Обычно для борьбы с огнём применяют воду или пену, но эти методы могут быть неэффективными и вредными для окружающей среды. Инженеры из Университета Огайо разработали инновационные портативные устройства, которые используют «ионный ветер» и вихревые кольца для безопасного и чистого тушения пожаров.
Как это работает?
Принцип действия устройства напоминает задувание свечи на торте – короткий и мощный воздушный поток разрывает связь между топливом и источником тепла, не давая пламени разгореться вновь. Однако при тушении более крупных очагов, например костра, просто поток воздуха не поможет, так как он лишь обогащает пламя кислородом.
Новая разработка основана на том же принципе, но в более масштабном исполнении. Устройство сначала выпускает вихревое кольцо воздуха, которое создаёт турбулентность и отделяет пламя от топлива. Одновременно с этим поток переносит аэрозольные частицы из проводящего материала, что усиливает эффект ионного ветра. В ходе испытаний в качестве оптимального проводящего аэрозоля был выбран грубый медный лист, поскольку он оказался наиболее эффективным из семи протестированных смесей.
Предполагается, что пожарные будут направлять специальную ручную пушку на очаг возгорания и запускать вихревые кольца, что позволит минимизировать затраты, сократить время на ликвидацию последствий и уменьшить вред для окружающей среды по сравнению с традиционными методами тушения.
Исследователи протестировали два прототипа устройства. Один из них создаёт вихри с помощью сжатого воздуха, проходящего через коническое сопло, а другой использует квадратное сопло и эластичную диафрагму, которая натягивается и резко отпускается, напоминая работу резиновой ленты.
Оба варианта успешно гасили пламя на расстоянии до двух метров, что позволило бы пожарным работать на безопасной дистанции. Однако более эффективным оказался вариант со сжатым воздухом. При этом учёные не зафиксировали значительного улучшения при добавлении проводящих аэрозолей – вихревые кольца справлялись с задачей самостоятельно.
Несмотря на многообещающие результаты, технология требует дальнейших исследований. Пока устройство тестировалось только на группах свечей, что не даёт полной картины его эффективности в условиях реального пожара, например в здании или на открытой местности. В будущем учёные планируют провести более масштабные испытания, но уже сейчас они уверены, что их разработка найдёт практическое применение.
«Конструкция нашего вихревого устройства на самом деле очень проста. Одна из его главных особенностей – масштабируемость. Оно достаточно компактное для работы в закрытых помещениях, но при этом способно создавать мощные вихревые потоки», – говорит один из авторов исследования Джон Симонис.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Technologies.
