Способ диагностики лесных пожаров

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 А 62 С 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ т-т, %= Яэфф лг

/7ПЛОг ЛЕЕП

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3805077/29-12 (22) 25.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. В. Куйбышева (72) А. М. Гришин, Н. А. Алексеев, А. Д. Грузин и А. Н. Голованов (53) 614.841 42 (088.8) (56) Аэрокосмические методы исследования лесов: Сб. статей. Красноярск: ИЛ и

Д СО АН СССР, 1984, с. 1! 7 — 118. (54) (57) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ, включающий исследование лесных ландшафтов инфракрасным методом и определение контура лесного пожара, отличающийся тем, что, с целью поÄÄSUÄÄ 1225584 Д вышения эффективности определения типа и характеристик лесного пожара, одновременно с регистрацией инфракрасного излучения пожара проводят дистанционное контактное зондирование фронта пожара в отдельных точках его контура, после чего устанавливают термодинамическую температуру и суммарный тепловой поток в любой точке контура пожара и используют последние в качестве параметров при определении типа пожара по формуле где Л„. ф — эффективный коэффициент теплопроводности;

Ч вЂ”,температура фронта пожара;

Т, — температура окружающей среды; л8 — ширина фронта пожара.

1225584

Е,.= (T - л ) 4 (2) 35

Сосгавитель H. Алексеев

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 1975/5 Тираж 43! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к вопросам обнаружения лесного пожара, идентификации его типа, определения его контура, температуры и суммарного теплового потока во фронте пожара.

Целью изобретения является повышение эффективности определения типа и характеристик лесного пожара.

Предложенный способ позволяет одновременно произвести с борта самолета контактное зондирование очага горения, при котором измеряется термодинамическая температура и суммарный тепловой поток в отдельных точках контура пожара и исследование последнего по инфракрасному излучению. Сравнение величин яркостной и термодинамической температур в одной и той же точке контура пожара дает возможность определить значение термодинамической температуры, а затем и суммарного теплового потока в любой точке фронта гюжара.

Определение характеристик пожара позволяет идентифицировать его тип, а также оценить тепловое воздействие со стороны фронта пожара на окружающую среду и произвести оптимальную расстановку сил и средств пожаротушения. Данный способ предполагает оперативное поступление информации из зоны пожара, а также контактное зондирование с безопасного расстояния.

На чертеже изображена схема расположения контейнеров-зондов с термопарами н датчиками суммарного теплового потока во фронте лесного пожара, вид сбоку.

На чертеже обозначены контейнеры-зонды 1 и 2, AE — ширина фронта пожара.

Пусть в некоторый момент времени известен контур лесного пожара, определенный с помощью ИК-сканера с борта самолета. Над очагом пожара сбрасывают два контейнера-зонда, снабженных термопарами, датчиками суммарного теплового потока и коротковолновыми радиопередатчиками, которые работают на разных частотах так, что каждой термопаре и датчику теплового потока соответствует своя частота. Первый контейнер-зонд сбрасывают так, чтобы он с учетом ветра и движения фронта пожара при помощи специальных устройств застрял в пологе леса непосредственно над контуром пожара. Такое расположение зонда позволит иметь информацию о термодина мической температуре и суммарном тепловом потоке в пологе леса. Второй контейнер-зонд сбрасывают так, чтобы он попал во фронт пожара на почвенный покров. Положение зондов уточняют путем пеленгации сигналов радиопередатчиков. Если окажется, что температура в пологе леса равна 1000 К или более, а суммарный тепловой поток превышает 80 кВт/м, то можно утверждать, что имеет место верховой пожар. Если к тому же скорость ветра в пологе леса достигает 3 м/с и более, то можно говорить о вершинном верховом пожаре. Если температура надпочвенного покрова во фронте пожара достигает 1000 К и больше температуры в пологе леса, а тепловой поток не превышает б,б кВт/м, то тип пожара однозначно идентифицируется как низовой. Известно, что термодинамическая и яркостная (радиационная) температуры связаны соотношением

Т = Трад/ т „ где E., -- интегральная степень черноты, не20 известная для реальных условий лесного пожара.

Используя измеренную в одной точке термодинамическую температуру Т, и величину Т,p<>, определяемую ИК-методом, из (1) получаем

Зная значение Ти» в других точках контура пожара, можно получить по формуле

3G (1) с учетом формулы (2) термодинамическую в любой его точке. После этого можно определить сум марн ый тепловой поток из фронта пожара в окружающую среду в любой точке контура, используя формулу гдеЛз -эффективный коэффициент теплопроводности; Т = Т вЂ” Те, 4О Те — температура окружающей среды; и — ширина фронта лесного пожара, которая определяется из ИК-снимка пожара.

Величина Лз4 Р определяется по формуле где с!, — суммарный тепловой поток, из меренный в первой точке. Для контроля полученных значений Б и Ма,р, целесообразно измерить температуру и тепловой поток в G дру го и точке.