных устройств и в случае неверной или замедленной реакции при возникновении критических ситуаций они не позволят вывести из строя установку, но это остановит подачу воды, что при пожаре может иметь серьезные последствия.

Спроектированная емкость более органично и компактно вписывается в КУНГ. Имея наклонное дно, позволяет полностью слить воду, а также, поскольку она цельная, проблем с наполнением через гидрант не возникнет.

В качестве материала использован более толстый теплостойкий пластик, потому последующего коробления можно избежать, что позволит закрываться крышке в течение всего срока эксплуатации машины.

При такой компоновке центробежный насос находится возле зоны работы оператора, в связи с этим при запуске установки необходимости выходить на улицу, чтобы открыть кран и наполнить магистраль насоса водой нет - все теперь в зоне досягаемости.




Новая емкость позволила увеличить на 300 мм транспортно-пассажирский отсек, в котором теперь стало гораздо просторней. Чтобы члены боевого расчета, доставляемые на место происшествия в этой части автомобиля чувствовали себя комфортней, из-за спины были убраны держатели для индивидуальных дыхательных баллонов и вместо них установлена полноценная мягкая спинка. Так как вместе с увеличением помещения была увеличена и глубина пространства под откидным столом, то баллоны теперь размещены в ногах сидящих пожарных.

Также мной был спроектирован специальный стеллаж, позволяющий упорядочить хранение дополнительного оборудования. Глубина его около 1,5 метров, но благодаря прорезиненным роликам, выполняющих роль полок, и специального ремня, позволяющего их вращать, доставать из глубины и размещать туда оборудование не составит особого труда. А специальная сетка не позволит слететь предметам со стеллажа при торможении.

В проекте я предлагаю использовать гидравлический привод мачты освещения со складывающейся ручкой, который отличается большей надежностью, чем используемый сейчас.



Все внешние полости теперь соединены с основным кузовом отверстиями - это не позволит зимой замерзать воде в трубопроводе.

Графически это не показано, но есть возможность осуществить пассивную теплоизоляцию шкафов с управляющей электроникой, которая достаточно негативно реагирует на перегрев.

Ниже представлено сравнительное сценарное моделирование действий боевого пожарного расчета при прибытии на место происшествия. Под графой «до» показано возможные перемещения членов команды при существующем варианте компоновки кузова. Как видно из схем, при таком неудобном расположении важных элементов системы и необходимого оборудования, пожарные тратят много времени на перемещение до нужного места, а не на само действие.

Под графой «после» изображено перемещение команды при новой компоновке, но для совершения тех же самых действий. По концентрации линий понятно, что количество лишних движений существенно сокращено. Например, оператору для наполнения всасывающей магистрали насоса водой нет необходимости уходить с рабочего места, остальным членам не нужно добираться до многочисленных полостей, разбросанных по всему КУНГу, многократно обегая вокруг машины -большой стеллаж позволяет хранить большую часть оборудования. Совокупность всех этих факторов не может не сказаться на повышении оперативности работы пожарной команды.

Сценарное моделирование:








после:

•	Водитель / оператор	К Время на операцию
•	Пожарные в кабине	Перемещение боевого расчета
г>	Пожарные в КУНГе	В К основному месту действия

Результат дизайн-проектирования полностью решил поставленные в начале работы задачи, а решение обладает рядом существенных преимуществ:

1. Повышение удобства работы с системой термической активации воды;
   
2. Повышение удобства хранения оборудования;
   
3. Повышение уровня комфорта в зоне перевозки пожарного расчета;
   
4. Повышение уровня безопасности;
   
5. Улучшение технических характеристик системы;
   
6. Повышение устойчивости автомобиля при движении;
   
7. Повышение надежности системы в целом и др.
   

Новизной разработки является применение методов человекоориентированного технике, направленной на выполнение узкого круга задач. В мировых масштабах, конечно, такой подход нельзя отнести к ноу-хау, но в нашей стране, к сожалению, это редкость. То есть проектирование оборудования и систем с точки зрения человека, а не «железа» для нашей промышленности не является обыденный практикой, хотя должно было бы быть именно так.

Внедрение проекта не должно вызвать каких либо затруднений. Такое мнение связано с тем, что при проектировании максимально использовалось существующее производимое оборудование. Исключением является только емкость специального производства, но, как указывалось выше, трудностей при ее изготовлении возникнуть не должно. Главной проблемой при реализации, как это ни печально, может стать человеческий фактор. Велика вероятность, что желание производить более удобный продукт будет меньше, чем нежелание изменять отработанные схемы производства.

В связи с этим возникает рекомендация производителю внимательно прислушиваться к тем специалистам, которые непосредственно эксплуатируют автомобиль. В процессе интервьюирования стало понятно, что у них накопилось немало замечаний, исправить которые необходимо как с точки зрения технологий, так и с точки зрения производства. Опыт этих отважных людей позволит создать действительно нужный, технологичный и качественный продукт.