Очерки военной кулинарии - Григорий Константинович Ивахнюк

Система «Сигнал-ВМ» предназначена для обнаружения задымленности атмосферы отсека и сигнализации экипажу при возникновении пожароопасной ситуации. Сигнал о срабатывании какого-либо из 10 дымовых датчиков ДС-7А, расположенных внутри гермообъема модуля «Звезда», поступает на пульт управления системой, где загорается светодиод, указывающий место расположения датчика. Далее сигнал поступает в бортовой вычислительный комплекс. На пульте космонавта загорается табло красного цвета «НАЛИЧИЕ ДЫМА», включается звуковая сирена, а на бортовом и переносных дисплеях появляется сообщение, указывающее место возгорания. Этот же сигнал дублируется во всех модулях российского сегмента МКС и транслируется в американский сегмент, где на пультах космонавта появляется сигнал «ОБОБЩЕННАЯ АВАРИЯ» и наименование модуля, откуда поступил сигнал.

При срабатывании двух и более датчиков дыма на пульте космонавта загорается табло «ПОЖАР» и включается звуковая сирена с модулированным сигналом, а на бортовом и переносных дисплеях появляется сообщение, указывающее место пожара. При этом автоматически отключается межмодульная вентиляция и вентиляция в модуле «Звезда», а также система получения кислорода электролизом воды «Электрон-ВМ» и электропитание систем, имеющих в своем составе мощные вентиляторы.

Отсутствие естественной конвекции в условиях невесомости приводит к обеднению кислородом зоны горения и самозатуханию возгорания. Поэтому отключение вентиляции принято в российском сегменте МКС как основной и наиболее эффективный метод тушения пожара (теоретические и экспериментальные аспекты этого метода будут рассмотрены ниже). Модули «Заря» и «Пирс» оснащены системами пожарообнаружения на основе извещателей дымовых электроиндукционных ИДЭ-2, предназначенных для раннего обнаружения возгораний полимерных материалов по продуктам их термического разложения на стадии допламенного горения. Алгоритм обнаружения и сигнализации о пожаре в модулях «Заря» и «Пирс» аналогичен системе «Сигнал-ВМ» в модуле «Звезда».

2.9.4 Средства пожаротушения

Для тушения возгораний на МКС имеются огнетушители: огнетушитель космический ручной ОКР-1 и огнетушитель специальный переносной ОСП-4. Оба они тушат пожар струей воздушно-механической пены, которая изолирует возгорание от кислорода атмосферы внутри корабля и охлаждает зону горения. Кроме того, пузырьки пены, выбрасываемой из огнетушителя ОКР-1, наполнены азотом, который дополнительно снижает содержание кислорода в зоне горения, увеличивая эффективность тушения. Огнетушащая пена химически нейтральна, хорошо покрывает поверхности, а затем легко удаляется. Огнетушители разработаны так, чтобы с ними можно было работать при любом положении огнетушителя в пространстве, в том числе и в невесомости.

Огнетушители ОКР-1 и ОСП-4 различаются типом огнетушащего вещества, габаритами, массой и, соответственно, количеством вырабатываемой огнетушащей пены. Более объемный ранцевый огнетушитель ОСП-4 размещен в наиболее просторном и свободном модуле «Заря». Портативный ручной огнетушитель ОКР-1, с которым можно управляться одной рукой, размещен в модулях «Звезда» и «Пирс».

Для защиты органов дыхания и зрения космонавтов используется изолирующий космический противогаз ИПК-1М, который является индивидуальным средством защиты одноразового действия. Время защитного действия противогаза составляет от 20 минут (при выполнении работы средней тяжести) до 140 минут (в покое).

2.9.5 Горение в невесомости

Для более глубокого исследования процесса горения твердых материалов в невесомости, выработки рекомендаций по созданию эффективных средств пожаротушения, а также для совершенствования техники пожаротушения в условиях космического полета РКК «Энергия» в исследовательском центре им. М.В. Келдыша в 1992-1998 гг. провели разработку и эксперименты в условиях орбитального полета станции «Мир» на экспериментальной установке (ЭУ) «Скорость».

Целью экспериментов на ЭУ «Скорость» являлось не только исследование процесса горения твердых материалов в невесомости, но и определение в условиях реального космического полета предельной скорости воздушного потока, при которой происходит самозатухание пламени. Для этого сначала во ВНИИПО, а затем и в исследовательском центре им. М.В. Келдыша были созданы наземные экспериментальные установки, имитирующие процесс горения в невесомости. В качестве модельных использовались образцы из оргстекла (газофазно-горящие), текстолита (ограниченно-горящие) и хлопчатобумажного шнура (тлеющие). Такие же образцы материалов исследовались в условиях реального космического полета на созданной специалистами РКК «Энергия» ЭУ «Скорость», общий вид которой представлен.

Эксперименты на наземных установках, имитирующих условия микрогравитации, показали, что самозатухание образцов материалов происходит при скоростях набегающего потока менее 2 см/с. В условиях же реального космического полета три серии экспериментов, проведенных с ЭУ «Скорость» на орбитальной станции «Мир», показали, что, во-первых, при скоростях воздушного потока от 5 до 20 см/с (скорости потока, принятые для гермоотсеков МКС) горение материалов в условиях невесомости не только возможно, но даже более интенсивно, чем на Земле (т.е. аналогично горению материалов снизу вверх в условиях земной гравитации); во-вторых, при скоростях потока менее 1-2 см/с в условиях невесомости горение становится вялым и полностью прекращается при скорости потока, равной 0,2-0,5 см/с (для горящих материалов) и 0-0,2 см/с (для тлеющих материалов).

Результаты экспериментов, с одной стороны, подтвердили возможность тушения возгорания путем торможения воздушного потока (автоматического отключения вентиляции), принятого на МКС в качестве первоочередной меры борьбы с пожаром, а с другой стороны, позволили вывести корреляционные коэффициенты для определения горючести практически любых твердых материалов в условиях невесомости. Для этого достаточно провести их исследование на модельных наземных установках.

С 1999 г. в рамках программы научно-прикладных исследований «МКС-НАУКА» в РКК «Энергия» совместно с исследовательским центром им. М.В. Келдыша ведется разработка и изготовление усовершенствованной летной ЭУ «Скорость-М».

По сравнению с камерой горения ЭУ «Скорость» в камере горения ЭУ «Скорость-М» практически отсутствуют местные завихрения потока от зажигающих устройств, влияющие на ламинарность потока в зоне горения исследуемого образца, что существенно улучшает качество эксперимента. После поджигания образца зажигающее устройство убирается в специальную нишу и закрывается крышкой. В камере горения ЭУ «Скорость-М» можно исследовать процесс горения материала не только в направлении потока воздуха, но и против него (по теории, в невесомости материал должен гореть в том направлении, откуда в зону горения подводится кислород). Для этого в камере горения предусмотрено два зажигающих устройства: одно – для поджигания образца с торцевой поверхности, а другое – с боковой.

ЭУ «Скорость-М» обеспечивает также исследование так называемого «масштабного фактора», влияющего на предельные скорости горения и распространения пламени в невесомости. Все результаты экспериментов, которые будут проводиться с ЭУ «Скорость-М» на МКС, пройдут многократную отработку на наземных модельных экспериментальных установках в исследовательском центре им. М.В. Келдыша и проверку на лабораторном образце ЭУ «Скорость-М» в РКК «Энергия».

Сегодня отечественная космонавтика имеет приоритет в области технологий исследования процесса горения твердых материалов в условиях микрогравитации. Ни одна страна в мире (в том числе и США), ведущая аналогичные исследования с начала 1980-х годов, не имеет систем такого уровня для исследования материалов в условиях реального космического полета. В перспективе полученные результаты предполагается использовать как новый аттестационный параметр, характеризующий пожарную опасность неметаллических конструкционных материалов в условиях космического полета, и разработать рекомендации по повышению пожарной безопасности космических кораблей и орбитальных станций.