Создание пожарных лестниц и устройств подачи воды на высоты

Ни в одном музее  России не найдешь выдвижную лестницу К– 30. И лишь в Балашихинской пожарной части № 29 ее бережно сохраняют, причем, в рабочем состоянии.

3.Устройства подачи воды на высоты– пожарные насосы.

XVII – XVIII вв. подготовили почву для небывалого научно– технического прогресса. Большие успехи науки позволили достичь значительных результатов и в создании пожарно-технического оборудования. Начиная со второй половины XVIII в., появляется техника, изменившая тактику и способы борьбы с огнем. Меняется и облик пожарных формирований. Начинается период повсеместного образования профессиональных команд.

До 30– х годов XIX столетия ручные водозаливные (водоливные) трубы были основным техническим средством тушения пожаров. Над их созданием работал ряд выдающихся механиков того времени. Только в России использовалось свыше 20 типов ручных насосов собственного производства. Тщательное хранение секретов производства, отсутствие обмена информацией приводило к тому, что изобретатели независимо друг от друга создавали несовершенные насосы.  

Например, насос английского  производства 1766 г. и немецкий образца 1785г. объединял один недостаток – вода из них выбрасывалась через стационарный ствол, который мог вращаться только вокруг своей оси. А так как дальность действия водяной струи этих насосов составляла примерно 6– 7 метров, то приходилось их устанавливать на минимальном расстоянии от очага пожара. По этой причине очень много воды попадало на огонь. Большая ее часть разливалась бесцельно. В то же время еще в 1672 г. братья Ван дёр Хейде предложили заменить неудобную поворотную шейку рукавами, при этом дальность действия водяной струи уже составляла примерно 10 метров.

Заливные пожарные трубы (не насосы, а именно трубы, т.к. под трубой подразумевали устройство только для тушения огня, тогда как термин “насос” употребляли для обозначения механизма для перекачивания не только воды, но и других жидкостей) не имели рукавов для всасывания воды из естественных водоисточников, а снабжались специальными заливными ящиками, куда вода подавалась ведрами. Подача воды на пожарах с помощью подобных насосов требовала больших затрат ручного труда. Например, в середине XVIII в. для обслуживания одной трубы необходимо было примерно 50 человек. Из них 30 человек ведрами носили воду в короб, 12 – в две смены качали коромысло насоса, и 8 – обслуживали выкидные рукава и ствол.

Различали большие, средние  и мелкие заливные трубы, производительность которых была соответственно 18, 15 и 12 ведер в минуту (в литрах соответственно 216, 180 и 144 л/мин). В комплект большой  и средней труб входили рукава длиной 40 м, а малой – длиной 16 м. Малая труба – это одноцилиндровый поршневой насос, переносимый двумя пожарными. Ее использовали для тушения огня на верхних этажах зданий. Воду к ней подавали большой и средней трубами, первая из которых устанавливалась возле здания и подавала воду в короб средней трубы. В зависимости от местонахождения очага пожара средняя труба устанавливалась либо на первом этаже, либо выше. А уже отсюда воду качали в короб малой трубы. Позднее ведра заменили бочками, которые вместе с трубами перевозились на повозках. Компоновка таких повозок была разной. В Венгрии, например, трубно– бочечный ход запрягали парой лошадей, а насос размещали между сиденьем кучера и бочкой. Такая компоновка имеет ряд недостатков.

Работы по модернизации поршневых  насосов в конце XVIII – начале XX вв. не внесли принципиальных изменений. Их дальнейшее усовершенствование касалось, в основном, конструктивных элементов. Появляются шлифованные латунные поршни, шаровые клапаны, заливные коробки из листового железа взамен деревянных, обшитых медью и т.п. Например, в шестидесятых годах XIX столетия французская труба имела чугунные цилиндры, резиновые шаровые клапаны, кожаные поршни. Российский инженер Густав Лист, трубам которого неоднократно присуждались медали высшего достоинства, отказался от применения кожаных клапанов и поршней, заменив их медными. Это усовершенствование повысило надежность трубы и ее работоспособность.

Основное направление  совершенствования переносных насосов  – снижение их веса, что позволяло ускорить подачу “первого ствола” при тушении пожаров в многоэтажных зданиях. В 60– х годах прошлого века большой интерес вызвала новинка – гидропульт, который предназначался для пользования населением. Печать того времени уделяла гидропульту много внимания. Но как было показано выше, в 1450г. в Вюрцбурге уже имелись устройства, имевшие с гидропультом больше общего, нежели отличий. Поэтому можно говорить лишь о создании брандспойтов нового поколения, их модернизации. Различали два вида гидропультов: гидропульт– ведро и гидропульт– костыль. В отличие от брандспойта в его поршне имелся открывающийся клапан. В верхней части насоса, ниже сальника для прохода штока поршня, имелся штуцер, к которому присоединялся выкидной рукав с металлическим стволом. В первом случае жидкость всасывалась насосом из ведра, а во втором – гидропульт конструктивно не был соединен с резервуаром. Подобный насос использовался во многих странах. Один из создателей гидропульта нового поколения – русский механик Павел Зарубин, получивший в 1864 г. за этот насос золотую медаль Экономического общества. Вот что он писал о своем изобретении: «Бесспорно, что гидропульт по своему внешнему устройству есть такой ручной насос, удобнее которого до сих пор не было, и что он может принести большую пользу каждому домовладельцу, если случится тушить не вполне еще развившийся пожар...» Подобные насосы применялись около ста лет.

В XVIII – XIX вв. создается большое количество центробежных насосов различного типа. Причем их конструкции зачастую не учитывали имеющихся достижений. Так случилось, например, с Эйлером, предложившим худшую по сравнению с насосом Папена конструкцию центробежного насоса. В 1838 г. русским инженером А. Саблуковым вторично изобретается насос Папена. Основу его конструкции составляет цилиндрический корпус, соединенный посредством патрубка с резервуаром, наполняемым водой. Внутри корпуса устанавливалось четырехлопастное колесо с радиальными лопатками. Принцип действия насоса был основан на отбрасывании воды вращающимися лопатками от центра насоса к цилиндрическому патрубку с выкидным отверстием. Все устройство насоса отличалось простотой, так как в нем не было трущихся частей, кроме вала с насаженными на нем лопатками. По мнению автора, преимущество подобных насосов перед поршневыми заключалось в простоте конструкции, небольших габаритах, небольшими потерями на трении. Кроме того, насосы могли работать при наличии в воде примесей песка и глины.

В 1851 г. на Всемирной выставке в Лондоне уже был представлен  целый ряд центробежных насосов, прошедших испытания. В таблице  приведены их основные технические  характеристики.

 Однако возможности и  этих насосов были ограничены, не говоря уже о заливных пожарных трубах, производительность которых составляла порядка 3 л/с. По данным американских и английских практиков, для успешного тушения наружного пожара требовалось подавать 42000 ведер в час (140 л/с).

Изобретение парового двигателя  внесло коренные изменения и в  деле борьбы с огнем. Началась эра  механизации труда пожарных. В 1829 г. в Лондоне инженеры Брайтуайт и Эриксон сконструировали первый пожарный паровой насос. Внешне он напоминал скорее паровоз и состоял из парового котла, паровой машины и поршневого насоса. Котел цилиндрической формы вмещал до 125 л воды. Под котлом размещалась печь, отделенная от других частей насоса, а рядом с ней – ящик для угля и место для кочегара. Котел помещался внутри кожуха из металлических листов, а пространство между ними заполнялось водой. Для увеличения скорости образования пара изобретатели установили над печью медные трубы, по которым циркулировала вода. Первый насос транспортировался с помощью конной тяги, а его производительность достигала до 1000 л/мин.

После некоторых усовершенствований в 1841 г. к производству паровых насосов  приступил ряд фирм, среди которых  наиболее известными стали фирмы  “Шанд, Мейсон и К°”, “Мер– ривитер и сыновья” в Англии, фирма “Ли” в США. Производительность насосов уже к этому времени достигала 2000 – 3000 л/мин, а дальность подачи струи – до 40 м и более. Конструкцию паровых насосов в значительной степени определял способ их доставки. Помимо насосов на конной тяге, появились стационарные насосы, а также размещаемые на пожарных судах. Последние зачастую не имели собственного парового котла, поскольку для их работы использовался пар пароходного котла. Стационарные насосы, устанавливаемые на фабриках и заводах, также использовали пар от внешних установок. По числу цилиндров насосы подразделялись на одно– , двух– и трехцилиндровые, причем созданы были они как с вертикальным расположением цилиндров, так и с горизонтальным. Лучшими считались насосы прямого действия, у которых поршни парового и насосного цилиндра соединялись между собой тягой. У них давление пара на поршень парового цилиндра без толчков и ударов плавно передавалось на поршень насосного цилиндра. Несмотря на высокую производительность, паровые пожарные насосы XIX в. не получили широкого распространения. Так, например, в Лондоне в 1879 г. один паровой насос приходился на 300 тыс. жителей, в Нью– Йорке– 4 насоса на 100 тыс. жителей. До изобретения двигателя внутреннего сгорания паровой насос был единственным эффективным средством в борьбе с огнем. Ими оснащались профессиональные пожарные команды почти во всем мире. Практическое использование паровых насосов говорило само за себя. Во время одного из больших пожаров в Лондоне девятью такими насосами было подано 4 млн. литров воды. Чтобы достигнуть тех же результатов ручными насосами, необходимо было бы задействовать 41 такой насос и 1900 человек обслуживающего персонала. При этом расходы в первом случае составили бы 4 фунта стерлингов, а во втором обошлись бы в 476 фунтов (т.е. 1:120).

Ручные насосы оставались главным образом в добровольных командах, так как на приобретение паровых насосов не хватало средств. Например, паровой пожарный насос  фирмы “Гуго Герман Мейра” из Риги оценивался в 3,5 тыс. рублей, в то время, как полный пожарный обоз по тому же денежному курсу для фабрик, заводов, сельской местности стоил 257 рублей. А ручной насос стоил 10650 франков, что в конце XIX в. составляло около 4 тыс. руб. Производительность французского насоса была 150 ведер в минуту, а  его вес – 150 пудов. Дороговизна паровых пожарных насосов, с одной стороны, и стремление увеличить производительность ручных насосов, с другой стороны, привели в конце прошлого века к созданию целого семейства необычных устройств для тушения пожаров. Одним из представителей этого семейства стала “пожарная труба, сочлененная с велосипедом”, появившаяся во многих пожарных командах Парижа. Это устройство представляло собой два соединенных велосипеда, между которыми устанавливались помпа и ящик с парусиновыми рукавами длиной 150 – 180 м. Такой тандем был рассчитан на 4 пожарных. По прибытии на место тушения пожара задние колеса устанавливались на специальную стойку, а насос приводился в действие велосипедными педалями при помощи специальных механизмов. Пожарные велосипеды были признаны весьма удобными и, например, в США, имелись повсеместно. Готовность к подаче воды с момента прибытия на пожар составляла 2,5 минуты, а производительность насоса составляла 10 тыс. литров воды в час. Дальность подачи воды у подобных устройств не превышала 30 м. посредством механической передачи соединялось с поршнем насоса. Переступая поочередно на положенные вдоль линейки брусья, пожарные приводили в действие насос. Производительность парового поршневого насоса составляла 5 тыс. л/мин при давлении 5 атм. Уже следующие разработки позволили повысить производительность насоса до 6 тыс. л/мин

Для сокращения времени готовности насоса к работе принимались различные  меры. Например, у ряда автомобилей  имелась система постоянного  подогрева воды. Однако это не было выходом из положения. Задача быстрого разведения паров подобных насосов  была решена русским изобретателем  А. Шпаковским. В 1867 г. весь мир облетела весть о создании им первой форсунки. Им же была проведена сравнительная  оценка топлива для паровых машин, в качестве которого использовали уголь, скипидар и нефть. Пока велась дискуссия  о рентабельности пульверизации  жидкого топлива в паровых  котлах, Шпаковский на своем заводе создал паровую машину (локомобиль Шпаковского) с распылением жидкого  топлива при сжигании его в  топке парового котла. Таким образом, первая в мире форсунка была использована в пожарной технике. Производительность насоса локомобиля составляла 50 ведер  воды в минуту, а его полный вес  – 20 пудов. Расход скипидара – около 12 л/час. Максимальная производительность достигалась через 3 – 4 минуты после начала работы. Дальность действия водяной струи составляла более 30 м. Стоил локомобиль 2 тыс. рублей, а его экипаж состоял из трех человек. Как сообщала печать, пожарные насосы с пульверизацией жидкого топлива показали хорошие результаты при тушении крупного пожара в Санкт– Петербурге в 1868 г., когда двумя насосами в течение трех суток без перерыва было доставлено свыше 1 млн. ведер воды. В результате успешных действий были спасены материальные ценности на сотни тысяч рублей. Стоимость же израсходованного скипидара для насосов не превышала 400 рублей.

Идея Шпаковского оказалась  плодотворной. Подобные насосы получили распространение во всем мире. «...Изобретение Шпаковского, – писал английский журнал “Fireman” в 1902 г., – несмотря на небольшую экономию в смысле топлива, имело большое значение в смысле большой скорости образования пара...»

Созданный в США пожарный автомобиль мог перевозить семь членов команды и прицепную тележку  с инструментами. Энергия пара у  данного автомобиля использовалась не только для работы насоса, но и  для движения. Однако машина получилась массивной, неудобной, в результате чего городские службы отказались от ее эксплуатации.

В начале 90–х годов прошлого века внимание специалистов привлек комбинированный насос Вернрейтера, в состав которого входили две пожарные помпы. Одна из них была паровой, другая – ручная. Пока давление пара в котле было мало, огонь тушили ручной помпой, производительность которой составляла 250 л/мин. Затем использовали паровую помпу. Впоследствии производство подобных насосов освоили многие фирмы.

В 1892 г. в Германии и США  появляется очередная новинка – электрический насос. Его основу составили два насоса двойного действия, соединенные с электродвигателем зубчатой передачей. Производительность насоса немецкой фирмы “Kummer и С°” составляла 500 л/м при достижении скорости вала электродвигателя 250 об/мин. С помощью этого насоса можно было подать воду на высоту 30 – 40 м. Обслуживало его четыре человека. Полный вес насоса достигал 1,3 тонны. Для питания электронасоса использовалась сеть уличного освещения и трамвайная электросеть. Для этого на столбах, предназначенных для электросети, устанавливались особые штепселя для включения электронасосов. По мнению специалистов, места подключения электронасосов необходимо было оборудовать на всей городской территории. Поэтому, помимо специального соединительного кабеля, к насосу прилагались подключающее устройство и пусковой реостат. На состоявшейся в том же году электрической выставке во Франкфурте– на– Майне электрический насос показал хорошие результаты. В частности, высота подачи воды при испытаниях достигала отметки 41 м.

Интенсивно велись работы по использованию в пожарной технике двигателей внутреннего сгорания. На проходившей в 1888 г. в Ганновере пожарной выставке посетители смогли ознакомиться с пожарным насосом, приводимым в действие бензиновым двигателем мощностью 4 л.с. Это было детище Канштатской компании по производству моторов Г. Даймлера. Вскоре на его базе был изготовлен поршневой насос с более высокой мощностью. По сравнению с паровыми обслуживание насосов с двигателем внутреннего сгорания отличалось простотой. Расход бензина составлял 3,6 л/час. У насоса, размещаемого на специальной тележке, имелось 2 запасных бака на 10 литров горючего, а бак двигателя был рассчитан на 3,5 литра. Таким образом, насос мог беспрерывно работать в течение 6 – 6,5 часов и был готов к работе после 1 – 2 минут с момента прибытия на пожар. Вес насоса с принадлежностями составлял почти 1,5 тонны, а стоимость – 6600 марок. Ознакомившись с новым насосом, специалисты отметили, что «...если эта новая машина при тщательном испытании ее на практике окажется действительно пригодной, то, по всей вероятности, с понижением ее теперешней стоимости она не замедлит потеснить в складах больших пожарных команд обыкновенные большие ручные насосы и займет далеко не последнее место в ряду огнетушительных орудий...»