автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Конструирование и комплексная оценка качества специальной защитной одежды пожарных

ЛОГИНОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

0946

3679

КОНСТРУИРОВАНИЕ И КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПЕЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ ПОЖАРНЫХ

Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность» технические науки (лёгкая промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 3 ЛЕН 2010

004618679

КОНСТРУИРОВАНИЕ И КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПЕЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ ПОЖАРНЫХ

Специальность 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность» технические науки (лёгкая промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский ордена «Знак почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ФГУ ВНИИПО МЧС России)

Научный консультант: д.т. н., с.н.с. С.Н. Копылов

Официальные оппоненты: д.т. н., профессор А.Л. Чибисов

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

Защита состоится 23 декабря 2010г. в 10 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета ДС 205.003.01 при ФГУ ВНИИПО МЧС России по адресу: 143903, Московская область, г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, д. 12, в зале диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Автореферат разослан « » •// «201 Ог». Исх. № Ч-Об/¿-¿Уо

Отзыв на автореферат с заверенными подписями и печатью просим выслать в ФГУ ВНИИПО МЧС России по указанному адресу. Телефон для справок: (495)521-29-00

Учёный секретарь диссертационного совета,

д.т. н., профессор Н.И. Акинин д.т. н., профессор Ю.Л. Морозов

институт химической технологии (ВНИИХТ)

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Е.Ю. Сушкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Обеспечение безопасных условий работы человека является одной из важнейших задач в сфере социально-экономической политики любого государства, поскольку, не решая эту задачу невозможно требовать от работника эффективного выполнения его функциональных обязанностей, а значит, становится невозможным организовать и контролировать любой производственно-технологический процесс. Сказанное в полной мере относится и к проблеме обеспечения охраны труда личного состава пожарно-спасательных подразделений.

Среди технических средств обеспечения безопасных условий труда пожарных доминирующую роль играет специальная защитная одежда (СЗО). Она является, наряду со средствами индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) основным и последним защитным барьером в системе «человек - средства защиты - окружающая рабочая среда на пожаре». Поэтому уровень безопасности, обеспечиваемый СЗО и эффективность действий личного состава пожарных подразделений во многом определятся видами (типами) используемой спецодежды и ее техническими параметрами.

Анализ опыта эксплуатации спецодежды, используемой пожарными в первой половине 90-х годов XX в. (начало настоящих исследований) показал неудовлетворительное качество и невысокую эффективность её при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ. Причина неудовлетворительного качества спецодежды пожарных - узкий ассортимент и низкие показатели назначения материалов, тканей и фурнитуры, используемых для изготовления СЗО, а также несовершенство конструктивного исполнения спецодежды. Кроме того, отсутствие на вооружении пожарных ряда необходимых типов СЗО вынуждало использовать спецодежду, предназначенную для других категорий работающих.

Создавшееся положение во многом определялось недостатком научно обоснованных требований и методов оценки качества спецодежды пожарных. Не существовало классификации СЗО по предельным значениям

параметров защиты (прежде всего тепловой), не были конкретизированы области ее применения. Не решались в полной мере вопросы надежности, эффективной эксплуатации. То есть не имелось научно-технической базы, опираясь на которую возможно вести разработку различных видов спецодежды пожарных и проводить их комплексную оценку по всем параметрам, определяющим качество изделий на всех стадиях единого процесса «НИОКР - серийное производство - эксплуатация».

На основании вышесказанного можно сделать вывод об актуальности решения проблемы перехода на принципиально новый уровень качества спецодежды пожарных, создания нескольких типов СЗО, обеспечивающих комплексную защиту человека от опасных факторов пожара.

Цель настоящей работы - создание методологии конструирования и комплексной оценки качества специальной защитной одежды пожарных и разработка на этой базе СЗО нового поколения для пожарных.

Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Разработать классификацию различных видов СЗО пожарных по назначению и степени защиты от тепловых воздействий.

2. Разработать метод комплексной оценки качества различных видов СЗО пожарных-спасателей, включающий методики теоретических и экспериментальных исследований с учетом условий эксплуатации и различных режимов теплового воздействия и единые критерии оценки получаемых результатов.

3. Создать экспериментальную базу для проведения исследований по всей номенклатуре показателей, определяющих качество СЗО пожарных.

4. Составить технические требования и разработать новые защитные материалы и ткани с заранее заданными свойствами.

5. Сконструировать более совершенные виды СЗО пожарных для работы в различных условиях.

Объект и методы исследований. Экспериментально-теоретические

разработки проблемы проводились применительно к различным материалам и тканям, многослойным конструкциям СЗО пожарных.

Теоретические исследования проводились на базе использования классических законов тепломассообмена, теории тепломассопереноса при пожаре. Использовались стандартные и новые апробированные экспериментальные методики проведения испытаний с математической обработкой результатов с помощью ЭВМ.

Научная новизна работы:

1. На основе анализа условий эксплуатации СЗО пожарных-спасателей и с учетом разработанной классификации ее по защите от тепловых факторов пожара разработан метод комплексной оценки качества различных видов спецодежды, включающий в себя методики теоретических исследований на основе математической модели, описывающей сложный нестационарный теплообмен в многослойных конструкциях спецодежды с учетом внешнего теплового воздействия и теплопродукции организма человека и экспериментальных исследований на различных испытательных установках.

2. Разработана методика проведения огневых испытаний СЗО пожарных при различном физическом моделировании тепловых факторов пожара и создан оригинальный полномасштабный испытательный комплекс «Термоманекен» с возможностью автоматического контроля и анализа параметров окружающей рабочей среды и подкостюмного пространства СЗО.

3. На модельных задачах теоретически и экспериментально выполнены параметрические исследования тепловых режимов СЗО при различных условиях. Выявлены основные закономерности теплового воздействия пожара на многослойные теплоизолирующие конструкции СЗО. Получены новые количественные характеристики влияния теплофизических и геометрических факторов на формирование температурных полей и их динамики в различных элементах СЗО с учетом теплопродукции организма человека. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены пути оптимизации тепловой защиты СЗО пожарных в части обеспечения

равнотеплоустойчивости всех элементов спецодежды как единой системы и увеличения времени защитного действия с учетом требований эргономики и физиолого-гигиены. Разработана более совершенная по составу многослойного пакета и конструктивному исполнению боевая и теплозащитная одежда с равной теплоустойчивостью конструктивных элементов.

4. На основе полученных новых экспериментальных данных по показателям назначения для широкого круга огне-термостойких материалов и тканей, теплоизоляционных материалов, полимерных материалов специального применения установлена зависимость срока службы различных видов спецодежды пожарных от начальных параметров показателей назначения материалов и тканей. Составлены технические требования к материалам, тканям, многослойным защитным пакетам СЗО пожарных, а также ее конструктивному исполнению в зависимости от условий эксплуатации.

5. Получены новые экспериментальные данные по комплексу показателей, характеризующих качество швов, соединяющих конструктивные элементы СЗО и проанализированы факторы, влияющие на их прочность, долговечность и срок службы СЗО. Сформулированы требования к ниточным швам в зависимости от вида СЗО и используемых материалов.

6. На основе данных разработки параметров носимой защиты от сочетанного ионизирующего излучения оптимизировано распределение гетерогенной парциальной защиты от ионизирующих излучений с учетом радиорезистентности различных органов и тканей организма человека, что позволило разработать новые радиационно-защитные и агрессивостойкие материалы и принципиально новые виды СЗО пожарных — изолирующие костюмы для тушения пожаров в условиях воздействия ионизирующих излучений (РЗК) и агрессивных сред (TACK).

7. Впервые при разработке различных видов СЗО пожарных использован принцип создания конструктивно-унифицированного ряда изделий на

основе базовой модели, в качестве которой предложена боевая одежда первого уровня тепловой защиты.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Диссертация обобщает результаты исследований, которые проводились под руководством и при непосредственном участии автора в ФГУ ВНИИПО МЧС России с 1995года при выполнении ряда Государственных программ и планов НИОКР МЧС России, в том числе выполняемых по государственному оборонному заказу.

В результате решена научно-практическая проблема повышения уровня качества СЗО пожарных для обеспечения комплексной защиты человека от опасных факторов пожара. Появилась возможность прогнозировать и, следовательно, влиять на технический уровень изделий в зависимости от условий эксплуатации на всех стадиях единого процесса «НИОКР - серийное производство - эксплуатация».

Разработаны рекомендации по оптимизации тепловой защиты различных видов СЗО. Получены данные по допустимому времени работы в СЗО в зависимости от условий теплового воздействия и режима эксплуатации. Указанные результаты использованы производителями при составлении документации на серийное производство изделий, ремонтной и эксплуатационной документации.

Освоены в серийном производстве новые специальные защитные материалы и ткани с заранее заданными свойствами для изготовления различных видов СЗО пожарных.

Внедрены в практику работы пожарно-спасательных подразделений новые средства индивидуальной защиты, обеспечивающие необходимый уровень комплексной безопасности человека при тушении пожаров и ликвидации аварий в различных условиях, в том числе, не имеющие аналогов радиационно-защитный и термоагрессивостойкий костюмы.

На все изделия получены патенты и свидетельства на промышленный образец.

Метод комплексной оценки качества СЗО используется при сертификации спецодежды различного назначения, в том числе и зарубежного производства.

Результаты диссертационных исследований реализованы при разработке:

Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008г № 123 ФЗ;

Национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 53264-2009 «Техника пожарная. Специальная защитная одежда пожарного. Общие технические требования. Методы испытаний»;

Норм пожарной безопасности - НПБ 157-99* «Боевая одежда пожарных. Общие технические требования. Методы испытаний», НПБ 16197 «Специальная защитная одежда пожарных от повышенных тепловых воздействий. Общие технические требования. Методы испытаний», НПБ 196-2000 «Боевая одежда пожарного для районов России с умеренно-холодным и очень холодным климатом. Технические требования. Методы испытаний», НПБ 162-2002 «Специальная защитная одежда пожарных изолирующего типа. Общие технические требования. Методы испытаний».

Методического пособия «Обеспечение пожарной безопасности на территории Российской Федерации» под общей редакцией Ю.Л. Воробьева, М., 2006г., 461с.

Методических рекомендаций по организации и проведению опытной эксплуатации образцов вооружения и пожарной техники в системе МЧС России М., 2007г., 24с.

Результаты диссертации используются в учебном процессе Академии ГПС МЧС России.

На защиту выносятся: 1. Метод комплексной оценки качества СЗО пожарных, включающий:

- математическую модель нестационарного теплообмена в системе «человек - СЗО - окружающая рабочая среда на пожаре»;

методики проведения экспериментальных исследований по теплофизическим и физико-механическим параметрам, определяющим качество материалов, тканей, защитных пакетов и конструктивных элементов СЗО при физическом моделировании опасных факторов пожара;

- единые критерии оценки получаемых результатов при проведении теоретических и экспериментальных исследований;

2. Классификация СЗО пожарных по степени защиты от тепловых воздействий с учетом ее назначения и условий эксплуатации и применение пассивной тепловой защиты для СЗО пожарных;

3. Результаты теоретических исследований тепловых режимов многослойных конструкций СЗО пожарных;

4. Результаты экспериментальных исследований влияния различных факторов на показатели качества СЗО пожарных;

5. Технические требования к материалам, тканям, защитным пакетам и конструктивному исполнению различных видов СЗО;

6. Рекомендации по совершенствованию СЗО пожарных в части применяемых материалов и конструктивного исполнения;

7. Результаты исследований по разработке принципиально новых видов СЗО пожарных - радиационно-защитного и термоагрессивостойкого костюмов.

8. Результаты конструирования и серийного освоения спецодежды нового поколения для пожарных с использованием принципа создания конструктивно-унифицированного ряда изделий на основе базовой модели.

Достоверность полученных результатов подтверждается данными лабораторных, полномасштабных огневых полигонных и длительных эксплуатационных испытаний, адекватностью теоретических результатов и экспериментальных данных, удовлетворительной точностью экспериментальных методик и погрешностью измерений.

Обоснованность научных положений выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждены достаточным объемом

исследований (в том числе крупномасштабных опытов), длительной апробацией используемой математической модели и экспериментальных методик, соответствием результатов лабораторных, крупномасштабных экспериментов и расчетных данных, а также широким внедрением результатов исследований в практику работы пожарных подразделений.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Средства индивидуальной защиты пожарных-96» (Москва, 1996 г.), XV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков» (Москва, 1999г.), III научно-практической конференции «Радиационные поражения и перспективы развития СИЗ от ионизирующих излучений» (Москва, 1999г.), Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы тушения пожаров» (Москва, 1999г.), научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности отраслевой науки в системе МВД России» (Москва, 2000г.), XVI Всероссийской научно-практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение» (Москва, 2001г.), Всероссийской научно-практической конференции «Пожарно-спасательные средства на современном этапе развития ГПС МЧС России» (Москва, 2002г), Всероссийской научно-практической конференции «Современные средства предупреждения и тушения пожаров» (Москва, 2003г.), XVIII Всероссийской научно-практической конференции «Снижение риска гибели людей при пожарах» (Москва, 2003г.), Международной конференции по каучуку и резине ЖС,04 (Москва, 2004г.), Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России-исследования, управление, опыт» (Москва, 2004г.), Всероссийской научно-практической конференции «Технические и организационно-правовые проблемы обеспечения пожарной безопасности» (Москва, 2005г.), XIX Всероссийской научно-практической конференции «Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений» (Москва, 2005г.);

XX Международной научно-практической конференции «Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах» (Москва, 2007г.); XXI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (Москва, 2009г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 62 печатных работы, из них 17- патенты на изобретения и полезные модели.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Работа содержит страниц текста, иллюстрированного 39 рисунками, имеет 24 таблицы. Список используемой литературы включает 194 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется подход к решению поставленных задач, излагаются основные результаты работы.

В первой главе («Анализ состояния разработки и использования различных видов специальной защитной одежды пожарных») приводится аналитический обзор по проблеме разработки и использования специальной защитной одежды в пожарно-спасательных подразделениях МЧС России.

Предложена классификация СЗО пожарных, которая по степени защиты (прежде всего тепловой), условиям эксплуатации, техническим параметрам, оперативно-тактическому назначению делится на три вида: боевая одежда пожарных (БОП) - спецодежда общего назначения; специальная защитная одежда от повышенных тепловых воздействий (СЗО ПТВ); специальная защитная одежда изолирующего типа (СЗО ИТ) -изолирующие костюмы. В свою очередь каждый из перечисленных видов делится на типы также в зависимости от степени тепловой защиты.

Анализ результатов эксплуатации различных видов СЗО показывает, что они, как правило, обладают невысокими эксплуатационными показателями. Распределение тепловой защиты по конструктивным

элементам не позволяет обеспечивать равнотеплоустойчивость СЗО как единой системы, повысить время защитного действия и снизить массу изделий. Показатель безопасности, определяемый отношением тепловой

экспозиции (Тэ) к времени защитного действия (Тпд) СЗО является для

рассматриваемых видов спецодежды величиной больше единицы, что не обеспечивает безопасные условия работы за все время нахождения в зоне тепловых воздействий.

Развитие системы качества СЗО пожарных, разработка высокоэффективных защитных материалов и тканей, создание новых образцов защитной одежды для пожарных-спасателей в значительной степени определяются достижениями в области изучения процессов горения и обстановки на пожарах, текстильного и полимерного материаловедения, совершенствования теоретических и экспериментальных моделей исследований и методов конструирования спецодежды. Опасные факторы, возникающие при крупных пожарах, их влияние на человека и вопросы создания технических средств защиты исследованы Н.П. Копыловым. Проблемой оценки тепловой экспозиции занимается Ю.А. Кошмаров, его ученики и последователи. Основы теории теплоустойчивости систем, критерии теплоустойчивости разработаны Х.И. Исхаковым, С.Н. Копыловым и используются для оценки теплоустойчивости пожарной техники и средств ее защиты. Оценке огнестойкости материалов и тканей, в том числе для спецодежды пожарных-спасателей посвящены работы М.Н. Колгановой, Н.И. Константиновой, Н.С. Зубковой. Значительный вклад в разработку специальных материалов для СЗО пожарных внесли C.B. Резниченко, В.К. Гореленков. Вопросы терморегуляции человека в различных условиях рассмотрены в работах Г.Т. Хензеля, B.C. Кощеева. Математическим моделированием сложного нестационарного теплопереноса в многослойных элементах конструкции СИЗ пожарных и расчетами влияния тепловых факторов пожара на спецодежду пожарных-спасателей занимались Б.Н. Юдаев с учениками и И.С. Молчадский. Методы оценки конструктивного

12

исполнения различных видов СЗО пожарных отражены в работах Г.А. Перцовского и А.П. Лобова. Пути решения проблемы создания носимых средств защиты от ионизирующих излучений освещены в работах Б.А. Бенецкого и Е.Е. Гогина. Большой вклад в изучение воздействия ионизирующего излучения на человека сделали Е.П. Кронкайт и Ч.Л. Данхем. Методы оценки качества спецодежды различного назначения и системный подход к ее проектированию разрабатывали З.С. Чубарова и В.Е. Романов. Другие авторы внесли свой вклад в разработку научных основ проектирования и оценки качества спецодежды пожарных.

Однако проведенные исследования не позволяют комплексно оценивать различные виды СЗО пожарных по всем показателям, определяющим качество изделий с учетом опасных факторов пожара. Существуют теоретические и экспериментальные методики оценки качества спецодежды по отдельным показателям, которые зачастую никак между собой не связаны. Описаны различные критерии оценки результатов получаемых в процессе проведения исследований. Отсутствует ряд требований к конструктивному исполнению СЗО, защитным материалам и тканям. Не отработаны методики проведения огневых полигонных и эксплуатационных испытаний, испытаний по показателям надежности. Отсутствует методика проведения полномасштабных испытаний СЗО при физическом моделировании различных тепловых воздействий. В разработанных теоретических моделях не рассматриваются влияние человека на режим подкостюмного пространства, изменение геометрических параметров спецодежды, например, изменение толщины воздушных прослоек в многослойном теплозащитном пакете.

Несовершенство нормативной базы, недостаток специальных методик исследований, отсутствие ряда требований и критериев оценки качества материалов, тканей и СЗО пожарных в целом не позволяет разрабатывать спецодежду высокого качества, обеспечивающую безопасные условия работы в различных условиях. Необходим комплексный подход, учитывающий по возможности все показатели, характеризующие технический уровень изделия.

С учетом вышеизложенного сформулированы цель работы, задачи, решение которых необходимо для ее достижения и определены следующие направления исследований:

1. Разработать математическую модель сложного нестационарного теплопереноса в многослойных конструктивных элементах спецодежды в системе «человек - СЗО - окружающая рабочая среда на пожаре». Разработанная модель должна позволять проводить многовариантные расчеты и оценки тепловой устойчивости СЗО;

2. Разработать методики и создать комплекс лабораторных и крупномасштабных установок для определения необходимых показателей назначения материалов, тканей, защитных пакетов и отдельных конструктивных элементов СЗО и исследования влияния различных внешних факторов на конструкционные материалы СЗО;

3. Разработать и обосновать комплекс технических требований к СЗО и на их основе номенклатуру технических параметров с численными значениями, а также единые критерии оценки результатов, получаемых при проведении исследований.

4. Провести комплексные теоретические и экспериментальные исследования различных видов СЗО пожарных, разработать предложения по совершенствованию защитных пакетов и конструкций СЗО с учетом принципа равнотеплоустойчивости ее составляющих элементов при поддержании необходимого уровня эргономических и физиолого-гигиенических показателей;

5. С использованием прогрессивных методов конструирования разработать качественно новые виды спецодежды пожарных для обеспечения комплексной защиты при работе в различных условиях, в том числе в условиях воздействия ионизирующих излучений и агрессивных сред.

6. Разработать нормативную документацию, содержащую технические требования и методы испытаний СЗО пожарных и регламентирующую области ее применения.

Во второй главе («Метод комплексной оценки качества специальной защитной одежды пожарных») раскрывается сущность метода комплексной оценки качества специальной защитной одежды пожарных.

Метод включает математическую модель, описывающую сложный нестационарный теплообмен в системе « человек - СЗО - окружающая рабочая среда на пожаре» и методики экспериментальной проверки показателей назначения материалов, защитных пакетов, а так же комплектов СЗО в целом при различных тепловых воздействиях (рис. 1)

Исследования проводятся при следующем моделировании теплового воздействия: падающий поток ИК - излучения с поверхностной плотностью от 5 до 40 кВт-м"2; открытое пламя с температурой 800 - 1200°С; газовоздушная среда с температурой 150-800°С в условиях естественной или принудительной конвекции; контакт с твердыми нагретыми до 400°С поверхностями.

Комплексность метода заключается в том, что при оценке качества СЗО пожарных используются комплексные показатели, характеризующие сразу несколько свойств (например, эргономических и технических), связанных между собой и зависящих друг от друга. Комплексный подход проявляется и при объединении результатов частных оценок отдельных показателей.

Разработаны четыре критерия (рис.1), с помощью которых возможно оценить качество материалов и тканей, защитных пакетов и СЗО в целом при проведении теоретических и экспериментальных исследований. Время достижения предельно допустимой температуры не должно превышать тепловую экспозицию с учетом значений тепловых нагрузок, тяжести выполняемой работы и вида СЗО. Изменение показателей назначения определяется за время однократного использования СЗО и также за весь срок эксплуатации.

При математическом моделировании в рассматриваемой системе решались задачи процесса теплообмена в многослойной конструкции СЗО, между телом человека и СЗО, между СЗО и окружающей средой (рис.1).

Математическое моделирование нестационарного теплообмена в системе: «человек - СЗО -окружающая рабочая среда на пожаре»

1. Теплообмен между СЗО и окружающей средой

2. Радиационно - кондук-тивный теплообмен в многослойных конструкциях СЗО в одномерной постановке

3. Теплообмен между телом человека и СЗО

Критерии оценки

1. Предельно допустимая температура внутреннего пространства (Тпд <50 °С) и время ее достижения (тпдт)

2. Изменение показателей назначения материалов и тканей (физико-механические, теплофизические, физико-химические показатели)

3. Термические разрушения (количество, место и размеры), температура и время начала термических разрушений (Т^Ттр)

4. Физиолого-гигиенические параметры организма человека (температура тела, ректальная температура, частота сердечных импульсов)

Экспериментальные методики

Лабораторные испытания Испытания материалов, тканей, многослойных пакетов, конструктивных элементов

Лучистый тепловой поток Открытое пламя Газовозду шная среда с высокой температурой Контакт с нагретыми твердыми поверхностями

Огневые полигонные испытания

С участием испытателей

На комплексе «Термоманекен»

Показатели защиты Показатели эргономики Показатели надежности Физиолого-гигиенические показатели Специальные показатели

Эксплуатационные испытания

Рис. 1 Метод комплексной оценки качества СЗО пожарных-спасателей

у

Показатель безопасности К„, = —^ < 1

Изменение температуры Тк по времени Т и по координате X в

однородном к-м слое многослойной конструкции, состоящей из к слоев, описывается одномерным дифференциальным уравнением:

а 8т X" дХ

ЛК{ТК)ХÄ

»(. к/ дх

■яЛТк), (1)

где: р=0; 1; 2 - соответственно для плоского, цилиндрического и сферического слоя; Ск - объемная теплоемкость, объемная плотность источника (стока) теплоты, Вт-м"3.

В общем случае на внешних поверхностях 1-го и к-го слоя могут быть заданы граничные условия:

где: ар(г, Тр) - коэффициент теплоотдачи на поверхности р, Вт-(м2 К)"1; sp(Tp) - степень черноты поверхности; а0 - постоянная Стефана-Больцмана, Вт (м2 К)'1; Тсрр(т) - температура среды, омывающей поверхность, К; Тр -температура поверхности, К; qnp(т) - внешний лучистый поток, Вт-м"2.

Из (2) как частные случаи можно получить выражения для граничных условий I, II, III рода.

На границах между слоями при Х+1с=Х~к+! задаются граничные условия IV рода.

Т.=Тк+1 (3)

= (4)

где: qs - поверхностная плотность источника (стока) теплоты, Вт-м"2.

Поверхностный источник (сток) теплоты в (4)может иметь различную природу.

Для поверхностей, образующих воздушную прослойку к он обусловлен теплообменом излучения:

<7, = ^ [Г4*-. (л~*-1)- Г4™ )] (5)

где: с„р - приведенная степень черноты.

Для одномерных полостей, образованных большими плоскими, длинными цилиндрическими и сферическими поверхностями, приведенная степень черноты вычисляется по формуле:

1

1 {XV,

1

(6)

£к-\{Х*к'1) [х-™,) _ЕКц{Х~ где: р = 0, 1, 2 - соответственно для плоского, цилиндрического и сферического слоя.

В начальный момент времени распределение температуры в конструкции задано функцией:

Т0=/(Х) (7)

Соотношения (1), (2), (7) с учетом (3) - (6), дополненные соответствующими функциональными зависимостями для параметров, входящих в них и зависящих от времени и температуры, представляют собой математическую формулировку задачи нестационарного радиационно-кондуктивного теплообмена в многослойной конструкции. Сформулированная задача является нелинейной. Для решения подобных задач широкое распространение получил метод конечных разностей. Для удобства построения однородной конечно-разностной схемы сквозного счета систему из к тел будем рассматривать как единое неоднородное тело, теплофизические характеристики которого зависят не только от температуры, но и от пространственной координаты X, т. е. параметры Л, с и д могут претерпевать разрывы первого рода. В этом случае вместо системы дифференциальных уравнений (1) можно записать одно дифференциальное уравнение вида

к 'дт X" дХ

хрл{х,т)

-ф.т)

(8)

Уравнение (8) является дифференциальным уравнением теплопроводности с разрывными коэффициентами. Начальное и граничные условия для уравнения (8) сохраняют вид (7) и (2). Для численного решения

18

задачи (8), (7) и (2) с помощью методов тепловых балансов на сетках уравнение (8) аппроксимируется системой нелинейных алгебраических уравнений, которая, будучи дополнена соответствующими начальными и граничными условиями в конечно-разностном виде, образует неявную разностную схему для исходной задачи теплопроводности. Для решения этой системы применяют итерационный метод Ньютона.

Тепловой режим подкостюмного пространства является для организма в наших условиях окружающей средой. Поэтому конструирование и расчеты СЗО не могут выполняться вне связи с организмом человека, приемлемые условия, деятельности которого она должна обеспечить. Динамика изменения теплосодержания организма пожарного может быть определена на основании уравнения теплового баланса, связывающего теплопродукцию организма вследствие метаболизма и теплопотери в окружающую среду (подкостюмное пространство)

дб=е-е.-б, (9)

где: А(2 - изменение во времени теплосодержания тела, Вт; Q -метаболическое тепло, выделяющееся в организме, Вт; ()„ - потери тепла в окружающую среду, Вт; ()р - потери тепла дыханием.

Теплопродукция О. является функцией степени тяжести физической нагрузки, переносимой человеком и считается при анализе теплового состояния человека заданной.

Потери тепла в окружающую среду могут быть формализованы с учётом перечисленных выше механизмов теплоотдачи следующим образом:

а.=&+&+&,+& 0°)

где: 2к - конвективные потери тепла; - лучистые потери тепла; (),„ - тепло, теряемое теплопроводностью; 2„ - потери тепла при испарении.

Изменение теплосодержания организма, можно определить расчетным путем:

д д = с.М.< (11)

ат

где: с = 3470 - средняя теплоемкость тела, Дж-(кг.К)"1; М= 75 - масса тела, кг; ¿Тс - изменение средней температуры тела за время <к.

Расчёт величины ()р может быть выполнен по формуле

б, = ('«*-'-)• г-ер (12)

где: 1в(,, /вЫ() - температура вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, °С; V- объём вдыхаемого в единицу времени воздуха, м3-с-1; с - теплоёмкость воздуха, Дж-(кг-°С)"1; р - плотность воздуха, кг-м"3.

Параметры V, 1выь определяются экспериментально и зависят от температуры окружающей среды и степени тяжести физической нагрузки. Задача определения потерь тепла при дыхании усложняется тем, что, как правило, СЗО используются с изолирующими СИЗОД и это сводит к минимуму значение Qp.

При наличии воздушной прослойки в (10) из правой части удаляется Qm. Кроме того, в невентилируемых конструкциях многослойного пакета СЗО применяются воздухо -и влагонепроницаемые материалы, которые сводят к минимуму или исключают возможность испарения влаги с поверхности тела в случае её выделения при нагреве.

В результате получим дифференциальное уравнение, связывающее температуру тела с параметрами подкостюмного пространства

сМ^ = 2 - [а{тс - Т„р)+ *„рС70(Г, - Т*.К (13)

где: Т„р - температура воздуха в прослойке, К; ТК - температура внутренней поверхности СЗО, К; епр - приведенная степень черноты в прослойке; <то=5,67'10"8- постоянная Стефана-Больцмана, Вт-(м2 К4)"'; Р - площадь, м2. В качестве начального условия для (13) принималось при т=0

Тс =(36,6 + 273), К) (14)

Значение коэффициента конвективной теплоотдачи в (13) может быть вычислено по известным критериальным соотношениям для теплообмена

при естественной конвекции в ограниченном пространстве. Учитывая допустимые уровни температур на поверхностях, образующих прослойку, ограниченных физиолого-гигиеническими требованиями, характерные перепады температуры между ними и возможные толщины прослойки, коэффициент теплоотдачи а может изменяться в пределах 3 - 5 Вт-(м2-К)-1. В дальнейшем при расчетах принималась а=5 Вт(м2К)"'. Приведенная степень черноты е„р в (13) вычисляется по известным геометрическим и теплофизическим характеристикам поверхности тела и внутренней поверхности СЗО по формуле (6).

Температура прослойки Тлр для невентилируемых пространств может вычисляться по формуле:

Т„р=0,5-{ТС+Т„)

Решение уравнения (13) с начальным условием (14) конечно-разностным методом Эйлера выполняется совместно с решением задачи (1) - (7).

Граничные условия, которые использованы для описания теплообмена на поверхностях многослойного пакета СЗО, учитывают конвективный тепловой поток и падающий лучистый тепловой поток. При практическом использовании граничных условий должны быть известны значения коэффициента теплоотдачи и лучистого потока, падающего на поверхность. Коэффициент теплоотдачи был рассчитан по известным критериальным зависимостям, полученным для свободной и вынужденной конвекции на поверхностях сферы и горизонтального или вертикального цилиндра в большом объеме. Лучистый тепловой поток может быть задан на основе полученных экспериментальных данных, либо определен расчетным путем на основе решения задачи теплообмена излучением между пламенем и наружными поверхностями СЗО. Подобные задачи достаточно подробно рассмотрены, например, в работах Н.П. Копылова, Ю.А. Кошмарова, И.С. Молчадского, С.Н. Копылова и других.

Экспериментальные исследования проводились на установках, позволяющих определять по стандартным и вновь разработанным

апробированным методикам показатели назначения материалов и тканей, составляющих многослойные защитные пакеты. Например, по методике ISO 6941 оценивать теплоустойчивость при воздействии теплового потока ИК-излучения, по ГОСТ Р 50810 огнестойкость материалов, тканей и многослойных защитных пакетов при воздействии открытого пламени и по стандартным методикам изменения физико-механических показателей.

Комплекс «Термоманекен», позволяет проводить полномасштабные испытания СЗО при различном тепловом воздействии с постоянным автоматическим контролем окружающей рабочей среды, теплозащитных характеристик СЗО и изменения параметров подкостюмного пространства. Используя специальную компьютерную программу, возможно построить графики изменения температуры подкостюмного пространства во времени по 11 точкам, рассчитанным для определения средневзвешенной температуры тела человека; выделить конструктивные элементы в СЗО с наименьшей тепловой защитой (обеспечение равнотеплоустойчивости); определить места максимального теплового воздействия и получить картину вероятных термических поражений на различных участках тела человека.

При испытаниях на надежность в соответствии с ГОСТ 27.4.10 по одноступенчатому методу контроля (при значениях риска изготовителя а и риска потребителя 5, равных 0,1) приемочный и браковочный уровни показателя надежности должны быть равны соответственно: Ра=0,990, Рб=0,930. Число образцов изделий для испытаний должно быть не менее 55. Время испытаний (наработка) должно соответствовать ресурсу безотказной работы, оговоренному в технической документации на конкретное изделие. Число отказов за время испытаний не должно превышать приемочного числа отказов, равного единице.

Также рассмотрены особенности исследований в рамках метода комплексной оценки различных видов СЗО пожарных-спасателей.

В третьей главе («Разработка боевой одежды пожарных») приводятся результаты исследований и разработки боевой одежды пожарных-спасателей (СЗО общего назначения).

На основе предложенной классификации СЗО пожарных БОП подразделяется на три уровня по степени защиты от тепловых воздействий, а так же по климатическому исполнению для районов с умеренным и холодным (БОП-С) климатом. Теплофизические и физико-механические показатели защитного пакета материалов и тканей для различных типов БОП приведены в таблице 1.

Таблица 1

Теплофизические и физико-механические показатели защитных пакетов различных типов БОП

Значение показателя

Наименование показателя 1-го уровня 2-го уровня 3-го уровня

защиты защиты защиты

1 2 3 4

Устойчивость к воздействию

теплового потока:

5,0 кВт-м"2, не менее 240 240 240

40,0 кВт-м"2, не менее 5 - -

Устойчивость к воздействию

открытого пламени, с, не менее 15 5 5

Теплопроводность при температуре 50... 150 °С, Вт/м °С, не менее 0,06 0,06 0,06

Устойчивость к воздействию

газовоздушнои среды с

температурой: до 300 °С, с, не менее 300 .

до 200 °С, с, не менее - 240 180

Устойчивость к контакту с

нагретыми до 400 °С твердыми

поверхностями, с, не менее 7 3 -

Кислородный индекс, % (об.), не

менее 28 26 -

Разрывная нагрузка, Н, не менее: по основе 1000 700 600

по утку 800 600 600

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4

Сопротивление раздиранию, Н, не

менее

по основе 80 60 30

по утку 60 60 30

Усадка после намокания и

высушивания, %, не более 2,5 5,0 -

Усадка после нагревания, %, не

более 5 2,5 -

Водонепроницаемость, мм вод.ст., не менее 1000 1000 1000

Указанные в таблице 1 значения теплофизических показателей обеспечивают безопасные условия работ (показатель безопасности меньше единицы) в условиях прогнозируемых ситуаций и снижают степень теплового поражения в экстремальных ситуациях за счёт устойчивости БОП к тепловым воздействиям. Значения физико-механических показателей определяют необходимый начальный уровень и, соответственно, эксплуатационный ресурс БОП, установленный в руководящих документах (два года с момента поставки потребителю).

Разработаны требования к конструкции, составу защитного пакета БОП, в том числе с учетом климатического исполнения, а также эргономические и физиолого-гигиенические требования.

С учетом подобранного состава теплоизоляционного пакета проведено параметрическое исследование тепловых режимов многослойных конструкций боевой одежды для эксплуатации в районах с холодным и очень холодным климатом (БОП-С). Исследовалось влияние на температуру внутренней поверхности пакета и воздуха в подкостюмном пространстве, а также на теплосодержание тела следующих параметров: толщины воздушных прослоек (5, мм) между слоями материалов; температуры и скорости окружающего воздуха (1°С;\У,м.с-2); интенсивности теплообмена, неоднородной на поверхности одежды; мощности тепловыделения тела чсловека(С>, Вт).

На рисунках 2; 3 приведены некоторые расчетные данные изменения температуры внутренней и наружной поверхностей пакета БОП-С, а также теплопотерь организма пожарного при рабочем цикле (мощность тепловыделений задана), связанном с выполнением действий по тушению пожара. Расчёты показали, что температура в подкостюмном пространстве БОП-С в зависимости от условий теплообмена на наружной поверхности и толщины воздушных прослоек в процессе работы изменяется в достаточно широких пределах (от 8°С до 34°С), но в общем находится в границах предельно допустимых значений физиолого-гигиенических требований.

Сделаны расчеты при других значениях параметров окружающей среды и интенсивности тепловыделений. Проведенные по специально разработанной методике камерные холодовые испытания с участием испытателей добровольцев и замером у них физиологических параметров организма (температуры) подтвердили корректность тепловых расчетов.

Проведены исследования (рис.4) ниточных шовных соединений конструктивных элементов БОП, выполненных из различных материалов и тканей.

Прочность и долговечность швов в значительной степени обеспечивает сохранение защитных свойств спецодежды в течение всего периода ее эксплуатации. По результатам исследований разработаны рекомендации изготовителям БОП и предложения для включения в нормативную документацию в части требований к ниточным швам. Например, нагрузка, вызывающая раздвигаемость нитей в шве, равную 4 мм, должна быть не менее 100 Н.

В результате проведенных работ созданы, серийно освоены и приняты на снабжение различные типы боевой одежды пожарных.

В четвёртой главе («Разработка специальной защитной одежды от повышенных тепловых воздействий») приводятся данные исследований по разработке различных типов специальной защитной одежды от повышенных тепловых воздействий.

Рис.2 Динамика изменения температуры внутренней (1) и наружной (2) поверхностей БОП-С при при 1окр.ср= минус 50°С; \Уокр.=16м-с_1;

8=1;3мм

Рис.3 Динамика теплопотерь тела человека при 1окр.ср=минус 50°С; \Уокр.=16м-с-1; 5=1 ;3м

н-

1000 800 600 400 200

Ш1

1000 800 600 400 200

Рис.4 Разрывная нагрузка ниточных соединений, выполненных швами разных видов, при растяжении перпендикулярно шву. Направление нитей основы - вдоль шва: а - стачной шов; б - настрочной шов; в -накладной шов;1 - ткань из волокна «тварон» (205 г-м~2), швейные нитки «тварон»; 2 - ткань из волокна «тварон» (240 г-м"2), швейные нитки «тварон»; 3 - ткань из волокна «номекс», швейные нитки «кевлар»;4 - материал с полимерньм покрытием из волокна СВМ, швейные нитки СВМ; 5 - ткань полульняная, швейные нитки 65 ЛХ; 6

- винилискожа-Т, швейные нитки 65 ЛХ

— прочность тканей «на раздир»

С целью определения направлений совершенствования СЗО ПТВ в части применяемых материалов и конструктивного исполнения проводились испытания серийно изготавливаемых теплозащитного костюма ТК-800 и и теплоотражательного костюма ТОК-200 (рис. 5).

Номер Место Значение

датчика установки температуры

1 лоб 91% Тпа Т\ /

у"* / 2 плечо Т

\( 3 предплечье Тпд

\ 4 грудь 41% Тпд

\ 5 спина 38% Тпд

\ . 6 • живот 40% Тпп

7 поясница 81% Тпд

8 кисть Т

9 бедро 98% Тпд ч

\ т— 10 голень 90% Тпп

ч 11 стопа 87% Тпд

Рис.5 Значения температуры подкостюмного пространства в серийном теплозащитном костюме ТК-800 за время Тпдт при испытаниях на комплексе «Термоманекен»

Испытания показали, что ТК-800 как и ТОК-200 не являются системой с равной теплоустойчивостью во всех элементах. Это вызвано неравномерным сжатием теплоизоляционных слоев, различной толщиной воздушных прослоек между слоями теплозащитного пакета.

Замерялись физиологические параметры состояния организма испытателей, что позволило получить объективную картину воздействия ТК-800, ТОК-200 и различных СИЗОД на работоспособность человека. Использование дыхательного аппарата с открытой схемой дыхания приводит к замедлению роста температуры подкостюмного пространства.

По результатам эксплуатации СЗО ПТВ обосновано использование пассивной тепловой защиты в СЗО пожарных за счет применения материалов с низкой теплопроводностью и (или) высокой теплоемкостью без обеспечения теплосъема за счет принудительной циркуляции хладоагентов.

Разработана классификация СЗО ПТВ по степени защиты от тепловых воздействий (табл. 3).

Таблица 3

Классификация СЗО ПТВ по степени тепловой защиты

Тип Тепловая экспозиция

исполнения газовоздушная лучистый открытое пламя

СЗО ПТВ среда тепловой поток

т„ с д,кВт-м"2 т3, с Т->, с

Тяжелый (ТК) 200 960 18,0 960

800 20 25,0 240 30

40,0 120

Полутяжелый (ТОК) 200 600 10 900

14 720 20

18 600

25 60

Легкий (СЛЗ) 200 480 10 480 15

14 40

Физиологически допустимое время работы в различных типах СЗО

ПТВ при нагрузке средней тяжести и нормальных условиях окружающей среды указано в таблице 4.

Таблица 4

Допустимое время работы в СЗО ПТВ в зависимости от степени

физической нагрузки

Тип исполнения СЗО ПТВ Время работы, мин, не менее

Тяжелый 20

Полутяжелый 30

Легкий не ограничено

Проведены исследования негорючих металлизированных материалов, из которых изготавливается наружная оболочка СЗО ПТВ и теплоизоляционных материалов.

Расчётным путём определено влияние степени черноты наружной теплоотражательной металлизированной поверхности на время прогрева теплозащитного пакета.

В реальных условиях степень черноты меняется в зависимости от загрязнения во время работы, постепенного стирания металлизированного слоя и т.п. Всё это оценить опытным путём довольно сложно.

Рассчитано, что степень черноты 8 металлизированного слоя должна

быть не более 0,3. Определена степень влияния толщины и массы металлизированных материалов на защитные свойства всего пакета материалов и тканей. Толщина материала определяет такие показатели назначения, как разрывная нагрузка, сопротивление раздиранию, а также жесткость всего пакета, массу СЗО ПТВ. Толщина материала в зависимости от степени черноты металлизированного покрытия и типа СЗО ПТВ должна быть в пределах от 0,4 до 1,0 мм. Минимальная масса не менее 450г-м"2. Учитывая расход металлизированного материала на один костюм 8-12 м2 (в зависимости от типа СЗО ПТВ) и ограничения по массе изделий, максимальная масса 1м2 должна быть не более 700 г.

Испытания различных металлизированных материалов по определению устойчивости их к воздействию открытого пламени, газовоздушной среды с температурой 200°С и 800°С, при контакте с нагретыми твёрдыми поверхностями позволили определить допустимое время остаточного горения и тления, а также площадь термического повреждения наружного металлизированного слоя. Определены минимальные значения физико-механических показателей и сформулированы технические требования к металлизированным материалам для СЗО ПТВ пожарных (табл. 5), что позволило приступить к их серийному производству.

Таблица 5

Требования, предъявляемые к металлизированным материалам СЗО ПТВ

Наименование показателя Значение показателя

1 2

Разрывная нагрузка, Н, не менее: - по основе - по утку 500 500

Сопротивление раздиранию, Н, не менее: - по основе - по утку 40 40

Прочность связи пленочного покрытия с основой, Н/м, не менее - по основе - по утку 400 400

Продолжение табл. 5

1 2

Усадка после нагревания, %, не более 5

Жесткость при изгибе, Н, не более 0,3

Устойчивость к многократному изгибу, циклов, не менее 9000

Устойчивость к истиранию, циклов, не менее 1000

Устойчивость к тепловым воздействиям металлизированных материалов соответствует классификационным признакам по таблице 3.

При разработке и изготовлении новых металлизированных композиционных материалов использован способ вакуумного напыления алюминизированного слоя на негорючую тканевую основу, покрытую с двух сторон огнестойким полимерным составом.

Наиболее перспективным в качестве теплоизоляторов является использование либо двухслойных материалов (внешний слой изготавливается из огнестойких волокон - СВМ, арамид, внутренний - из шерсти), либо смесовых материалов с различным содержанием (от 20 до 60%) шерсти и огнезащитной пропиткой. Поверхностная плотность 300-400 г-м"2, толщина одного слоя - 4 - 6мм.

Результаты испытаний составленных в результате исследований многослойных теплозащитных пакетов С30 ПТВ показали, что они обеспечивают безопасные условия работы, так как при всех значениях тепловых воздействий показатель безопасности у них меньше единицы.

Для выяснения основных закономерностей формирования температурных полей и их динамики в многослойных огнестойких теплоизоляционных конструкциях проведены численные исследования тепловых режимов СЗО ПТВ в различных условиях. Оценивалось влияние ряда геометрических и теплофизических параметров на защитные характеристики многослойного пакета.

Численный анализ проведён для трёх вариантов теплообмена внешней поверхности многослойного пакета с окружающей рабочей средой:

- теплообмен с окружающей средой с высокой температурой при отсутствии внешнего источника теплового излучения (я=0);

- действие внешнего источника теплового излучения (0);

- действие внешнего источника излучения ^0) при высокой температуре окружающей среды.

Исследования позволили проанализировать изменения времени прогрева теплозащитных пакетов до предельной температуры подкостюмного пространства (Тпд) в зависимости от значений коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности пакета, толщины воздушных прослоек, изменений температуры окружающей газовоздушной среды, плотности падающего теплового потока (рис.6).

Рис. 6 Изменение времени прогрева теплозащитного пакета до Тпд в зависимости от толщины воздушных прослоек (5) при действии Я=18 кВт-м-2,1ср=100°С и 1ср=200°С; а=5 Вт-(м2К)"' (расчётные данные)

В результате построены графики изменения времени прогрева до Тпд пакетов ТК, ТОК и СЛЗ при различных тепловых воздействиях. Данные внесены в эксплуатационную документацию на изделия.

На основании проведенных исследований, сформулированных технических требований разработана СЗО ПТВ нового поколения для пожарных-спасателей. Разработка велась по принципу создания конструктивно-унифицированного ряда изделий на основе базовой модели. В качестве базового был принят теплозащитный костюм, наиболее сложный по составу многослойного пакета и конструктивному исполнению. Далее, путем последовательного упрощения создавалась теплозащитная одежда полутяжелого и легкого типов. При этом в основе конструкции оставались общие базовые элементы - капюшон с иллюминатором и удлиненной пелериной, комбинезон, рукавицы, бахилы.

Во всех типах СЗО ПТВ нового поколения обеспечена равнотепло-устойчивость элементов, за счет дифференцированного распределения слоев теплозащитного пакета и конструктивных особенностей.

Условное обозначение СЗО ПТВ принято с учетом предельных значений температуры окружающей газовоздушной среды и плотности теплового потока: СЗО ПТВ тяжелого типа (теплозащитный костюм) - ТК-800-40, СЗО ПТВ полутяжелого типа (теплоотражательный костюм) - ТОК-200-25.

Огневые полигонные испытания показали, что время защитного действия новой СЗО ПТВ на 20-23% превышает этот показатель для серийных изделий. За счет снижения массы, удобной конструкции СЗО ПТВ нового поколения обладает лучшими эргономическими и физиолого-гигиеническими показателями.

Анализ данных, полученных расчётным путём, показывает, что они адекватны результатам лабораторных испытаний теплозащитных пакетов, а также костюмов на стенде «Термоманекен» и на полигоне, что указывает на правильность подхода к постановке теоретической задачи и составлению методик исследований (рис. 7).

Состав пакета тепло -защитного костюма

Наружная оболочка Теплоизоляционный слой

Внутренний гигиениче -ский слой

воздушная прослойка

расчетные данные

лаб. испытания теплозащитных

пакетов

полигонные натурные испытания СЗО ПТВ

Теплозащитный пакет: 1- наружная оболочка, 2-теплоизоляционные слои, 3-

внутренний гигиенический слой, 8-воздушная прослойка.

- расчётные данные, о-лабораторные испытания пакетов, ополигонные

огневые испытания

Рис.7 Динамика изменения температуры подкостюмного пространства теплозащитного костюма (ТК) при различных тепловых воздействиях

В пятой главе («Разработка специальной защитной одежды изолирующего типа») приводятся результаты исследований и разработки принципиально новой спецодежды пожарных - термоагрессивостойкого костюма (TACK) и радиационно-защитного костюма (РЗК), относящихся к СЗО изолирующего типа (изолирующие костюмы). В состав их по условиям применения входит внешний герметичный скафандр, изготавливаемый из

воздухонепроницаемых пленочных материалов с герметизацией швов и применением специальной фурнитуры. Это позволяет поддерживать постоянное избыточное давление в подкостюмном пространстве.

В зависимости от условий эксплуатации и принятой классификации СЗО ИТ подразделяется на спецодежду с обеспечением и без обеспечения тепловой защиты.

Термоагрессивостойкий костюм, используемый при тушении пожаров на химически опасных объектах, должен обеспечивать защиту органов дыхания, глаз, слизистых оболочек и кожных покровов человека от попадания в организм химически агрессивных веществ в виде газов, паров, аэрозолей и пыли. Определен перечень агрессивных веществ, их концентрации, минимально допустимое время защитного действия TACK при различных температурных режимах эксплуатации:

- химически агрессивные жидкости (NaOH, H2SO4, HNO3, HCl);

- физически агрессивные жидкости (1,2-Дихлорэтан, бензол, СН3СООН, нефть и нефтепродукты);

- химически агрессивные газы (CI2 NH3);

- боевые отравляющие вещества и ракетные топлива.

Указанные химические вещества являются одними из наиболее применяемых в различных областях промышленности. Кроме того, обеспечивая защиту от них, тем самым, как правило, перекрывается целый класс химических веществ с аналогичными свойствами.

Сформулированы некоторые требования, по которым можно судить о влиянии изолирующих костюмов на организм человека при выполнении им работ, связанных с тушением пожаров. Например, физиологически допустимое время работы человека в ГАСК при нагрузке средней тяжести составляет 30 мин при температуре окружающей среды от минус 40°С до 40°С и 3 мин при температуре от 100°С до 150°С. Масса TACK без системы подачи воздуха не должна превышать 11 кг.

Установлен ряд требований по надежности СЗО ИТ: ресурс безотказной работы срок эксплуатации - не менее 50 ч, ресурс безотказной работы изолирующего скафандра при нормальных условиях - не менее 10 ч.

Для изготовления изолирующего скафандра в рамках настоящих исследований разработана ткань прорезиненная Т-9, покрытая с обеих сторон смесью на основе сочетания бутилкаучука, этиленпропиленового (тройного) каучука и хлорсульфированного полиэтилена. Цвет покрытия - оранжевый. При подборе покрытия учитывались требования по огне-термостойкости, предельной массе материала, жесткости, прочности швов.

Термоагрессивостойкий костюм относится к спецодежде с обеспечением тепловой защиты (тепловой поток не менее 5кВт-м"2, газовоздушная среда с температурой не менее 150°С).

Для проведения испытаний TACK разработан ряд оригинальных методик по оценке эргономических показателей, по проверке защитных свойств материалов при контакте с агрессивной средой. Внесены дополнения в методики испытаний по определению водонепроницаемости (используется водный раствор пенообразователя общего назначения), устойчивости к тепловым воздействиям, истиранию. Испытания материала Т-9 показали, что значения показателя «сопротивление раздиранию» составляют 80Н и 90Н по основе и утку соответственно. Устойчивость к многократному изгибу - более 5000 циклов, прочность связи пленочного покрытия с основой составляет 0,7 кН/м, жесткость при изгибе - 0,15 Н. При тестовых тепловых воздействиях не происходит разрушения пленочного покрытия материала. Отсутствует снижение физико-механических показателей.

При проведении полигонных испытаний TACK установлено его соответствие требованиям эргономики и физиолого-гигиены. При выполнении в течение 30 мин работы средней тяжести в термокамере при температуре окружающего воздуха 40°С значения ректальной температуры не превышали 38°С, частота сердечных сокращений - 120 уд-мин-1.

Проводились испытания по показателю «устойчивость при воздействии

агрессивных сред» материала Т-9, швов, обработанных герметиком, панорамного стекла иллюминатора, материалов для средств защиты рук и ног (таблицы 7 и 8).

Таблица 7

Результаты испытаний образцов швов скафандра, обработанных

герметиком КГ-26-А на устойчивость к агрессивным средам

Агрессивная среда Время защитного действия*

при температуре минус 40°С - 40°С при температуре 41°С-100°С при температуре 101°С- 150°С

нормативное фактическое нормативное фактическое нормативное фактическое

1,2-Дихлорэтан 20 мин более 5 часов 10/20 мин до 2/4 час

Бензол 20 мин более 5 часов 10/20 мин до 2/4 час

*}- время от начала контакта испытываемого образца с агрессивной средой до момента, когда на внутренней поверхности образца количество агрессивной среды превысило допустимый уровень.

Таблица 8

Результаты испытаний материала Т-9 на устойчивость к агрессивным средам

Время защитного действия

Агрессивная среда при температуре минус 40°С - 40°С при температуре 41°С- 100°С при температуре 101°С - 150°С

норма фактич. норма фактич. норма фактич.

1 2 3 4 5 6 7

Водный раствор ИаОН с 90 мин ДО 10 30 мин до 10 час 5 мин до 10

массовой долей 50% час час

Водный раствор Н2Б04 с 90 мин до 8 час 30 мин до 6 час 5 мин до 6 час

массовой долей 50%

Водный раствор НГЮз с 90 мин До 8 час 30 мин до 6 час 5 мин до 6 час

массовой долей 50%

Водный раствор Н1 с массовой долей 30% 90 мин до 8 час 30 мин до 6 час 5 мин до 6 час

Продолжение табл. 8

1 2 3 4 5 6 7

1,2 Дихлорэтан 20 мин 40 мин 10/20 мин 16/32мин - -

Бензол 20 мин 32 мин 10/20 мин 12/24мин - -

Аммиак N113 60 мин до 2 час 30 мин до 2 час 5 мин до 2 час

Хлор СЬ 60 мин 1,5 час 30 мин 1,2 час 5 мин 15 мин

Нефть и нефтепродукты 20 мин До 30 мин 10/20 мин До 13/25 мин

По результатам испытаний термоагрессивостойкий костюм для пожарных принят к серийному производству и поставляется на вооружение пожарно-спасательных частей.

При авариях на ядерных реакторах и ядерно-энергетических установках облучение определяется сочетанием ряда радиационных поражающих факторов. Наиболее существенным из них является внешнее облучение проникающими компонентами радиационных полей - гамма, рентгеновским и, в ряде случаев, нейтронным излучением, которые воздействуя на кроветворные органы, могут вызвать изменение состава крови. Гамма-излучение можно условно подразделить на «жесткое» с глубиной проникновения (длиной релаксации) свыше 15 см и «мягкое» - до 15 см. Второй поражающий фактор - внешнее облучение сильно поглощаемыми компонентами радиационных полей, в основном бета-излучением, что приводит (при больших дозах) к лучевому ожогу. В отличие от термического, лучевой ожог проявляется, как правило, в период наибольшего изменения состава крови, когда защитные функции организма наиболее ослаблены. Возникает взаимоотягчающее влияние лучевого ожога и костно-мозговой травмы. Подобное явление наблюдается также при комбинированных радиационно-термических поражениях. Третий и четвертый факторы радиационного поражения - внутреннее облучение и инкорпорация радиоактивных нуклидов. Они возникают от проникновения в организм радиоактивных газов и аэрозолей через дыхательные пути и пищеварительный тракт. Пятый фактор - радиоактивное загрязнение (пылью, жидкостями и т.д.) поверхности кожи.

Совместное воздействие всех или части перечисленных факторов может привести к острой лучевой болезни от сочетанного облучения. Речь идёт о неконтролируемом аварийном повышенном облучении и возможности понижения тяжести поражения от непрогнозируемого облучения. Непосредственно после радиационной аварии, когда уровни излучения весьма неравномерны и неопределенны, а дозы трудно прогнозируемы, использование средств индивидуальной защиты является одним из обязательных условий сохранения здоровья, а, возможно, и жизни людей.

Проведенные расчёты и эксперименты показали, что значительная часть дозы проникающего излучения (не менее 49%) определяется его «мягким» компонентом, который существенно влияет на формирование радиационных травм. И он может быть существенно (в 1,5-2 раза) ослаблен носимой защитой с поверхностной плотностью свинца 0,6 г-см-2' (рис. 9). Данные на рис.9 - измерения, проведенные 30.11.87г. в зоне радиоактивного загрязнения Чернобыльской АЭС группой из 10 дозиметров. Мощность дозы 36 Р-час-1. Начало экспозиции - 11ч 35мин, конец - 12ч 40мин. Кривые 1 и 2 определяют область расчетных значений коэффициентов ослабления гамма-излучения. Из рис. 9 видно, что при поверхностных плотностях свинца 0,6 гсм"2 происходит интенсивное поглощение «мягкого» компонента проникающего излучения. Дальнейшее увеличение содержания свинца в 8 раз (т. е. до 40 кг-м"2) повышает Ку всего в 1,3 раза. Ослабление «жесткого» компонента требует значительно более массивной защиты. То есть «жесткий» компонент не может быть существенно ослаблен носимой защитой, ограничение его воздействия может достигаться только «защитой временем».

Все вышесказанное явилось базой разработки аварийных радиационно-защитных комплектов для пожарных, участвующих в ликвидации аварий и тушении пожаров на радиационно-опасных объектах. Комплект специальной защитной одежды для пожарных - тип СЗО-1 и затем более совершенный костюм нового поколения РЗК.

0 12 3 4

Поверхностная плотность, г-см"2

Рис.9 Зависимость коэффициента ослабления гамма-излучения продуктов деления от поверхностной плотности свинца в слое радиационно-защитного композиционного материала. По оси абсцисс-поверхностная плотность свинца в композиционном материале, г-см"2. По оси ординат - коэффициент ослабления гамма дозы, Кг

Для изготовления радиационно-защитных частей в РЗК используются свинецсодержащие композиционные материалы на основе резины.

На рисунке 10 показано распределение защиты от у - излучения с учетом топографии тела человека и взвешивающих коэффициентов, которые являются количественной характеристикой радиочувствительности тканей и органов и используются при расчете эффективной дозы.

В концепцию разработки РЗК заложен принцип профилактики субтотального лучевого ожога и парциальной (частичной) защиты от проникающего излучения. При этом защита от внешнего проникающего излучения предполагает неравномерное распределение защитного материала по телу, так как радиочувствительность различных внутренних органов сильно отличается. Для изготовления наружного герметичного скафандра используется тот же материал, что и в TACK.

_ +

Ткань

костюмная х/б

Материал резиновый свинецсодержащнй

Сукно шинельное

Ткань плащевая смесовая

Ткань прорезиненная

1. Зона щитовидной железы

2. Зона грудной клетки

3. Зона таза

4. Зона гонад

Показатели защиты

Источник излучения Показатели защиты от у-излучения

По НД Зона щитовидной железы Зона грудной клетки Зона таза Зона гонад

Соу/ 5,5 5,8 5,8 5,9 5,9

Рис.10 Показатели защиты и состав пакета материалов РЗК в наиболее защищенных зонах от внешнего облучения у-излучением с энергией 122кэВ

В шестой главе («Направления развития специальной защитной одежды пожарных. Конструктивно-унифицированный ряд изделий») рассматриваются некоторые возможные направления развития СЗО пожарных. В частности, развитие принципа создания конструктивно-унифицированного ряда различных видов СЗО пожарных на основе одной базовой модели, например, БОП 1-го уровня тепловой защиты. Это ведет, к унификации технической документации на изделия, снижает временные,

Наиболее защищенные места комплекта РЗК от гамма-излучения

финансовые расходы на проектирование и изготовление, на обслуживание, ремонт, эксплуатацию. Возможность замены унифицированных элементов повышает срок службы СЗО. Появляется возможность создания единой системы кодирования конструктивных элементов для учёта сроков службы, ремонта, списания и замены.

Предложены пути совершенствования многослойных защитных пакетов, методик теоретических и экспериментальных исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе изучения условий работы пожарных, анализа опасных факторов пожара и их влияния на конструктивные элементы СЗО создана методология конструирования и комплексной оценки качества защитной одежды пожарных для работы в различных условиях с учетом классификации СЗО по степени защиты от тепловых воздействий, применения пассивной тепловой защиты и обеспечения равной теплоустойчивости всех конструктивных элементов. Это позволило перейти на принципиально новый уровень качества спецодежды пожарных, создать несколько типов СЗО, обеспечивающих комплексную защиту человека от опасных факторов пожара.

2. Разработан метод комплексной оценки качества СЗО пожарных, включающий в себя методики теоретических исследований на основе математической модели, описывающей сложный нестационарный теплообмен в многослойных теплоизолирующих конструкциях спецодежды с учетом внешнего теплового воздействия и теплопродукции организма человека и методики экспериментальных исследований по параметрам, определяющим качество материалов, тканей, защитных пакетов и конструктивных элементов СЗО при физическом моделировании опасных факторов пожара. Используются единые критерии оценки результатов теоретических и экспериментальных исследований. Проводимые на основе метода комплексной оценки качества исследования позволяют прогнозировать и, следовательно, влиять на технический уровень изделий на

всех стадиях единого процесса «НИОКР - серийное производство -эксплуатация».

3. Разработана методика проведения огневых испытаний СЗО пожарных при воздействии тепловых факторов пожара и создан оригинальный полномасштабный испытательный комплекс «Термоманекен» с возможностью автоматического контроля и анализа параметров окружающей рабочей среды и подкостюмного пространства СЗО. Отслеживаются изменения температуры подкостюмного пространства во времени по 11 точкам, рассчитанным для определения средневзвешенной температуры тела человека, выявляются конструктивные элементы СЗО с наименьшей тепловой защитой (обеспечение равнотеплоустойчивости), определяются места максимального теплового воздействия и картина вероятных термических поражений на различных участках тела человека.

4. На модельных задачах теоретически и экспериментально выполнены параметрические исследования тепловых режимов СЗО при различных условиях. Выявлены основные закономерности теплового воздействия пожара на многослойные конструкции СЗО. Рассмотрены следующие варианты взаимодействия внешней поверхности СЗО с окружающей рабочей средой: газовоздушная среда с высокой температурой при отсутствии внешнего источника теплового излучения, действие внешнего источника теплового излучения, действие внешнего источника теплового излучения при высокой температуре окружающей среды, непосредственное воздействие открытого пламени. Определён режим работы многослойных конструкций СЗО при отрицательных температурах. Изучено влияние теплофизических и геометрических факторов (значения коэффициента теплоотдачи, толщины воздушных зазоров между слоями защитного пакета, термического сопротивления многослойного пакета) на формирование температурных полей и их динамики в различных элементах защитной одежды с учетом теплопродукции организма человека. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены пути оптимизации тепловой защиты СЗО

пожарных в части обеспечения равнотеплоустойчивости всех элементов спецодежды как единой системы и увеличения времени защитного действия с учетом требований эргономики и физиолого-гигиены. Установлены зависимости изменения времени защитного действия СЗО пожарных от параметров тепловых режимов эксплуатации.

5. Получены новые экспериментальные данные по показателям назначения для широкого круга огне-термостойких материалов и тканей, теплоизоляционных материалов, полимерных материалов специального применения. Определена зависимость срока службы различных видов спецодежды пожарных от начальных параметров показателей назначения материалов и тканей. Составлены технические требования к материалам, тканям, многослойным защитным пакетам СЗО пожарных и ее конструктивному исполнению в зависимости от условий эксплуатации.

6. Проведены всесторонние исследования различных видов швов, соединяющих конструктивные элементы СЗО и проанализированы факторы, влияющие на их прочность, долговечность и срок службы СЗО. Сформулированы требования к ниточным швам в зависимости от вида СЗО и используемых материалов.

7. Разработана более совершенная по составу многослойного пакета и конструктивному исполнению боевая и теплозащитная одежда с равной теплоустойчивостью конструктивных элементов.

8. Разработаны параметры носимой защиты от сочетанного ионизирующего излучения. Оптимизировано распределение гетерогенной парциальной защиты от ионизирующих излучений с учетом радиорезистентности различных органов человека. Созданы новые радиационно-защитные и агрессивостойкие материалы и принципиально новые виды СЗО пожарных - изолирующие костюмы для тушения пожаров в условиях воздействия ионизирующих излучений (РЗК) и агрессивных сред (TACK).

9. При разработке различных видов СЗО пожарных использован принцип создания конструктивно-унифицированного ряда изделий на основе базовой модели, в качестве которой может быть предложена боевая одежда первого уровня тепловой защиты.

Научные результаты диссертации отражены в 62 публикациях, основные из них следующие:

1. Чирко A.C., Логинов В.И. «Разработка методики тренировки пожарных при работе в теплозащитной одежде». Сб. науч. тр. Пожарная техника: Средства и способы тушения. М.: ВНИИПО, 1996, 75-84 с.

2. Логинов В.И., Перцовский Г.А., Лариков Е.И. «Результаты огневых полигонных испытаний специальной защитной одежды пожарных». В сб: «Радиационные поражения и перспективы развития средств индивидуальной защиты от ионизирующего излучения» Под ред. Филатова В.Н. М.: 1992, 159-161 с.

3. Логинов В.И., Простов Н.И. и др. «Исследование влияния переменных тепловых воздействий на время защитного действия теплозащитных костюмов». Проблемы повышения эффективности пожарной техники: Сб. науч. тр, М., ВНИИПО, 1988. - С. 104-109.

4. Логинов В.И., Простов Н.И. и др. «Моделирование нестационарных температурных полей в многослойных пакетах теплозащитной одежды». Проблемы повышения эффективности пожарной техники: Сб. науч. Тр., М.: ВНИИПО, 1988, 98-104 с.

5. Логинов В.И., Семёнов С.Ю., ЛукашевскиЙ A.B., Перцовский Г.А. «Пути совершенствования специальной защитной одежды пожарных». Материалы научно-практической конференции «Современные средства предупреждения и тушения пожаров». М., 2003 г.

6. Логинов В.И., Герасименко C.B., Семёнов С.Ю., Ермолаев А.И. «Огневые полигонные испытания теплозащитного костюма усовершенствованной конструкции (ТК-800-18)». В сб. науч. тр. ВНИИПО « Пожарная техника: средства и способы пожаротушения» М., 1996, с.63-74.

7. Истомин В.А., Логинов В.И., Серков Б.Б. «Исследование связи скорости роста площади повреждённой поверхности материалов специальной защитной одежды пожарных с временем воспламенения и разрушения» Материалы XV НИК «Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков», М.:1999.

8. Пивоваров В.В., Логинов В.И., Маслов Ю.Н., Некрасов А.К., «Разработка средств индивидуальной защиты пожарных и другого пожарно-технического вооружения для эксплуатации в районах крайнего севера» В журнале «Пожарная безопасность» №4, 2001. - С.124-130.

9. Некрасов А.К., Аверин Ю.Ф., Логинов В.И., Бубёнов С.А. «Математическая модель теплообмена и температурные поля в многослойном пакете боевой одежды пожарного для северных регионов страны» В сб. науч. тр. ВНИИПО «Пожарная техника и средства пожаротушения» М.: 1991г., с 96-102.

10. Логинов В.И., Семёнов С.Ю., Игнатова И.Д. и др. «Результаты исследований ниточных шовных соединений конструктивных элементов боевой одежды пожарных» В журнале «Пожарная безопасность» № 4 за 2003г., с.107-111.

11. Логинов В.И. «Общие принципы и особенности разработки различных видов специальной защитной одежды пожарных». В журнале «Пожарная безопасность», 2002. - № 5 - С. 51-57.

12. Логинов В.И. «Результаты исследований по разработке различных видов специальной защитной одежды пожарных». В журнале «Пожарная безопасность» № 3 за 2003г. - С. 116-122.

13. Перцовский Г.А., Лобов А.П., Филатов В.Н., Логинов В.И. и др. Патент № 42613 на промышленный образец «Одежда защитная». Зарегистрирован в Гос. реестре пром. образцов 27 декабря 1995 г.

14. Перцовский Г.А., Лобов А.П., Логинов В.И. и др. Патент № 2072656 на изобретение «Средство локальной защиты человека от повышенных

тепловых воздействий» Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений 27 января 1997г.

15. Перцовский Г.А., Лобов А.П., Логинов В.И. и др. Свидетельство №3554 на полезную модель «Теплозащитная одежда». Зарегистрирован в Гос. реестре полезных моделей 16 февраля 1997 г.

16. Логинов В.И, Михайлов Е.С. «Особенности тушения пожаров на химических объектах и обеспечение безопасных условий работы личного состава пожарно-спасательных формирований» // в журнале «Пожарная безопасность». 2009. №4. с. 106-111.

17. Бенецкий Б.А., Верзилин М.М., Логинов В.И. «Радиационно-защитная одежда пожарных» в журнале «Пожарная безопасность» № 6 за 2003 г. с 65-69.

18. Верзилин М.М., Логинов В.И. «Технические требования к радиационно-защитному аварийному изолирующему костюму для пожарных». Тезисы докладов на международном симпозиуме «Комплексная безопасность России- исследования, управление, опыт» М.: ВНИИПО, 2004г., 23-24с.

19. Логинов В.И., Перцовский Г.А., Лобов А.П., Бенецкий Б.А. «Направления совершенствования радиационно-защитной одежды пожарных». Материалы XVI научно-практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение». М.: 2001г.

20. Верзилин М.М., Логинов В.И. «Разработка аварийного радиационно-защитного костюма». Материалы конференции «Технические и организационно-правовые проблемы обеспечения пожарной безопасности» М.: ВНИИПО, 2005г.

21. Филатов В.Н., Перцовский Г.А., Логинов В.И. и др. Отчёт по теме № 36-54 «Охлаждение», М.: 1988. - 81 с. секретно.

22. Филатов В.Н., Перцовский Г.А., Логинов В.И., Верзилин М.М. и др. Свидетельство № 4893 на полезную модель «Тепло- и радиационнозащитная одежда», зарегистрирована в Гос. реестре полезных моделей 16 сентября 1997г.

23. Филатов В.Н., Перцовский Г.А., Логинов В.И., Верзилин М.М. и др. Свидетельство № 4233 на полезную модель «Одежда защитная», зарегистрирована в Гос. реестре полезных моделей 16 июня 1997г.

24. Филатов В.Н., Логинов В.И., Верзилин М.М., и др. «Одежда защитная» Патент № 42617 на промышленный образец. Приоритет 2 июня 1995г.

25. Алешков М.В., Коноваленко П.В., Логинов В.И., Исхаков Х.И. «Устойчивость функционирования системы «человек - машина - пожар -среда - объект защиты» Материалы научно-практической конференции «Современные проблемы тушения пожаров» М., МИПБ, 1999. - С. 245-248.

26. Пивоваров В.В., Кузнецов Ю.С., Логинов В.И. «Комплекс современных технических средств борьбы с пожарами» в журнале «Пожарная безопасность» №5 за 2003. - С. 24-30.

27. Пивоваров В.В., Кузнецов Ю.С., Логинов В.И. «О перспективах развития пожарных автомобилей и средств защиты пожарных» Материалы научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности отраслевой науки в системе МВД России» М., 2000г.

28. Пивоваров В.В., Логинов В.И., Игнатова И.Д., Маслов Ю.Н. «Совершенствование СИЗ пожарных с учетом возможности возникновения и развития чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах» Материалы XVIII научно-практической конференции «Снижение риска гибели людей при пожарах», часть 2, М.: 2003. - С. 168-170.

29. Барбулев С.Я., Перцовский Г.А., Логинов В.И. и др. «Комплект теплозащитной одежды» Патент № 53125 на полезную модель. Зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 10.05.2006г.

30. Барбулев С Л., Перцовский Г.А., Логинов В.И. и др. «Радиационно-защитный полукомбинезон» Патент № 53113 на полезную модель. Зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 10.05.2006г.

31. Барбулев С.Я., Перцовский Г.А., Лобов А.П., Логинов В.И. и др. «Изолирующий скафандр» Патент № 53112 на полезную модель. Зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 10.05.2006г.

32. Белицин М.Н., Шабанов В.А., Логинов В.И., Абрамов В.В. и др. «Материал для защиты от теплового излучения» Патент № 2120783 на изобретение. Зарегистрирован в Госреестре изобретений РФ 27.10.98г.

Подписано в печать 08.11.2010 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3,02. Т. - 100 экз. Заказ № 59.

Типография ФГУ ВНИИПО МЧС России мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903