Средства индивидуальной защиты пожарного: переосмысление конструкции, реальные проблемы и новые направления.

Основные проблемы современной боевой одежды

• Современные пожарные реагируют на различные происшествия, включая медицинские вызовы и природные пожары, для которых традиционная боевая одежда не была разработана.
• Пожарные сообщают о хроническом перегреве и дискомфорте из-за тяжёлой и теплоизолирующей конструкции экипировки, что может снижать эффективность работы.
• Конструкция боевой одежды часто создаёт проблемы с подвижностью: движения ограничены, а сама экипировка ощущается громоздкой.
• Непоследовательные процедуры очистки экипировки повышают риск загрязнения, при этом многие элементы сложно обслуживать.

Система, созданная для пожаров прошлого

Сегодня пожарные работают в значительно более сложных условиях, чем те, для которых создавалась традиционная боевая одежда. Современная пожарная служба реагирует не только на пожары в зданиях, но и на медицинские вызовы, дорожно-транспортные происшествия, последствия экстремальной погоды и пожары в зоне соприкосновения городской застройки и природных территорий.

Их задачи варьируются от внутренней атаки в условиях высоких температур до подъёма пациентов, деблокирования пострадавших в ДТП и длительной работы на открытом воздухе. При этом используемый защитный комплект по-прежнему основан на концепции структурного пожара, сформированной десятилетия назад.

Проект PPE Reimagined в Cornell University направлен на изучение этого несоответствия. Отчёт о ходе работы показывает противоречие между реальными потребностями и устаревшими конструкциями, объединяя исследования, полевые наблюдения и разработку прототипов.

По данным United States Fire Administration, до 64,2 % вызовов пожарных служб приходится на медицинские происшествия.

Одновременно увеличивается разрушительность крупных природных пожаров:

• с 1980 года произошло 22 пожара, каждый из которых нанёс ущерб более 1 млрд долларов;
• все десять самых тяжёлых сезонов природных пожаров в США произошли после 2004 года.

При этом частота пожаров в зданиях за последние десятилетия снизилась.

Что говорят пожарные: реальный взгляд с места происшествия

Исследовательская группа Cornell University посетила New York State Academy of Fire Science и несколько пожарных подразделений на севере штата Нью-Йорк.

Беседы и наблюдения дали более чёткое представление о том, как боевая одежда работает на пожаре на практике, а не в стандартах, лабораторных испытаниях или теоретических моделях реагирования. Инструкторы и линейные пожарные отмечали схожие проблемы.

Тепло, влажность и многослойность

Многие пожарные описывали ощущение постоянной влажности — из-за пота или проникновения воды.

Влагозащитные мембраны практически не способствуют испарительному охлаждению. Во время ползания или работы на коленях тепло- и влагозащитные слои сжимаются, из-за чего накопленные тепло и влага оказываются ближе к коже.

Эти наблюдения совпадают с результатами предыдущих исследований. Некоторые пожарные даже считают, что мокрая футболка под боевой одеждой может вызвать «паровые ожоги», что показывает, насколько сложным становится управление влагой при высокой теплоизоляции и слабой вентиляции.

Ограничение подвижности

Наблюдения за тем, как пожарные передвигаются — идут в приседе, ползут или поднимаются вверх — показали, насколько экипировка ограничивает движения тела:

• штанины поднимаются вверх при ползании;
• свободный крой и большие перекрытия создают лишний объём;
• под ремнями дыхательного аппарата заметно ограничивается подвижность плеч;
• воротники, манжеты и подшлемники мешают движениям головы и запястий.

Пожарные подтвердили эти проблемы, которые также отмечаются в исследованиях эргономики боевой одежды. Экипировка выполняет свою защитную функцию, но при этом не всегда работает вместе с движениями пожарного.

Карманы и размещение инструментов

Инструменты размещаются там, где удаётся найти место, но это пространство часто перекрывается другими элементами экипировки.

Типичные ситуации:

• поясные ремни дыхательного аппарата закрывают карманы куртки;
• радиостанции смещаются;
• инструменты могут прорывать подкладку карманов.

Многие пожарные используют собственные способы размещения предметов. Например, чтобы быстрее находить перчатки в стрессовой ситуации, правая перчатка кладётся в правый карман, левая — в левый.

Очистка и загрязнение

Несмотря на растущее внимание к загрязнениям — таким как PFAS, сажа и другие стойкие вещества — процедуры очистки экипировки остаются непоследовательными.

Отмеченные проблемы:

• подшлемники сложно стирать и сушить;
• после многократного использования они растягиваются и теряют форму;
• шлемы редко очищаются изнутри;
• застёжки-липучки задерживают грязь и мусор;
• сложная конструкция элементов затрудняет обслуживание.

Один из пожарных сформулировал это так:

«Если процедура очистки сложная, её просто не будут выполнять».

Культурные факторы

Принятие новой экипировки зависит не только от её характеристик. Пожарные хотят, чтобы она:

• выглядела как традиционная пожарная экипировка;
• ощущалась привычной;
• позволяла быстро работать в перчатках;
• быстро надевалась и снималась;
• выдерживала грубое обращение;
• не требовала постоянного изменения конфигурации.

Существует устойчивая практика использовать полный комплект экипировки для любых вызовов, независимо от того, требуется ли это. Это усложняет внедрение гибких модульных систем, даже если они выглядят логичными. Пожарные готовы к инновациям, но оборудование должно быть интуитивно понятным, прочным и проверенным в реальных условиях.

Почему существующая система создаёт трудности

Одной из повторяющихся тем исследования стали интерфейсы — места соединения элементов экипировки. Именно в этих точках чаще всего возникают проблемы защиты, комфорта и практичности.

Примеры:

• соединение куртки и брюк создаёт дополнительный объём, ограничивает подвижность и может стать местом проникновения загрязнений;
• воротник взаимодействует с подшлемником и шлемом, часто ограничивая движение головы;
• карманы конфликтуют с ремнями дыхательных аппаратов и поясами инструментов;
• защитные клапаны могут цепляться за светоотражающие элементы;
• устройства для эвакуации пострадавшего (DRD) предусмотрены конструкцией куртки, однако пожарные почти всегда используют для эвакуации дыхательный аппарат, а не это устройство.

Другой подход: модульная концепция комбинезона Cornell

Вместо полного переосмысления боевой одежды исследовательская группа Cornell University рассматривает возможность реорганизации существующей системы экипировки таким образом, чтобы она стала более адаптируемой, лучше «дышала» и меньше зависела от жёстко закреплённых слоёв.

Предлагаемая концепция основана на трёхкомпонентной структуре.

1. Базовый слой станционной одежды с повышенной теплофизиологической эффективностью

Большинство используемой сегодня станционной одежды изготовлено из хлопка или смесовых тканей. Она удобна, но быстро пропитывается потом и редко проектируется с учётом теплофизиологических характеристик.

В рамках проекта предлагается использовать трикотаж из Nomex с 3D-дистанционными структурами в зонах, где на тело пожарного оказывается наибольшее давление от ремней дыхательного аппарата и элементов экипировки.

Такие структуры создают микроканалы воздуха, которые позволяют:

• уменьшить прилипание ткани к телу;
• улучшить испарительное охлаждение;
• предотвратить накопление влаги в зонах давления;
• повысить тепловой комфорт во время длительных выездов.

Планируются испытания на манекенах и с участием людей, чтобы определить, насколько такая система снижает тепловую нагрузку при ношении под полным комплектом боевой одежды.

2. Съёмный теплоизоляционный слой

Вместо постоянно соединённой трёхслойной конструкции предлагается съёмный теплоизоляционный верхний слой, который можно добавлять или снимать в зависимости от условий.

Потенциальные преимущества:

• более лёгкая конфигурация для задач вне тушения структурных пожаров;
• снижение теплового стресса при длительных операциях;
• лучшая адаптация экипировки к телосложению и движениям;
• упрощение стирки и замены наиболее загрязняемых или пропитывающихся потом элементов.

Такой подход ставит под вопрос некоторые ограничения стандартов National Fire Protection Association, касающиеся соединения слоёв экипировки, однако демонстрирует возможные направления будущих изменений стандартов.

3. Наружная оболочка в виде комбинезона

Предлагается перейти от отдельной куртки и брюк к комбинезону, что позволяет устранить один из наиболее проблемных интерфейсов экипировки.

Использование комбинезона позволяет:

• уменьшить объём в области талии;
• исключить конфликт между нижним краем куртки и ремнями дыхательного аппарата;
• сократить щели, через которые может проникать загрязнение;
• упростить интеграцию модулей хранения инструментов;
• улучшить подвижность благодаря единой конструкции.

Концепция предусматривает трёхслойную трансформируемую систему одежды, которая может конфигурироваться в зависимости от требуемой тепловой защиты:

• слой 3 — наружная защитная оболочка;
• слой 2 — дополнительный теплоизоляционный слой;
• слой 1 — базовый слой станционной одежды.

Реакция пожарных

Первые реакции пожарных были скептическими, особенно в отношении:

• подвижности в области талии;
• сложности завязывания верхней части комбинезона вокруг талии при снятии верхней части.

В последующих версиях конструкции разработчики сосредоточились на устранении этих проблем за счёт:

• улучшенной конструкции кроя;
• более удобных точек сгиба;
• облегчённых элементов конструкции.

Переработанная конструкция подшлемника: защита и подвижность

Подшлемник оказался одним из наименее любимых, но при этом необходимых элементов боевой одежды пожарных.

Со временем подшлемники растягиваются, удерживают влагу и часто плохо сочетаются с лицевой маской дыхательного аппарата и воротником куртки.

Исследователи из Cornell University предлагают изменить конструкцию: перенести воротник с куртки на сам подшлемник, создав своего рода защитный нагрудник (bib), который располагается поверх комбинезона и упрощает соединение элементов вокруг шеи и маски дыхательного аппарата.

Такая конфигурация может:

• ускорить надевание и снятие экипировки;
• уменьшить объём в области воротника куртки;
• повысить эффективность защиты от частиц;
• устранить один из наиболее неудобных элементов застёжки для пожарных;
• улучшить подвижность шеи.

Это изменение может показаться небольшим, но оно потенциально способно значительно повлиять на комфорт и контроль загрязнений.

Концепция модуля подшлемника

Предварительная конструкция предполагает несоединённый подшлемник типа «через голову».

Такая схема:

• сохраняет привычный способ использования;
• позволяет гибко применять элемент экипировки;
• предполагает ношение полностью поверх куртки, что потенциально устраняет необходимость в традиционном воротнике.

Более продуманная система размещения оборудования: поясная система хранения

Размещение карманов — один из самых обсуждаемых вопросов в конструкции боевой одежды. Пожарным нужен быстрый доступ к радиостанциям, клиньям, резакам, перчаткам и другим инструментам, однако карманы куртки часто оказываются перекрыты ремнями дыхательного аппарата или перегружены.

Исследователи из Cornell University предлагают использовать поясную систему хранения, которая отделяет карманы от куртки и работает по принципу инструментального пояса.

Система предусматривает модульные карманы, которые можно конфигурировать под конкретные задачи.

Преимущества такой конструкции:

• уменьшение объёма куртки;
• сохранение доступа к оборудованию даже при использовании дыхательного аппарата;
• более равномерное распределение веса;
• возможность размещения системы аварийного спасения;
• более простая очистка и замена сильно загрязнённых элементов.

Такая система учитывает реальные привычки пожарных, подстраивая конструкцию экипировки под их поведение, а не наоборот.

Конструкция крепится к одежде с помощью передних крюков и D-образных колец, а конфигурация карманов может изменяться в зависимости от задачи.

Проектирование для реальных условий

В отчёте неоднократно подчёркивается: пожарные используют экипировку не так, как это предполагают стандарты.

Они адаптируются, импровизируют, работают на пределе возможностей и иногда обходят предусмотренные конструкцией элементы.

Поэтому успешная модернизация экипировки должна:

• обеспечивать быстрое надевание и снятие;
• быть совместимой с дыхательными аппаратами во всех рабочих положениях;
• минимизировать количество элементов, которые можно забыть, неправильно закрепить или не использовать;
• выдерживать грубое обращение;
• исключать сложные регулировки в стрессовых условиях;
• обеспечивать понятную и интуитивную обратную связь по комфорту.

Подход Cornell основан на наблюдении за тем, как пожарные действительно двигаются — поднимаются по лестницам, ползают, переносят инструмент, работают на месте происшествия и проходят восстановление. Конструкторские решения соотносятся именно с этими движениями, а не с теоретическими моделями работы на пожаре.

Возможные направления развития боевой одежды

Проект PPE Reimagined показывает несколько перспективных направлений дальнейшего развития экипировки:

• модульные системы одежды, адаптируемые под тип задачи;
• упрощённые соединения элементов, устраняющие проблемные перекрытия;
• высокоэффективная станционная одежда, снижающая тепловую нагрузку;
• наружные оболочки в виде комбинезона для уменьшения путей загрязнения;
• улучшенные конструкции подшлемников для защиты шеи и увеличения подвижности;
• системы хранения оборудования, отделённые от куртки;
• методы испытаний, ориентированные на физиологические показатели, а не только на тепловую защиту.

Работа команды Cornell продолжается. Следующие этапы включают:

• испытания на манекенах;
• испытания с участием людей;
• создание и тестирование прототипов.

Путь к более эффективной защите

Культура пожарной службы, практические условия работы и исторические подходы к проектированию сформировали современную боевую одежду такой, какой она является сегодня.

Однако по мере изменения характера работы пожарных, а также роста внимания к долгосрочным рискам для здоровья и загрязнению экипировки, защитная одежда также должна изменяться.

Проект Cornell University демонстрирует подход к этим изменениям: не отказываясь от работающих решений и не создавая всё заново, а перестраивая систему, пересматривая компромиссы и учитывая реальный опыт пожарных.

Такой подход показывает возможный облик боевой одежды будущего: более лёгкой, более «дышащей», менее сложной и лучше приспособленной к современным задачам пожарной службы.

Ссылки

1. “Fire Department Overall Run Profile as Reported to the National Fire Incident Reporting System (2020).” U.S. Fire Administration, 2022, bit.ly/4om4K0Z.
2. “Billion-Dollar Weather and Climate Disasters.” National Centers for Environmental Information, 2022, bit.ly/49LIXwf.
3. “Total Wildland Fires and Acres (1983-2023).” National Interagency Fire Center, 2024, bit.ly/3XppslM.
4. “NWCG Report on Wildland Firefighter Fatalities in the United States: 2007-2016.” National Wildfire Coordinating Group, 2017, bit.ly/4rwWqOM.
5. “Fire Loss in the United States | NFPA Research.” National Fire Protection Association, 2025, bit.ly/4pvrFbT.
6. Lee, Joo-Young., et al. “What Do Firefighters Desire from the Next Generation of Personal Protective Equipment? Outcomes from an International Survey.” Industrial Health, vol. 53, no. 5, 2015, pp. 434-444, bit.ly/4ivKgBR.
7. Barker, Jessica, et al. “Exploration of Firefighter Turnout Gear Part 1: Identifying Male Firefighter User Needs.” Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, vol. 8, no. 1,2013, bit.ly/3M3l7SX.
8. Ciesielska-Wrobel, Izabela, et al. “Measuring the Effects of Structural Turnout Suits on Firefighter Range of Motion and Comfort.” Ergonomics, vol. 60, no. 7, 2016, pp. 997-1007, bit.ly/3M8UITH.
9. McQuerry, Meredith. “A Survey of Structural Firefighter Station Wear in the United States.” Fire Technology, vol. 56, no. 3, 2019, pp. 1287-1313, bit. ly/3M3lqx5.
10. McQuerry, Meredith, et al. “Effect of a Lightweight Structural Firefighter Turnout Composite on Physiological Comfort.” ASTM International eBooks, 2020, pp. 176-203, bit.ly/4rtLNMI.
11. McQuerry, Meredith, et al. “Functional Design and Evaluation of Structural Firefighter Turnout Suits for Improved Thermal Comfort.” Clothing and Textiles Research Journal, vol. 36, no. 3, 2018, pp. 165-179, bit.ly/44IfXC1.
12. Park, Huiju, et al. “Impact of Firefighter Gear on Lower Body Range of Motion.” International Journal of Clothing Science and Technology, vol. 27, no. 2, 2015, pp. 315-334.
13. Wolffe, Taylor, et al. “Contamination of UK Firefighters Personal Protective Equipment and Workplaces.” Scientific Reports, vol. 13, no. 1, 2023, bit.ly/3Kl8jqw.
14. Campbell, G. E., et al. “PFAS-Free Moisture Barriers in Structural Firefighting Gear.” Royal Society of Chemistry 2023, pp. 189-223, bit.ly/48xRKja.
15. Boisvert, Reannan, et al. “Relationship Between Firefighter Protective Clothing Design Ease and Heat Stress.” International Journal of Clothing Science and Technology, 2024, bit.ly/48LYPOg.