Как работает инновационный огнетушитель, который обходится без воды

Звуковые огнетушители нового поколения тушат пламя, «играя» тяжелыми басами. А если сравнивать сам способ тушения огня с привычными аналогами, где используется пена, то звуковой огнетушитель — самый экологически чистый вариант.

Принцип работы таких огнетушителей основан на распространении звуковых волн кислородом — на низких частотах звук может отталкивать молекулы кислорода. Согласно «треугольнику огня», для подпитки огня требуется кислород, а создатели новой системы попытались удалить кислород при помощи низкочастотного звука. Так в огонь перестает поступать кислород — и он затухает.

Идея была опробована впервые еще в 2012 году — ее тестировало Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). Но огнетушитель получился чересчур громоздким, чтобы его можно было использовать обычным способом. 

Американские студенты-инженеры из Университета Джорджа Мейсона сделали первые шаги непосредственно от самой идеи к ее практическому применению.

Их огнетушитель фокусирует звуковые волны в определенном направлении, а не распространяет их вокруг. Звуковые волны, в свою очередь, способны контролировать кислород и горение. 

Огнетушитель состоит из усилителя и картонной трубки — коллиматора, то есть устройства, которое используется в самых разных областях науки и техники для фокусирования энергии или излучения в заданном направлении, в данном случае — для фокусирования звука. Трубка выпрямляет пучок звуковых волн и преобразует его в параллельные лучи, что они точнее направлялись к точке фокусировки.

Инженеры сначала протестировали устройство с разными звуковыми волнами на разных частотах. Они пришли к выводу, что все дело в низкочастотных звуках в диапазоне между 30 и 60 Гц. 

Эта разработка не единственная — исследователи из Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т. С. Мальцева (КГСХА) предложили звуковой огнетушитель, конструкция которого состоит из сабвуфера и усилителя. Пламя тушится звуком на частотах 25-45 Гц, причем в ходе эксперимента пожар удалось потушить буквально за несколько секунд.

Российская версия тушит огонь быстрее аналогов при схожих затратах электроэнергии.

Однако до промышленного серийного производства звуковых огнетушителей еще далеко. Сложность заключается в высокой температуре, присущей большим очагам возгорания. Поскольку звуковой огнетушитель не содержит охлаждающей жидкости, он не способен предотвратить повторное возгорание после отключения звука. Поэтому экспериментальные образцы больше подходят для локализации пожара, а не для полной его ликвидации.

Однако работа звуковых огнетушителей может быть в роевой робототехнике, где устройство будет прикреплено к дрону — так можно локализовать очаги, например, в крупных лесных пожарах, тем самым делая работу пожарных безопаснее.