В районах авиационной охраны лесов при тушении лесных пожаров командами авиапожарных применяется непосредственное тушение с самолетов и вертолетов. Наиболее широкое распространение метод тушения лесных пожаров с самолетов получил в США и Канаде. При этом, начиная с 1944 г., на тушении применяют гидросамолеты, амфибии и самолеты, взлетающие с сухопутных аэродромов, с баками емкостью от 640 до 12000 тонн. Однако оптимальным считают лесопожарный самолет СЛ-215 с полезной загрузкой огнегасящей жидкости 5.5 т. Это двухмоторная лодка амфибия, забирающая воду при взлете с крупных озер, рек и морских заливов при высоте волны до 1,2м,. имеет запас топлива на 3,5 ч при полной загрузке и скорости полета 240 км/ч. Исходя из опыта канадских, американских и российских специалистов, самолет-амфибия должен обеспечить выполнение следующих задач: доставку и высадку к местам пожаров команд и пожарного оборудования; задерживать распространение пожара путем сброса огнетушащей жидкости; оказывать помощь пожарным в тушении отдельных очагов сильного горения; предупредить переход низового пожара в верховой и придавать огнестойкость смежным с пожаром насаждениям; оказывать помощь наземным силам в повышении надежности создаваемых противопожарных барьеров.
Успешная работа самолета-танкера в основном зависит от времени между очередными сбросами огнетушащей жидкости, т.е. чем ближе к месту пожара акватория, где танкер забирает воду, тем эффективнее его работа. Например, наиболее эффективна работа танкера СЛ-215 была при расположении акватории до 16 км. Вода сливаемая с воздушных танкеров на кромку лесных пожаров в обязательном порядке должна иметь добавку вещества, повышающего ее огнетушащие свойства (у канадцев - фосген, у нас 0С-А1 и 0С-А2). У нас метод тушения с воздушных судов прошел более длинный путь, чем у американцев. Первые опыты по прокладке противопожарных заградительных полос водными растворами химикатов были проведены в нашей стране в 1932-1933 гг. с самолетов По-2 (длина полосы 100 м) и П-5 (длина полосы 200 м). Дозировка раствора на полосе длиной 100-200 м. созданной с самолета, составляла менее 0,5 л на 1 кв.м и не обеспечивала тушения даже слабого низового пожара и не создавала какой-либо преграды распространению
огня. В 1952-1954 гг. проведены испытания 1000-литрового авиапожарного опрыскивателя (АПО) с самолета Ан-2. Огнегасящую жидкость заливали в АПО при помощи мотопомп из емкостей, установленных на аэродроме, и выливали с летящего самолета на высоте 25 м под давлением 6 атм за 5 с, создавая на открытом месте полосу 8x130 м. При этих опытах создать достаточно смачиваемую полосу также не удалось. В 1955-1957 гг. бак АПО устанавливали на вертолете Ми-4. а раствор огнетушащего состава выливали с помощью мотопомпы с высоты 5-10м при скорости полета 10-20 км/ч. Однако непосредственное тушение кромки огня не удавалось, так как воздушные потоки от винта разбивали струю жидкости. В 1961 г. на Ми-4 было сконструировано легкосъемное оборудование, состоящее из двух баков по 500 л каждый и мотопомпы М-800. Однако и эта конструкция не позволила получить необходимых результатов.
Опыты по применению вертолетов на тушении пожаров путем слива с них огнегасящих жидкостей были продолжены в 1967 г. На тяжелом вертолете Ми-6 была установлена мягкая емкость из прорезиненной ткани на 60000 л. Вода сливалась через центральный люк диаметром 60 см. за 20-25 сек. и впервые были получены положительные результаты. Однако после гибели вертолета на тушении лесных пожаров во Франции, работы были прекращены. В 1963 г. был сконструирован лесопожарный вариант на базе гидросамолета Ан-2В (Ан-2ПВ). В поплавки этого самолета были вмонтированы заборные и сливные створки. При посадке и взлете с водной поверхности в поплавки забиралось по 500 л воды и в поплавковые отсеки добавляли смачиватель. "Мокрую" воду на бреющем полете сливали на очаг пожара или перед его кромкой. При этом создавалась заградительная полоса размером 8x100 м. с дозировкой 1 л/м2. АН-2ПВ дал положительные результаты при тушении пожаров в сосновых насаждениях с полнотой до 0.8. в рединах и на открытых местах. Однако широкого распространения метод не получил из-за недостаточной мощности двигателя и сложности пилотирования самолета при заборе воды. В настоящее время АНТК им. Антонова разработало лесопожарную модификацию самолета AH-2 (АН-2П).
Самолет внутри фюзеляжа имеет легкий бак объемом 1.2 м3. заполняемый огнетушащей жидкостью на аэродроме.
Слив огнетушащей жидкости осуществляется самотеком через горловину, направленную по углом 45° в сторону хвостового оперения самолета, что снижает дробление струи жидкости в набегающем потоке воздуха. Открытие створки горловины осуществляется дистанционно с помощью пневматического привода. Скорость самолета Ан-2П 160-180 км/час. при сливе 140-160 км/час. Высота полета при сливе над пологом леса 10-15 м. При этом создается заградительная полоса размером 75X4 м с дозировками по центру 1-1.5 л/м2. Самолет АН-2П обладает рядом технологических достоинств: взлет и посадка может производиться с грунтовых аэродромов с длиной взлетно-посадочной полосы 400-600 м; возможность патрулирования лесов с заполненным баком и группой парашютистов-пожарных (2-3 чел.). Звено в составе 2-3 самолетов может эффективно применяться для подавления начинающихся пожаров в радиусе 40-50 км от аэродрома базирования.
Внутрифюзеляжное оборудование имеет лесопожарный самолет ИЛ-78ТП. разработанный ОКБ им. С.И.Ильюшина. Два бака в виде труб большого диаметра установлены на автономной платформе внутри фюзеляжа, что делает конструкцию быстро съемной. Общий объем 2-х баков составляет 44 м3. Слив жидкости свободный, по специальному желобу через открывающуюся в полете рамку. Открытие крышек баков для слива жидкости может осуществляться одиночно, последовательно или одновременно в зависимости от тактики тушения пожара. Слив жидкости может быть выполнен при горизонтальном полете на высоте 60-80 м и скорости 270-280 км/час и с набором высоты до 5 м/с. При первом режиме полета время слива жидкости составляет 8-9 с. при втором режиме - 6-7 с. При первом режиме слива на земле создается смоченная полоса протяженностью около 500 м. шириной 80-100 м с дозировкой жидкости в центральной части свыше 1 л/м2.
Внефюзеляжное оборудование не загромождает грузовую кабину самолета и он в любое время может быть использован для выполнения транспортных операций. Недостатком этой схемы является более высокая стоимость оборудования и дополнительное сопротивление воздуха, вызываемое наружными баками в полете. Кроме того, монтаж и демонтаж этого оборудования требует значительных затрат времени и может осуществляться только на авиационном заводе.
В качестве примера такого оборудования является лесопожарная модификация самолета Ан-26 (Ан-26П). Самолет оборудован 2-мя наружными баками для огнетушащей жидкости емкостью 2000 л каждый, жестко закрепленных вдоль фюзеляжа, системой дистанционного управления сливными створками и оптическим прицелом для точного сброса жидкости на очаг горения. Огнетушащей жидкостью заправляются на аэродроме. Сброс жидкости осуществляется за 1-1,5 с одновременно с обоих баков или последовательно один за другим. В первом случае на земле образуется смоченное пятно размером 60X40 м с дозировками в центральной части до 5 л/м2; во втором - смоченная полоса размером 100х30 м с несколько меньшими дозировками жидкости. Самолет Ан-26 взлет и посадку может производить с грунтовых аэродромов, имеющих взлетную полосу длиной не менее 1500 м. Имея свободную грузовую кабину самолет может обеспечить доставку и десантирование к местам лесных пожаров 12 парашютистов-пожарных и трех упаковок пожарного снаряжения массой по 100 кг каждая.
Гидросамолеты имеют внефюзеляжное расположение баков (в реданных отсеках поплавков), а самолеты-амфибии внутрифюзеляжное.
Забор воды в баки гидросамолетов и самолетов-амфибий начинается в процессе их пробега (глиссирования) по поверхности водоема и заканчивается в момент взлета.
Самолет Бе-12П может забирать воду во встроенные в фюзеляж 4 бака общей емкостью 8000 л в процессе глиссирования по поверхности водоема за 20-25 с. Сброс воды осуществляется на предельно малой высоте за 1,5-2 с. При этом протяженность смоченной полосы на поверхности земли достигает 90-100 м. При необходимости самолет может быть заправлен раствором ретарданта на ближайшем к пожару аэродроме. Возможность приготовления огнетушащего раствора непосредственно на борту самолета отсутствует. Имея пологую глиссаду Бе-12П требует для посадки и взлета акваторию воды протяженностью не менее 3 км со свободными подходами.
Слив огнетушащей жидкости из баков может быть свободным и принудительным, т.е. под давлением. В свою очередь свободный слив может быть залповым и. растянутым (по времени). При залповом сливе основная масса жидкости покидает бак (баки) за 0.5-1.0 с и на поверхности земли образуется смоченное пятно в виде овала, вытянутого в направлении полета. Степень смачиваемости поверхности земли при таком способе слива очень неравномерна и варьирует от максимальной в центральной части пятна до минимальной на его периферии, снижаясь по закону нормального распределения.
При растянутом сливе на земле образуется смоченная полоса, длина и ширина которой зависит в основном от скорости и высоты полета самолета, времени истечения жидкости из бака и степени ее загущения. Чем больше скорость и высота полета самолета-танкера в момент слива и время истечения жидкости тем длиннее смоченная полоса на земле и меньше дозировки жидкости на единицу площади. Растянутый слив может быть выполнен путем замедленного открытия створок бака (при однобаковом оборудовании) или последовательного открытия створок баков (при многобаковом оборудовании). Лесопожарное оборудование вертолетов, как и самолетов, может быть внутрифюзеляжным и внефюзеляжным (на внешней подвеске).
Внутрифюзеляжное оборудование позволяет использовать максимальную грузоподъемность вертолета, тогда как оборудование на внешней подвеске снижает ее почти в 2 раза. Основным недостатком внутрифюзеляжного оборудования является загромождение грузовой, кабины вертолета баками и неспособность забирать воду из водоема или огнетушащий раствор из емкости-накопителя в -режиме висения. При такой схеме заправки баков огнетушащей жидкостью посадка вертолета обязательна. Исключением из этого правила является конструкция сливного оборудования вертолета Ми-6П. Заполнение баков водой у этого вертолета производится в режиме висения над поверхностью водоема с помощью специальной штанги из труб, на конце которой установлены насосы большой производительности.
Бак для огнетушащей жидкости, закрепленный на внешней подвеске не загромождает кабину вертолета и позволяет забирать воду из водоема в режиме висения путем погружения бака в воду или зачерпыванием (см. рис. ВСУ). Следующим преимуществом внефюзеляжного оборудования является оперативность его монтажа на вертолете, т.к. основные затраты времени сводятся к тому, чтобы подцепить тросовую подвеску оборудования к крюку несущей балки вертолета. Таким образом любой коммерческий вертолет в грузовом варианте в течении нескольких минут может быть превращен в вертолет-танкер. Основным недостатком этой схемы в сравнении с внутрифюзеляжной следует отнести снижение грузоподъемности вертолета почти в 2 раза.
В 70-е годы было разработано водосливное устройство (ВСУ) к вертолету Ка-26. ВСУ к вертолету Ка-26 состоит из бака (на внешней подвеске) объемом 320 л# ас установкой заглушек в верхней части бака - 420 л. Забор воды из водоема производится методом зачерпывания, а слив к месту пожара - опрокидыванием бака. Размер смоченной полосы при сливе воды над открытым местом - 5x30 м. На практике ВСУ на Ка-26 хорошо зарекомендовало себя при тушении небольших (10x10 м) очагов горения, особенно в горах. Однако в связи с ограниченным применением в авиалесоохране вертолета Ка-26 это ВСУ не нашло широкого применения.
С 1979 г. применяют ВСУ на вертолете МИ-8Т. с помощью которого можно тушить низовые лесные пожары путем слива воды на горящую кромку или создавать заградительную полосу перед фронтом огня. В 1996 году разработано новое сливное устройство ВСУ-3 и ВСУ-5.
ВСУ на внешней подвеске при опускании в водоем с зависшего вертолета заполняется 1,5-2 куб.м воды, а затем транспортируется к месту пожара. За один слив образуется смоченная полоса размером 10x11С м на открытом месте и 10x60 м под кронами спелого соснового насаждения с полнотой 0,6. При тушении отдельных очагов пожара и небольших пожаров с зависшего вертолета смачивают площадь 30x60 м на открытом месте и 15x30 м под пологом. Основными приемами использования водосливного устройства (ВСУ) являются: обработка кромки пожара с вертолета водой и растворами химикатов; прокладка заградительных полос; использование их как резервуара для заправки лесных огнетушителей. Наибольший эффект при обработке кромки огня водой с вертолета получается при тушении пожаров распространяющихся в редкостойных и низкорослых насаждениях, в кустарниковых зарослях, на не покрытых лесом площадях и в притундровых лесах. При этом метод слива воды с вертолета целесообразно применять только для дотушивания пожаров и при наличии наземной команды, а также в труднодоступных местах при тушении очагов загорания до прихода рабочих.
Технология тушения лесного пожара с помощью ВСУ может быть различной: Ми-8Т с командой десантников вылетает на подобранную или подготовленную площадку вблизи пожара. Сгружается ВСУ с тросовой системой и приводится в рабочее положение. Команда следует к месту пожара, а вертолет летит к ближайшему водоему, забирает воду в ВСУ в режиме висения или ВСУ устанавливается на землю у водоема, быстро наполняется водой с помощью мотопомпы и подцепляется к вертолету, который следует на пожар и обеспечивает тушение. Циклы полетов "водоем-пожар" выполняются многократно. Водоемы для забора воды должны иметь открытые подходы и глубину не менее 1,5 м. Заполнение водой ВСУ происходит за 18-20 с, слив – за 14-17 с. Высота полета при сливе над открытым местом - 40 м, над кронами деревьев - 60 м, при скорости полета соответственно 40 и 20 км/ч.
Вторая схема - заполненные водой ВСУ, как и мягкие емкости П-1.00 (1 куб.м) на внешней подвеске, Ми-8 можно оставлять к месту пожара и оставлять на площадках вдоль кромки пожара для последующего использования воды пожарными с помощью ранцевых огнетушителей или малогабаритных мотопомп. Как уже отмечалось, эффективность тушения с воздушных судов во многом зависит от используемого огнезащитного состава в огнетушащей жидкости.
Огнезащитный состав 0С-А1 для борьбы с лесными пожарами с воздуха предназначен для использования при тушении пожаров с самолетов и вертолетов, оборудованных специальными сливными устройствами, путем прокладки с воздуха заградительных противопожарных полос, а также в наземных условиях с применением лесопожарных агрегатов, вездеходов и пожарных автоцистерн. 34%, карбамид - 18%, хлорид аммония - 9%. Натрий-карбокси-метилцеллюлоза (NaKMЦ) - 16%, каслин - 18%. кислотный оранжевый светопрочный краситель - 5%.
Состав 0С-А1, представляющий собой сыпучий материал порошкообразной консистенции с размером частиц до)65 мм, хорошо растворяется в воде и применяется в виде 15-18% водного раствора вязкостью 0,2-0,8 Па.с. При слабом перемешивании (температура воды 20°С) время полного растворения до образования гидрогеля не превышает 10 мин.
В антипиреновую часть состава ОС-А1 дополнительно введены карбамид и хлорид аммония, что позволяет уменьшить содержание дорогостоящего диаммонийфосфата, а также концентрацию антипирена в рабочем растворе до 9% без снижения его огнезащитной эффективности. Кроме того, при введении в композицию карбамида и хлористого аммония коррозийные свойства состава снижаются до минимума, исключается брожение раствора. Загуститель NaKMЦ позволяет значительно сократить потери жидкости на снос и испарение при сбросе с самолета (вертолета). Вязкие растворы, хорошо удерживающие пигмент во взвешенном состоянии и обладающие высокой адгезионной способностью, позволяют окрашивать кроны деревьев с целью определения с воздуха границы проложенной полосы. Приготовление рабочих растворов осуществляется в автоцистернах любой марки, снабженных мотопомпой для перемешивания состава. Дозировка раствора ОС-А1 на земле, зависящая от запаса лесных горючих материалов и определяемая лесорастительными условиями, составляет в среднем 1.0 л/м2. Состав огнегасящий 0С-А2 для борьбы с лесными пожарами предназначен для использования с самолетов-танкеров типа Ан-2П, Ан-26П, Ан-32П и ИЛ-76ТП; кроме того возможно его применение в наземных условиях путем прокладки заградительных и опорных противопожарных полос с использованием лесопожарных агрегатов. По внешнему виду состав 0О-А2 представляет порошок красно-коричневого цвета с размером частиц 0.25-0,5 мм и включает следующие ингредиенты: диаммонийфосфат - 33%; карбамид - 13%, аммоний хлористый 8%, NaKMЦ - 44% и пигмент - 2%. Высокая огнетушащая способность состава позволяет блокировать как фазу пламенного горения, так и тление лесных горючих материалов. Состав относится к категории "длительного действия". Огнезащитные свойства полос, проложенных с воздуха, сохраняются несколько суток (практически до первого дождя). Высокая вязкость- раствора (1-1.2 Па.а) позволяет экономно расходовать состав, снизив его потери при сливе с самолетов-танкеров при высоких скоростях. Состав применяется в виде 13-15% водного рабочего раствора, время образования гидрогеля не превышает 10 мин. Дозировка раствора на напочвенном покрове зависит от запаса и влажности лесных горючих материалов и составляет в среднем 2 л/м2. Рабочий раствор приготовляется в специальных смесителях, он не обладает коррозионной активностью. Состав не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. экологически чист, при работе с ним не требуется особых мер предосторожности.
