Битва сильнейших стихий: почему пожарные не боятся пламени

Пожарные используют воду, чтобы тушить полыхающие здания и спасать людей. И вода побеждает огонь. Но порой возгорания в лесу не могут побороть ни отряды МЧС, ни авиация, ни даже обильные дожди.

Так какая из этих двух природных сил больше? И можно ли вообще устраивать им соревнования? Разбирались вместе с программой "Как устроен мир" и ведущим Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.

Что сильнее – огнемет или водомет? Нашлись отчаянные люди, готовые это выяснить

С помощью сжатого воздуха огнемет с большой силой выбрасывает воспламеняющуюся жидкость, а она поджигается на выходе из ствола. Такая струя может достигать в длину около 200 метров – действительно страшное оружие.

Водомет тоже подает жидкость под большим давлением, но дальность струи поменьше – около 60 метров. Чем может закончиться эта эпичная схватка?

"(Сильнее. – Прим. РЕН ТВ) огнемет. В моем представлении, это реактивный пехотный (РПО) "Шмель", он больше походит на гранатомет, просто прилетит ракета в водомет, и он подорвется. Поэтому, наверное, все-таки гранатомет", – поделился сотрудник Пожарно-спасательного центра города Москвы Ярослав Тимошкин.

А эксперт по пожарной безопасности и заместитель председателя региональной общественной организации (РОО) "Центр содействия ветеранам пожарной охраны аварийно-спасательных служб и формирований" Артем Соловых уверен, что огнемету не устоять перед силой и напором воды.

"Если посмотреть киноэффекты какие-то красивые, то есть как струя огня вылетает, кажется, что огонь такой мощный, но нет, вода всегда побеждает огонь. Потому что огонь от попадания и прямого соприкосновения с водой разрушается и теряет все свои свойства. Поэтому победит водомет", – заявил он.

По результатам схватки вышло, что вода все же сильнее огня. Водомету понадобилось всего 10 секунд, чтобы справиться с пламенем, хотя поначалу показалось, что огонь вот-вот доберется до ствола водомета.

Вода, попадая в пламя, забирает огромное количество энергии, которое требуется на ее испарение. И на горение этой самой энергии уже не остается. Кроме всего прочего, вода испаряется, и молекулы пара вытесняют кислород из зоны горения.

При создании огнеупорной одежды часто используют арамидные волокна

Изначально материал был разработан для увеличения прочности и износостойкости автомобильных шин, но со временем полюбились пожарным, летчикам и гонщикам, ведь одежда из арамидных нитей очень легкая.

"Наша одежда делается в основном из негорючих материалов – арамидное волокно, также в некоторых боевых одеждах присутствует мембрана, которая позволяет не пропускать воду. Но важно понимать, что понятие "негорючая ткань" условное. Оно скорее про то, что ткань при воздействии на нее пламени не будет воспламеняться, а будет тлеть", – сообщил Ярослав Тимошкин.

Арамидное волокно не плавится и не горит, может выдерживать температуру до 500 градусов по шкале Цельсия. Такие нити часто используются при пошиве бронежилетов. Поэтому изделия могут подвергаться тепловому воздействию в течение 3 суток, и только после этого волокно начинает терять свои свойства.

"Конечно, оно все равно разрушается и не защищает человека полностью, но дают ему возможность какое-то время взаимодействовать с прямым огнем. То есть это порядка 500-700 градусов. Он обугливается и сохраняет свои свойства, не горит, не плавится", – заметил Артем Соловых.

Пилоты болидов всегда надевают специальный огнеупорный костюм

Для измерения степени защиты спецодежды существует специальный рейтинг TPP (Thermal Protective Performance). Чтобы проверить костюм, его обдают пламенем и засекают время, в течение которого ткань защищает тело от ожога II степени. Например, самое высокое значение (60) означает, что у гонщика есть в распоряжении 40 секунд прежде, чем он получит ожог.

Чем больше слоев в одежде, тем выше рейтинг TPP, ведь для гонщиков страшен не сам огонь, а высокая температура. Поэтому одежда у пилотов сделана из нескольких слоев – чем их больше, тем дольше огонь будет нагревать воздух между ними. Эти секунды могут в конце концов спасти жизнь пилоту.

Не всегда костюм может защитить от пламени. Один американский гонщик едва не сгорел, а пламени вокруг него никто не видел. Дело в том, что раньше гоночные болиды заправляли смесью бензина и метилового спирта, так как метанол отлично повышает мощность двигателя. Но если поджечь это вещество, то получится прозрачное пламя.

Именно поэтому никто толком не понимал, что происходит с гонщиком. Огонь перекидывался на каждого, кто к нему приближался, и только отец пилота, рискуя собой, бросился с огнетушителем на помощь. По словам самого пострадавшего, во время пожара он начисто забыл все, о чем его учили, и стоял, хотя надо было кататься по земле и сбивать пламя.

В отличие от бензина или этанола, метиловый спирт обладает низкой теплотой сгорания, поэтому спортсмен смог выжить. Сейчас метанол все реже используется для гонок, но в некоторых видах неофициальных или даже запрещенных соревнований, например, в драг-рейсинге, этим веществом до сих пор заправляют автомобили.

Сказочные всполохи: вездесущий огонь и современные метолы защиты

Пламя ядовито-зеленого цвета недавно сняли на видео возле технологического института. Всех учащихся спешно эвакуировали из здания.

"Можно предположить, что это либо какие-то примеси металлов, медь такой зеленый оттенок дает, либо это технологические газы. Потому что это, скорее всего, не в нашей стране было снято. В США есть технологические трубопроводы, в которых различные там типы газов проходят", – пояснил Артем Соловых.

Еще один вид материалов, способный устоять перед огнем, защищающий гораздо лучше, чем кевларовая ткань, это аэрогель – самое легкое твердое вещество на Земле. Внешне он напоминает мутное стекло, но физические свойства совсем другие.

"Аэрогель появился в 1930-х благодаря научному пари химика Кистлера и его коллеги. Оно заключалось в том, чтобы убрать из геля воду. Но химик добился такого результата, что вода была удалена, и получилась сетка из геля и воздуха", – добавил эксперт по пожарной безопасности.

Аэрогель немного плотнее воздуха, на ощупь он напоминает пенопласт. Он гигроскопичен, его пористая структура мгновенно вбирает в себя избыток влаги. Если нанести аэрогель на руку и погрузить ее в воду, то можно буквально выйти сухим из воды. Стекловолокно, пропитанное аэрогелем, выдерживает пламя температурой 2 тысячи градусов, при этом испытатель может даже упереться в него двумя руками.

По сравнению с огнем вода кажется не такой опасной, но это только на первый взгляд

Инженеры годами ищут покрытие, способное отталкивать любые жидкости. И в XIX веке появился каучук.

"Каучук бывает природный и синтетический. Большой разницы между этими изделиями нет. Природный извлекают из гевеи и других видов растений, которые содержат его в своем млечном соке. Единственное, что и там, и там присутствуют ковалентные химические связи, которые как раз не дают возможность растворяться в воде", – рассказал кандидат химических наук, доцент кафедры химии РГАУ-МСХА имкени Тимирязева Георгий Браташ.

Вещи из каучука имели массу недостатков. На морозе они дубели, на Солнце становились липкими, ткань не пропускала воздух и неприятно пахла. Изобретатели пытались улучшить каучук и смешивали его со всевозможными веществами: солью, известью и даже с супом.

В итоге помогла случайность – один ученый уронил на горячую плиту смесь серы и каучука. Так появилась первая в мире вулканизированная резина.

"Термин "вулканизация" пошел от бога кузнечного дела Вулкана. То есть это связано как раз с нагревом и добавлением серы. После этого получаем вулканизированную резину, которую мы знаем как, например, автошины. У нее прекрасные свойства, она сохраняет их долго за счет вот такого вот химического процесса", – говорит Артем Соловых.

Эксперты работают над водоотталкивающими материалами нового поколения

Одна примечательная технология способна противостоять вообще любым жидкостям, в том числе серной кислоте, шампуням, чернилам для принтера или, например, горчице. В составе покрытия – уже известные водоотталкивающие материалы – резина и пластик, а также молекулы углерода, фтора, кремния и кислорода.

Идею ученые взяли у природы – они наблюдали за листьями лотоса. Их поверхность гидрофобна: капли воды свободно перекатываются по листу, не проникая внутрь. Явление так и назвали эффектом лотоса.

"Впервые эффект лотоса наблюдал немецкий исследователь, ботаник... Подобное встречается и у других растений, например, у настурции. В дальнейшем такой же эффект был обнаружен у насекомых", – сообщил Георгий Браташ.

Если посмотреть на растение под микроскопом, то можно заметить, что его поверхность не гладкая, а шероховатая. На ней расположены крошечные шипы, которые задерживают капли, не позволяя им проникать внутрь листа. Исследователи надеются, что подобные механизмы будут работать и на синтетических покрытиях, тогда может появиться одежда, которую нельзя запачкать, и автомобили, которые не нужно мыть.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен.Знание" мессенджера "МАКС"