Menu
PROTOTYP ŚREDNIEGO SAMOCHODU ŚNIEGOWEGO (GSn-5000)
Dwutlenek węgla (bezwodnik kwasu węglowego) jest gazem gaśniczym najczęściej stosowanym w pożarnictwie z uwagi na niski koszt oraz łatwość jego otrzymywania. Gaz ten powstaje przy wypalaniu wapna oraz jako produkt uboczny przy produkcji piwa lub spirytusu. Przy temperaturze – 56,2 oC i ciśnieniu 5,45 barów (CO2) może występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.
Dwutlenek węgla, ze względu na jego parametry, ma w pożarnictwie powszechniejsze zastosowanie niż inne gazy gaśnicze, o podobnych właściwościach. W porównaniu z azotem, dwutlenek węgla (CO2) ma większą gęstość względem powietrza. Jedną z dodatnich cech dwutlenku węgla jako środka gaśniczego jest jego dielektryczność (nie przewodzi prądu elektrycznego). Ponadto dwutlenek węgla jako środek gaśniczy nie niszczy gaszonych obiektów i materiałów, jako cięższy od powietrza dobrze przenika we wszystkie szczeliny, zachowuje swoje właściwości przy dłuższym przechowywaniu oraz nie jest wrażliwy na działanie niskich temperatur. Do celów gaśniczych stosuje się techniczny dwutlenek węgla albo czysty bezwodnik kwasu węglowego (CO2), pozbawiony wilgoci, wolnego tlenu lub innych zanieczyszczeń. Dwutlenek węgla jako gaz gaśniczy najczęściej stosuje się w stałych urządzeniach gaśniczych śniegowych. Jest on w zależności od chronionego obiektu magazynowany w stalowych butlach lub zbiornikach.
Pierwsze samochody śniegowe pojawiły się w Polsce w latach 50-tych poprzedniego stulecia. W ówczesnych konstrukcjach produkowanych i eksploatowanych w Polsce samochodów śniegowych, skroplony dwutlenek węgla był przechowywany i przewożony w stalowych butlach ciśnieniowych połączonych ze sobą kolektorami zbiorczymi, rurociągami oraz wyposażonych w armaturę śniegową (węże i prądownice). Każda ze stosowanych butli miała pojemność 40 litrów. Jednak duża prężność par CO2 powodowała, że w praktyce w butlach o takiej pojemności przewożonych było 26,8 kg sprężonego dwutlenku węgla (0,67 kg/1 pojemności), natomiast przy współczynniku 0,75 kg/l 30 kg CO2. Powodowało to, że aby zapewnić odpowiednią siłę gaśniczą samochodów śniegowych, musiały one być wyposażone dużą ilość butli do przewożenia tego gazu gaśniczego. Poza tym rurociągi do przesyłu dwutlenku węgla, zawory, połączenia gwintowe zastosowane w instalacji ciśnieniowej komplikowały obsługę i niezawodność tego rodzaju pojazdów gaśniczych.
W poszukiwaniu nowych rozwiązań, w 1985 roku opracowano prototyp średniego samochodu gaśniczego (GSn-5000). Jego koncepcja została oparta na bazie zbiorników urządzeń gaśniczych na skroplony dwutlenek węgla (ZUG-CO2), o pojemności 22,5 i 5 ton, które były montowane jako stałe instalacje gazowe na statkach. Dokumentację konstrukcyjną nowego średniego samochodu śniegowego opracowano w Centrum Techniki Okrętowej. Z kolei zabudowę zbiornika CO2 wraz z aparaturą i urządzeniami chłodniczymi wykonała Fabryka Urządzeń Okrętowych „Techmet” w Pruszczu Gdańskim. Natomiast urządzenia wypływowe i rozprowadzające dwutlenek węgla do miejsca pożaru opracowano i wykonano w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej Józefowie k/Otwocka.
Zdjęcie nr 1: Średni samochód śniegowy GSn 5000 na podwoziu Jelcz 325 P (4x2).
Samochód zabudowano na dwuosiowym, krajowym podwoziu Jelcz 325 P (4x2). Było ono napędzane sześciocylindrowym, rzędowym, silnikiem wysokoprężnym SW 680/79. Jego pojemność skokowa wynosi 11 100 cm3. Maksymalna moc 148 kW (243 KM) osiągana jest przy 2 200 obr./min, natomiast maksymalny moment obrotowy wynosi 882,9 Nm przy 1 500 obr./min. Napęd przekazywany był na tylną oś tylną za pośrednictwem mechanicznej, oddzielonej od silnika, połączonej ze sprzęgłem za pomocą wałka przegubowego 5-biegowej (5+1) skrzyni biegów. Skrzynia posiadała synchronizację od II do V biegu. Przednie zawieszenie podwozia, to zawieszenie mechaniczne. Składa się ono z półeliptycznych, podłużnych resorów piórowych zawieszonych na wieszakach oraz amortyzatorów teleskopowych. Natomiast mechaniczne zawieszenie osi tylnej składało się z głównych półeliptycznych resorów piórowych, podłużnie zawieszonych na wieszakach oraz pomocniczych opartych na ślizgaczach. Tylny most napędowy typ 018.79 dwu stopniowy, stożkowo - zwolnicowy z blokadą mechanizmu różnicowego. Nośność przedniej osi to 5 400 kg, natomiast nośność tylnej osi napędowej wynosiło 10 000 kg.
Na stalowych obręczach założone było całoroczne ogumienie. Wszystkie koła, posiadały opony o rozmiarze 11.00 R20-U22. Podwozie wyposażone zostało pneumatyczny, jednoprzewodowy, dwuobwodowy, hamulec bębnowy działający na wszystkie koła jezdne samochodu z automatyczną regulacją siły hamowania na osi tylnej. Ponadto podwozie wyposażone zostało, hamulec postojowy, sterowany mechanicznie, działający na tylne koła samochodu z chwilą kilkakrotnego zaciągnięcia dźwignią urządzenia w bębnowo-zapadkowego. Dodatkowo pojazd posiadał hamulec silnikowy uruchamiany mechanicznie. Działał on przez odcięcie dopływu paliwa i dławienie wydechu spalin. Pojazd wyposażony był w stalowy zbiornik paliwa o pojemności 250 l. Do przewozu czteroosobowej załogi przeznaczona była wykonana z blachy stalowej, spawana, dwudrzwiowa, czteromiejscowa kabina typu 113. Jej ogrzewanie zapewnia nagrzewnica wodna (od silnika) oraz dodatkowo nagrzewnica spalinowa typu HL 320 o wydajności 2 750 Kcal/h. Kierowanie pojazdem z takiej kabiny zapewniało dobrą widoczność, poczucie wygody i łatwość obsługi.
Nadwozie pojazdu składa się ze zbiornika na skroplony dwutlenek węgla o pojemności 5 600 litrów, który jest przechowywany pod ciśnieniem 18 barów, a także zespołu agregatów skraplających R12 (urządzenia chłodnicze) i zespół kontrolno-sterujący. Zbiornik wykonano w postaci spawanego, poziomego walczaka z wypukłym dnem. Wewnątrz umieszczono dwa parowniki urządzeń chłodniczych. Do termicznej izolacji zbiornika i elementów przyłączeniowych zastosowano piankę poliuretanową o grubości 120 mm. Z zewnątrz zbiornik został pokryty blachą aluminiową. Zbiornik posiadał właz kontrolny oraz niezbędną armaturę, a także aparaturę kontrolno-pomiarową. Do pomiaru poziomu przewożonego w nim ciekłego dwutlenku węgla służył płynowskaz bezpośredni i miernik poziomu pracujący na zasadzie pomiaru pojemności elektrycznej. Zbiornik zamocowany był do ramy pojazdu w czterech punktach. W praktyce zakładano, że zbiornik może być maksymalnie napełniony do 90 % swojej objętości. Po prawej i lewej stronie, wzdłuż zbiornika umieszczono po cztery skrytki sprzętowe. Były one zamykane stalowymi drzwiczkami lub klapami podnoszonymi do góry. Uruchamianie podawania dwutlenku węgla odbywało się poprzez zestaw kontrolno-sterujący typu AS90059-01. Zamontowany on był w tylnej części zabudowy, w postaci szafy zamykanej stalowymi drzwiczkami. Producentem były Zakłady Urządzeń Okrętowych „Famor” w Bydgoszczy.
Zdjęcie nr 2: Faza nakładania izolacji termicznej zbiornika CO2.
Poza tym w tylnej części nadwozia pożarniczego umieszczono dwa niezależne od siebie agregaty chłodnicze na Freon 12. Urządzenia te mogły pracować równolegle. Jedno z zamontowanych urządzeń było urządzeniem podstawowym (pracującym), drugie awaryjnym. Mogły być one sterowane ręcznie lub automatycznie. Chłodzenie skraplaczy odbywało się za pomocą powietrza, poprzez wentylator napędzany silnikiem elektrycznym wspólnym do napędu wentylatora i sprężarki. Zastosowane silniki to silniki asynchroniczne 1-biegowe, 3-fazowe (3 x 380 V – 50 Hz) z wirnikiem klatkowym. Osiągały one moc 1,5 kW. Zasilanie energia elektryczną agregatu chłodniczego za pomocą kabla z gniazda było możliwe jedynie podczas postoju. Urządzenie chłodnicze składało się z następujących zespołów: agregatu skraplającego SAF-23A, skraplacza CO2 (parownika R12), armatury i rurociągów oraz zestawu kontrolno - sterującego.
Zdjęcie nr 3: Urządzenia chłodnicze stanowiące wyposażenie średniego samochodu śniegowego GSn 5000.
Ponadto elementem stałym zabudowy było działko śniegowe, powstałe w wyniku modyfikacji działka wodno-pianowego DWP-16/24. Wyposażono zostało ono w dyszę CO2 o średnicy 30 mm oraz komorę rozprężania (rurę), formującą strumień dwutlenku węgla. Miało ono wydajność 800 kg/min skroplonego dwutlenku węgla przy ciśnieniu 17 barów. Działko śniegowe wraz z podestem umożliwiającym jego obsługę umieszczono pomiędzy kabiną, a zbiornikiem. Wejście na podest umożliwiały stalowe drabinki znajdujące się po obu stronach pojazdu. Do podawania dwutlenku węgla (CO2) przewidziano również dwie linie szybkiego natarcia. Wyposażone były one w gumowy, zbrojony wąż o dł. 40 metrów każdy, zakończony śniegową prądownicą pistoletową PWPs-1 o wydajności 140 kg/min skroplonego dwutlenku węgla przy ciśnieniu 17 barów. Poza tym samochód był wyposażony w króciec wylotowy wraz z gumowym wężem wysokociśnieniowym umożliwiającym zasilanie stałej instalacji gaśniczej (CO2). Na wyposażeniu samochodu do dyspozycji strażaków były cztery, 2-butlowe aparaty powietrzne oraz cztery ubrania żaroodporne.
Zdjęcie nr 4: Komora rozprężania i formująca strumień dwutlenku węgla (CO2) w działku śniegowym.
Zdjęcie nr 5: Prądownica pistoletowa PWPs-1 przystosowana do podawania dwutlenku węgla (CO2) w postaci strumienia śniegu.
Zdjęcie nr 6: Złączki szybkomocujące tubę śniegową na prądownicy pistoletowej PWPs-1.
Zdjęcie nr 7: Prądownica pistoletowa PWPs-1 przystosowana do podawania zwartego strumienia dwutlenku węgla (CO2).
Zaletami nowego pojazdu śniegowego była możliwość przechowywania dużej ilości dwutlenku węgla (CO2) przy stosunkowo niewielkim ciśnieniu. Konstrukcja zamontowanych urządzeń gwarantowała łatwą obsługę tzw. bloku gaśniczego, co w praktyce umożliwiało łatwe podawanie (CO2) na źródło pożaru. Ponadto zastosowanie zbiornika o takiej pojemności powodowało możliwość większego stopnia wykorzystania w praktyce nowego pojazdu, od dotychczas posiadanych przez jednostki straży pożarnych samochodów śniegowych. Prosty i szybki sposób napełniania zbiornika dwutlenkiem węgla gwarantował jego ponowne natychmiastowe wprowadzenie samochody do „podziału bojowego”.
Zdjęcie nr 8: Podawanie dwutlenku węgla (CO2) na źródło pożaru przy pomocy prądownic śniegowych
Niestety wadą opisywanego prototypu była konieczność zapewnienia poboru dodatkowej energii elektrycznej niezbędnej do stabilizacji temperatury przechowywanego dwutlenku węgla w zbiorniku. Dodatkowe zużycie energii i czasu były niezbędne do przyśpieszonego doprowadzenia bloku (CO2) do parametrów roboczych. W praktyce okazało się, że nie ma możliwości uzyskania ciekłego strumienia dwutlenku węgla, co było jednoznaczne z wyeliminowanie funkcji gaśniczej pojazdu. Dlatego też zmieniły się sposoby jego użycia. Samochód był wykorzystywany do uzupełniania stałych instalacji gaśniczych oraz gaszenia pożarów w pomieszczeniach zamkniętych. W Fabryce Urządzeń Okrętowych „Techmet” w Pruszczu Gdańskim wykonano zaledwie 10 egzemplarzy tego samochodu. Pozostałe wymiary średniego samochodu śniegowego to: długość 7 275 mm, szerokość 2 450 mm, 3 500 mm, rozstaw osi 4 100 mm, najmniejsza średnica zawracania 19 500 mm, prędkość maksymalna 85 km/h, zużycie paliwa 27 l/100 km.
Zdjęcie nr 9: Napełnianie zbiornika CO2 średniego samochodu śniegowego GSn 5000 z zewnętrznego źródła – cysterny samochodowej.
Opis pojazdu opracowano na podstawie pracy „Badania kwalifikacyjne prototypu samochodu gaśniczego CO2 typ GSn-5000”. Opracowanie to stanowi własność autora artykułu i znajduje się w jego prywatnych zbiorach.
Paweł Frątczak
Rysunki i zdjęcia CNBOP PiB
Rys. 1. Schemat budowy średniego samochodu śniegowego GSn 5000