Форма — огонь: ученые сделали одежду пожарных более термоустойчивой
Разработка российских ученых увеличит время работы пожарных в окружении огня и даст им возможность спасать больше жизней. Устойчивость стандартного боевого комплекта одежды пожарного в горящем здании сохраняется в течение 240 секунд. Этого времени бывает крайне мало, а риск получить ожоги растет с каждой секундой. «Умные» вкладки, которые обладают памятью формы и создают в комплекте дополнительную воздушную прослойку при нагревании, увеличивают это время, что может оказаться решающим в деле спасения жизней. Сколько именно секунд выиграют пожарные благодаря «умным» вкладышам, еще предстоит установить: испытания амуниции намечены на лето.
Подушка пожарной безопасности
Ученые Сибирского федерального университета (вуз — участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») предложили усовершенствовать боевую одежду пожарных с помощью особых вкладышей, содержащих пружинящие детали из материала с памятью формы. Этот материал состоит из сплава никеля и титана под названием нитинол, практически не подвержен коррозии и отличается высокой прочностью. При нагревании изделий из нитинола происходит их быстрое расширение, а последующее остывание возвращает деформированный предмет в изначальную форму. Образующаяся воздушная прослойка и обеспечивает более длительную термостойкость одежде.
— Мы отталкивались от идеи создания «воздушной подушки» внутри перчатки или одежды, — сообщила «Известиям» соавтор исследования, доцент кафедры техносферной и экологической безопасности СФУ Людмила Кулагина. — Нитиноловые пружины моментально нагреваются, раздвигают слои одежды, и эта своеобразная «подушка безопасности» страхует руки и всё тело пожарного от соприкосновения с раскаленными предметами. Например, можно взять в ладонь горячий металл или горящее дерево и удерживать его достаточно долго без вреда для себя. После использования перчаток слои, уловив снижение температуры окружающей среды, сами «сложатся» до привычного размера.
Изготовить из нитинола «умные» вкладыши для перчаток, шлемов, курток или комбинезонов пожарных разработчики с кафедры техносферной и экологической безопасности решили относительно недавно, и идея оказалась практически реализуемой.
— Задача снабдить боевую одежду пожарных хлопчатобумажными вкладышами, наполнение которых состоит из рядов упорядоченно расположенных нитиноловых пружин, появилась благодаря нашим коллегам-студентам, которые служат пожарными. Например, соавтором разработки выступил магистрант кафедры, начальник пожарной части № 19 Железнодорожного района города Красноярска Игорь Федорченко, — сообщила доцент кафедры Тамара Енютина.
Дело — пожар
По задумке создателей, «умный» вкладыш помещается прямо между гигиеническим (прилегающим к телу) и газонепроницаемым слоями одежды. Он может вшиваться в воротник куртки или помещаться в шлем. Образцы «прокачанных» нитиноловыми вкладышами перчаток уже прошли апробацию в борьбе с настоящим пламенем.
— Устойчивость стандартного боевого комплекта одежды пожарного в горящем здании составляет 240 секунд. Предложенные нами вкладыши увеличат это время, — подчеркнула Татьяна Енютина. — В деле спасения людей эти секунды могут оказаться решающими.
Как отметили разработчики, точное время в секундах, которое выигрывает пожарный благодаря «умным» вкладышам, еще предстоит установить: испытания, запланированные на прошлый год, были отложены из-за пандемии и перенесены на это лето.
Ученые поясняют, что среди всех видов пожарной боевой одежды есть и более термоустойчивая. Например, теплоотражательный костюм (ТОК-200), напоминающий скафандр. Он дает до 600 секунд защиты. Но эти костюмы используются в строго определенных случаях, например при тушении пожаров на газодобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях.
— Наши вкладыши предназначены для повседневной форменной одежды. Они ее почти не утяжеляют, а удорожание одного комплекта из-за нитиноловых вставок совсем незначительное, порядка 5%, — уточнила Тамара Енютина.
Перспективное вложение
Идея изготавливать из нитинола «умные» вкладыши для перчаток, шлемов, курток или комбинезонов пожарных довольно перспективна. Этот сплав известен своими необычными свойствами и находит применение в медицине для лечения пациентов с заболеваниями и травмами опорно-двигательного аппарата, а также в стоматологии, сообщила «Известиям» доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юлия Спивак.
— Безусловно, требуется подтверждение тому, что утяжеление специальной одежды для пожарных на 5% не является критичным, — подчеркнула она. — Ученым также предстоит выяснить, в каких случаях применение такой инновационной боевой одежды оправдано, а в каких можно обойтись привычными средствами. В целом исследование коллег интересно и может найти применение в работе пожарных служб.
Использование этого материала оправдано, так как он обладает наилучшим сочетанием механических и функциональных свойств, рассказал научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ «МИСиС» Виктор Комаров.
— Кроме того, регулирование температуры срабатывания пружин в зависимости от специфики эксплуатации изделия возможно в достаточно в широком интервале температур за счет варьирования химического состава сплава или способа термомеханической обработки, — подчеркнул эксперт.
Исследования в направлении совершенствования боевой одежды пожарных проводятся в Канаде, США и странах Европы. Предложенное коллегами из СФУ решение вполне конкурентоспособно на мировом уровне, отметил профессор Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Томского политехнического университета Павел Стрижак.
— Однако важно провести натурные испытания в широком диапазоне варьирования ключевых параметров, — пояснил он.
Предполагается, что после проведения всех испытаний летом этого года созданные в СФУ вкладыши выйдут в промышленное производство.
