Сборник статей по физике и химии горения и взрыва

УДК 544.4 
ББК 24.54 
        А13 

Абдурагимов И. М. 
Сборник статей по физике и химии горения и взрыва /  
И. М. Абдурагимов. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 
2011. 159, [1] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-3489-3 

В сборник включены материалы, посвященные проблемам тушения наиболее сложных видов пожаров, а также обеспечения пожаровзрывобезопасности в различных областях и сферах деятельности. 
Для студентов, аспирантов (адъюнктов), преподавателей средних 
и высших учебных заведений, готовящих специалистов по пожарной 
безопасности, научных работников учебных заведений и отраслевых 
институтов, работающих в области обеспечения пожаровзрывобезопасности, а также специалистов по пожарно-технической экспертизе 
и практических работников пожарной охраны. 
           УДК 544.4 
             ББК 24.54 
Научное  издание 

Абдурагимов Иосиф Микаэлевич 

СБОРНИК СТАТЕЙ ПО ФИЗИКЕ  
И ХИМИИ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА 

Редактор Л.Т. Мартыненко. Технический редактор Э.А. Кулакова.  
Художник Н.Г. Столярова. Корректор О.В. Калашникова.  
Компьютерная графика В.А. Филатовой.  
Компьютерная верстка О.В. Беляевой 

Подписано в печать 22.08.2011. Формат 60×90 1/16. Усл. печ. л. 10,0.  
Тираж 200 экз. Заказ   

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.105005, Москва, 2-я Бауманская, 5. 
Е-mail: press@bmstu.ruhttp://www. baumanpress.ru 

Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5. Тел. 8-499-263-62-01. 

 
ISBN 978-5-7038-3489-3 
      © Абдурагимов И.М., 2011  
 
© Оформление. Изд-во  
          МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011  

А13 

Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения 

 
3 

Содержание 

Предисловие...................................................................................... 4 
Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения.... 5 
Проблема тушения крупных лесных пожаров и крупномасш- 
  табных пожаров твердых горючих материалов в зданиях.......... 55 
Проблема тушения крупных пожаров твердых горючих  
   материалов в зданиях в черте города........................................... 63 
Пожар газового фонтана на улице Озерной................................... 68 
Эффективность оперативных служб пожарной охраны  
   и ненадежность средств пожарной автоматики  
   на объектах топливно-энергетического комплекса.................... 76 
Предвиденные проблемы пожаротушения в высотных зданиях  
  последних поколений в крупных городах России....................... 85 
История и последствия одной ошибки в физике и химии  
   горения и взрыва............................................................................ 95 
Экологическая катастрофа в Мексиканском заливе на буровой 
   платформе компании BP............................................................... 121 
Эффект «убегания» паровоздушной горючей смеси от фронта  
   пламени при ее взрыве в замкнутом объеме...............................133 
Об авторе ...........................................................................................159 
 

 

 

И.М. Абдурагимов 

 
4 

Предисловие 

В сборник включены статьи, посвященные проблемам обеспечения пожаровзрывобезопасности, написанные на основе почти 
пятидесятилетних исследований автора, а также по материалам 
последних лет.  
Описаны механизм формирования пожара, его природа и последствия.  
Проанализированы проблемы тушения крупномасштабных 
лесных пожаров во всем мире. Описаны некоторые пожары и 
взрывы в авиации и средства противовзрывной защиты боевых 
самолетов, которые успешно применяются и в настоящее время.  
По материалам прежних лет написаны статьи о масштабах и 
последствиях пожаров после ядерного поражения, в которых, в 
частности, обоснована несостоятельность концепций «ядерной 
ночи» и «ядерной зимы».  
Проанализированы причины и последствия некоторых современных пожаров. 
Рассмотрены механизмы огнетушащего действия основных 
видов и средств пожаротушения, применяемых в  индустриально 
развитых странах мира. 
Даны рекомендации по повышению эффективности способов 
тушения наиболее сложных видов пожаров и средств огнетушащего действия за счет усовершенствования техники и тактики их 
применения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения 

 
5 

МЕХАНИЗМЫ ОГНЕТУШАЩЕГО ДЕЙСТВИЯ  
СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ 

Общие сведения о современных пожарах 
и статистике пожаров 

Наряду с достигнутым прогрессом во всех областях науки и техники трудно признать практическую беспомощность современного 
человечества перед такими реальными угрозами, как землетрясения, 
цунами, ураганные ветры и смерчи, засухи и наводнения, международный терроризм, взрывы и пожары. Особенно если учесть повсеместность, частоту и суммарный ущерб, наносимый современному 
человечеству в результате пожаров. На Земле, по самой приблизительной статистике, происходит ежегодно 5–10 млн пожаров.  
В 2005 г. зарегистрировано 7 млн пожаров, в 2007 г. – 6 млн пожаров. Можно спорить о том, 6 или 10 млн зарегистрированных, т. е. 
учтенных, пожаров происходит на Земле ежегодно, однако впечатвляет даже меньшее количества.  
Следует также учитывать характер и вид пожаров – загорание, 
пожары, пожары со взрывами, взрывы с последующими пожарами и 
др. Специалисты ведут ожесточенные споры о том, сколько именно 
пожаров попадает в официальную статистику: 1/3 или 1/2 от фактически произошедших. Но даже из этих приблизительных данных 
следует, что счет идет на миллионы. Если учесть, что в среднем небольшой по масштабам пожар продолжается 15–20 мин, а продолжительность сложного пожара составляет 30 – 40 ч, то ориентировочную среднестатистическую длительность пожара можно принять 
равной 1–1,5 (2) ч. На Земле ежедневно (круглосуточно) происходит 
порядка 15–20 тыс. пожаров, т. е. ежечасно одновременно возникает 
порядка 1 000 только зарегистрированных пожаров.  
Если силами всех пожарных служб мира, с учетом комплекса 
принимаемых ими мер 98 – 99 % пожаров с бóльшим или мéньшим 
успехом удается потушить, то остальные 1–2 % вообще не подчиняются вмешательству человека и наносят непоправимый ущерб окружающей среде. Это мощные сезонные лесные пожары почти на 

 

И.М. Абдурагимов 

 
6 

каждом из пяти континентов Земли (не считая, разумеется, Антарктиды), сложные степные пожары в Монголии, мощные торфяные 
пожары в России, а главное, сложнейшие техногенные пожарыкатастрофы: на Чернобыльской АЭС, на космических кораблях 
США и на российских подводных лодках «Комсомолец» и «Курск» 
(с детонационным взрывом). Следует отметить статистику по США 
в 1990-е годы: по данным информагентств США, за последние 10 
лет только на подводных лодках США произошло 126 пожаров и 
86 взрывов, в том числе с потерей техники и гибелью людей. 
Наконец, это пожары в Нью-Йорке, произошедшие 11 сентября 
2001 г. в башнях торгового центра, устоявших после механического удара мощностью порядка 15–20 млн кгм/с. Однако обе башни 
рухнули, не выдержав пожара от воспламенившегося керосина и 
внутренней горючей нагрузки продолжительностью около 1 ч. Если масштаб повсеместности и чрезвычайности этой угрозы покажется недостаточно убедительным, можно привести следующий в 
какой-то степени курьезный пример. В Советском Союзе было 16 
республиканских театров оперы и балета, 11 из них сгорели практически дотла. Некоторые из них были восстановлены, некоторые 
отстроены заново.  
Следующие примеры: грандиозные пожары в супермаркетах и 
лучших в мире гостиницах с гибелью сотен людей («Ад в поднебесье» в Лос-Анджелесе, пожар в новогоднюю ночь в гостинице в  
Сеуле, пожары в гостиницах «Россия», «Прибалтийская», в Министерстве морского флота и сотнях других специальных и особо охраняемых объектах). Даже первый глубоководный батискаф СНР-1 
Ж. Пикара при первом же погружении выгорел внутри от короткого 
замыкания в электроцепи на глубине около 4 км под водой. 
На земле и под землей (в шахтах), на воде и под водой (на подводных лодках) и даже в космосе случаются непреодолимые, неуправляемые все разрушающие пожары. Этому есть довольно простое объяснение. Земная атмосфера представляет собой шаровой 
слой воздуха толщиной 100 –120 км, состоящий из 21 % кислорода 
и 79 % азота. Воздушный слой толщиной до 4–5 км имеет плотность, достаточную для того, чтобы вступить в бурную химическую реакцию окисления (горения) со всем органическим миром 
на Земле. Как известно, органическая природа  состоит из молекул 
углерода С, водорода H2, кислорода О2, серы S и фосфора Р и может сосуществовать с земной атмосферой в очень узком диапазоне 
температур: только до 200–220 С. Это очень низкая температура, 
если учесть, что, например, для возбуждения реакции горения тон

Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения 

 
7 

кодисперсных фракций твердых частиц вещества или смеси паров 
углеводородов с воздухом достаточно энергии электрического 
разряда всего 0,2– 0,3 мДж.  А энергия в 0,2– 0,3 мДж – это энергия, 
эквивалентная 1/1 000 энергии, выделяемой при сгорании всего одной спичечной головки, при условии, что эта энергия выделяется за 
тысячные доли секунды.  
После возникновения процесса горения даже от такого ничтожного источника энергии начинается непрерывно продолжающаяся 
реакция горения (окисления углеводородов) с выделением огромного количества теплоты (20 – 45 тыс. кДж на каждый килограмм сгоревшего вещества теплоты). При этом продукты сгорания нагреваются до 1 000 –2 000 ºС и более (особенно, если это продукты полного сгорания – CO2, H2O, N2) в зависимости от условий протекания 
процесса горения. И именно это огромное количество теплоты, выделяющейся в процессе горения, обусловливает непрерывный «самоподдерживающийся» процесс горения и приводит к уничтожению всего, что способно гореть. А вот остановить этот процесс, который будет продолжаться самопроизвольно до полного исчерпания 
всего горючего (или воздуха), в ряде случаев бывает чрезвычайно 
трудно, а подчас практически невозможно. В этом и заключается 
опасность пожара и взрыва. 
Практически полностью пожаровзрывобезопасных объектов не 
существует (особенно если учесть такой фактор, как «злой умысел», входящий в одну из дефиниций пожара и взрыва). 

Профилактика пожаров и взрывов 

Лучшая защита от пожара и взрыва – профилактика. Это сложный, а подчас сложнейший комплекс превентивных мер, действий, 
устройств, систем, направленных на предотвращение, недопущение двух основных обстоятельств: образование горючей газовоздушной, паровоздушной, пылевоздушной или иной воздушной 
смеси горючих веществ с воздухом (особенно концентрационного 
состава, близкого к стехиометрическому, т. е. соответствующему 
по своему составу уравнению химической реакции горения данного вида горючего вещества в атмосфере (~21 % O2 и 71 % N2)) и ее 
контакта с возможным источником поджигания (воспламенения) 
этой смеси. Недопустимо совмещение такой смеси или такой системы с открытым пламенем, высокотемпературным телом (с тем

И.М. Абдурагимов 

 
8 

пературой, равной 200 –250 С) или с мощным электрическим разрядом. На практике это довольно дорогой комплекс мер и мероприятий, часто приводящий к сбою и нарушению поставленных условий.  
Другим путем профилактики пожаров и взрывов является проведение комплекса мер и мероприятий, которые хотя и не исключают 
возможности возникновения пожара и взрыва, но значительно снижают меру их опасности и степень воздействия на человека и материальные ценности, попавшие в зону пожара. Это комплекс мер по 
снижению основных опасных факторов пожара: дыма, высокой температуры, потери видимости, токсичных продуктов полного и неполного сгорания; снижения содержания кислорода в помещении до 
опасных критических значений (менее 15 %), открытого пламени, 
высокой температуры, интенсивного теплового излучения, обрушения в результате пожара и взрыва и ударной волны (если речь идет о 
взрыве или переходе пожара во взрыв). Эти меры в той или иной 
степени облегчают боевую работу пожарных по спасению людей и 
локализации и тушению пожара. 
Однако этот комплекс мер, не исключающий возможности 
возникновения пожара и взрыва, а лишь облегчающий борьбу с 
его последствиями, относится к дорогостоящим, поскольку обслуживание и поддержание в надлежащем состоянии не только дороги сами по себе, но и должны удовлетворять требованиям надежности. Надежность зависит от времени, в течение которого агрегат, система, элемент, узел, устройство и т. п. могут выполнить 
свое прямое функциональное назначение. Это время, как правило, 
очень невелико, и чем сложнее агрегат, система, устройство или 
аппарат, тем оно меньше. Например, если даже очень дорогой автомобиль поставить в гараж на год-два (или самую современную 
ракету – на старт также на два года), то по истечении этого времени они вряд ли «запустятся» одним поворотом пускового ключа, 
так как потребуются профилактика, промежуточное обслуживание, обновление стареющих элементов, контроль и т. д.  
Агрегаты, узлы и системы противопожарной защиты обычно 
монтируют при создании защищаемого объекта. Они могут простоять без действия, без применения и использования 10–20 и более лет, а в момент возникновения пожара или взрыва должны исправно сработать и выполнить свое назначение. Однако так почти 
никогда не бывает (или бывает чрезвычайно редко). Поэтому все, 
что монтируется «на всякий пожарный случай», как правило, в 
момент пожара не срабатывает, поскольку постоянное, тщатель

Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения 

 
9 

ное, регулярное обслуживание, контроль и проверка исправности 
и работоспособности стоят чрезвычайно дорого и редко выполняются в полном соответствии с требованиями. Поэтому профилактика пожаров чрезвычайно важна, эффективна, но дорогостояща и 
никогда не обеспечивает 100 %-ной безопасности. 
Достижение максимально возможного уровня защиты от пожара и снижение пагубного воздействия его опасных факторов 
обеспечивают рациональное сочетание средств профилактики и 
эффективная борьба с уже возникшим пожаром (или взрывом). 
Борьба с пожарами и взрывами – один из самых опасных видов 
человеческой деятельности, связанный с опасностью для здоровья 
и очень часто с риском для жизни. В США это обстоятельство 
официально признано Законом 93-498 (99 конгресс 1769. Вашингтон 29 октября 1974 г.). Так, в Федеральном законе № 94 Конгресса США, принятом в октябре 1974 г., сказано: «Пожарные – самая 
опасная специальность в Америке в мирное время». Борьба с пожаром – это практически всегда расплата за чьи-то проступки, 
ошибки, упущения и огрехи в работе (либо в поведении) или преступления. И чаще всего это борьба не на жизнь, а на смерть (хотя 
очень часто за чью-то чужую жизнь), всегда сопряженная с неизбежными потерями, бóльшими или мéньшими, материальными 
или человеческими. Это работа с совершенно неадекватной оплатой труда и редко с адекватной благодарностью (или хотя бы признательностью), всегда связанная с риском, нередко требующая 
жертв и всегда с трудно дозируемой мерой опасности. 
От успешности этой работы, от степени мастерства ее выполнения, грамотности организации и выполнения боевых действий 
по тушению пожара, по борьбе с уже возникшим пожаром зависит 
очень многое. Пожарная служба в России всегда готова к действию и, безусловно, является самой оперативной, самой мобилизованной, с высокой боеготовностью, включая все боевые, медицинские, силовые и другие оперативные службы. 
Однако есть виды пожаров, практически не поддающиеся процессу тушения силами и средствами пожарной охраны. Это крупные 
и масштабные лесные пожары, мощные торфяные пожары в засушливое жаркое время года при большой площади пожара и мощном 
торфяном слое, мощные степные пожары на больших площадях при 
тех же условиях, некоторые пожары на сверхмощных газовых и 
нефтяных фонтанах и другие виды стихийных и техногенных пожаров. Не существует отработанных приемов и способов, радикальных 

И.М. Абдурагимов 

 
10

методов тушения таких пожаров (или эти приемы и методы чрезвычайно сложны, опасны и малоэффективны). Противопожарная служба, даже привлекая все доступные силы и средства, едва лишь может 
сдерживать интенсивность развития или корректировать направление распространения этих пожаров, а потушить такие пожары она 
вообще не способна. Все попытки тушения лесных пожаров с применением самолетов, сбрасывания огнетушащих средств на горящий 
лес с вертолета – это действия либо от безграмотности (что неоднократно отмечалось в литературе), либо от безвыходности (нельзя же 
ничего не делать во время пожара). 
Частично потушить эти пожары удается при изменении погоды: 
при снижении температуры, выпадении осадков, повышении влажности воздуха и др. Окончательное тушение пожара достигается в 
результате длительного изменения внешних климатических условий. 
Это мировая проблема: так горят леса в Канаде и Калифорнии, в Индии, Италии, Австралии, в Восточной и Западной Сибири, на Алтае, 
Камчатке, Сахалине, степи в Монголии, торфяные болота в Сибири, 
так горели леса в Подмосковье и других регионах во всем мире. Даже в расположенной в центре Европы Франции более недели горели 
обширные участки территории и вдоль шоссейных дорог, о чем из 
космоса несколько дней подряд передавал космонавт А.А. Серебряков. И при этом французская противопожарная служба с лучшей в 
мире пожарной авиацией, имеющей в составе несколько десятков 
пожарных самолетов и вертолетов, ничего не могла сделать для экстренного тушения этих пожаров. Приходится признать, что эта стихия человеку пока не подвластна. Часто пожары наносят большой 
вред окружающей среде, происходят в черте города, в городских 
строениях и зданиях, сопровождаются большими человеческими 
жертвами; к сожалению, это тоже случается во всем мире. 
Следует подчеркнуть, что в одних местах пожары возникают 
редко, в других – чаще и больше, а в некоторых – носят характер 
определенной устойчивой тенденции (например, в последние годы 
в России). Чрезвычайно крупные и сложные пожары случаются 
при стечении сразу нескольких обстоятельств, но, как правило, 
всегда зависящих от человека: так называемый человеческий фактор и «антропогенные пожары», а их больше 95 %. Обычно это 
совпадение на одном объекте и в одно время ошибки (или нарушения) при пожарной профилактике (в самых разных ее аспектах), 
низкой надежности противопожарной автоматики, а также ошибочных действий пожарных подразделений на стадии тушения 
пожара.