Un equipo de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado un nuevo concepto de extintor de incendios optimizado para uso espacial, denominado Método de extinción por vacío VEM.
VEM se basa en la operación completamente "inversa" de un extintor de incendios ampliamente utilizado, es decir, rociar agente s extintor s en el punto de encendido. VEM está succionando la llama y el producto de combustión, incluso la fuente de fuego, por vacíola cámara de vacío para eliminar las materias de disparo del espacio de interés. Este concepto inverso debe ser adecuado para los entornos especiales que están muy cerrados como vehículos espaciales o tipos de transporte espacial, submarinos y tipos de vehículos sumergidos en aguas profundas paraPrevenir o suprimir la propagación de productos de combustión nocivos como humos, partículas y componentes de gas tóxico en toda la cabina cerrada. Esto es especialmente ventajoso para el uso del espacio, preferiblemente en un entorno de vacío extremo. Este trabajo es una investigación en colaboración con Hokkaido y ShinshuUniversidades. Los resultados de nuestra investigación se publicaron en línea en el número especial de Tecnología de fuego ; Seguridad contra incendios de la nave espacial el 16 de abril de 2019.
En la actualidad, los extintores de incendios utilizados en naves espaciales o estaciones espaciales en los EE. UU., Japón, Europa y Rusia son principalmente CO 2 -extintores de gas pulverizado, aunque el agua nebulizada se consideró parcialmente como una alternativa. El CO 2 se prefirió el extintor porque su rendimiento de extinción de incendios se ha prometido para el fuego eléctrico que es la principal causa de incendios en el espacio en la experiencia pasada en la tierra. Sin embargo, debemos notar que el tipo de extintor de pulverización no es el mejorelección para el espacio-entorno debido al volumen limitado dentro de la cabina y al aumento de CO 2 concentración, asumiendo que se adopte. Por tanto, es necesario llevar una O 2 máscara antes de que se ejecute el proceso de extinción del dispositivo, lo que provoca un retraso de la acción y permite que el fuego crezca. Además, mientras se pulveriza CO 2 gas hacia la zona de combustión, los productos combustibles nocivos y CO 2 el gas se esparcirá por la cabina. Tales componentes de gas nocivos que se propagan incluso CO 2 podría eventualmente quedar atrapado por el filtro durante el procedimiento de recirculación de aire.Sin embargo, es obvio que se necesita una enorme cantidad de tiempo para recolectar todos estos componentes de gas nocivo, de modo que la misión se retrasaría en consecuencia.Además, el CO 2 el filtro se desgasta y requiere reemplazo; en consecuencia, se necesitaría una gran cantidad de stock para reemplazo para una misión espacial más larga probablemente para ir a Marte. En la Tierra, por el contrario, estos problemas no son críticos, por lo tanto, enfocamos nuestraatención en el descubrimiento de la mejor alternativa de espacio.
VEM es un concepto de última generación propuesto recientemente por nuestro equipo, que es básicamente una operación "inversa" para combatir el fuego. Se basa en la succión de los productos combustibles y la llama incluso la fuente de combustión con vacío, y la recogida en un recipiente de vacío cámara de vacío para aislar. En caso de que el fuego continúe en la cámara, podemos adoptar cualquier procedimiento de extinción cuando sea necesario. Si este método tiene éxito, el preproceso de extinción de incendios poniendo O 2 máscara activada se excluiría para administrar el tiempo necesario para tomar las medidas adecuadas.Además, el gas producto se eliminaría de forma eficaz de la cabina para reducir el daño al filtro.Aunque este método suena extraño en la tierra, podría ser más preferible para el uso espacial.
Un ex alumno, el Sr. Taichi Usuki, que era estudiante de un curso de maestría en la Universidad de Hokkaido supervisado por el profesor Yuji Nakamura, investigó la viabilidad de este concepto y formuló la explicación de cómo podría implementarse. Se encontraron tres tipos de modos de extincióny cada modo de extinción fue controlado por un caudal de succión. Recientemente, el artículo que resume este concepto fue aceptado para ser publicado en un número especial, "Seguridad contra incendios de naves espaciales" en Tecnología de fuego , que es una revista internacional destacada en la comunidad de bomberos.
El líder del equipo de investigación, el profesor Yuji Nakamura, dijo: "La idea surgió inicialmente a través de discusiones sin reservas con investigadores estadounidenses. Aunque la prueba del concepto fue simple de implementar y confirmar, sin embargo, un estudio sistemático para mostrar su desempeño, comoFormular el desempeño basado en un modelo matemático fue arduo. Con la ayuda del ex alumno, el Sr. Usuki, y el colaborador, el Prof. Wakatsuki, se confirmó el concepto y se desarrolló con éxito el dispositivo de prueba completo. La aspiración controlada fue introducida por unEl sistema eyector y todos los dispositivos se activaron con sensores en la prueba para mejorar sustancialmente la reproducibilidad. Imágenes fascinantes de succión de llama fotografía directa e imágenes de Schlieren muestran el resultado y proporcionan imágenes ricas sobre cómo se debe modelar el proceso. En la actualidad, las agencias espaciales desconfíanintroducir este concepto porque no desarrollaron ni probaron ningún dispositivo de este tipo. Es comprensible que su toma de decisiones sea frecuentementeapostar por la seguridad para que se aprueben las tecnologías más antiguas, bien distribuidas y tranquilizadoras.Sin embargo, no significa que el nuevo concepto no tenga posibilidad de ser considerado.Los conceptos tecnológicos emergentes requieren con frecuencia la presentación constante de propuestas para ser reconocidos.Continuaremos perfeccionando y presentando el concepto ".
El equipo de investigación espera que VEM sea una técnica próxima en futuras misiones espaciales y que el concepto también sea aplicable para extinguir ciertos incendios inusuales que son severos e inmanejables con los extintores que se utilizan actualmente, como el fuego de polvo metálico. También se espera queser aplicado para el fuego en salas blancas por ejemplo, quirófano, donde la pulverización de agentes de extinción de incendios causaría daños graves a la estructura y el equipo tener un gran retraso de reactivación. Se espera que el papel principal del investigador es proponerLa nueva idea científicamente. Además, algunos años más tarde, el concepto posiblemente sea un componente de un producto vivo. En el futuro, la misión espacial a largo plazo se considerará críticamente y será efectiva, entonces la estrategia de seguridad contra incendios requiere reconsideración. Además, debido a quelos no especialistas, como los astronautas recién contratados, pueden participar en actividades en hoteles espaciales, viajes espaciales, etc., serán obligatorios los dispositivos de emergencia fáciles de usar. Poniendo O 2 la máscara antes de la extinción de incendios no suena apropiada. Este concepto eventualmente se convertiría en un nuevo dispositivo estándar de extinción de incendios en el espacio. Potencialmente, para uso doméstico, una aspiradora "nueva" puede tener opciones especiales con este extintor. Sonidosridículo? Quizás no.
Este trabajo fue apoyado por Subvenciones en Ayuda para Desafiar la Investigación Exploratoria, Ministerio de Educación, Ciencia, Deportes y Cultura No. 25560160.
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Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Toyohashi . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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