Tausta
Termiä ”paloauto” käytetään yleisesti yleisnimityksenä kuvaamaan sammutusajoneuvoa. Teknisesti ”paloauto” on tikkailla varustettu ajoneuvo, jota käytetään pääasiassa pääsemiseksi rakenteen koholla oleviin osiin tai korkealla olevan vesivirran levittämiseen. ”Paloauto” on ajoneuvo, jossa on pumppu ja jota käytetään pääasiassa veden pumppaamiseen. Palovaunussa kuljetetaan suuria määriä letkua, ja sitä käytetään ensisijaisesti letkujen asentamiseen pumppulaitteen lisänä. ”Palokalusto” on asianmukainen yleisnimitys kaikille näille ajoneuvoille. Tässä kirjoituksessa keskitytään paloauton valmistukseen. Ensimmäisistä leluistamme ja kirjoistamme pikkulapsina aina palomiehiä toiminnassa esittäviin jokapäiväisiin uutislähetyksiin asti paloauto on edelleen yksi tutuimmista ja vaikuttavimmista tekniikan esimerkeistä elämässämme. Hallitsematon tulipalo oli yksi suurimmista peloista aivan viime aikoihin asti. Varhaiset yritykset tulipalojen sammuttamiseksi olivat pelkkiä ämpäriprikaatteja, eli kansalaisten rivistöjä, jotka ojensivat vesiämpäreitä tulipaloon, mikä oli usein tehotonta täysin palavaan rakennukseen nähden. Jotkut yritykset lisätä veden käyttöä olivat käsikäyttöisiä mäntäpumppuja, joiden letkut pumppasivat vettä säiliöstä tai lammesta. (Nämä varhaiset letkut tehtiin nahasta, jossa oli kupariniittejä; puuvillaletkut tulivat käyttöön 1800-luvulla). Lopulta laitteeseen lisättiin pyörät, mutta palomiehet vetivät ja käyttivät sitä edelleen. Vapaaehtoiset palokunnat perustettiin miehittämään kalustoa ja torjumaan tulipaloa.
Kiinteistövakuutusten ilmaantuessa vakuutusyhtiöt perustivat palokuntia ja käyttivät paljon aikaa palokaluston parantamiseen. 1860-luvulle tultaessa mäntäpumppua käytettiin höyrykoneella, ja sitä vedettiin palopaikalle hevosten avulla. Muita yrityksiä paineistaa letkujohto olivat kemialliset säiliöt, joissa käytettiin veteen liuotetun soodan kanssa yhdistettyä happoa käynnistämään kemiallinen reaktio, joka tuottaisi hiilidioksidia. Tässä prosessissa hiilidioksidi laajeni, jolloin säiliö paineistui ja koko seos paiskautui ulos letkulinjasta ja tulipalon päälle. Kaikki nämä mallit olivat käytännössä vanhentuneita sen jälkeen, kun keskipakopumppu otettiin käyttöön vuoden 1900 alussa. Auton yleistyttyä polttomoottorista tuli paloauton ensisijainen voimanlähde. Kuorma-auton rungon mukauttaminen niin, että siihen mahtui pumppu ja säiliö, päätti siirtymisen nykyiseen paloautolaitteistoon.
Suunnittelu
Paloauton perussuunnittelu alkaa palokuorman ja sen alueen maantieteellisen maaston perusteellisella tarkastelulla, johon palokunta vastaa. Ajoneuvon helppokäyttöisyys, riittävä reagointinopeus sekä varusteiden säilytys ja käyttöönotto ovat kaikki tärkeitä huomioon otettavia tekijöitä. National Fire Protection Association (NFPA) on laatinut näihin ja muihin muuttujiin perustuvia ohjeita laitteiden suunnittelua varten. Lisäksi myös laitteesta vastaavat palomiehet vaikuttavat osaltaan ajoneuvon suunnitteluun.
Useimmat paloautot hankkivat verovaroin tuetut hallintoelimet, kaupungit, kaupungit, kunnat ja piirikunnat. Pienissä yksiköissä suunnittelu- ja hyväksymisprosessi voi kestää jopa vuoden, lähinnä rahoituskysymysten vuoksi. Kun keskisuuret ja suuret osastot valitsevat uuden laitteen, rahoitus on yleensä jo vakiintunut, ja suunnitelmat voidaan hyväksyä ja hankkia lyhyemmässä ajassa. Paloauto voi maksaa 50 000 dollarista yli 750 000 dollariin.
Peruspalokalusto on kehittynyt erikoistuneiksi yksiköiksi tietyntyyppisiä tulipaloja ja vastatoimia varten. 1950-luvulla pumppuautot, tikasautot ja muut sekalaiset mallit, kuten pienet säiliöautot ja letkuautot, olivat yleisiä, vaikka käytössä oli myös lentokenttien syöksyautoja ja suuria maaseudun säiliöautoja. Nykyään palokalustoa räätälöidään vastaamaan monenlaisia erityisiä vaaratilanteita. Tämän laajan valikoiman vuoksi tämän artikkelin loppuosassa käsitellään pienten ja keskisuurten yhteisöjen perusyhdistelmäpumppulaitteiden valmistusta.
Tuotantoprosessi
Paloauton valmistus on edelleen räätälöityä, lähes ainutkertaista toimintaa. Tyypillisesti joukko työntekijöitä vastaa korin valmistuksesta ja kuorma-auton rungon kokoonpanosta. Erillinen ryhmä suorittaa rungon viimeistelyn, minkä jälkeen kolmas ryhmä eli ”varusteluryhmä” johdottaa, varustaa ja testaa laitteen. Runkoa lukuun ottamatta paloauton valmistus on tyypillisesti kokoonpanoprosessi.
Tulipalo oli vitsaus monissa varhaisissa amerikkalaisissa kaupungeissa. Amerikkalaiset vastasivat erilaisilla aseilla: vapaaehtoisilla palokunnilla; keksinnöillä, jotka estivät, hidastivat tai torjuivat tulipaloa; ja vakuutusosuuskunnilla ja -suunnitelmilla, jotka suojasivat tulipalon aiheuttamilta tappioilta. Vuosisadan alkupuolella ja puolivälissä suuri tulipalo oli katastrofi mutta myös sosiaalinen asia.
Kaupungin vapaaehtoiset palokunnat kuvasivat usein kaupungin sosiaalista, etnistä ja demografista koostumusta. Palokunnat edustivat erityisryhmien ioyalty ja corwaderies. Naapuruston ylpeys, poliittinen kilpailu, etninen vihamielisyys ja luokkavihamielisyys olivat kaikki ilmeisiä vapaaehtoisissa palokunnissa. Komppaniat saivat julkista tunnustusta työstään ja kilpailivat keskenään näistä julkisista tunnustuksista. Tulipalon ilmaantuessa palokunnat ryntäsivät paikalle letkukärryjen ja käsikäyttöisten pumppukoneidensa kanssa – ei välttämättä saadakseen palon kiinni sen alkuvaiheessa. Ensimmäisenä paikalle saapuneen komppanian komentaja johti koko operaatiota, ja hänellä oli ehdoton määräysvalta kilpaileviin komppanioihin nähden. Jäsenet taistelivat keskenään matkalla ja paikan päällä, ja joskus he unohtivat jopa sammuttaa paloa! Paikalle päästyään taistelut saattoivat lisääntyä, ja vapaaehtoisia uhkasivat yhtä lailla muut palomiehet kuin itse tulipalo.
Jäsenet olivat hyvin ylpeitä univormuistaan ja varusteistaan, koska ne edustivat ryhmän sosiaalista asemaa yhtä lailla kuin sen palontorjuntakykyä. Varusteita ja univormuja puettiin julkisissa seremonioissa ja paraateissa, joissa kilpailu sosiaalisesta asemasta oli erityisen ilmeistä sisällissotaa edeltäneessä Amerikassa. Letkukärryt ja moottori! olivat näyttelyesineitä os sekä toiminnallisia varusteita.
William S. Pretzer
Alusta
- 1 Kuorma-auton alustan valinta ja hankinta perustuu laitteen taktiseen käyttötarkoitukseen. Kuorma-auton runko voi olla ”paljas”, jolloin siihen on asennettu vain moottori, akselit, jouset, runkopalkit, ohjaus ja jarrujärjestelmät. Laitteen rakentaja voi kuitenkin halutessaan käyttää ”ohjaamoa ja alustaa”, jolloin runkoon on jo valmiiksi asennettu moottori, ohjaamo, istuimet, etupelti ja johdotukset. Kummassakin tapauksessa kuorma-auton runko tilataan yleensä tunnetulta kuorma-autojen valmistajalta, kuten General Motorsilta, Fordilta, Internationalilta, Freightlinerilta tai Peterbiltiltä. Laitevalmistaja ilmoittaa kuorma-auton valmistajalle suunnitellusta rakenteesta, jotta rungon suorituskykyä koskevia erikoisvaihtoehtoja voidaan tehdä. On ratkaisevan tärkeää, että jousitus valitaan oikein, jotta se tukee keskimääräistä 35 000 kilon (15 890 kg) painoista paloautoa. Esimerkissämme olemme valinneet ohjaamon ja alustan runkomallin.
Runko
- 2 Kun kuorma-auton runko on vastaanotettu ja tarkastettu, alkaa korin (tai ”vaunun”, kuten sitä joskus kutsutaan) valmistus. Korin paneeleissa ja kannattimissa käytetään pääasiassa teräslevyä, mutta myös alumiinia ja jonkin verran ruostumatonta terästä. Teräslevy on noin 1,5 mm (0,06 tuumaa) paksu ja sitä on saatavana 1,2 m (48 tuumaa) ja 2,4 m (96 tuumaa) pituisina levyinä. Sitä voidaan toimittaa myös saman levyisinä rullina, jotka painavat vähintään 908 kg (2 000 puntaa). Jokainen ovipaneeli, tuki, koripaneeli ja varustelokero leikataan ja taivutetaan leikkauskoneilla ja puristusjarruilla. Tällöin tehdään myös reiät sähkölaitteita ja putkistoja varten. Runko hitsataan tyypillisesti metallin inertillä kaasulla (Mig) yhteen, ja ovet ja käyttöpaneelit ruuvataan yhteen vaihdon helpottamiseksi. Monet valmistajat suojaavat korin korroosiolta kastamalla jokaisen paneelin ruosteenestoaineeseen. Ovien ja kaappien sisätilat ja muut piilossa olevat alueet maalataan valmiiksi ennen kokoonpanoa. Kun rungon rakentaminen on käynnissä, pumppu ja säiliö asennetaan runkoon.
Pumppu
- 3 Pumppu valitaan toimimaan nimenomaan palokunnan käytäntöjä varten. Pohjimmiltaan pumppu on paloauton ainoa syy. Kaikki muut ominaisuudet ovat käytännössä hyödyttömiä, jos pumppu ei toimi asianmukaisesti. Useimmat palopumput ovat nykyään keskipakopumppuja, ja niitä valmistavat erilliset yritykset, ja laitteen rakentaja ostaa ne. Tyypillinen palopumppu voi pumpata 1 000 gallonaa (3 785 1) vettä minuutissa. Tällä virtauksella voidaan turvallisesti tuottaa riittävästi vettä asuinrakennuksen tai pienen liikerakennuksen palon sammuttamiseen. Pumpun kokoa voi rajoittaa käytettävissä oleva vesimäärä, erityisesti maaseutualueilla, joilla ei ole paloposteja. Pumput ovat yleensä valurautaa, pyörivä juoksupyörä on pronssia ja käyttöyksikön hammaspyörät terästä. Kuorma-autossamme on 1 000 gallonan pumppu minuutissa, joka on pultattu runkoon lähelle keskikohtaa ja jota ohjataan kuorma-auton vaihteistosta lähtevällä ylimääräisellä ulostuloakselilla (tai ”voimanottoakselilla”). Tällaista järjestelyä kutsutaan ”keskilaivan” pumppulaitteeksi. Pumppu istuu kuorma-auton rungon poikki, ja se on pultattu tukivalujen kautta rungon ylälaippaan. Kohdistus vaihteiston kanssa on tärkeää tärinän vähentämiseksi.
Säiliö
- 4 Tämän esimerkkilaitteen vesisäiliö on tyypillisesti polypropyleenisäiliö, johon mahtuu 500-1 000 gallonaa (1 892-3 785 1) vettä. Säiliö kiinnitetään ruuveilla erityistukiin ennen kuin se kiinnitetään runkoon välittömästi pumpun taakse. Pumppuun ja täyttöaukkoihin asennetaan myös liitosputket, jotka ovat tyypillisesti sinkittyä terästä. Säiliöt voivat olla nelikulmaisia, pyöreitä tai soikeita, ja monet niistä on ”kuumahitsattu” yhteen levymateriaalista. Kuumahitsausprosessissa käytetään korkean lämpötilan ilmavirtaa sulattamaan muovikappaleet niiden liitoskohdassa, jossa materiaali sekoittuu ja sulaa yhteen. Useimmissa säiliöissä on rei’itetyt levyt tai ”läpiviennit”, jotka vähentävät veden roiskumista ajon aikana.
Joskus maaseudulla käytettäväksi suunniteltujen laitteiden säiliöön on asennettu ”pikatyhjennys”. Tämä suuri venttiili ”tyhjentää” veden pääsäiliöstä kokoontaitettavaan kannettavaan säiliöön, joka kuljetetaan palopaikalle erillisellä säiliöautolla. Näin säiliöautot voivat kuljettaa vettä pitkien etäisyyksien päästä ja tyhjentää sen kannettavaan säiliöön, jossa suoraan pumppuun syöttävät suuret imuletkut mahdollistavat virtauksen kasvattamisen maksimikapasiteettiin. Nämä pikatyhjennysventtiilit tyhjentävät 1500 gallonaa (5677 1) vettä 45 sekunnissa.
Kokoonpano
- 5 Kun runko on valmis, se asennetaan rungon päälle pumpun ja säiliön yläpuolelle ja pultataan neopreeni- tai kumitärinänauhoilla. Kummallakin sivulla ja säiliön yläpuolella on varuste- ja letkulokerot. Ne on muotoiltu runkoon ja varustettu ovilla ja suojilla. Sivuvarustetiloissa säilytetään niihin liittyviä varusteita, kuten letkusuuttimia, sekä taktisia varusteita, kuten väkivaltatyökaluja ja itsenäisiä hengitysyksiköitä. Ne on mitoitettu ja varustettu siten, että varusteiden käyttöönotto on nopeinta ja helpointa.
Letkusängyissä kuljetetaan paloletkua. Ylin sänky sisältää yleensä 15 metrin (50 jalkaa) pituisia, halkaisijaltaan 76 cm:n (2,5 tuuman) paloletkuosuuksia, jotka on yhdistetty toisiinsa jopa 305 metrin (1 000 jalkaa) pituisiksi letkuiksi. Letku on taitettu siten, että se voidaan vetää helposti ja nopeasti pois alustastaan. Laitteessa kuljetetaan myös lyhyempiä imuletkuosuuksia. Nämä imuletkut on valmistettu lujasta materiaalista, jotta ne eivät romahda alentuneen paineen vaikutuksesta, kun ne kytketään pumpun imuun. Niitä ei voi taittaa, joten ne sijoitetaan yleensä erityisesti imuletkuja varten suunniteltuihin letkukouruihin. Kaikki muut paloletkutyypit ovat kokoontaitettavia ja tarkoitettu käytettäväksi vain pumpun painepuolella.
Säiliön edessä ja pumpun yläpuolella ovat hyökkäysletkualustat. Näissä vuoteissa on halkaisijaltaan 1,5 tuuman (3,8 cm) paloletkut, jotka on kytketty valmiiksi pumpun ulostuloon suuttimet toimintavalmiina. Kaksi tai neljä sänkyä ”esiliittimiä” on tavallista. Nämä ovat ensimmäiset letkut, joita käytetään vaaratilanteessa, joten ne ovat kaikkein tärkeimmät. Säiliön takana on kelan tehostin. Siellä säilytetään halkaisijaltaan 2,5 cm:n (1 tuuman) letkua moottorirullakelalla. Tätä tehostusletkua käytetään laitteen ja varusteiden puhdistamiseen sekä laitteen ulkopinnan jäähdyttämiseen, kun se on lähellä suurta tulipaloa. Sitä käytetään toisinaan myös pienten roska- tai ruohikkopalojen sammuttamiseen. Tämä kela on kätevä, koska letku voidaan kelata nopeasti takaisin painamalla vain painiketta. Kaikki muut paloauton letkut on pestävä ja pakattava käsin takaisin sänkyynsä palotapahtuman jälkeen.
Palokunnan tikkaat ovat erityisen raskaita. Vaikka ne on valmistettu alumiinista, ne ovat fyysisesti raskaita, joten niitä kuljetetaan tyypillisesti telineissä reunapuolen (oikeanpuoleisten) varustetilojen yläpuolella. Tikkaiden laskemiseksi vyötärön korkeudelle on kehitetty sähkökäyttöisiä telineitä, mutta tavallisimmin palomiehet vain nostavat tikkaat telineestä ja menevät palopaikalle. Tikkaat, kuten pumputkin, ostetaan myös muilta toimittajilta ja laitevalmistajat asentavat ne.
Maalaus
- 6 Kun kori on koottu auton runkoon, etsitään ja porataan varusteiden kiinnitysreiät ja leikataan paneeleihin mahdolliset lisäreiät tai -kanavat. Näin maalauksessa voidaan tiivistää reikien ja muiden aukkojen paljaat reunat. Laitteen ulkopuoli pestään ja hiotaan maalausta varten. Ovien ja osastojen sisäpuoli on jo maalattu. Ulkopuoli voidaan maalata vastaavilla väreillä. Maalausprosessiin kuuluu pohjamaalausaine, jolla täytetään pienet hiontajäljet ja pintavirheet, sekä tiiviste, jolla parannetaan maalin tarttuvuutta. Paloautot olivat ennen kokonaan punaisia, mutta visuaalisen tunnistettavuuden parantamiseksi on kokeiltu keltaista, sinistä ja valkoista. Nykyään NFPA suosittelee keltaista tai tavanomaista Fire Engine Red -väriä. Maalityyppi on yleensä kovaa emalia tai synteettistä maalia, joka kestää palavia hiiliä ja palokunnasta johtuvaa kulumista. Maaliin lisätään kovettimia kiillon ja kestävyyden parantamiseksi. Maalauksen jälkeen tikkaat ja lisävarusteet voidaan asentaa ruostumattomasta teräksestä valmistettujen kiinnikkeiden avulla.
Johtojen asentaminen
- 7 Nykyaikainen palokalusto voi olla monimutkainen. Radiojärjestelmät, matkapuhelimet, tietokoneet ja matkapuhelinfaksilaitteet ovat kaikki löytämässä tiensä palokuntaan. Jopa esimerkkilaitteemme vaatii useita satoja metrejä johdotusta varoitusvalojen, sireenin, radioiden, valojen, generaattorin, tulvavalojen, pumppujen sähköjen ja muiden järjestelmien käyttämiseen. Useimmissa laitteissa on kaksi toisistaan riippumatonta akkujärjestelmää, jotka on kytkettävä laitteeseen maalauksen jälkeen. Myös pumpun käyttäjän ohjauspaneeli, joka sisältää pumpun ohjaukseen käytettävät painemittarit ja venttiilit, asennetaan.
Laadunvalvonta
Kun viimeiset lisävarusteet on asennettu ja yksitellen testattu, laitteen rakentaja toimittaa valmiin kuorma-auton riippumattomalle tarkastuslaitokselle. Tarkastuslaitos vastaanottaa kuorma-auton, joka on varustettu juuri sellaisella varustuksella, jolla se otettaisiin käyttöön. Se käyttää ja tarkastaa kaikki laitteen järjestelmät. Pumppua käytetään maksimikapasiteetilla kahden tunnin ajan sen varmistamiseksi, että tämä elintärkeä komponentti toimii moitteettomasti. Kun tarkastus on suoritettu onnistuneesti, laitteelle ja sen rakentajalle annetaan suoritustodistus. Monilla alueilla laitetta ei voida laillisesti luovuttaa ilman tätä todistusta.
Tulevaisuus
Nykyaikaisessa palokalustossa käytetään monia uusia tekniikoita. Uudet säiliömateriaalit lisäävät lujuutta ja vähentävät samalla painoa, mikä mahdollistaa suuremman vesikapasiteetin. Joissakin suurissa yksiköissä käytetään tietokoneita ja soluviestintää käsittelemään tietoja vaarallisista materiaaleista, rakennesuunnittelusta ja paloalueen maantieteellisestä sijainnista. Palokaluston uusista tekniikoista mielenkiintoisin on A-luokan vaahtoratkaisujen lisääntynyt käyttö rakennus- ja kasvillisuuspalojen sammuttamisessa. Tähän liittyy erillinen vaahtokonsentraattisäiliö ja sekoitin, jolla vaahtokonsentraatti yhdistetään oikean määrän veteen. A-luokan vaahto peittää palavat pinnat ja imee lämpöä huomattavasti paremmin kuin vesi. Kun tätä tekniikkaa käytetään ajoneuvon erillisestä ilmakompressorista saatavan paineilman kanssa, sitä kutsutaan paineilmavaahtojärjestelmäksi (Compressed Air Foam System, CAFS). Paineilma työntää vesi/vaahtovirran paljon kauemmas, ja syntyvä vaahto tarttuu kiinni kuin partavaahto. Näiden edistysaskeleiden lisäksi palomiehet kouluttautuvat yhä paremmin ja räätälöivät varusteensa vastaamaan kohtaamiaan palotyyppejä.
Where To Learn More
Books
Buff, Sheila. Fire Engines: Motorized Apparatus Since 1900. Longmeadow Press, 1994.
Fire Protection Handbook, 17th Ed., 1991. National Fire Protection Association, Quincy, Mass.
Periodicals
Cottet, Jack L. ”Enclosed Cabs for Fire Apparatus”. Fire Engineering, lokakuu 1990, s. 50-52.
”Agile Fire Engine Borrows from Racing Car Design.” Engineering, syyskuu 1990.
-Douglas E. Betts
.