Пожарная машина нового поколения в россии
Российские пожарные машины
Основной фонд технического оснащения частей ГПС составляют пожарные машины российского производства. Еще со времен СССР лидерами по поставкам автомобилей, переоборудованных под потребности МЧС, считались КамАЗ, УРАЛ, ЗИЛ. Сегодня к ним присоединился завод IVECO-АМТ.
Новейшие концепции производства
В 90-х годах XX века было принято решение о модернизации парка автомобилей ГПС. За основу взяли принцип ограничения базовых моделей с акцентом на расширение модификаций с максимальной функциональностью. Парк не стали менять полностью: было решено модернизировать уже имеющиеся ПА и в дополнение к ним разработать новые машины.
Принципиальным условием концепции являлось создание автомобилей под конкретные задачи, что, по сути, сузило функциональность отдельных видов техники. Основываясь на зарубежном опыте, инженеры сосредоточились на классности машин: легкий, средний и тяжелый, а также на оснащении спецтранспорта комплектом средств индивидуальной защиты, проведения разведки, первичными средствами локализации возгораний.
Разновидности российских пожарных автомобилей
Основной фонд как и прежде составляют автоцистерны. Российские производители сосредоточились на выпуске машин большой емкости: АЦ-3-40, АЦ-5-40, АЦ-7-40, АЦ-6-40. Их плюс – разноплановость и универсальность в выполнении боевых задач. Эти АЦ имеют сдвоенную кабину, оборудованы лестницей и механизмом пенного тушения.
Конструкторы работают над созданием многофункциональных машин для решения большинства типичных ситуаций. Преимущество остается за теми же автоцистернами, но уже с расширенными функциями. Автомобили производят с учетом работы в российских условиях. Их оборудуют усиленными рессорами, работающими при пониженных температурах.
Используя базовые шасси КамАЗа, инженеры создают варианты автоцистерн с лестницей. Это машины, способные обеспечить тушение пожаров на высоте до 60 метров. На них ставят усиленные насосы, увеличенные емкости для воды и пенобаки.
Претерпели изменения и автомобили аварийно-спасательной службы. Базовым шасси для них чаще всего выступает УАЗ. Задача такой техники – оперативное прибытие на пожар с доставкой бригады медиков и спасателей. Машины не оборудованы цистернами, но они имеют в своем арсенале комплект первичных средств эвакуации пострадавших и оказания им помощи.
Предприятие «Велмаш-Сервис» разработало насосно-рукавный модульный комплекс «Ловать». Он помогает выполнять задачи по пожаротушению в условиях недостатка воды. Функции этого комплекса заключаются в подаче и откачке больших объемов жидкости, прокладке магистральных рукавных линий от водоисточника к месту пожара, в использовании увеличенной емкости для воды.
Автомобили на шасси УРАЛ
Преимуществом шасси этой марки считается высокая проходимость по бездорожью и возможность дополнения тяжелым оборудованием. Таким машинам под силу снежная целина и косогоры. Они без труда преодолевают вертикальные препятствия высотой до 55 см и заезжают на склоны до 20°. На базе УРАЛа производят основные виды ПА:
Для новейших разработок конструкторами были выбраны три типа шасси:
УРАЛ-4320
Конструктивно ПА на базе УРАЛа-4320 – модульный кузов и двухрядная кабина. В кузовной части размещается отсек для ПТВ, цистерна и отделение для насоса. Машина работает на дизельном топливе и для обогрева всех рабочих систем использует независимый отопитель.
На базе УРАЛа-4320 производят:
УРАЛ-43206
Кузов у УРАЛа-43206 двухмодульный, совмещающий в себе бак для воды и отсек для пены с насосом. Кабина также двухрядная на 6 мест, при этом спальное место отсутствует. Для обогрева рабочих систем используется автономный отопитель, работающий на дизеле.
На шасси УРАЛа-43206 производят:
УРАЛ-5557
Полноприводный автомобиль тяжелого класса, который в отличие от модели 4320 комплектуется низкопрофильными шинами с регулируемой подкачкой. Эта функция делает машину универсальной к условиям эксплуатации: транспортное средство преодолевает целину, песчаные местности, болота.
Кузовная часть в этой модели двухмодульная, состоящая из цистерны и пенобака, совмещенного с насосным отделением. А вот кабина, несмотря на тяжелый класс автомобиля, рассчитана всего на 4 человек. Вариантом считаются машины с индексом NEXT, предполагающие расширенные кабины до 6-7 человек.
На базе УРАЛ-5557 производят:
Пожарные автомобили КамАЗ
Шасси КамАЗ считается универсальным, поэтому именно на его базе производится большинство ПА, используемых на пожарах в городской черте и в промышленной зоне. Наиболее популярными являются две модели: 43118 и 43253. Из преимуществ шасси КамАЗов выделяют:
Пожарные машины этой марки чаще всего комплектуются насосом НЦПН 40/100.
КамАЗ 43118
На базе этого шасси разработано четыре типа автоцистерн. Особенностью этой модификации считается заднее расположение насоса. Цистерна и бак для пенообразователя сделаны из нержавеющей стали. Дополнительно для обогрева используется дизельный отопитель.
Кабина у КамАЗ-43118 сдвоенная, рассчитана на 7 человек. Независимо от комплектации для пожарных автомобилей оставили базовое оснащение силовым агрегатом: это двигатель мощностью 221 л.с., который позволяет развивать скорость до 90 км/ч.
КамАЗ-43253
Эти пожарные автомобили используются преимущественно в городской черте. Самая популярная модификация – АЦ 5.0/40-22ВР. Это транспортная единица с модульной кабиной. Главной функцией ее считается отбор ОТВ из бака пенообразователя или воды из водоисточника, включая резервуары и центральные сети.
В отличие от других КамАЗов эта модель предполагает установку насоса типа ПН-40УВ, хотя в ряде случаев возможна комплектация насосами НПУ-40/100, НЦПЦ-40/100 и НПЦ-60/100. Их работа осуществляется через карданную передачу от двигателя и КОМ.
Автомобили IVECO-АМТ
Машины IVECO-АМТ российско-итальянского производства совмещают в себе несколько типов ПА и характеризуются расширенными функциональными возможностями. Самой популярной модификацией, поставляемой на вооружение ГПС, считается автоцистерна АЦ-3.2 – 40/4. Ее преимущество – сниженный вес при сохранении функциональности тяжелых автомобилей.
Новейшие пожарные автомобили
На вооружении большинства частей ГПС стоят машины, выпущенные еще во времена Союза. Парк с каждым годом стареет физически и морально, поэтому еще в 90-х годах прошлого века было принято решение модернизировать автомобили и разработать новый типаж машин пожарной охраны.
Новые автомобили
За основу взяли грузоподъемность шасси и параметрические данные самих автомобилей. От первого пункта зависит использование колесной формулы как определяющего фактора проходимости машины и удельная мощность автомобиля. Параметрические данные машины определяют тактические, эксплуатационные и конструктивно-технологические особенности этого вида техники. Ключевыми пунктами при разработке ПА являются:
В начале 2000-х была принята концепция типажа новейших пожарных автомобилей, которая ограничила число базовых моделей и сделала акцент на модификациях с расширением функциональности. Перед разработчиками поставили задачи:
Отдельно машиностроители получили заказ на создание новых пожарных автомобилей под конкретные условия эксплуатации. Первоочередной задачей была техника для северных регионов, для тушения крупных пожаров, создание комплекса природоохранного назначения.
С каждым годом менялась база для реализации принятой концепции. В 2005 за основу был взят блочно-модульный принцип конструирования ПА. Результатом стало появление новых специальных пожарных автомобилей, однако уже через год после реорганизации ГПС остро стал вопрос о полной модернизации автопарка. Актуальными стали машины, дифференцированные по классам: легкий, средний и тяжелый. Анализ структуры системы противопожарной охраны за рубежом показал необходимость оснащения ПА средствами индивидуальной защиты личного состава, приборами для контроля среды и проведения разведки, первичными средствами локализации возгораний с целью предотвращения катастроф.
Согласно статистическим данным, в начале 2000-х годов потребность службы пожарной охраны в ПА общего применения составляла 75%. Из них на первом месте стояли автоцистерны (85%).
В последние годы в производстве пожарной техники наметился явный прогресс. Растет число инновационных решений, появляются принципиально новые машины. В лидеры по производству шасси для новейших пожарных автомобилей вышли три компании: IVECO-AMT, УРАЛ и КАМАЗ, и все это техника нового поколения. Цена на машины при этом по сравнению с аналогичными моделями зарубежного производства остается на порядок ниже. В процессе производства акцент делается на улучшении дизайна и повышении безопасности ПА. Была переработана конструкция надстроек, стали использовать устойчивые к коррозии материалы. Инновационные технологии применили и при проектировании установок для тушения пожаров.
Автомобили на базе IVECO-AMT
Машины производства совместного российско-итальянского предприятия IVECO-AMT – многофункциональные модели, совмещающие в себе несколько типов ПА или с расширенными тактико-техническими характеристиками. Все новые пожарные автомобили проходят обкатку, которую производит сам разработчик.
Насосная установка также дистанционного типа. В базовую комплектацию вошел комбинированный пожарный насос «Ruberg E40» производства Швеции. Он имеет дополнительный контур, который обеспечивает охлаждение двигателя летом и подогрев ОТВ зимой.
Тактико-технические характеристики АЦ 3.2-40/4.
Шасси | IVECO-AMT ML150E28W | |
Колесная формула | 4*4 | |
Габариты, д*ш*в, мм | 8160*2500*3460 | |
Дорожный просвет, см | 200 | |
Масса под нагрузкой, кг | 14915 | |
Двигатель · тип | IVECO-Tector F4AE3681E · Дизель | |
Скорость, км/ч | 90 | |
Тип кабины | двойная, раздельного типа | |
Кузов | каркасный, цельнометаллический, закрытый | |
КОМ | N200B одноступенчатая механическая | |
Емкость цистерны, л | 3200 | |
Объем пенобака, л | 200 | |
Насос · расположение | Ruberg E40 · расход СВД, л/с | СРВДК-3/400-60 · не менее 3.0 |
Объем топливного бака, л | 210 |
Автомобили на шасси Урал
Примером многофункциональной машины, совмещающей в себе два типа ПА, в частности АЦ и АЛ, можно считать автомобиль на базе Урала АЦЛ-4.0-50-24 (4320). Он отличается повышенной проходимостью, что позволяет использовать данную модель в сложных климатических условиях. Этот ПА имеет двухрядную кабину, рассчитанную на 6 человек, включая водителя. Основное назначение АЦЛ-4.0-50-24 – проведение спасательных операций в многоэтажных зданиях. Эту машину можно использовать как самостоятельную многофункциональную боевую единицу, так и отдельно в качестве АЦ, АЛ или насосной установки для перекачки воды.
Преимуществом новой модели считают алюминиевые отсеки, собранные на основе клеевой технологии. Это повышает антикоррозийные свойства металла и увеличивает срок эксплуатации техники.
Тактико-технические характеристики АЦЛ-4.0-50-24 (4320).
Шасси | Урал-4320 |
Колесная формула | 6*6 |
Габариты, д*ш*в, мм | 10495*2500*3695 |
Длина колен, м | 24 |
Нагрузка на вершину лестницы, кг | 260 |
Система обогрева кабины | Планар |
Объем цистерны для воды, л | 4000 |
Вместимость пенобака, л | 240 |
Насос | НЦПН-50/100 |
Расположение насоса | в кабине |
Производительность насоса, л/с | 50 |
Лафетный ствол | ЛС-С40 |
Радиус разворота, м | 14 |
Скорость, км/ч | 80 |
Масса, кг | 21300 |
Новые разработки КАМАЗа
На базе шасси КАМАЗ 43502 нового поколения была создана автоцистерна АЦ 3.0-40. Разработана она компанией «НефАЗ». Дизайн машины – совместное творчество Audi и Volkswagen. В этой модели применили новую систему тушения пожаров водяным туманом Hiromax. Она настроена на подачу в режиме 600 л/с, что позволяет одновременно задействовать 6 стволов мощностью 100 л/с. В переводе на классическую схему тушения водой это составляет 300 л/мин.
Именно благодаря системе Hiromax получается тушить возгорания в течение 30 минут без подключения к источнику. Это позволяет повысить эффективность борьбы с пожаром в маловодных районах и местах, удаленных от водоисточников. Еще один плюс – отсутствие пролива воды на нижние этажи при тушении многоэтажек.
Тактико-технические характеристики АЦ 3.0-40 (43502).
Шасси | КАМАЗ-43502 |
Колесная формула | 4*4 |
Габариты, д*ш*в, мм | 7950*2500*3500 |
Объем цистерны для воды, л | 3000 |
Вместимость пенобака, л | 180 |
Насос | Joehstadt NP-3000 |
Производительность насоса, л/с | 40 |
Лафетный ствол | Unifie Force ЛС-С20 |
Масса, кг | 12600 |
Насос Joehstadt NP-3000 отличается высоким качеством и производительностью. Заявленный ресурс – 10 лет без капремонта. АЦ 3.0-40 (43502) стала практически первой моделью, на которую был поставлен этот агрегат. Сегодня он уже стал привычным для многих пожарных автомобилей.
Новое оборудование
Большинство автомобилей, стоящих на вооружении ГПС, используют традиционные средства тушения: воду, пену, порошок или работают по комбинаторной схеме. Отдельные фирмы занимаются разработкой инновационных установок, которые позволяют генерировать компрессионную пену. Это системы Натиск, CAFS с ее вариациями, Hiromax. Одним из лидеров в этом направлении считается завод «Спецтехника» из Екатеринбурга. На счету предприятия – 10 автомобилей, оборудованных системой Na-Tisk, являющейся доработанной CAFS.
Новую систему оценили и сами пожарные. Они отмечают, что заполненные компрессионной пеной рукава в несколько раз легче, чем те, которые работают с водой. Это повышает маневренность во время ликвидации возгораний и снижает физическую нагрузку на бойцов.
Пожарная безопасность
Пожарные автомобили нового поколения: модульная технология и проблемы безопасности
Одна проблема, связанная с ограничением возможностей российских производителей по выпуску полной гаммы ПА, наложилась на другую, заключавшуюся в резком снижении спроса на эту продукцию из-за существенного сокращения финансовых ресурсов пожарной охраны.
Естественно, из-за ограниченной номенклатуры выпускаемых ПА не могли быть удовлетворены потребности пожарной охраны, которая уже в течение многих лет (практически все 80-е годы) испытывала недостаток в специальных пожарных автомобилях.
В сложившейся ситуации, причем в условиях очевидной неопределенности с финансированием, остро встал вопрос о воссоздании отрасли пожарного машиностроения в России (в части как освоения производства, так и поставок ПА).
Первым предприятием, включившимся в процесс создания российских пожарных автомобилей, стал Посевнинский машзавод (Новосибирская область), выпустивший в 1992 г. пожарную автоцистерну на шасси Урал 43202 (правда, на базе старых компонентов и технических решений).
В последующем число заводов-изготовителей быстро увеличивалось и к 2002 г. их стало 12. Одновременно достаточно динамично происходило освоение новых моделей ПА: с 1992 по 2001 г. было принято и поставлено на производство более 90 новых моделей.
Возникли и проблемы.
Уже в первые годы оказалось, что старая система создания ПА с жесткой технологией в новых условиях не эффективна. Ее недостатком являлось то, что она не давала возможности в достаточно короткие сроки и с минимальными затратами ставить на производство новые модели машин, проводить глубокую модернизацию серийно выпускаемых моделей, быстро адаптироваться в условиях рыночной экономики к требованиям конкретного потребителя.
Для изменения ситуации потребовался новый концептуальный подход к созданию ПА, основанный на применении гибкой модульной технологии. Кстати, о ней немало говорилось еще в советское время, но реализация этой технологии являлась тогда задачей практически не решаемой по причине возможного увеличения материалоемкости конструкции надстройки: этот параметр жестко регламентировался плановыми органами.
Прошло время, и уже в первые годы XXI века модульную технологию взяли на вооружение многие отечественные предприятия-изготовители пожарных автомобилей, хотя следует отметить, что сама идея требует дальнейшего развития, совершенствования и более глубокого внедрения.
В чем же заключается оригинальность и новизна идеи модульной концепции ПА?
Идея модульной концепции. Оперативные работники пожарной охраны убеждены, что поступающие на вооружение ПА должны быть «гибкими», т. е. максимально адаптированными к широкому диапазону условий боевого использования на конкретном защищаемом объекте (город, территория и т. д.). За такую «гибкость» потребитель готов предложить производителю финансовые средства, что особенно актуально в последнее время.
Стремление производителей удовлетворять меняющиеся запросы потребителей ведет к сокращению доли производства изделий одного наименования, уменьшению сроков обновления моделей, расширению их номенклатуры. Таковы мировые тенденции в производстве ПА.
Таким образом, доминирующим становится многономенклатурное разносерийное производство, а производственная программа, в значительной степени непредсказуемая, в конечном счете, формируется потребителем.
Итак, чтобы ПА был эффективным и в производстве, и в эксплуатации, он должен быть способным перестраиваться (можно сказать: «перенастраиваться» в зависимости от требований заказчика).
Для создания ПА, отвечающих перечисленным требованиям и способных соответствовать конкретным условиям эксплуатации, необходим нетрадиционный подход, базирующийся на принципиально новых идеях.
Новизна идеи заключается в том, что в процессе изготовления ПА строится из ряда модулей, функционально и компоновочно связанных между собой и имеющих идентичные присоединительные размеры. С помощью ограниченной номенклатуры модулей можно существенно трансформировать свойства ПА, а в случае надобности путем перекомпоновки легко перестроить его на ремонтно-восстановительной базе заказчика.
Таковы смысл и новизна идеи модульной концепции. Ее реализация, при ограниченных финансовых средствах, но высококвалифицированных кадрах, позволяет в сжатые сроки создавать конкурентоспособные отечественные пожарные автомобили нового поколения в номенклатуре, установленной действующим типажом.
Но возникают вопросы. Какой смысл вкладывают специалисты в понятие «новое поколение пожарных автомобилей»? Можно ли отнести к новому поколению ПА, изготовленные по модульной технологии, но с использованием старых, полувековой давности компонентов? Для ответа на эти вопросы следует обратиться к утвержденной ГУГПС МЧС России Концепции развития производства ПА в России, в которой определено: будущий парк ПА должен быть укомплектован автомобилями нового, более высокого качественного уровня. Реализация этого положения Концепции возможна лишь при активном участии в процессе заводов-изготовителей ПА и при обеспечении нового качества выпускаемых пожарных автомобилей.
Новое качество продукции есть не что иное, как:
Совокупность приведенных признаков характеризует технический уровень продукции, который в нормативных документах трактуется как «относительная характеристика качества ПА, полученная при сопоставлении показателей его технического совершенства с соответствующими базовыми значениями».
Следовательно, новое поколение ПА должно обладать совокупностью приведенных выше признаков, характеризующих его новое качество и более высокий технический уровень по сравнению с уровнем того поколения, на смену которому оно пришло, при безусловном и приоритетном повышении общего уровня безопасности.
Следствием роста парка автомобилей является неконтролируемое повышение плотности транспортного потока, поэтому вполне понятно стремление общества и государственных структур обеспечить в максимальной степени безопасность дорожного движения.
При этом все большее значение приобретает, помимо административных мер, связанных с организацией транспортного потока, обеспечение безопасности специальных транспортных средств, включая ПА, как участников движения, следующих в потоке в оперативном режиме.
Безопасность дорожного движения включает в себя две основные составляющие:
Эксплуатационная безопасность, безусловно, важна, однако это тема для отдельного анализа. Пока же рассмотрим проблемы с обеспечением конструктивной безопасности.
Требования к конструктивной безопасности условно можно разделить на три категории:
Что касается активной и пассивной безопасности, то здесь связь с компоновкой очевидна, причем применение модульной технологии создает дополнительные проблемы.
Однако связанное с этим изменение массы в той или иной степени влияет на показатели безопасности: меняются распределение массы по осям, высота центра тяжести, моменты инерции, что сказывается на показателях устойчивости, управляемости, тормозных свойствах и плавности хода машины.
Эти негативные изменения можно компенсировать выбором рациональных характеристик упругих и демпфирующих элементов систем подрессоривания, введением дополнительных элементов в тормозную систему, оптимальным распределением подрессоренных масс.
Однако в современных условиях проводить трудоемкие «доводочные» мероприятия на готовом изделии невозможно (во всяком случае, за воды-изготовители ПА таких испытаний не проводят), а специально изготавливать опытный образец в условиях мелкосерийного и единичного производства нецелесообразно.
Наиболее эффективным способом, который позволит определить рациональные характеристики безопасности ПА и обеспечить их конструктивно, является использование системы комплексного адаптирования компоновки, подвески, тормозов к условиям безаварийного движения.
Основу системы должны составить методики и компьютерные программы для теоретического определения геометрических и инерционных характеристик пожарного автомобиля при известных стратегиях построения компоновочной схемы, параметрах модулей (масса, геометрические параметры, расположение центра тяжести, моменты инерции), прогнозирования показателей плавности хода и поперечной устойчивости с использованием имитационного математического моделирования динамики ПА.
Теоретические подходы к решению этой задачи рассмотрены в работе [2], однако требуется их практическая реализация применительно к современным условиям.
Возникает вопрос: почему проблема безопасности столь актуальна для модульных ПА? Ответ прост: многовариантность компоновки создает сложности с обеспечением оптимальных значений компоновочных параметров ПА, а именно:
Проявление этих факторов приводит к снижению показателей устойчивости и управляемости, ухудшению тормозной динамики, появлению «галопирования», что может вызвать необходимость доработки конструкций пожарных автомобилей.
Исследования, проведенные в разные годы во ВНИИПО [3, 4], позволяют определить объем таких доработок, в числе которых:
Важно, чтобы эти рекомендации были учтены изготовителями пожарных автомобилей. Положительный пример есть: АМО ЗИЛ (ПА на шасси этого предприятия составляют около 50 % всего объема реализации ПА в России [6]) по желанию потребителя (в качестве опциона) устанавливает на спецшасси для ПА стабилизаторы поперечной устойчивости, усиленные рессоры, АБС, специальный надрамник для крепления надстройки.
Создание базы типовых модулей, казалось бы, упрощает разработку оптимальной компоновки ПА, а фактически может препятствовать полной реализации потенциальных свойств базового шасси.