Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

Говорящие камни и водяной щит.

Опубликовал Сергей 7 июля 2011 в рубрике Изобретения.

Выпускник физфака МГУ по специальности «теоретическая физика», Миржалил Хамитович в 1981-м защитил кандидатскую и уехал домой работать преподавателем на ташкентском факультете Высшей инженерной пожарно-технической школы МВД СССР. Как ученого его тогда заинтересовала научная экспертиза причин возникновения и развития пожара. Тем более что эти проблемы оказались в русле его специализации по физике магнитных явлений.

Познакомил меня с этим замечательным человеком во время его визита в Москву профессор Академии государственной пожарной службы (АГПС) МЧС РФ, академик РАЕН Н.Н. Брушлинский. Разговор начался с одного отечественного открытия двадцатилетней давности, к которому мой собеседник имел некоторое отношение. Технология на основе этой научной находки могла революционизировать работу пожарной экспертизы. В частности, помочь инструментально выявлять скрытые поджоги.
Увы, прошумев в середине 80-х, метод в «сильно горючие» девяностые был фактически не востребован.
О пожарной магнитометрии «по биотиту» рассказывает начальник Научно-исследовательского центра Высшей технической школы пожарной безопасности МВД Узбекистана, кандидат физико-математических наук Миржалил Усманов.

Каменный лакмус
— В 1983 г. — говорит Миржалил Хамитович, — ко мне пришел один из студентов-заочников нашего факультета Александр Владимирович Данилов и рассказал про свою удивительную находку. Используя стандартный геофизический магнитометр ИМВ-2, он случайно обнаружил, что в сгоревшем каменном помещении меняется магнитная восприимчивость поверхности стен в зависимости от температурных полей пожара. Вместе с Даниловым мы неоднократно проверили эффект — он был стойко повторяемым. В исследование включилась кафедра магнетизма физфака МГУ. Полученные данные вывели нас на очень интересные фундаментальные проблемы термохимических, термо- магнитных изменений различных темноцветных минералов (присутствующих в составе стройматериалов). В дальнейшем, в частности, было доказано, что магнитный след оставляет не только температура, но и радиоактивное воздействие — в местах радиационных катастроф.
Радиационная составляющая этих исследований под эгидой противодействия американской программе звездных войн (СОИ) активно развивалась до конца 80-х, пока развал Союза не остановил ее финансирования. А термомагнитное направление скоро оформилось в конкретную прикладную технологию. Ведь был обнаружен безошибочный природный индикатор термовоздействия — биотит, породообразующий минерал, весьма распространенный в горных местностях и предгорьях. Его еще называют «кошачье золото». Темные камушки с блестками, которыми дети любят играть в песке, обладают слабыми парамагнитными свойствами. При нагревании свыше 600°С биотит резко увеличивает свой магнетизм, а остывая, «запоминает» параметры «пережитых» им температур, которые можно позже прочесть, как в раскрытой книге.
Для пожарной охраны биотит оказался настоящим открытием. Ведь он входит в состав глины, песка, гальки — типичных составляющих бетона и штукатурки. Правда, не везде, в средней полосе в составе стройматериалов он практически не встречается. Но почти на половине территории России — на Урале, в Восточной Сибири, Алтае, на Кавказе, на Кольском полуострове его частицы часто присутствуют в стенах.
В этом случае биотит можно сравнить с лакмусовой бумажкой, размазанной по стене. И если после пожара вы придете и обследуете стоны магнитометром, то четко увидите, какие температуры были в разных частях комнаты. Зная законы физики горения можно абсолютно достоверно узнать, где был очаг возгорания, как распространялся огонь. Эти данные позволяют в свою очередь определить причину пожара: самовозгорание это или поджог.

Видео не горит!
...Став начальником Испытательной пожарной лаборатории Таджикистана, Александр Владимирович Данилов раскрыл с «подсказки» биотита около 30 поджогов в республике. Сильно нашумело дело о видеодвойках. В горный район Таджикистана на одну из разработок урановой руды в конце 1985 г. завезли партию очень дорогих тогда видеодвоек на сумму примерно 350 тысяч рублей (по там временам это приближалось к полумиллиону долларов).
Однажды на складе предприятия начался пожар, и вся видеоаппаратура якобы сгорела дотла. Завскладом поступил достаточно хитро. За месяц до поджога он написал заявление в вышестоящие органы о том, что складской электрощит опасно искрит. «Обезопасив» себя, таким образом, он глухой осенней ночью пролил керосиновую дорожку от электрощита до противоположной стены, где было окно с тремя секциями. Ослабив предварительно стекло в одной из них, хитрец под покровом темноты вытащил снаружи стекло и бросил внутрь факел. Разумеется, большей части видеодвоек на складе утке не было.
В горах лежал снег, и пока пожарная охрана из поселка внизу успела пробиться к ним, склад уже выгорел дотла. Все вроде бы получилось шито-крыто. Прилетевшая вскоре на вертолете комиссия записала причиной пожара короткое замыкание. Чуть позже на место происшествия вызвали Данилова по личному приказу министра МВД Таджикской ССР, слышавшего о нашей методике.
В то время как Александр обследовал стены склада, члены высокой комиссии уже отмечали за столом вместе с завскладом закрытие дела. Кто-то увидел, как неизвестный приезжий разгуливает по пожарищу с каким-то прибором в руках, и начался форменный скандал. «Ты кто такой?» — было, наверное, самим мягким, что услышал Александр Данилов от разгоряченных офицеров МВД. Ну и не выдержал: «послал» высоких экспертов, за что получил вскоре строгача с занесением «за оскорбление мундира».
А когда через несколько дней расшифровали даниловскую «круговую магнитную панораму», то на снимках стала ясно видна холодная зона над одной секцией окна. Это означало, что к началу пожара стекла в этой секции не было. А еще обнаружили, что очаг возгорания был не у щита, а у окна. После нашли и стекло с отпечатками пальцев завскладом. Прямо в зале суда поджигатель, которому дали 15 лет, пообещал, что после отсидки разыщет и расстреляет Данилова. А выговор Александру Владимировичу сняли...

Комментарий начальника Исследовательского центра экспертизы пожаров Санкт-Петербургского филиала ВНИИПО д.т.н., профессора И.Д. Чешко:
- В России биотит присутствует в стенах только в определенных районах. Чтобы узнать это наверняка, нужно делать минералогический анализ состава штукатурки. Причем, если в стене присутствует металл хотя бы гвоздь, то это значительно искажает магнитную картину пожара. Есть и другие методы, которые применяет сегодня экспертиза: ультразвуковая дефектоскопия, сравнительные измерения твердости бетона и многие другие. Панацеи здесь не существует в принципе, и оптимальный под ход - комплексное обследование пожарища разными способами и инструментами. При этом биотитная технология, безусловно, интересна и в ряде случаев весьма перспективна. Но для более широкого ее использования требуются дополнительные исследования.


По-научному глубокий и по-эдисоновски изящный ход в извечной борьбе человека с пожаром предложил Миржалил Хамитович.
Речь об уникальном теплозащитном экране «СОГДА», изобретенном и запатентованном М.Х. Усмановым в конце 90-х. Этот спасительный «щит» пожарного уже применяется в Узбекистане, и сейчас при участии АГПС МЧС России прорабатывается вопрос о его использовании российскими огнеборцами.
— В 1996 г. я с головой погрузился в проблему тепловой защиты пожарных,— рассказывает Миржалил Хамитович. Предшествовала этому трагедия. В том же году на газовом месторождении в Кашкадарьинской области Узбекистана во время пожара газоконденсатного фонтана на скважине №108 погибло четверо моих друзей пожарных. Около 50 участников ликвидации аварии получили тогда ожоги, несколько человек вынуждены были уйти па пенсию по инвалидности...

И вот я интуитивно, а затем экспериментально пришел к очень простой и в тоже время эффективной конструкции для ослабления тепловых потоков. До этого было придумано немало способов для решения подобной задачи: водяная завеса, железная сетка, по которой стекает вода (этот способ пришел из металлургии); просто металлические или асбестовые экраны. Были интересные разработки еще советского времени с тонкодисперсной водой, так называемым водяным туманом, получаемым распылением воды при сверхвысоким давлении. Но все эти экраны или недолговечны — быстро разрушаются или, нагреваясь, сами начинают излучать. Либо, как водяные завесы, требуют большого расхода воды. В случае же с тонкораспыленной водой требуется дорогое специальное оборудование, а тепловой поток снижается, при этом всего в несколько раз, а не на порядки, как требуется для работы вблизи огня.

Безопасное для человека значение естественного солнечного теплового потока, падающего на один квадратный метр — 1 кВт. При излучении в 5-6 кВт/м2 человек получает термический ожог. На пожарах величина теплового потока на расстоянии 5-10 м достигает 19-16 кВт/м2.
При последнем значении загораются пожарные автомобили. Во время горения крупного газового фонтана тепловой поток «крепчает» на этом расстоянии до 25-30 кВт/м2 . А при пожаре на лесоскладе—до 150-200 кВт/м2.

Это пожарная азбука: эффективней всего тушить с близкого расстояния распыленной водой, пеной. Издали нужно бить компактней струей, но большая часть ее пропадает зря — вода попадает в одно место и стекает. А пеной или порошком издали тушить, вообще не получится. Так как же пожарному в штатном теплозащитном костюме встать у самой кромки огня, чтобы можно было использовать наиболее эффективные огнетушащие средства? Как защитить пожарную технику при работе в такой горячей зоне?

ЧУДЕСА В РЕШЕТЕ

Смотрю видеокадры испытаний защитных экранов «СОГДА» в Узбекистане... Языки огня рвутся к небу. И прямо через этот ад проложен коридор из белых, как бы декоративных, щитов. Пожарные чины Узбекистана в форменных рубашках с коротким рукавом, приглашенные зарубежные гости из России, США, Китая, Германии и соседних республик с явной опаской вступают в этот коридор. И сначала бегут, а затем, замедлившись, идут по коридору через самое пекло, изумляясь, что не превращаются в гриль.

«Из чего же сделан чудесный материал ваших экранов?» — спрашивают Миржалила Хамитовича изумленные испытатели. А ответ похож на суфийскую притчу: «из воды в решете»...
Внешне его теплозащитный экран — металлические сетки, между которыми циркулирует та же вода. Та же, да не та же! Профиль ячеек сеток, металл, из которых они сделаны, угол и режим распыления воды, расстояние между сетками — все это элементы, составляющие ноу-хау изобретателя.
В процессе экспериментов обнаружилась удивительная вещь — одна из тех, которыми не перестает поражать нас природа. Физики называют ее фазовым переходом первого рода. При определенных параметрах системы «сетка — вода» эффективность ослабления теплового потока скачком возрастает пятидесятикратно. К подобным показателям нигде в мире и близко не подходили.
Это и впрямь похоже на чудо: толща воды в метр с лишним уменьшает тепловой поток всего лишь в 2,7 раза, а водяная стенка в 300 микрон в защитном экране Усманова — в 100 раз! В основе такого чуда — синергетическое (взаимоусиливающее) взаимодействие теплофизических и оптических эффектов.
Экран похож на тонкую стеклянную двухслойную стену, внешнюю поверхность которой лижет огонь температурой полторы тысячи градусов, а внутреннюю можно трогать голыми руками. Пожарный может стоять за таким экраном у самого очага пожара и из специального проема в экране работать из ствола по языкам пламени. Контурно видя при этом результаты своей работы и контролируя общую ситуацию в зоне горения. Такая прозрачность экранов «СОГДА» связана с их оптической избирательностью. Длинные волны «застревают» и ослабляются в сотни
раз, а короткие волны видимого света теряют свою силу всего в пять-семь раз. Этого достаточно, чтобы видеть, что происходит за экраном в зоне горения и оперативно принимать необходимые решения.

МИРОВАЯ СЕНСАЦИЯ ИЗ УЗБЕКИСТАНА

В 1999 г. Усманов получил патент Узбекского патентного ведомства на способ и устройство ослабления теплового потока. На родине Миржалилу Хамитовичу удалось найти частных инвесторов, вложивших более 100 тысяч долларов в производство, отработку образцов и зарубежное патентование. На сегодняшний день на экраны «СОГДА» получены Евразийский патент, патенты в Китае, Гонконге, Австралии. Канаде, Индонезии, Турции и Украине. В 2004 г. Всемирная организация интеллектуальной собственности (WIPO, Женева) оценила данное изобретение Большой золотой медалью, а в сентябре 2005 г. вступил в силу европейский патент.
Похоже, это тот самый счастливый случай инновации, когда инвесторам не нужно колдовать с бизнес-планами, выгадывая, «выстрелит» ли изобретение на рынке. Теплозащитные экраны Усманова просто обречены на успех в мировом масштабе. Ведь во многих странах жизнь и здоровье пожарных стоят очень недешево. А возможность спасения ценного имущества от огня ценится везде без исключения.
Кстати, когда специалисты одной из европейских стран увидели эту разработку, то сходу предложили продать патент за весьма немалые деньги. Но нынешние узбекские
инвесторы пока отказались это делать, да и сам автор считает, что массовое производство экранов необходимо начинать у себя в России и Узбекистане.

НА ПОЖАРЕ... ХОЛОДНО.

Зимой 2002 г. в Кашкадарьинской области Узбекистана полыхнул очередной газоконденсатный фонтан. «Свеча» взметнулась в небо на 90 м.
Загасить такую «свечку» — дело хлопотное. Чтобы провести работы у устья скважины, надо сначала оторвать огонь от земли, подняв его на безопасную высоту. А до этого создать «инфраструктуру тушения»: проложить узкоколейку для тяжелой техники, обеспечить подвод воды и электричества. Это месяц, а то и больше тяжелых, опасных трудов.
Вокруг фонтана по кругу ставят лафетные стволы и одновременной работой мощных струй воды, как на пиках, поднимают огонь вверх метров на пятнадцать. Получается газоконденсатный стебель, расцветающий огромным огненным цветком там, куда не достигает вода.
На том пожаре, на расстоянии 25-30 м от скважины, как обычно, стояло стандартное массивное укрытие из двухслойного железа. Много за ним не высидишь — ведь оно само вскоре раскаляется, как сковородка. Жарко невыносимо: постоянно хочется пить, происходит обезвоживание организма. Поэтому пожарные работают короткими сменами, причем подвозят и увозят их на специальном технике: самостоятельно оттуда не очень-то убежишь.
И вот рядом с этими защитными «сковородками» — на том же расстоянии от огня в тот раз впервые поставили опытный образец экрана «СОГДА»: ажурное сооружение 2x2x2 м.

— По-моему, ребята немного растерялись,— рассказывает Миржалил Хамитович. — Дело в том, что внутри моего укрытия им оказалось... холодно! Зима ведь на дворе была! Они, бедолаги, вынуждены были периодически выскакивать на мгновение за пределы экрана, чтобы, прокрутившись, как шашлык па вертеле, согреться в огненном аду.
А однажды случилось настоящее боевое крещение чудо-экранов. На горящей скважине предстояло срезать превентор. Это устройство — часть трубопровода, где расположены заслонки, регуляторы и разводка отходящих труб срезают его специальным пескоструйным аппаратом, затем ставят новый, выпуская в ответвления горящий газ, то есть создавая несколько маленьких свечек вместо одной большой.
Пригласили специалистов из канадской фирмы. Однако «кленовые» профессионалы на этот раз сплоховали: неправильно срезанный превентор не отлетел в сторону, а скособочился и упал, сохранив соединение с основной трубой. И огонь из скважины начал жадно растекаться во все стороны по земле.
Через двадцать минут стандартное железное укрытие для пожарных деформировалось и рухнуло. А экран Усманова стоял, как ни в чем не бывало. Люди не только укрылись за ним, но и продолжали работы, выбегая из-за его «водяной спины».
— Вы спасли нам жизнь,— сказали после этого пожарные Миржалилу Хамитовичу.

ТОТАЛЬНАЯ ЭКРАНИЗАЦИЯ ПОЖАРОВ

— Сейчас готовятся к производству экраны «СОГДА» для коллективной защиты людей при тушении газонефтяных фонтанов,— рассказывает Усманов. — Разумеется, могут быть сделаны варианты экранов и для других задач. Ведь, оперируя плоскостями водяных сеток, тепловому «щиту» можно придать совершенно разную форму. Это может быть и коридор, который можно проложить сквозь огонь, и длинная «завеса» для защиты подъехавшей пожарной техники, и «колпак» для какого-либо объекта внутри пожара, и аварийный трап — «труба», который можно подавать прямо к горящему самолету, чтобы вывести людей.

Есть немало пожароопасных объектов, которые нуждаются в постоянной защите такими экранами. Например, сливо-наливные эстакады для углеводородного сырья. Вдоль этих эстакад стационарно устанавливаются площадки с пожарными лафетными стволами для оперативного обеспечения тушения возможного пожара. Но если пожар развивается быстро, то оператор ствола из-за сильного жара бывает вынужден прекратить тушение и покинуть боевую позицию, что может привести к катастрофическому развитию пожара.
Очень интересна задача по пожарной защите газовых автозаправочных станций. Площадка, куда въезжает заправщик со сжиженным газом, должна быть продуваемой, чтобы предотвратить взрывоопасное скопление газов, и в то же время закрытой, чтобы огонь, в случае его возникновения, не распространялся в стороны. Как это совместить? До сих пор в ходу нехитрый паллиатив: по бокам заправочной площадки строят две бетонные стенки, а выход и вход открыты настежь. Получается аэродинамическая труба, по которой огонь может вырваться наружу с большой силой. Если же поставить по периметру заправочной площадки сеточные экраны, то они образуют своеобразные мембранные стены: воздух продувает сквозь них площадку, не позволяя скапливаться газам; в случае же возникновения горения достаточно включить подачу воды в экраны, и пламя ни за что не вырвется за ограждение.
Есть у группы Усманова и революционное предложение пожаробезопасное зданий. Можно ведь вмонтировать сеточные теплозащитные экраны в виде раздвижных (или стационарных) штор в некоторые ключевые стены (и потолки) помещений. При пожаре эти шторки раздвигаются, и водяные экраны надежно локализуют пожар, пресекая его распространение на другие помещения. Это, конечно, в дополнение к спринклерным автоматическим системам пожаротушения. Подобный вариант стен уже просчитан для одной из ташкентских текстильных фабрик.
Несколько лет назад экраны Усманова использовались при тушении склада серы на Алмалыкском горно-металлургическом комбинате. Обнаружилось, кстати, что водяная пленка, образующаяся на поверхности экранов, задерживает не только тепловой поток, но и частично некоторые вредные и опасные для здоровья газы.
— Сейчас мы работаем в тесном контакте с российской АГПС, — говорит Миржалил Хамиювич. — Мои научные деловые и дружеские контакты с сотрудниками АГПС и ФГУ ВНИИПО МЧС РФ завязывались еще в СССР, когда наша ташкентская ВТШПБ была филиалом АГПС. Поэтому в авторский коллектив узбекистанских патентов вошли и российские ученые и специалисты.

Общее руководство разработками новых видов теплозащитных экранов «СОГДА» и способов их применения осуществляет профессор, академик
РАЕН Н. H. Брушлинский, сумевшей организовать результативную работу на пространствах двух государств. Был получен совместный российский патент, начаты внедренческие работы. Введением экранов «СОГДА» в практику российской пожарной службы по защите газовых автозаправочные станций активно занимается сегодня
заместитель начальника АГПС по научной работе Владимир Петрович Назаров.

Владимир Назаров — полковник внутренней службы, д.т.н., профессор, академик НАНПБ, автор более 50 патентов на изобретения:

- Узнав о теплозащитных экранах разработанных М. Усмоновым познакомившись с патентами, я сразу увидел перспективы применение этой разработки в условиях пожара в закрытом помещении и при загазованности. На сегодня мы совместно проработали 15 вариантов экспериментального применения этих устройств согласовав их Госпожнадзором Московской области. Мне не хотелось бы сейчас называть конкретную автогазовую заправочную станцию, на которой уже скоро состоится эксперимент. Но я надеюсь, что его результаты откроют широкую дорогу использованию этих уникальных экранов на всех видах российских АЗС. Особенно на газовых. Ведь за газом - ближайшее будущее, а нерешенный вопрос пожарной безопасности — один из тех, что тормозит широкое распространение этих объектов.

Считается, что в извечном соревновании щита и меча, победа, в конечном счете, всегда за мечом. Наверное, это справедливо для современной военной области, где борьбу ведут человеческие умы. К счастью, пожары, как и другие бедствия, — явления, не наделенные умом. И если уж подобные ЧС возникают как следствие недоразумия техногенной
Цивилизации, то возможно, «щит» созданный техническим разумом, сумеет заполнить этот «прогал прогресса».

Читайте также:

ЖЗЛ — ИЗОБРЕТЕНИЕ РУССКОЕ!
Третья вечная проблема
«Гравитус» Прокопенко
Выручит «Шанс»

Похожие записи:

  1. Шнекоробот-пожарник

Комментирование закрыто.

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.