Противопожарные системы подводных лодок

Подводные лодки — технически сложные корабли, насыщенные электрооборудованием с километрами кабельных трасс, трубопроводами многочисленных систем, по которым перемещаются рабочие среды, в том числе и пожароопасные. Для отделки помещений ПЛ используются десятки тонн разнообразных материалов, многие из которых являются горючими, поэтому при проектировании необходимо уделять значительное внимание вопросам пожаро-безопасности.

Для развития пожара необходимо и достаточно выполнения триединого условия: достаточная горючая нагрузка, наличие источника возгорания, присутствие окислителя.

Рассмотрим вклад этих факторов в пожароопасность ПЛ и возможные пути борьбы с аварийными ситуациями в условиях подводного корабля.

Анализ связанных с пожарами аварий на подводных лодках всех флотов мира, как гражданских, так и военных, показывает, что наиболее часто источником возгорания становятся неисправности в электрооборудовании (распределительные щиты, разнообразные реле, пульты управления), в котором возможны возникновение искры или перегревы в процессе работы до температуры возгорания присутствующих материалов [36].

Нормальное содержание кислорода в атмосфере составляет 21%. На подводной лодке при плавании в подводном положении поддержание концентрации кислорода производят средствами химической регенерации воздуха, которые при аварии могут выделять кислород и поддерживать горение довольно долго.

Для обеспечения энергетических потребностей на ПЛ размещается аккумуляторная батарея, которая в режимах зарядки выделяет большое количество кислорода и водорода, что может повысить содержание кислорода до 26% и содержание водорода до 3%. Такое превышение концентрации кислорода (сверх нормаль-ного) повышает горючесть многих материалов, а постоянное нахождение избыточного кислорода в атмосфере ПЛ приводит к насыщению поверхности материалов кислородом и многократно увеличивает вероятность пожара. Большие запасы окислителя содержатся в торпедном и ракетном топливе. Значительные запасы кислорода находятся в системе сжатого воздуха (ВВД), попадание которого в аварийный отсек может привести к объемному пожару.

Таким образом, цель проектирования систем противопожарной защиты состоит в решении двух задач в комплексе:

1) конструктивной защиты — уменьшение пожарной нагрузки (использование негорючих материалов), локализация источников возгорания (искробезопасное исполнение приборов и электрооборудования) и постоянный контроль и недопущение избыточного со-держания кислорода в атмосфере отсеков ПЛ;

2) активной защиты — размещение на ПЛ средств борьбы и ликвидации возникшего пожара: систем и средств пожаротушения.

Для обнаружения пожара и контроля концентрации газов в помещениях ПЛ устанавливаются средства противопожарной сигнализации.

Обнаружение пожара по признаку появления дыма производится, как правило, фотоэлектрическими датчиками. В основе их лежит реализация эффекта отражения света от частиц дыма.

Обнаружение очагов открытого пламени производится датчиками, основанными на определении флюктуации инфракрасного излучения, сопровождающего открытое пламя.

Обнаружение пожара по признаку повышения температуры в отсеках ПЛ производится температурными датчиками, аналогичны-ми применяемым для контроля сред общекорабельных систем. 

Определение мест установки датчиков обнаружения пожара на ПЛ и расчет их оптимального количества представляет собой достаточно сложную инженерную задачу. Исходными данными для ее решения являются:

— объемы помещений;

— расположение оборудования, содержащего горючие материалы;

— наличие и направление воздушных потоков, и многие другие данные.

При превышении установленных параметров на пульт управления системами пожаротушения подается сигнал, по которому принимается решение о запуске соответствующей системы. Как дополнительный сигнал об аварийной ситуации можно рассматривать избыточную концентрацию кислорода в отсеках, а также кислорода и водорода в аккумуляторной яме.

На современных ПЛ устанавливаются две основные системы пожаротушения:

— система объемного химического пожаротушения (ЛОХ);

— система воздушно-пенного пожаротушения (ВПЛ), а также переносные средства.

На неатомных подводных лодках четвертого поколения ЛОХ заменена системой азотного пожаротушения, как наиболее экологи-чески чистой и не содержащей ядовитых веществ.

Систему объемного химического пожаротушения начали устанавливать на подводных лодках в 70-х годах прошлого столетия, после повышения требований пожаробезопасности на кораблях.

Система предназначена для тушения пожаров в отсеках ПЛ объемным способом. Система состоит из станций, расположенных в каждом отсеке, запорной арматуры и раздаточных трубопроводов (рис. 8.11).

Станции предназначены для хранения огнегасителя и автономного запаса сжатого воздуха, а также подачи огнегасителя при пожаре в охраняемый отсек. Станция состоит из следующих элементов:

— резервуар-огнетушитель с огнегасителем, у которого на входной воздушной магистрали и на выходной магистрали огнегасителя установлены разобщительные мембраны;

— воздушный баллон в сборе с запорной арматурой, манометрами и редукционным клапаном;

— блок пусковых дистанционно управляемых клапанов.

Действие системы заключается в заполнении объема отсека

распыленным огнегасителем, в качестве которого используется хладон. Действие хладонов основано на физико-химическом воздействии их молекул на активные центры горения. Кислород, образовавшийся в период возгорания, связывается радикалами огнегасителя, поданного к очагу пожара. В результате горючее вещество не получает требуемого для продолжения горения кислорода и затухает.

При работающей системе объемного пожаротушения экипаж, попадающий в зону ее действия, должен находиться в средствах защиты органов дыхания.

При установке системы необходимо обеспечить:

— подачу огнегасителя от каждой станции в любой защищаемый ею отсек;

— двухразовую подачу огнегасителя в концевые отсеки и трех-разовую во все остальные отсеки ПЛ;

— заданное время подачи огнегасителя;

— световой сигнал о срабатывании выбранной станции на подачу огнегасителя в аварийный отсек должен высвечиваться на центральном пульте в ГКП;

— звуковой сигнал должен поступать в ГКП и в аварийный отсек.

Система воздушно-пенного пожаротушения впервые была установлена на подводной лодке в начале 50-х годов. До ее установки основными средствами борьбы с пожарами были огнетушители.

Система предназначена для тушения очаговых пожаров воздушно-механической пеной. Пена системы тушит пожары жидких и твердых горючих материалов и не тушит горящие спирты, эфиры, пороха и электрооборудование под напряжением.

Система состоит из двух станций, расположенных в концевых отсеках и соединенных между собой трубопроводом с отводами для присоединения катушек с резинотканевыми рукавами (рис. 8.12).

Каждая станция предназначена для хранения раствора пенообразователя в пресной воде, образования воздушно-механической пены и подачи ее на очаг пожара. Станция состоит из следующих элементов:

— резервуар с раствором;

— дозатор с пенообразователем;

— диспергатор для очистки раствора от механических примесей;

— арматура и контрольно-измерительные приборы;

— трубопроводы воздуха высокого и среднего давления, пресной воды и пенообразователя.

Раствор под давлением воздуха вытесняется из резервуара и подается по трубопроводам к катушкам с резинотканевыми рукавами. При прохождении раствора от резервуара до выхода из сопла диспергатора на конце резинотканевого рукава происходит насыщение раствора воздухом и образование пены.

Управление работой системы ручное. Тушение пожара производится подачей пены на один край горящей поверхности сплошным паронепроницаемым слоем. Тушение происходит из-за прекращения доступа кислорода в зону горения и охлаждения поверхности горящего вещества.

На ПЛ в качестве первичных средств пожаротушения применяются переносные воздушно-пенные огнетушители, которые размещены на каждой палубе в наиболее доступных местах. Они предназначены для тушения малых возгораний при обеспечении контроля развития пожара, как самое первое средство борьбы за живучесть корабля при возникновении пожара, как самое первое средство борьбы за живучесть корабля при возникновении пожара.