Анализ аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров, и использования специальной пожарной техники. Назначение и область применения аварийно-спасательного автомобиля. Разработка пожарных модулей надстройки автомобиля и компоновочной схемы.
Анализ данных, характеризующих обстановку с пожарами в ЗАТО Железногорск за 2011 год, позволяет сделать вывод о том, что служба пожаротушения и дежурные караулы подразделений ФГКУ «Специальное управление ФПС №2 МЧС России», реализуя требования нормативных актов, приказов, указаний ДПСС МЧС России и Специального управления ФПС №2 МЧС России, в целом решили организационные и практические вопросы, связанные с тушением пожаров. Из 76 пожаров, произошедших в 2011 году, личным составом дежурных караулов потушено 75 пожаров, подручными средствами населением до прибытия подразделений пожарной охраны - 1 пожар. Из данных указанных в таблице № 1.3 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 2,78 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары (ниже показателя по РФ на 4,03 минуты). Из данных, указанных в таблице № 1.4 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 4,8 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары в сельских поселениях и приравненных к ним районах (ниже нормативного на 11,3 минуты). По совокупному результату снижения средних показателей сообщения о пожаре и прибытия пожарных подразделений, прослеживается закономерное снижение среднего времени локализации пожара.Эффективный вращающий момент двигателя - МЕ при этом определяем как: МЕ = 9550 NE/n, (6.8) где n - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, об?мин-1. Передаточное число главной передачи - ІГ определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения ПА на высшей ступени в коробке передач по формуле: ІГ = 0,377•rk•n9/ (ІКПВ•ІДКВ•?AMAX), (6.9) где RK - кинематический радиус качения колеса, м; Частоту вращения коленчатого вала двигателя определяем через коэффициент его оборотистости: n? = ?AMAX•?од, (6.10) где ?од - коэффициент оборотистости двигателя, принимаемый для легковых автомобилей и грузовых с дизельным двигателем в пределах 30...35, для грузовых автомобилей с бензиновым двигателем - 35...45. n? = 100•35 = 3500 об?мин-1. Передаточное число низшей (первой) ступени основной коробки передач - ІКПН находим из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги: ІКПН = GA•?max•RД/ (MEMAX•ІДК•ІГ•?ТП), (6.11) где ?max - максимальное значение суммарного коэффициента сопротивления дороги, принимаемое в расчетах равным 0,4. Для 1-й ступени коробки передач имеем: ІКП i = (ІКПНМ-I • ІКПВІ-1)1/(m-1), (6.12) где ІКП i - передаточное число i-й ступени коробки передач;Таким образом, в соответствии с выданным заданием спроектирован пожарный аварийно-спасательный автомобиль, отвечающий современным требованиям и учитывающий основные тенденции развития пожарного машиностроения. В качестве прототипа выбран автомобиль АСА-20 на шасси УРАЛ-6370, по своим техническим параметрам отвечающий требованиям, предъявляемым к современным аварийно-спасательным автомобилям. Выбранный тип дизельного двигателя марки ЯМЗ-238 позволяет на 15 % снизить путевой расход топлива на каждые 100 км и обеспечить при этом более высокую эксплуатационную скорость машины, достигающую на пятой передачи 100 км?ч-1. Проведенный в проекте компоновочный расчет показал, что на переднюю управляемую ось автомобиля приходится 26 % от полной нагрузки, а на заднюю тележку - 74 %, что при колесной базе равной 3340 мм до оси среднего моста обеспечивает хорошую управляемость и достаточное сцепление ведущих колес с дорогой. Полученные по результатам расчетов координаты центра тяжести, в частности, его высота равная 1,29 м, свидетельствуют о хорошей поперечной устойчивости спроектированного автомобиля, особенно на поворотах и дорогах с поперечным уклоном (косогорах).
Введение
Состояние пожарной безопасности в определенной степени отражает уровень экономического развития нашей страны. Ежегодно в России происходит порядка 800 пожаров, материальные потери от которых по оценкам специалистов составляют порядка 100 млн. руб. В основном горят леса и промышленные предприятия, имеющие изношенное и устаревшее оборудование. Таким образом, мы стоим на грани необратимых техногенных катастроф.
Для того чтобы сократить степень риска техногенных катастроф и довести его до нормального уровня, потребуются инвестиции в размере 40 - 50 млн. долларов в год. Но даже при этом, по прогнозам Минэкономразвития, выходить из кризиса придется примерно 25 лет. Причем многие объекты восстанавливать окажется дороже, чем строить новое.
К сожаленью, в критическом состоянии находится не только основные фонды предприятий, но и парк пожарных автомобилей , состоящий на вооружении подразделений МЧС, защищающих промышленные объекты. При этом ситуация распространяется не только на возрастной состав парка, но и на его качественную структуру: они не адекватны складывающейся оперативной обстановке с пожарами.
За три последних года объем новых поступлений пожарных автомобилей в объектовые подразделения МЧС составил лишь 3% от всего парка. При такой динамике потребуются многие годы на обновление и восстановление пака.
Не менее проблематична качественная структура парка пожарных автомобилей подразделений МЧС. Она была сформирована в конце 80-ых годов. Когда отечественной промышленностью выпускались в основном пожарные автомобили среднего класса на шасси ЗИЛ и ГАЗ ( с цистерной вместимостью до 2500 л, насосом типа ПН-40У с подачей 40 л?с-1, лафетным стволом ЛС-20 или ЛС-40). Естественно, что парк пожарных автомобилей в настоящее время более чем 80% состоит из автоцистерн на базе ЗИЛ.
В настоящее время в подразделениях ФПС МЧС России эксплуатируется более 14000 основных пожарных автомобилей, более 3000 специальных пожарных автомобилей и 13000 единиц оперативно-служебного транспорта. На вооружении подразделений находятся более 200 наименований пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования. Но в настоящее время около 50% имеющегося парка подлежит списанию ввиду выработки установленных сроков эксплуатации. Для поддержания парка пожарной автотехники необходимо ежегодно приобретать до 2500 единиц только основных и специальных пожарных автомобилей.
Перспективный типаж пожарных автомобилей, разработанный ФГБУ ВНИИПО МЧС России по заданию ГУГПС МЧС Росси, предусматривает выпуск более 60 основных и специальных машин с повышенными тактико - техническими показателями и пониженным расходом топлива на привод специальных агрегатов. Намечены также меры по дальнейшему повышению надежности и долговременности пожарных автомобилей, их универсализации и специализации.
В настоящее время пожарные автомобили выпускаются в Торжке, Варгашах, Москве, Мытищах, Давыдово, Жуковском, Туле, Тольятти, Миассе, Посевной и других городах страны. Головным предприятием по выпуску ПА является ОАО «Пожтехника» г. Торжок. Однако постоянно осуществляемая модернизация существующих всем требованиям сегодняшнего дня, в том числе и новых аварийно - спасательных автомобилей (АСА).
Главными задачами завода-изготовителя пожарной техники должны быть: выпуск конкурентоспособной техники с зарубежными аналогами;
блочно-модульный принцип конструирования машин, который позволит трансформировать автомобиль по необходимому назначению;
разработка новых аварийно-спасательных автомобилей повышенной проходимости.
Особенно остро необходимость в автомобилях типа АСА ощущается в последнее время на объектах обслуживающих транспортные магистрали и предприятия, где возможно возгорание большого количества различных по структуре и свойств горючих веществ. К таким объектам можно отнести: нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, авиационные и морские порты. Именно на таких территориях наиболее часто приходится ликвидировать аварии и последствия катастроф.
Выше отмеченное подтверждает актуальность тематики дипломного проекта и подчеркивает практическую значимость разработки объектовых пожарных машин, в том числе и аварийно - спасательные автомобилей.
1. Состояние вопроса
1.1 Анализ аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров подразделений ФГКУ «СУ ФПС №2 МЧС России» за 2010-2011 г
Анализ данных, характеризующих обстановку с пожарами в ЗАТО Железногорск за 2011 год, позволяет сделать вывод о том, что служба пожаротушения и дежурные караулы подразделений ФГКУ «Специальное управление ФПС №2 МЧС России», реализуя требования нормативных актов, приказов, указаний ДПСС МЧС России и Специального управления ФПС №2 МЧС России, в целом решили организационные и практические вопросы, связанные с тушением пожаров.
В 2011 года подразделения гарнизона совершили 2875 выездов, что на 105 выездов меньше, чем за аналогичный период прошлого года (АППГ) - 2980 выездов.
Сведения о выездах подразделений гарнизона за 2010 -2011 г.г. приведены в таблице 1.1.
Таблица № 1.1 - Сведения о выездах подразделений гарнизона за 2010 - 2011г.г.
№ п/п Цель выезда 2010г. 2011г.
1. Пожары (помощь ГУ МЧС по Красноярскому краю) 83(3) 76(2)
2. Загорания 164 268
3. Лесные пожары (трава, пух, мусор) 226 305
4. Аварии 0 0
5. На срабатывание установок АПС 1002 1374
6. Ложные вызовы 1248 765
7. Пожарно-тактические учения, отработки планов, ПТЗ и т.п. 102 108
8. Оказание помощи населению, службам города, объектов и т.п. 155 69
Всего: 2980 2875
Анализируя обобщенные данные (табл. 1.1) работы подразделений ФГКУ «Специальное управление ФПС № 2 МЧС России» за 2011 год, следует отметить значительное увеличения количества выездов по сравнению с АППГ: - загорания - в 1,8 раза (на 104 выезда);
- лесные пожары (трава, пух, мусор) - в 1,35 раза (на 79 выездов);
- на срабатывания АПС - в 1,7 раза (на 372 выездов);
- пожарно-тактические учения, отработки планов, ПТЗ - в 2,8 раза (на 6 выездов);
В 2011 году на пожарах погибло 6 человек (в АППГ - 4 человека), количество получивших травмы населения составило 8 человек (в АППГ - 9 человек). В процессе ликвидации пожаров спасено 55 человек (в АППГ - 30 человек).
Из 76 пожаров, произошедших в 2011 году, личным составом дежурных караулов потушено 75 пожаров, подручными средствами населением до прибытия подразделений пожарной охраны - 1 пожар. Сведения приведены на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Сведения по тушению пожаров подразделениями СУ ФПС № 2 в 2010 - 2011 гг.
В 2011 году на 16 пожарах работы по спасанию людей и ликвидации горения производились звеньями ГДЗС. В 30 случаях на пожары были привлечены специальные пожарные автомобили (таблица № 1.2).
Таблица № 1.2 - Сведения по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2010-2011 гг.
Специальные пожарные автомобили 2010 г. 2011 г.
АСА-20, АД-90 16 8
АЛ-50, АКП-50, АПТ-22, МШТС 17 20
АР-2 5 2
Всего: 38 30
Оперативное время реагирования, состоящее из времени обработки вызова, сбора личного состава и следования к месту вызова является одним из важных показателей действий подразделений при выезде дежурного караула по тревоге. Согласно требования Федерального закона от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ» статья 76 п.1. время прибытия первого подразделения к месту вызова в городских поселениях и городских округах не должно превышать 10 минут, в сельской и приравненной к сельской местности не должно превышать 20 минут.
В таблице № 1.3 представлены сведения по оперативному реагированию подразделений на 31 пожаре, произошедших в городской черте СУ ФПС № 2 МЧС России за 2011 год, 2010 год и подразделений по Российской Федерации за 2010 год.
Таблица №1.3 - Показатели оперативного реагирования с момента сообщения о пожаре до момента прибытия к месту вызова (в городском округе)
Время прибытия первого подразделения (мин.) Количество пожаров в городском округе (%) Среднее время прибытия, мин.
2010 год 2011 год 2011 год 2010 год РФ
До 5 минут 30 (81,0) 29(93) 3,12 5,9 7,15
6 - 10 минут 7 (19,0) 2(7)
Более 10 минут 0 (0%) 0 (0)
Из данных указанных в таблице № 1.3 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 2,78 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары (ниже показателя по РФ на 4,03 минуты). Данный показатель улучшился в сравнении с 2010 годом на 52 %.
В таблице № 1.4 представлены сведения по оперативному реагированию подразделений Специального управления ФПС № 2 МЧС России на 30 пожарах, произошедших в сельских поселениях и приравненных к ним районах 2011 года.
Таблица №1.4 - Показатели оперативного реагирования с момента сообщения о пожаре до момента прибытия к месту вызова (в сельских поселениях и приравненных к ним районам)
Время прибытия первого подразделения (мин.) Количество пожаров в сельских поселениях (%) Среднее время прибытия, мин.
2010 год 2011 год 2010 год 2011 год
До 10 минут 23 (60,5) 32 (71) 13,5 8,7
10 - 20 минут 11 (29,0) 10 (22)
Более 20 минут 4 (10,5) 3 (7)
Из данных, указанных в таблице № 1.4 следует, что в 2011 году в сравнении с 2010 годом на 4,8 минуты улучшился показатель прибытия первых подразделений на пожары в сельских поселениях и приравненных к ним районах (ниже нормативного на 11,3 минуты).
Продолжительность локализации пожара в значительной мере зависит от продолжительности периода свободного развития пожара. По совокупному результату снижения средних показателей сообщения о пожаре и прибытия пожарных подразделений, прослеживается закономерное снижение среднего времени локализации пожара.
Время с момента прибытия первого подразделения к месту пожара до его локализации.
Рисунок 1.2 - Время момента подачи первого ствола до его локализации в первом полугодии 2010-2011 г.г.
В 2011 году показатель по локализации пожаров остался на уровне 2010 года. Количество пожаров локализованных за время менее 5 минут увеличилось на 2 %. Количество пожаров локализованных за время 6-15 минут практически не изменились в сравнении с 2010 годом (снизилось на 0,2 %). Количество пожаров локализованных за время 16-30 минут не изменилось. Количество пожаров локализованных за время 31-60 минут улучшилось на 1,2 %. Причинами улучшения показателя локализации явилось то, что в 2011 году возросло количество проведенных службой пожаротушения и руководством специальных пожарных частей решений ПТЗ с личным составом дежурных караулов, что способствовало практической отработке навыков РТП и личного состава по тушению пожаров.
Время с момента локализации пожара до ликвидации.
Рисунок 1.3 - Время с момента локализации пожара до ликвидации в первом полугодии 2010- 2011 г.г.
В 2011 году процент количества пожаров с временем ликвидации 31-60 минут уменьшился в сравнении с 2010 годом на 2,49 %. Увеличилось количество пожаров ликвидированных за время до 5 минут - 50,6 % (2010 год - 42,85 %). Так же вырос показатель по пожарам, ликвидированным с 6 до 15 минут - 34% (2010 год - 29,89 %). Значительно улучшился показатель ликвидации пожаров с 16-30 минут -14% (2010 год - 23,37 %).
Время с момента прибытия первого подразделения к месту вызова до его ликвидации
Рисунок 1.4 - Время тушения (%) с момента подачи первого ствола до его ликвидации открытого горения в первом полугодии 2009- 2010 г.г
Улучшение показателей локализации и ликвидации в 2011 году отразилось в целом на показателе тушения. Вместе с этим значительными остаются показатели времени в промежутках 31-60 минут и более 60 минут (в целом 17,8 %).
Основными недостатками при тушении пожаров в 2011 году остаются: - слабые знания оперативным составом расчета сил и средств;
- не правильный выбор решающего направления;
- проведение боевого развертывания, с временем превышающим нормативное;
- недостаточное количество поданных на тушение пожарных стволов;
- недостаточные навыки работы ствольщиков с пожарным стволом на позициях, при маневрировании и продвижении вглубь пожара по мере его ликвидации.
По итогам проверок ОСД подразделений, осуществляемых сотрудниками службы пожаротушения, в 2011 году, отмечался ряд замечаний к руководству подразделений по вопросам организации и совершенствования деятельности в области пожаротушения в подразделениях. Пожары произошедшие в районе выезда подразделения с личным составом разбираются формально, занятия по боевой подготовке проводятся за частую на низком профессиональном уровне. Проведение практических занятий нередко подменяется изучением оперативно-тактических особенностей объекта, методические планы проведения занятий разрабатываются некачественно. Руководство подразделений не проводит детальный разбор допущенных ошибок РТП и личным составом, а также не в полном объеме доводит до начальников караулов замечания, выявленные в других подразделениях.
В 2011 году в ходе проведения пожарно-тактических учений, отработки планов пожаротушения, при проверках боеготовности дежурных караулов было выявлено 398 тактических ошибок, допущенных РТП, что на 30 ошибок больше чем за АППГ. Результаты отражены в таблице 1.5.
Таблица №1.5 - Ошибки, допущенные РТП
№ п/п Характер ошибок 2011 год 2010 год
1. Не организована работа оперативного штаба. 14 15
2. Отсутствие связи с ЕДДС (ПСЧ). 7 8
3. Отсутствие связи с НТУ, звеньями ГДЗС. 30 35
4. Не знание О.Т.О. объекта. 19 12
5. Отсутствие взаимодействия с администрацией, службами жизнеобеспечения. 11 12
6. Не созданы участки тушения пожара. 19 15
7. Проведение развертывания сил и средств с временем превышающим нормативное. 21 18
8. Недостаточное количество стволов, поданных на тушение. 15 10
9. Не установлена АЦ на ПГ ( ПВ). 9 10
10. Не задействованы стационарные установки пожаротушения. 3 5
11. Не подтвержден вызов № 2, не объявлен сбор личного состава. 8 5
12. Не организовано спасание людей, эвакуация материальных ценностей. 8 9
13. Недостатки при тушении электроустановок: - не получен допуск на отключения электроустановок; - не заземлены пожарный ствол или насос; - не использовали диэлектрические средства. 13 10
14. Недостатки в вопросах ГДЗС: - отсутствие постового на посту безопасности; - экипировка звена; - отсутствие связи со звеном; - ведение служебной документации постовым на посту безопасности; - не создан КПП. 63 58
15. Не задействована спецтехника. 10 7
16. Недостатки при проведении пожарной разведки. - разведка проведена в одном направлении; - неправильный выбор решающего направления; - неправильная прокладка рукавных линий. 57 60
17. Отсутствие контроля исполнения распоряжений РТП. 33 25
18. Нарушение правил охраны труда. 16 15
19. Не создан резерв сил и средств. 5 7
20. Не знание расчета сил и средств. 28 24
21. Недостатки при тушении пожаров в резервуарах: -не использование ТОК; -не создан второй рубеж защиты с прокладкой резервных рукавных линий; - не организовано выполнение мероприятий по подготовке пенной атаки. 9 8
Итого: 398 368
Анализ данных, приведенных в таблице 1.5, свидетельствует о том, что 2011 году в сравнении с АППГ произошло увеличение количества ошибок допущенных оперативным составом управления по следующим направлениям: не знание оперативно-тактических особенностей охраняемых объектов, не своевременное создание участков тушения пожара, недостаточное количество пожарных стволов, поданных на тушение пожара, не подтверждение вызова № 2, контроль РТП качества исполнения своих указаний и распоряжений, знания порядка расчета сил и средств, порядок организации тушения пожаров в: резервуарах, электроустановках и своевременное привлечение спецтехники.
Наибольшее количество ошибок продолжает оставаться в вопросах проведения пожарной разведки - 57 ошибок, ГДЗС - 63 ошибки, организации пожарной связи - 37 ошибок, что составляет 14,4 %, 15,9 % и 9,2 % от общего количества ошибок.
В 2011 году начальствующий состав, выступающий в качестве РТП, не занимался планомерным повышением своего оперативного мастерства, руководством подразделений не осуществлялся контроль устранения ошибок, проведение личным составом развертывания сил и средств с временем превышающим нормативное, допускаемых начальниками караулов, не планировались мероприятия, направленные на повышение их тактической грамотности. Разборы ошибок, допускаемых РТП и личным составом при ведении действий по тушению пожара в подразделениях, зачастую проводились формально.
1.2 Анализ использования специальной пожарной техники
За период с 2007 года по 2011 год на пожары для проведения работ по спасанию людей и ликвидации горения 140 раз были привлечены специальные пожарные автомобили. Сравнительные данные по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2007 - 2011 годах приведены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 - Сведения по использованию специальной пожарной техники на пожарах в 2007 - 2011г.г.
Специальные пожарные автомобили 2007 год 2008 год 2009 год 2010 год 2011 год
АСА-20, АД-90 6 8 8 10 8
АЛ-50, АКП-50, АПТ-22, МШТС 13 15 14 16 20
АР-2 5 5 8 2 2
Всего: 24 28 30 28 30
Анализируя данные таблицы 1.6, можно увидеть, что для проведения работ по спасанию людей и ликвидации горения, очень часто привлекаются специальные пожарные автомобили. Значительную долю в использовании специальной техники занимают место аварийно-спасательные автомобили. За рассматриваемый период количество выездов автомобилей АСА-20 увеличилось и составляет 28,5% от общего количества выездов специальных пожарных автомобилей, рисунок 1.5. Это еще раз свидетельствует о необходимости в разработке аварийно-спасательного автомобиля.
Рисунок 1.5 - Сведения о привлечении специальной пожарной техники
1.3 Анализ наличия и состояния пожарной техники
Подразделения СУ ФПС № 2 МЧС России укомплектовано 84-мя пожарными автомобилями основного, специального и вспомогательного назначения на различных базовых шасси, год выпуска которых колеблется от 1980 до 2011.
Таблица 1.7 - Распределение пожарных автомобилей по назначению
Пожарные автомобили Количество Процентное отношение,% Срок эксплуатации до 10 лет, шт / (%) свыше 10 лет, шт / (%)
Основные 42 50 15 / (35,7%) 27 / (64,3%)
Специальные 15 18 8 / (53,3%) 7 / (46,7%)
Вспомогательные 27 32 9 / (33,3%) 18 / (66,7%)
Всего 84 32 / (38,1%) 52 / (61,9%)
Больше половины имеющихся на вооружении СУ ФПС № 2 МЧС России пожарных автомобилей подлежит списанию, так как эксплуатируются более 10 лет. Это еще раз говорит о необходимости разработки новых пожарных автомобилей как основного, так и специального назначения.
2. Техника для проведения аварийно-спасательных работ
2.1 Зарубежные автомобили
Пожарный автомобиль технической службы RW 2 фирмы IVEKO MAGIRUS, Германия (рис.2.1). Предназначен для доставки комплекта специального оборудования на место проведения аварийно-спасательных работ, удаление дыма, освещения рабочей зоны, обеспечение энергией специализированного электроинструмента.
Рисунок 2.1 - Пожарный автомобиль технической службы RW 2 фирмы IVEKO MAGIRUS
На автомобиле с колесной формулой 4x4 и дизельным двигателем мощностью 189 КВТ размещена канатная лебедка с гидравлическим приводом (5т), электрогенератор с защитно-отключающим устройством (20КВТ), световая мачта со светильниками заливного света (высота выдвижения 7 м), потребляемая мощность 4КВТ.
Автомобиль доставляет на место аварии комплект спасательных средств, специальную и защитную одежду, средства оказания первой медицинской помощи, набор гидравлического и электромеханического инструмента.
В России выпуск аналогичной техники Минстройдормашем прекращен в 1984 году.
Пожарный автомобиль технической службы RFC II фирмы ROSENBAUER, Австрия, рисунок 2.2. Предназначен для доставки комплекта спецоборудования на место проведения работ, освещения рабочей зоны, проведения грузоподъемных операций.
Рисунок 2.2 - Пожарный автомобиль технической службы RFC II фирмы ROSENBAUER
Боевой расчет- 3 человека. Мощность двигателя 124 КВТ. Колесная формула 4x4. Усилие лебедки - 5т. Генератор мощностью 20 КВТ, напряжение 380/220 В. Осветительная мачта -7м. Грузоподъемность крана при вылете стрелы 1,7м- 3,5 т; 2,4м- 2,5т; 5м- 1,2т. Полная масса 11800 кг.
Американская фирма «American la France» по заказам муниципалитетов изготовляет пожарные автомобили для проведения аварийно-спасательных работ при дорожно-транспортных происшествиях, авариях на предприятиях нефтехимической промышленности, авиа- и железнодорожных катастрофах и других случаях, требующих оказания срочной технической помощи.
Автомобили изготавливаются на шасси разных фирм с колесной формулой 4x2, полной массой 20 т и мощностью дизельного двигателя до 262 КВТ. Автомобиль перевозит до 80 различных единиц спасательного оборудования.
2.2 Отечественные автомобили
Автомобиль аварийно-спасательный АСА (4310) ПМ- 523 предназначен для (рис.2.3): доставки к месту аварии или пожара личного состава, специального аварийно-спасательного инструмента, оборудования, средств связи и освещения;
проведения аварийно-спасательных работ;
освещения мест тушения пожара или аварии;
удаления дыма и подачи свежего воздуха;
- разборки строительных конструкций и поднятия грузов с помощью крана.
Рисунок 2.3 - Автомобиль аварийно-спасательный АСА (4310) ПМ- 523
Автомобиль рассчитан на эксплуатацию в районах с умеренным климатом, при температуре окружающего воздуха от -40° до 40° С. Расчет 3 человека, мощность двигателя 162 КВТ (220 л.с.), колесная формула 6x6. Максимальное тяговое усиление лебедки при подаче троса вперед -3,5 т; назад- 5 т. Генератор мощностью 20 КВТ, напряжение 230 В, осветительная мачта- высота подъема- 6м. Грузоподъемность крана- Зт, угол поворота 180градусов? максимальная высота подъема груза - 6м. Полная масса автомобиля 15100 кг.
Пожарно-спасательный автомобиль ПСА 2,0-40/2 (43206) предназначен (рис.2.4): для тушения пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций в жилых и общественных зданиях, на промышленных объектах, транспортных средствах;
для доставки к месту пожара или чрезвычайной ситуации (аварии) пожарно-спасательного расчета, запаса огнетушащих веществ, пожарно-технического вооружения, специального оборудования и инструмента, средств радиосвязи и освещения;
для подачи в очаг пожара огнетушащих веществ (воды или воздушно-механической пены) через стационарный лафетный ствол, ручные стволы и ручной ствол-распылитель высокого давления с забором воды из цистерны, открытого водоема или гидранта, а пенообразователя из штатного пенобака или сторонней емкости;
насосная установка оборудована насосом центробежным пожарным комбинированным НЦПК-40/100-4/400, водо-пенные коммуникации оснащены стволом-распылителем высокого давления с катушкой рукавной СРВДК-2/400-60, на крыше ПСА установлен стационарный лафетный ствол ЛС-С20У;
для проведения аварийно-спасательных и специальных (вскрытие и разборка строительных конструкций, проведение спасательных работ с высот, освобождение пострадавших изпод завалов и т.п.) работ;
для освещения мест проведения работ;
система обогрева кабины боевого расчета и насосного отсека выполнена на основе автономной отопительной установки типа ОВ65-0010-В на дизельном топливе;
кузов для размещения пожарно-технического вооружения (ПТВ) и аварийно-спасательного оборудования и инструмента (АСО) изготовлен с широким применением листового материала из алюминиевого сплава и нержавеющей стали, двери боковых отсеков выполнены шторными.
Рисунок 2.4 - Пожарно-спасательный автомобиль ПСА 2,0-40/2 (43206)
Вся вышеперечисленная техника позволяет проводить аварийно-спасательные работы в местах, куда она может пройти по относительно хорошим дорогам. Но данная техника не позволяет проводить аварийно-спасательные работы в труднодоступных местах (горные районы, болота, тундра и т.д.), в условиях бездорожья и при наводнении.
3. Конструирование аварийно-спасательного автомобиля
3.1 Назначение и область применения АСА
Пожарные аварийно - спасательные автомобили предназначены для доставки к месту пожара и аварии личного состава, специального аварийно - спасательного инструмента, оборудования, средств связи и освещения, проведения аварийно - спасательных работ с использованием электромеханических инструментов и приборов, освещения мест тушения пожара и аварий, разработки строительских конструкций и завалов, а также поднятия грузов с помощью крана. АСА может работать самостоятельно или в совокупности с другими пожарными машинами.
Основным недостатком АСА является то, что при работе самостоятельно эта машина не может обеспечивать тушения очагов возгораний и машине требуется дополнительная кооперация с автоцистернами.
Современный мониторинг частей МЧС показывает, что остро востребованным сейчас являются автомобили первой помощи, быстрого реагирования и аварийно - спасательные машины. Однако все чаще и чаще складываются ситуации, когда при ликвидации аварий остро встает вопрос о необходимости использования средств порошкового, газового и углекислого тушения, когда необходим запас пенообразователя (не менее 8% от количества вывозимой воды) и т.д.
3.2 Современная концепция развития аварийно-спасательных автомобилей
Необходимость в проведении пожарно-спасательных работ может возникнуть при каждом боевом въезде оперативных подразделений. В тоже время редкая авария или катастрофа обходятся без необходимости ликвидации возгорания или тушения пожара, Эти соображения необходимо учитывать при разработке типажа современных пожарных в ряде стран пожарных машин уже нельзя рассматривать как положительный фактор изза проблем, возникающих при подготовке личного состава и эксплуатации автомобилей, а также высокой их стоимости.
Анализ пожарных машин показывает, что в основу типажа современных аварийно - спасательных автомобилей, являются составной частью общего типажа ПА, находящихся на вооружении пожарной охраны разных стран, положены следующие концептуальные соображения: - универсальность автомобилей, обеспечивающая экономичность их эксплуатации и обеспечивающая подготовку личного состава к действиям в экстремальных условиях.
- серийность комплектующих элементов и возможность их комбинирования, позволяющая оптимизировать техническое обслуживание, сократить номенклатуру запасных частей, обеспечивать взаимозаменяемость элементов в случае их выхода из строя.
- функциональная надежность автомобилей, обеспечивающая их высокую боеготовность, сокращения затрат на приобретение и обслуживание техники.
- разумное сочетание достаточности и экономичность типажа, обеспечивающего выполнения всего комплекса операций на месте инцидента с минимальными затратами средств на приобретение и содержание техники.
- наличие в комплектации входящих в типаж автомобилей не только оборудования для выполнения технических работ, но и приборов контроля состояния среды на месте инцидента и снаряжения и защиты личного состава от опасных факторов, являющихся следствием аварии или катастроф.
Все приведенные соображения по-своему важны, однако вопросам универсальности, возможностям комбинирования и надежности в настоящее время уделяется особое внимание.
В Германии, например, разработана концепция оптимизации типажа выпускаемых в стране пожарных автомобилей, в известной мере базирующийся на приведенных выше соображений. Предложенная концепция заключается в переходе от существующего широкого ассортимента пожарных автомобилей узкого назначения к универсальным базисным пожарным автомобилям трех классов, оснащенным необходимым оборудованием для выполнения пожаротушения и технической помощи. Причем все это оборудование для размещения пожарных автомобилях на пожарных автомобилях стандартизировано и объединено в 9 больших групп: - защитные костюмы и дыхательные аппараты
- огнетушители и агрегаты для комплектации пожарных автомобилей
- рукава, стволы и гидравлическая арматура
- технические средства для проведения спасательных работ
- медицинская техника
- осветительное оборудование и тревожная сигнализация
- вспомогательная техника и оборудование
- специальные технические средства
- ручные приборы и измерительная техника.
В группу приборов входят и приборы, используемые пожарными для измерения радиаций: 3 индивидуальных дозиметра, 3 сигнализатора опасной дозы облучения, измеритель уровня радиации, сигнализатор опасного уровня радиации, индикаторы дозы, измеренной индивидуальным дозиметром.
Предлагая данную концепцию базисных автомобилей, специалисты исходили из предложения, что они должны заменить автоцистерны и автонасосы, а также частично аварийно - спасательные автомобили. Например, этому предложению полностью соответствует третий (тяжелый) класс базисного пожарного автомобиля, который пригоден для выполнения боевых задач любой сложности, связанных как с тушением пожара, так и с выполнением аварийно спасательных работ.
Этот автомобиль с полной массой 14 - 16 т. И боевым расчетом 6 человек, вывозит 2000 л воды и 200 л пенообразователя, оборудован автоматическим самовсасывающим насосом производительностью 45 л?с-1 при давлении 8 бар и 5 л?с-1 при давлении 35 бар. Высокая удельная мощность, около 15 КВТ?т-1 обеспечивает высокие динамические показатели и проходимость машины. Спектр функциональных возможностей автомобиля расширен благодаря применению многочисленного комплектующего оборудования, в состав которого входят: комбинированный лафетный ствол с подачей воды или раствора пенообразователя 27 л?с-1, катушка первой помощи с жесткими шлангами длинной 60 м, 5 ручных стволов и 2 пеногенератора, 4 изолирующих противогаза, 2 погружных электронасоса, выносной электроагрегат мощностью 8 КВТ. В кузове пожарной надстройки размещен стационарный электрогенератор мощностью 20 КВТ, привод которого осуществляется от коробки отбора мощности. В задней части кузова установлена световая мачта с тремя прожекторами заливающего света мощностью по 1000 Вт (высота мачты до 7 м). В комплектацию автомобиля входит специальное оборудование: комплект гидроинструмента, пневмодомкраты, вентилятор производительностью 10 тыс. м3?ч-1, защитная одежда для личного состава и др. Конструкция кузова современная - блочно-модульная.
Усиление базисных автомобилей при сложных пожарах, авариях, катастрофах, предлагается осуществлять с помощью автомобилей со съемными надстройками. Пожарная охрана Германии первой начала использовать модульной компоновки, в том числе с прицепным ведущем модулем.
Что касается системы съема кузова, более рациональной была признана компоновка со съемными модулями, представлена на рисунке 3.1.
Идея автомобиля со съемными модулями заключается в том, что таким пожарным машинам придаются функции оперативных ПА, и они вводятся в боевой расчет частей, на вооружении которых находятся. Для этого создается гамма модулей - не только со специальным оборудованием и приборами, но и со средствами тушения и устройствами для их подачи
В первую очередь это порошковые установки, которые могут работать без отбора мощности от базового шасси, оборудованного баллонами со сжатым инертным газом. Емкости с пенообразователем, оборудованные пеносмесителями, арматурой и другими принадлежностями. Такой модуль может работать в паре, например, с автоцистерной для подачи воздушно-механической пены, что довольно часто случается в практике тушения пожаров.
Таким образом, автомобиль со сменным съемным модулем (например с порошковым) может находиться в части в боевом расчете и выезжать по тревоге на тушение любого пожара. В случае возникновения техногенной аварии, а также крупного или сложного пожара ставиться тот модуль, который необходим в сложившейся фактической обстановки, и прежний автомобиль выполняет новые другие функции.
Это гибкая тактика позволяет с максимальной эффективностью использовать находящуюся на вооружении пожарной охраны мобильную технику, предназначенную в первую очередь для применения в условиях чрезвычайных ситуаций. При этом сокращаются расходы, как на приобретение, так и на эксплуатацию пожарных автомобилей.
3.3 Выбор шасси, силового агрегата и пожарной надстройки
Для правильного выбора шасси и силового агрегата проектируемого АСА следует исходя из среднестатистической продолжительности следования и нормированного значения радиуса выезда, определить максимальную скорость движения - ?А мах при заданных условиях эксплуатации: ?А мах = R / (?сл •с1•с2•с3 •с4), (3.1) где R - протяженность (радиус) выезда, км;
с1- коэффициент использования мощности (0,3...0,4);
с2 - коэффициент развития мощности (0,8);
с3- коэффициент учета климатических условий (0,5...0,9);
с4- коэффициент учета дорожных условий (0,3...1,0);
9а мах - максимальная техническая скорость автомобиля, км?ч-1.
В соответствии с исходными данными проекта, нами будут рассмотрены варианты шасси большой грузоподъемности 5...8 т.
Для удобства проведения сравнительного анализа прототипов и выбора шасси и силового агрегата для проектируемой машины, параметры технических характеристик сравниваемых моделей АСА сводим в табл. 3.1. В качестве прототипов разрабатываемой машины нами будут рассмотрены: концепткар пожарного иавтомобиля Европейского Содружества на шасси Мерседес (принят на вооружение в Германии в 2003 г.) и отечественный автомобиль АСА-20, выпускаемый ОАО «Пожтехника». Для всех автомобилей в качестве базы используется шасси повышенной проходимости с колесной формулой 6x6, и полной массой, не превышающей 16000 кг.
В таблице 3.1 использованы следующие сокращения: КЛ - классическая компоновка; ПП - переднеприводная компоновка; КЗД - кабина за двигателем; КНД - кабина над двигателем; КПД - кабина перед двигателем; БР6В - бензиновый рудный 6-и цилиндровый, расположенный вдоль двигатель; ДР4П - дизельный рядный 4 -цилиндровый, расположенный поперек двигатель; ДТV8В - дизельный турбированный V- образный 8 - цилиндровый, расположенный вдоль двигатель.
Таблица 3.1 - Характеристики аварийно-спасательных автомобилей
Наименование параметра Обозначение Страна, модель ПА
Россия Германия Проект
1.Тип АСА -20 КАМАЗ (43114) 3 класс VMR30 ЕР820 -20 М УРАЛ(6370)
2.Колесная формула шасси 6x6 6x6 Мерседес 1929К38 6x6
3.Компоновочная схема КЛ КЛ КЛ
4.Положение кабины кнд 1 2 кнд 1 2 кнд 1 2
5.Номинальная грузоподьемность, кг MH 7000 8000 8000
6.Полная масса, кг MA 15100 17000 15000 до 15600
7. Запас огнетушащего вещества Пена Порошок СО2 - - - 2250 или AFFF760 2000 1260 300 (0.3)
8. Габариты, мм.: длинна ширина высота LA BA HA 7900 2500 3500 9000 2500 3660 7900 2500 3500
Выбор пожарной надстройки полностью зависит от заданного типа пожарной машины и современного дизайна. Проанализировав характерные для АСА сборочные единицы, агрегаты, крупное пожарно-техническое оборудование и количество личного состава боевого расчета, заполним таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Характеристики сборочных единиц и агрегатов проектируемого ПА
Наименование сборочной единицы, агрегата Масса, кг Габариты, мм. 1 x b x h Координаты центра масс Статистические моменты, H/m
Xi Zi Mi?Xi Mi?Zi
1. Шасси и кузов с ПТВ 3635 3315 8000x1000x 800 2 1 136220 68110
Проанализировав основные АСА, находящиеся на вооружении в нашей стране и за рубежом, выбираем первый способ создания проектируемой машины: на серийное шасси устанавливаем пожарную надстройку, т.е. кабину (салон) боевого расчета и специальную платформу с оборудованием.
В качестве прототипа ходовой части предлагаем использовать шасси автомобиля «Урал-6370» (6x6) с передним рулевым управлением. Дизельный двигатель обеспечит передвижение автомобиля, работу специальных агрегатов и приспособлений, работу насоса, гидравлической системы, привода подъемного крана. Передача мощности будет осуществлена через механическую зубчатую трансмиссию и сочлененные валы.
На выбранном шасси устанавливаем кабину для водителя и команды из двух человек с посадочной формулой 1 2, платформу с дополнительным оборудованием и огнетушащими веществами.
4. Разработка пожарных модулей надстройки автомобиля
Тушение большинства пожаров в
Вывод
Таким образом, в соответствии с выданным заданием спроектирован пожарный аварийно-спасательный автомобиль, отвечающий современным требованиям и учитывающий основные тенденции развития пожарного машиностроения. В основу концепции спроектированной машины заложена экономичность, минимальные затраты на проектирование, изготовление и ее эксплуатацию.
В качестве прототипа выбран автомобиль АСА-20 на шасси УРАЛ-6370, по своим техническим параметрам отвечающий требованиям, предъявляемым к современным аварийно-спасательным автомобилям. Указанное шасси имеет достаточный запас по грузоподъемности и легко может быть приспособлено для эксплуатации совместно со сменными модулями.
Выбранный тип дизельного двигателя марки ЯМЗ-238 позволяет на 15 % снизить путевой расход топлива на каждые 100 км и обеспечить при этом более высокую эксплуатационную скорость машины, достигающую на пятой передачи 100 км?ч-1.
Проведенный в проекте компоновочный расчет показал, что на переднюю управляемую ось автомобиля приходится 26 % от полной нагрузки, а на заднюю тележку - 74 %, что при колесной базе равной 3340 мм до оси среднего моста обеспечивает хорошую управляемость и достаточное сцепление ведущих колес с дорогой.
Полученные по результатам расчетов координаты центра тяжести, в частности, его высота равная 1,29 м, свидетельствуют о хорошей поперечной устойчивости спроектированного автомобиля, особенно на поворотах и дорогах с поперечным уклоном (косогорах).
Сохраняя основные тактико-технические показатели прототипа, спроектированный АСА имеет в значительной степени расширенный спектр выполняемых работ, а следовательно, повышенную эффективность использования. Наличие сменных модулей, способных тушить локальные возгорания, позволяет по новому взглянуть ни тактику использования машин тяжелого класса. В некоторых случаях это позволит совсем отказаться от привлечения автоцистерн, автомобилей газового или порошкового тушения.
За счет применения сменных модулей универсальность использования спроектированного автомобиля возрастает. Такой машиной можно одновременно осуществлять тушение и производить аварийно-спасательные и восстановительные работы.
Необходимо отметить, что спроектированный автомобиль достигает заданной максимальной скорости 27,5 м?с-1 ? 100 км?ч-1 на нисходящем участке кривой мощностной характеристики. Однако разгон при падении мощности приводит к перерасходу топлива. Поэтому рекомендуемая скорость движения машины, из условий экономичности и безопасности должна находиться в пределах 85... 90 км?ч-1.
Проведенные расчеты показывают, что спроектированный автомобиль, благодаря правильной компоновке и распределению нагрузки по осям, обладает хорошими показателями тормозных свойств, устойчивости и управляемости, удовлетворяющими международным нормам безопасности.
С экономической точки зрения эффект от внедрения спроектированного аварийно-спасательного автомобиля может составить 839363 рублей в год. При задействовании при тушении пожаров вывозимых сменных модулей, экономический эффект от эксплуатации машины будет значительно выше.
Список литературы
ФЗ «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей». - Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, №35, ст.3503.
Приказ МЧС от 25 июля 2006 года № 425 «Об утверждении норм табельной положенности пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования для основных и специальных пожарных автомобилей изготавливаемых с 2006 года»
Приказ МЧС от 31 декабря 2002 года № 630 «Об утверждении и введение в действие правил охраны труда в подразделениях Государственной противопожарной службы МЧС России» (ПОТРО-01-2002)
НПБ-163-97 Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний. ВНИИПО МВД России. 1997г. - 105 с.
НПБ-176-98 Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний. ВНИИПО МВД России. 1998.-18 с.
НПБ-181-99 Автоцистерны пожарные и их составные части. Выпуск из ремонта. Общие технические требования. Методы испытаний.: ВНИИПО МВД России. 1999г.-28 с.
НПБ 180-99. Пожарная техника. Автомобили пожарные. Разработка и постановка на производство. - М.:ГУГПС, ФГУ ВНИИПО МВД России, 1999 -27 с.
НПБ 307-2002. Автомобили пожарные. Номенклатура показателей. - М.: ВНИИПО, 2003. - 45 с.
ГОСТ 12.2.037-78. Техника пожарная. Требования безопасности.
ГОСТ 12.2.047 - 86. ССБТ Техника пожарная. Требования и определения.
ГОСТ 12.4. 009 - 85. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов.
Пожарные автомобили предприятий России. Сборник нормативных документов. Выпуск 8. - М.: ФГУ ВНИИПО МВД России, 2000.
Автомобильный справочник НИИАТ.- М.: Транспорт, 1989.-220 с.
Безбородько М.Д. Пожарная техника. М.: АГПС МЧС России, 2004 г. 550 с.
Вильмер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.В. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.-М.: Машиностроение, 1975г.
Орлов П.И. Основы конструирования. В 2-х кн. Кн. 1. Изд. 3-е, испр. - М.: Машиностроение, 1988 г. - 560 с.
Я.С. Повзик Справочник руководителя тушения пожара.-М.: ЗАО «СПЕЦТЕХНИКА», 2000 г.-361с.
Яковенко Ю.Ф. Современные пожарные автомобили. - М.: Стройиздат, 1988.-352 с: ил.
НПБ-163-97 Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний. ВНИИПО МВД России. 1997.-105 с.
Каталог. Продукция, выпускаемая Варгашиским заводом противопожарного и специального оборудования. ФГУП«ВЩ и СО»2001 г.-15 с.
21.http://pozarniy.ru/news(дата обращения 12.03.2012).
22.http://mchs.gov.ru/Upload/2.6(дата обращения 15.03.2012).
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
