Журнал "Пожарное дело"

И.М. Абдурагимов

"К вопросу об "огневом шторме" при пожарах как следствии атомного или ядерного поражения."

          Теперь об "огненном торнадо" более подробно.
          Тезис: "Чтобы вызвать огненное торнадо, не обязательно использовать ядерное горючее. Уничтожающую силу огненного торнадо испытали на себе жители Гамбурга и Дрездена во время второй мировой войны, хотя англо-американская авиация располагала тогда только обычным оружием - бомбами, начиненными тротилом" ("Наука и жизнь" №1 за 1986 год, с.64), вообще представляется не совсем верным.
          Дело в том, что "огненный смерч", "огневой шторм", или "огненное торнадо" есть ни что иное, как мощный шквал огня, направленный "от периферии к центру", возникающий при достаточно интенсивном горении на достаточно большой площади. Он возникает, как правило, в результате слияния множества восходящих тепловых потоков продуктов сгорания, при потере аэродинамической устойчивости газовых потоков. Когда в центре сливающихся потоков возникает вихревое движение и в образовавшуюся "воронку" с резко возросшей скоростью устремляются газовые потоки продуктов сгорания в смеси с воздухом из окружающего пространства. В Дрездене и Гамбурге такие явления возникли в результате продолжительной (в течение нескольких десятков часов) методичной бомбардировки этих городов фугасными и зажигательными бомбами (и заряженными вовсе не тротилом, как утверждается в статье /2/, а специальной зажигательном смесью, обладающей большой воспламеняющей, поджигающей способностью). И только через несколько часов развития непрерывного и все развивающегося по интенсивности пожара, стали возникать "огненные смерчи".
          При этом совершенно необходимо учитывать, что строительные конструкции разрушаемых в Дрездене и Гамбурге зданий, были горючим материалом. Обнажаясь при разрушении зданий под действием взрыва фугасных бомб, они интенсифицировали процесс горения, увеличивая количество горючего материала, вовлекаемого в процесс горения. Именно это, и продолжительное методичное поджигание все новых и новых очагов пожара в течение десятков часов, привело, в конце концов, к образованию "огненного смерча" (или "торнадо"…).
          Из литературы по массовым пожарам известно, что для возникновения такого явления в черте городской застройки необходимо, чтобы строения были IV-V степени огнестойкости. То есть преимущественно деревянные или с большим удельным весом горючих элементов в самой конструкции зданий. Поэтому вероятность возникновения "огненного шторма" ("смерча", "торнадо" и т.п.) в городах современного типа застройки, в современных "железобетонных джунглях", в "царстве бетоно-металла и стекла", - требует более убедительных доказательств.
          Поэтому следующий тезис: "Если огненные смерчи могут быть порождены и обыкновенным оружием, то для мощных ядерных взрывов, как показали расчеты, огненные торнадо - обязательные спутники". ("Наука и жизнь" №1 за 1986 год, с.64), тоже кажется не очень убедительным. Особенно, если воспроизвести физическую картину развития пожара после атомного взрыва, во времени и в пространстве. Сколь мощным не был бы лучистый поток атомного взрыва (время действия которого измеряется секундами), время развития диффузионного горения при пожаре будет значительно больше. Оно в любом случае исчисляется минутами и даже часами. А это время значительно больше времени разрушения строений взрывной волной. При этом следует рассмотреть 2-3 характерных зоны горения.
          1 - в зоне сплошных разрушений: интенсивность горения будет ограничена тем, что горючий материал "начинки зданий" будет завален негорючими элементами конструкций зданий (бетонными стенами, перекрытиями и т.д.), которые ни при каких обстоятельствах сами не горят и даже будут препятствовать горению заваленных ими "столов, кроватей, шкафов" и прочего; а также тем, что в завалах будет сильно ограничен приток воздуха в зону горения и отток продуктов сгорания. (Эффекта пожаров в высотных зданиях, "эффекта Монро", печки, "крупномасштабной тяги" и других - не будет).
          Это будет "обычный" пожар в завалах.
          2 - в зоне частичного обрушения - горение будет наиболее интенсивным, но эти пожары не будут сливаться, а тем более "аэродинамически суммироваться" с пожарами в зоне сплошных разрушений, т.е. с пожарами в завалах из-за сравнительно больших разрывов между ними.
          3 - в третьей зоне, где здания почти не будут разрушены, где будут интенсивные пожары, - но не будет сильных разрушений. Они будут гореть как гостиница в Сан-Паулу, как гостиница Дай-Юн-Как в Сеуле и прочие высотные здания. Но эти здания, как правило, отстоят друг от друга на таком расстоянии, что вероятность слияния их конвективных потоков в подобие огненного шторма требует более строгого доказательства. Это не сплошные строения Дрездена и Гамбурга, где один дом без разрыва переходил в другой, а одна квартал домов - в следующий, которые методично и последовательно поджигали вновь и вновь, пока еще не погасли, а разгорались ранее подожженные дома. Поэтому ничего подобного в городах современного типа застройки при сравнительно "кратковременном", "разовом" ядерном ударе может не произойти.
          Наконец, следующее утверждение, что если возникнет "огненное торнадо", "то над городами - объектами атомных бомбардировок - поднимется огромное количество сажи" ("Наука и жизнь" №1 за 1986 год, с.64) - вообще противоречит законам физики горения. При образовании огненного смерча приток воздуха в зону горения "с периферии" так увеличивается, интенсивность процесса горения так возрастает, что сажеобразование значительно снизится, по сравнению с горением в завалах и даже горением при обычном пожаре.
          Если образуется огненный смерч, то полнота сгорания горших веществ и материалов резко возрастет (с b ~0,6-0,7 при обычном горении на пожаре "с дымом", до b ~0,9-0,95 на ревущем пожаре огненного шторма) и процесс сажеобразования резко снизится. Поэтому никакого "огромного количества сажи" не будет вообще. В воющем и ревущем огненном вихре все будет сгорать до более полных продуктов сгорания СО, СО₂ и Н₂О, с минимальным количеством сажи. Поэтому, как справедливо сказано в статье академика Н.Н. Моисеева: "Для того, чтобы возникнуть, ему (пожару) нужна спичка-запал, которая создает начальную "концентрацию" энергии, а затем пожар сам выделяет огромные, все увеличивающиеся количества энергии" ("Наука и жизнь" №1 за I986 год, с.63). Количество этой выделяющейся энергии зависит от условий и режима горения, которые в свою очередь зависят от вида, количества и состояния горючего материала, условий и режима газообмена в зоне горения, погодных условий и множества других факторов, обусловливаемых физико-химическими закономерностями процесса диффузионного режима горения при пожаре и слабо зависящих от начального источника его возникновения. (Даже если атомная или ядерная бомба).
          Без атомной бомбы возникали огненные смерчи при крупных, лесных пожарах в засушливое лето в Австралии, во Франции, в Канаде. И вероятнее всего никакой мощности бомба не приведет к образованию "огненного торнадо" в осенние ливни или в заснеженную зимнюю пору в тайге или в период тропических ливней в лесах Амазонии. Не источник воспламенения и его мощность, а количество и начальное состояние горяшего материала могут привести к существенному развитию пожара за пределы первичного очага зажигания (даже если этот очаг с временем действия в несколько секунд и воспламенит первоначально своей сверхбольшой мощью сотни квадратных километров леса). Не от условий воспламенения этого леса, а от режима дальнейшего его горения зависит факт образования огненного шторма и количество выделяемой сажи.
          Режим последующего длительного горения может создать (а может и не создать) сколько-нибудь плотное задымление, а не мгновенно действующий источник зажигания сколь угодно большой мощности. Он может мгновенно испепелить и даже испарить весь лес под очагом взрыва, но вряд ли может заставить гореть этот лес независимо от погодах условий и его начального состояния, до образования столь высокой степени задымления, чтобы в десятки раз снизить оптическую плотность среды во "вселенских масштабах".
          Наконец третье. Если даже с каждого квадратного метра площади лесного пожара образуется 4 кг сажи (что само по себе весьма сомнительно, представляется завышенным в15-20 paз, а тем более, при образовании огненного шторма), то указанная плотность задымления (средняя по "северному полушарию") представляется ничтожно малой и совершенно несущественной. Если это не опечатка, то тезис: "И если эту сажу равномерно распределить по всему северному полушарию, то ее плотность будет 0,1-0,5 грамм на вертикальнай столб атмосферы с поперечной площадью в 1 квадратный метр", сильно сомнительно. А доследующее вообще невероятно: "Как это показано в уже упомянутой статье, посвященной последствиям ядерной войны (опубликованной в 1982 году в журнале "Амбио"), только выбросы сажи от лесных пожаров уменьшат количество света, поступающего на земную поверхность, по меньшей пюре в два раза" ("Наука и жизнь" №1 за 1986 год, с. 64).
          В связи с изложенным ранее о режиме горения пожара в городских условиях совершенно необъясним тезис: "Но "главные" пожары, которые выбросят в атмосферу основное количество сажи, будут не лесные, а пожары в городах" (там же). Далее академик Н.Н. Моисеев сам совершенно справедливо утверждает, что при лесных пожарах "выгорает только 20% горючего вещества", - (Что уже никак не может дать 4 кг сажи с квадратного метра площади лесного пожара, как он принимал выше, так как вся масса углерода в 20% лесного горючего материала едва ли составит 4 кг/м2). Тем более невозможна такая "дымоотдача" с единицы площади пожара в городах. Поэтому бездоказательно утверждение, что: "Совсем иная ситуация в городах. Благодаря высотным зданиям в городах образуется сильная тяга - как в хорошей печке с высокой трубой. Как говорят, возникает эффект "крупномасштабной тяги". В результате и образуется огненное торнадо, в котором выгорает все, что может гореть, практически все 100% горючего вещества" (там же). Никогда при пожаре в здании, а тем более в завалах не сгорит ни 100% горючего, ни даже 50%, (как было указано выше при лесных пожарах при определениях погодных условиях, еще возникают огненные штормы, "торнадо"). А в современных "бетонных джунглях" их возникновение значительно менее вероятно, в силу изложенных выше причин. Даже в "деревянном" Нагасаки они не возникли. Не хватило интенсивности пожара, для слияния конвективных потоков в оплошной огненный смерч. И поэтому следующее утверждение: "Вот почему облака сажи над городами будут плотнее облаков сажи после лесных пожаров по меньшей мере раз в 100" (там же) - вообще лишено всякого основания.
          Самым плотным из известных нам крупномасштабных задымлений было задымление в Московской области летом 1972 года при крупных и длительных лесных и торфяных пожарах. Этот опыт и изложенное выше не дают никаких оснований предполагать возможность образования в результате горения на пожаре такой плотности задымления, при которой можно делать допущения подобного рода: "что огромная территория северного полушария уже в первые часы войны окажется под покровом практически непроницаемых для света сажевых облаков" ("Наука и жизнь" №1 за 1986 год, c.66) и " если в начальный момент толщина сажевого облака была такова, что оно пропускало одну миллиардную долю солнечного света, то даже через год атмосфера полностью не очистится" ( там же, с.65).
          Поэтому исходные посылки возможности возникновения "ядерной ночи" и "ядерной зимы" и проч. принятые в концепциях проф. Карла Сагана и академика Н.Н. Моисеева кажутся мне недостаточно обоснованными. А перенос центра тяжести опасных поражающих факторов ядерного взрыва с известных ранее (мощного светового и УФ излучения, ударной волны и радиоактивного заражения и др.) на климатические последствия атомного взрыва может оказаться ошибочным. И если в "Литературной газете" сказано верно, что "Говорят Уайнбергер собирается опровергнуть исследования, начатые Крудценом и завершенные Саганом, Александровым и Стенчиковым. Американский министр обороны распорядился провести всестороннее изучение последствий ядерной войны". (ЛГ от 25.12.85 г.), то я считал бы вопрос автора статьи Олега Мороза: "А что если результаты окажутся иными", - заслуживающим большего внимания, чем утвердительный ответ академика Н.Н. Моисеева. Во всяком случае твердо убежден, что вопрос настолько серьезен, а опасность даже малейшей ошибки так велика, что лучше еще 10 раз тщательно и всесторонне обсудить верность исходных посылок и данные профессора П. Крутцена, чем допустить хоть малую долю вероятности ошибки в этом жизненно важном для судеб мира вопросе.

© И.М. Абдурагимов Правообладателями данного произведения являются авторы. Полное или частичное использование материалов без разрешения авторов запрещено Федеральным законом РФ от 9 июля 1993 г. N 5351-I "Об авторском праве и смежных правах"