Предложен подход к повышению эффективности систем пожарной безопасности стартовых комплексов ракет-носителей, основанный на использовании потоков диспергированной пожаротушащей жидкости. Рассмотрены особенности ее взаимодействия с зоной горения и элементами конструкции, подвергающимися воздействию тепловых потоков от пламени.

Предложена пятизонная модель факела пожара разлива горючей жидкости, учитывающая наличие паровоздушной зоны над ее зеркалом. Получены соотношения для определения основных характеристик факела в различных зонах. Использование предложенной модели турбулентного диффузионного факела позволит повысить точность прогнозов развития пожара и его последствий, а также вырабатывать обоснованные подходы к выбору рациональных методов и тактических приемов тушения.

Предложен подход к повышению пожаробезопасности эксплуатации стартовых комплексов ракет-носителей путем применения в составе стационарной системы лафетных стволов устройств генерирования гидроимпульсных струй с управляемой дисперсностью и увеличенной площадью покрытия факела. Изложена методическая база расчета и выбора проектных параметров устройств, верифицированная огневыми экспериментами.

Предложена модель развития пожара разлива компонентов топлива на стартовом комплексе ракеты-носителя.

Приведены результаты исследования гидроимпульсной струи. Разработана математическая модель диспергирования, получены соотношения, связывающие характеристики дисперсности, форму факела и дальнобойность струи с частотой и амплитудой, генерируемых в струе пульсаций давления. Проведенные эксперименты продемонстрировали хорошее совпадение их результатов с расчетными данными.

Показано, что повышение химической и взрывопожарной безопасности проливов компонентов топлив, образующихся на стартовых комплексах при авариях в процессе подготовки и осуществления пуска ракет-носителей, может быть обеспечено применением для их эвакуации в зону последующей нейтрализации диспергированных потоков технологических жидкостей на основе воды с высокой дальнобойностью и значительной площадью накрытия обрабатываемой зоны при возможности оперативного управления характеристиками дисперсности потока. Обоснован выбор гидроимпульсного метода генерирования таких потоков, предложен способ их применения, разработаны методические рекомендации по выбору параметров потоков и проектных параметров устройств для их генерирования, характеризующихся технологичностью, возможностью обеспечения устойчивой работы на жидкостях с порошковыми компонентами и совместимостью со штатным гидравлическим оборудованием систем безопасности стартового комплекса.

Рассмотрены экологические аспекты последствий взрыва ракеты-носителя в полете. Предложен методический подход к получению прогнозных оценок, связанных с определением характеристик капельного облака, образующегося при взрыве, количества попадающих в атмосферу паров токсичных компонентов ракетных топлив, зоны выпадения неиспарившихся компонентов ракетных топлив и их количества. Полученные оценки позволяют оперативно оценить экологические последствия взрыва с учетом конкретных метеоусловий и характеристик ландшафта вдоль трассы полета ракеты-носителя, а также разработать рациональный комплекс мероприятий по ликвидации или компенсации экологического ущерба.

Побудовано математичні моделі розвитку горіння пролиття компонентів палива та його придушення, що враховують особливості розвитку горіння та його взаємодії з полідисперсним потоком технологічної рідини та специфіку функціонування системи забезпечення безпеки стартових комплексів. Розроблено фізичну та математичну моделі гідроімпульсного струменя, одержано аналітичні залежності для визначення характеристик і параметрів гідроімпульсного струменя технологічної рідини. Запропоновано новий спосіб придушення горіння пролиття диспергованою технологічною рідиною. Наведено методику та рекомендації щодо розрахунку та проектування пристроїв генерування гідроімпульсних струменів технологічної рідини. Експериментальна верифікація запропонованих моделей і методик підтвердила ефективність запропонованих рішень щодо підвищення ефективності системи безпеки стартових комплексів ракет-носіїв.

Разработано методическое обеспечение решения практически важной задачи повышения пожаробезопасности эксплуатации зерноуборочных комбайнов (ЗУК) путем реализации эффективного метода подавления горения, возникшего в обмолоточном пространстве, диспергированной водой. Методическое обеспечение включает математическую модель развития пожара, позволяющую рассчитывать параметры его текущего состояния, и модель тушения в виде соотношения, связывающего параметры и характеристики пожарной нагрузки, пожара, потока диспергированной воды, подаваемой на его тушение, и времени тушения. Достоверность разработанных моделей подтверждена экспериментально, в том числе результатами тушения пожаров в обмолоточном пространстве ЗУК СК-4. Использование разработанного методического обеспечения и рекомендаций позволит обоснованно подходить к выбору параметров диспергированного потока, обеспечиваюшего подавление пожара в обмолоточном пространстве за заданное время с использованием возимого на ЗУК запаса воды, и создавать активные системы пожаробезопасности ЗУК, характеризующиеся эффективностью, надежностью и технологичностью.

Обоснован выбор рационального метода повышения эффективности и безопасности применения водометных средств полицейского назначения, базирующегося на использовании дальнобойных потоков диспергированной воды и водных растворов. Показана целесообразность использования для генерирования таких потоков гидроимпульсного диспергирования, позволяющего оперативно управлять в процессе работы характеристиками дисперсности потока и формой его факела. Разработано методическое обеспечение для выбора параметров диспергированного потока, дающего возможность успешного решения задач предотвращения и подавления негативных явлений, возникающих в зоне конфликта, при повышенном уровне безопасности противостоящих сторон и минимальных расходах на модернизацию используемых водометных и пожарных автомобилей.

Предложен способ повышения дальнобойности средств полицейского назначения, используемых для адресно-локальной подачи ирритантов в зону конфликта, основанный на формировании последовательно движущихся турбулентных вихревых колец (ТВК) из газа или аэрозоля, характеризующихся более высокой, по сравнению с затопленными струями, дальнобойностью и существенно меньшими потерями ирританта по пути его транспортировки. Предложена конструктивная схема генератора вихревых колец (ГВК), разработаны методические основы расчета проектных и конструктивных параметров ГВК, обеспечивающего генерирование ТВК с характеристиками, позволяющими повысить эффективность и безопасность применения ирритантов в зоне конфликта при решении задач предотвращения негативных тенденций в его развитии.

Цель работы - разработка методического подхода к моделированию эволюции капельного облака (КО), образующегося при взрыве ракеты-носителя (РН) с самовоспламеняющимися компонентами топлива на начальном участке траектории полета и метаемого в атмосферу с начальными параметрами движения, соответствующими положению РН на траектории в момент её взрыва. Предлагаемый подход, базирующийся на использовании феноменологической аналогии с движением топливного факела, впрыскиваемого в камеру сгорания дизеля, учитывает процессы дробления и трассировки капель, влияние их столкновений и возможной коалесценции на структуру и параметры КО компонентов топлива, трансформирующегося в процессе своего движения. Предложенная модель эволюции КО, обусловленной взаимодействием капель в облаке и его структурированием в процессе движения, отражает наиболее значимые, с точки зрения экологических последствий аварии, процессы в КО и позволяет оценивать его основные кинематические и геометрические характеристики, необходимые для решения баллистической задачи движения в атмосфере и осаждения на земную поверхность отдельных взвешенных капель КО, метаемого взрывом РН.