Как звуковые волны могут бороться с пожарами без воды

Новая звуковая система может предотвратить небольшие пожары до того, как они перерастут в пожары, разрушающие дома

Автор: Ванесса Бейтс Рамирес под редакцией Сары Левин Фрейзер

Присоединяйтесь к нашему сообществу любителей науки!

Подпишитесь на нашу бесплатную ежедневную рассылку новостейВведите свой адрес электронной почтыЯ соглашаюсь с тем, что моя информация будет обрабатываться в соответствии с Политикой конфиденциальности Scientific American и Springer Nature Limited. Мы используем сторонние сервисы как для проверки, так и для доставки электронной почты. Предоставляя свой адрес электронной почты, вы также даете согласие на то, чтобы этот адрес электронной почты был передан третьим лицам для этих целей.Зарегистрируйтесь

Лесной пожар бушует на холмах пригорода Лос-Анджелеса, охватывая один участок из сухого кустарника в другой по мере приближения к скоплению домов. Горит ландшафтный дизайн у первого дома, но сам дом упорно отказывается загораться: любое небольшое пламя, возникающее на его стенах или крыше, быстро гаснет. Воды не видно — пламя тушат звуковыми волнами. Этот вид акустического пожаротушения вскоре может сыграть жизненно важную роль в борьбе с лесными пожарами.

Ключевыми компонентами для возникновения пожара являются тепло, топливо и кислород; уберите один из них, и пламя погаснет. Звуковые волны могут потушить пожар, отталкивая молекулы кислорода от топлива, не давая огню получить воздух, необходимый для продолжения реакции горения.

Джефф Брудер, аэрокосмический инженер, исследовавший преобразование тепловой энергии в НАСА, стал соучредителем Sonic Fire Tech, создав для этой цели звукогенерирующую машину. «По сути, кислород поступает быстрее, чем топливо может его использовать, таким образом, вы блокируете химическую реакцию», — говорит Брудер. Компания продемонстрировала тушение пожаров на расстоянии до 25 футов.

О поддержке научной журналистики

Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистику, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.

Использование звуковых волн для борьбы с огнем не является совершенно новой концепцией. Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США изучало этот метод с 2008 по 2011 год, а академические исследователи изучали его в течение следующего десятилетия (в том числе команда из Университета Джорджа Мейсона, которая в 2015 году создала огнетушитель, похожий на сабвуфер).

«Акустическое воздействие на пламя хорошо известно при горении», — говорит Альберт Симеони, заведующий кафедрой инженерной противопожарной защиты в Вустерском политехническом институте в Массачусетсе. «Задача состоит в том, чтобы расширить возможности технологии, не создавая помех или даже разрушительных звуковых эффектов».

Компания Sonic решает эту проблему, используя инфразвук. В то время как в предыдущих исследованиях использовались звуковые волны в диапазоне от 30 до 60 Герц, которые могут быть получены с помощью более простого оборудования, частота звука остается на уровне 20 Герц или ниже. Эти волны не слышны людям и распространяются дальше, чем волны более высокой частоты.

Дома часто загораются из-за тлеющих углей, скапливающихся в прилегающей листве или попадающих в вентиляционные отверстия на чердаках, говорит Брудер. Система Sonic использует поршень, приводимый в движение электродвигателем, для создания звуковых волн, которые распространяются по металлическим каналам, установленным на крыше здания и под его карнизом. Система автоматически активируется, когда датчики обнаруживают пламя, создавая своего рода силовое поле инфразвука, чтобы погасить его и предотвратить новое возгорание.

Акустические волны могут оказывать сильное воздействие на огонь, но они действуют только на небольшие языки пламени, говорит Арно Трув, заведующий кафедрой инженерной противопожарной защиты Мэрилендского университета. Тем не менее, домовладельцы и коммунальные службы готовы попробовать: Sonic сотрудничает с двумя калифорнийскими коммунальными службами, чтобы продемонстрировать свою технологию. Домовладельцы также подписали контракты с компанией, которая планирует провести 50 пилотных установок в начале 2026 года.