Brandbil

Bakgrund

Tecknet ”brandbil” används vanligen som ett generiskt uttryck för att beskriva ett brandbekämpningsfordon. Tekniskt sett är en ”brandbil” ett fordon som är utrustat med stegar och som huvudsakligen används för att få tillträde till högt belägna delar av en byggnad eller för att tillhandahålla ett sätt att applicera en upphöjd vattenström. ”Brandbil är ett fordon med en pump som främst används för att pumpa vatten. En ”brandbil” bär stora mängder slang och används främst för att lägga ut slangar som ett komplement till en pumpbil. ”Brandutrustning” är den korrekta generiska termen för alla dessa fordon. Detta inlägg kommer att fokusera på tillverkningen av en brandbil. Från våra första leksaker och böcker som småbarn till de dagliga nyhetssändningarna som visar brandmän i aktion, förblir brandbilen ett av de mest välkända och imponerande exemplen på teknik i våra liv. Okontrollerade bränder var en av de största farhågorna fram till helt nyligen. De första försöken att bekämpa bränder bestod endast av hinkbrigader, dvs. rader av medborgare som delade ut vattenhinkar till branden, vilket ofta var ineffektivt mot en fullt utvecklad byggnad. Några försök till ökad vattentillförsel var handdrivna kolvpumpar vars slangar pumpade vatten från en tank eller en damm. (Dessa tidiga slangar var gjorda av läder med kopparnitar; bomullsslangar började användas på 1800-talet). Så småningom lades hjul till apparaten, men den drogs och manövrerades fortfarande av brandmännen. Frivilliga brandkårer bildades för att bemanna utrustningen och bekämpa branden.

Med uppkomsten av egendomsförsäkringar skapade försäkringsbolagen brandkårer och lade ner mycket tid på att förbättra brandapparaten. På 1860-talet användes ångmaskinen för att driva kolvpumpen, och den drogs till branden av hästar. Andra försök att trycka upp slangledningen var kemiska tankar, där man använde syra i kombination med soda löst i vatten för att starta en kemisk reaktion som skulle producera koldioxid. I denna process expanderade koldioxiden, vilket gav tryck i tanken och drev hela blandningen ut ur slangledningen och in i elden. Alla dessa konstruktioner var praktiskt taget föråldrade efter introduktionen av centrifugalpumpen i början av 1900. Efter bilens framfart blev förbränningsmotorn den primära kraftkällan för brandbilar. Anpassning av lastbilsramen för att rymma pump och tank avslutade övergången till dagens brandbilsapparat.

Design

Den grundläggande designen av brandbilsapparaten börjar med en grundlig genomgång av brandbelastningen och den geografiska terrängen i det område som brandkåren ska rycka ut på. Fordonets användarvänlighet, adekvat insatshastighet samt förvaring och utplacering av utrustning är alla viktiga faktorer att ta hänsyn till. National Fire Protection Association (NFPA) har sammanställt riktlinjer för utformning av utrustning utifrån dessa och andra variabler. Dessutom bidrar de brandmän som ansvarar för utrustningen också till fordonets utformning.

De flesta brandutrustningar köps in av skattefinansierade myndigheter, städer, orter, kommuner och landsting. I små avdelningar kan konstruktions- och godkännandeprocessen ta upp till ett år, främst på grund av finansieringsfrågor. När medelstora och stora avdelningar väljer en ny apparat är finansieringen vanligtvis redan fastställd, och konstruktioner kan godkännas och köpas på kortare tid. En brandbil kan kosta från 50 000 dollar till över 750 000 dollar.

Den grundläggande brandbilen har utvecklats till specialiserade enheter för särskilda typer av bränder och insatser. På 1950-talet var pumpar, stegebilar och andra diverse konstruktioner som små tankbilar och slangbilar vanliga, även om flygplatsolyckbilar och stora tankbilar på landsbygden också användes. I dag är brandutrustningarna skräddarsydda för att möta många olika typer av specifika faror. På grund av denna stora variation kommer resten av den här artikeln att diskutera tillverkningen av den grundläggande kombinerade pumpapparaten för små och medelstora samhällen.

Herställningsprocessen

Hanteringen av en brandbil förblir en skräddarsydd, nästan unik operation. Typiskt sett är det en grupp arbetare som är avdelade för tillverkningen av karossen och monteringen av lastbilsramen. En separat grupp utför karosserifärgningen, varefter apparaten kablas, utrustas och testas av en tredje grupp, eller ”utrustningsgrupp”. Bortsett från karossen är tillverkningen av brandkåren vanligtvis en monteringsprocess.

Branden var en plåga i många av de tidiga amerikanska städerna. Amerikanerna svarade med en mängd olika vapen: frivilliga brandkårer, uppfinningar som förhindrade, fördröjde eller bekämpade eldsvådor samt försäkringskooperativ och planer som skyddade mot förluster orsakade av eldsvådor. Under de första och mellersta decennierna av 1900-talet var en större brand en katastrof men också en social angelägenhet.

En stads frivilliga brandkårer illustrerade ofta stadens sociala, etniska och demografiska sammansättning. Brandkårerna representerade speciella gruppers lojalitet och korvaderier. Grannskapsstolthet, politisk rivalitet, etnisk fientlighet och klassfientlighet var alla uppenbara i de frivilliga brandkårerna. Företagen fick offentlig hyllning för sina insatser och tävlade med varandra om denna offentliga hyllning. Vid den första signalen om en brand rusade kompanierna till platsen med sina slangvagnar och handpumpade maskiner – inte nödvändigtvis för att fånga branden i dess tidiga skede. Befälhavaren för det första kompaniet som anlände skulle ansvara för hela operationen och ha absolut kontroll över rivaliserande kompanier. Medlemmarna slogs med varandra på vägen och på platsen, ibland glömde de till och med att bekämpa branden! Väl på plats kunde fler strider uppstå och de frivilliga hotades lika mycket av andra brandmän som av själva branden.

Medlemmarna var mycket stolta över sina uniformer och sin utrustning eftersom dessa representerade gruppens sociala status lika mycket som dess brandbekämpningskompetens. Utrustning och uniformer var dtspfayed under offentliga ceremonier och parader där konkurrensen om social status var särskilt tydlig i Amerika före inbördeskriget. Slangvagnar och motorer! var både utställningsföremål och funktionell utrustning.

William S. Pretzer

Chassi

• 1 Valet och inköpet av lastbilschassiet baseras på apparatens taktiska användningsområde. Lastbilsramen kan vara ”bar”, med endast motor, axlar, fjädrar, ramelement, styrning och bromssystem installerade. Apparatbyggaren kan dock välja att använda en ”hytt och chassi”, där ramen redan har motor, hytt, säten, frontplåt och ledningar monterade. I båda fallen beställs lastbilsramen vanligtvis från en väletablerad lastbilstillverkare som General Motors, Ford, International, Freightliner eller Peterbilt. Apparatbyggaren informerar lastbilstillverkaren om den avsedda konstruktionen så att särskilda alternativ som rör ramens prestanda kan göras. Det är viktigt att rätt val av upphängning görs för att stödja den genomsnittliga brandbilen på 15 890 kg (35 000 pund). I vårt exempel har vi valt en ramkonstruktion med hytt och chassi.

Kaross

• 2 Efter att lastbilsramen har mottagits och inspekterats börjar tillverkningen av karossen (eller ”vagnen”, som den ibland kallas). Främst används stålplåt för karossens paneler och stöd, även om aluminium och en del rostfritt stål också ingår. Stålplåt är ungefär 1,5 mm tjock och finns i 1,2 m (48 tum) och 2,4 m (96 tum) långa plåtar. Det kan också levereras i rullar med samma bredd och med en vikt på 908 kg (2 000 pund) eller mer. Varje dörrpanel, stöd, karosseripanel och utrustningsbricka skärs och böjs med hjälp av klippmaskiner och kantpressar. Hål för elektrisk utrustning och rörledningar stansas också vid detta tillfälle. Karossen är vanligtvis svetsad med inertgas (Mig) och dörrarna och åtkomstpanelerna är bultade för att underlätta byte. Många tillverkare skyddar karossen mot korrosion genom att doppa varje panel i en rostskyddande tätning. Inredningen och andra dolda områden på dörrar och skåp är förmålade före montering. Medan karossen byggs monteras pumpen och tanken på ramen.

Pump

• 3 Pumpen väljs ut för att fungera specifikt för brandkårens praxis. I huvudsak är pumpen den enda anledningen till brandbilen. Alla andra funktioner är praktiskt taget värdelösa om pumpen inte fungerar tillfredsställande. De flesta brandpumpar idag är centrifugalpumpar och tillverkas av separata företag och köps av apparatbyggaren. En typisk brandpump kan pumpa 1 000 gallon (3 785 1) vatten per minut. Detta flöde kan på ett säkert sätt ge tillräckligt med vatten för att bekämpa en brand i ett bostadsområde eller en liten kommersiell byggnad. Pumpstorleken kan begränsas av den tillgängliga vattentillgången, särskilt på landsbygden där det inte finns några brandposter. Pumparna är vanligtvis av gjutjärn, med brons för det roterande pumphjulet och stålkugghjul i drivenheten. Vår lastbil ska ha pumpen på 1 000 gallon per minut bultad på ramen nära mitten och driven av en extra utväxlingsaxel (eller ”kraftuttag”) från lastbilens växellåda. Denna typ av arrangemang kallas en ”midskepps” pumpapparat. Pumpen sitter tvärs över lastbilens ram och är bultad genom stödgjutningarna till den övre ramflänsen. Det är viktigt att den är i linje med växellådan för att minska vibrationer.

Tank

• 4 Vattentanken för denna exempelapparat är vanligtvis en polypropylentank som rymmer 500-1 000 gallon (1 892-3 785 1) vatten. Den bultas fast på särskilda stöd innan den fästs på ramen omedelbart bakom pumpen. Anslutningsrör till pumpen och påfyllningsöppningarna installeras också, vanligtvis av galvaniserat stål. Tankarna kan vara fyrkantiga, runda eller ovala, och många är ”varmsvetsade” av plåtmaterial. Vid varm svetsning används en luftström med hög temperatur för att smälta plastbitarna vid deras skarv, där materialet blandas och smälter samman. De flesta tankar innehåller perforerade plattor eller ”bafflar” för att minska vattnets skvalpande under körning.

  Enstaka gånger installeras en ”snabbladdning” i tanken på en apparat som är utformad för användning på landsbygden. Denna stora ventil ”dumpar” vattnet från huvudtanken till en hopfällbar bärbar tank som transporteras till branden på en separat tankbil. Detta gör det möjligt för tankbilarna att transportera vatten från långa avstånd och tömma det i den bärbara tanken, där stora sugslangar som går direkt in i pumpen gör det möjligt att öka flödet till maximal kapacitet. Dessa snabba dumpventiler tömmer 1 500 gallon (5 677 1) vatten på 45 sekunder.

Montering

• 5 När karossen är färdig monteras den på ramen över pumpen och tanken och bultas fast med hjälp av vibrationsremsor av neopren eller gummi. Längs varje sida och ovanför tanken finns utrustnings- och slangfack. De är formade i karossen med dörrar och skyddskåpor. Relaterad utrustning, t.ex. slangmunstycken, samt taktisk utrustning, t.ex. verktyg för forcerat tillträde och fristående andningsenheter, förvaras i sidoutrustningsutrymmena. De är dimensionerade och utrustade för att möjliggöra den snabbaste och enklaste utplaceringen av utrustningen.

  Slangbäddarna bär brandslangen. Den översta bädden innehåller vanligen 15 m (50 fot) långa sektioner av brandslangen med en diameter på 76 cm (2,5 tum) som är sammankopplade för att bilda slangar som når upp till 305 m (1 000 fot). Slangen viks på ett sådant sätt att den lätt och snabbt kan dras upp från sin bädd. Kortare sektioner av sugslangar bärs också på apparaten. Dessa sugslangar är tillverkade av ett fast material så att de inte kollapsar på grund av det minskade trycket när de kopplas till pumpens sug. De kan inte vikas, så de placeras vanligen i slangtråg som är särskilt utformade för sugslangar. Alla andra typer av brandslangar är hopfällbara och endast avsedda att användas på pumpens trycksida.

  Framför tanken, och ovanför pumpen, finns attackslangbäddarna. Dessa bäddar innehåller brandslangar med en diameter på 3,8 cm (1,5 tum) som är förkopplade till pumpens utgång med munstyckena redo att användas. Två eller fyra bäddar med ”preconnects” är vanliga. Dessa kommer att vara de första slangarna som används vid händelsen och är därför de viktigaste. Bakom tanken finns rullförstärkaren. Här förvaras en slang med en diameter på en tum (2,5 cm) på en elektrisk upprullningsrulle. Denna boosterslang används för att rengöra apparaten och utrustningen och för att kyla apparatens utsida när den befinner sig i närheten av en stor brand. Den används också ibland för att släcka små sop- eller gräsbränder. Denna rulle är praktisk eftersom slangen snabbt kan rullas tillbaka genom att bara trycka på en knapp. Alla andra slangar på brandbilen måste tvättas och packas tillbaka i sina bäddar för hand efter brandincidenten.

  Laddar för brandkåren är extra kraftiga. Även om de är tillverkade av aluminium är de fysiskt tunga, så de transporteras vanligtvis i ställningar ovanför utrustningsutrymmena på trottoarsidan (höger sida). Det har utvecklats kraftdrivna ställningar för att sänka stegen till midjehöjd, men oftast lyfter brandmännen helt enkelt stegen från ställningen och fortsätter till branden. Stegar, liksom pumpar, köps också från andra leverantörer och installeras av apparatbyggaren.

Målning

• 6 När karossen har monterats på lastbilsramen lokaliseras och borras utrustningsmonteringshålen, och eventuella ytterligare hål eller passager skärs ut i panelerna. Detta gör det möjligt för måleriet att täta de utsatta kanterna på hål och andra öppningar. Apparatens utsida tvättas och slipas som förberedelse för målning. Dörrarnas och fackens insida har redan målats. Utsidan kan målas i matchande färger. Målningsprocessen omfattar en grundfärg för att fylla ut små slipmärken och ytdefekter och en förseglare för att förbättra färganslutningen. Brandbilar brukade vara helt röda, men man har experimenterat med gult, blått och vitt för att öka den visuella identifieringen. I dag rekommenderar NFPA gult eller den standardiserade Fire Engine Red. Färgtypen är vanligtvis en hård emalj eller syntetisk färg för att motstå brinnande glöd och slitage från brandtjänst. Hårdningsmedel tillsätts till färgen för att förbättra glansen och hållbarheten. Efter målning kan stegarna och tillbehören installeras med hjälp av fästelement av rostfritt stål.

Installation av ledningar

• 7 Den moderna brandutrustningen kan vara komplicerad. Radiosystem, mobiltelefoner, datorer och mobilfaxapparater hittar alla sin väg in i brandkåren. Till och med vår exempelapparat kräver flera hundra meter ledningar för att driva varningsljusen, sirenen, radioapparaterna, ljusen i utrymmena, generatorn, strålkastarljusen, pumparna och andra system. De flesta apparater har två oberoende batterisystem som måste kopplas in i apparaten efter målning. Pumpoperatörens kontrollpanel, som innehåller de tryckmätare och ventiler som används för att styra pumpen, ska också installeras.

Kvalitetskontroll

När de sista tillbehören har installerats och testats individuellt lämnar apparattillverkaren in den färdiga lastbilen till ett oberoende kontrollorgan. Byrån tar emot lastbilen utrustad precis som den skulle tas i bruk. Den använder och inspekterar alla apparatens system. Pumpen drivs med maximal kapacitet i två timmar för att säkerställa att denna viktiga komponent fungerar som den ska. När utrustningen och konstruktören har slutförts med godkänt resultat tilldelas de ett intyg om prestanda. I många områden kan utrustningen inte levereras lagligt utan detta certifikat.

Framtiden

Många nya tekniker tillämpas på den moderna brandutrustningen. Nya tankmaterial ökar i styrka samtidigt som de minskar vikten, vilket möjliggör större vattenkapacitet. Vissa stora avdelningar använder datorer och mobilkommunikation för att hantera information om farliga material, strukturens utformning och branddistriktets geografi. Den kanske mest spännande av den nya tekniken i brandutrustningen är den ökade användningen av skumlösningar av klass A för att bekämpa struktur- och vegetationsbränder. Detta innebär att det finns en separat skumkoncentratbehållare ombord och en blandningsdoserare för att kombinera skumkoncentratet med vatten i rätt mängd. Skum av klass A täcker brinnande ytor och absorberar värme betydligt bättre än vatten. När denna teknik används med komprimerad luft från en separat luftkompressor på fordonet kallas den för Compressed Air Foam System (CAFS). Den komprimerade luften driver vatten/skumströmmen till ett mycket större avstånd, och det resulterande skummet klamrar sig fast som rakkräm. Förutom dessa framsteg blir brandmännen bättre utbildade och anpassar sin utrustning till de typer av bränder de möter.

Hur man lär sig mer

Böcker

Buff, Sheila. Fire Engines: Motoriserad utrustning sedan 1900. Longmeadow Press, 1994.

Fire Protection Handbook, 17th Ed., 1991. National Fire Protection Association, Quincy, Mass.

Periodika

Cottet, Jack L. ”Enclosed Cabs for Fire Apparatus”. Fire Engineering, oktober 1990, s. 50-52.

”Agile Fire Engine Borrows from Racing Car Design”. Engineering, september 1990.

-Douglas E. Betts