【摘 要】航空灭火是二十世纪中后期出现的森林消防新技术,它把航空领域的高新技术运用到森林灭火工作中, 不仅大大提高了森林灭火的科技含量, 使森林灭火技术手段更加科学、高效。
【关键词】航空灭火;现状;展望
森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置较为困难的自然灾害。当对森林火灾没有进行有效预警或在火灾发生初期没有得到有效遏制时,林火就有可能迅速发展成灾,由于火势凶猛,火场燃烧面积大,常规灭火方法将无法控制火势发展,这时航空灭火手段将发挥其巨大优势。
一、国内外航空灭火现状
1.国外航空灭火现状
从20世纪50年代起,美国、加拿大、俄罗斯等国大力发展航空灭火。加拿大各省防火中心都拥有包括侦察机、直升机、重型洒水机在内的各种类型的飞机。现在每年防火期用于防火、灭火的飞机超过1000架。在运送灭火队员方面,他们普遍采用直升机和水陆两用飞机。据不完全统计,全国在森林防火中所使用的各类直升飞机已达24种,分为轻、中、重3种类型。加拿大星罗棋布的大小湖泊,为发展飞机载水灭火提供了有利条件。因此,除了利用直升机喷洒液灭火外,还大规模开展固定翼飞机洒水、洒化学药剂和投掷炸弹进行灭火。
俄罗斯航空防火体制健全,工作制度规范化。整个森林防火机构下设22个航空防火基地,323个航空防火站。其森林防火工作以航空防火为主,63%的森林资源航空巡护和航空灭火(其余37%是实施了望台监测和地面扑火保护)。俄联邦在防火期中,每年动用飞机一般为400-600架,最多可达1000架。当前机降灭火已减少,普遍采用直升机米-18和米-17机(索)降扑火队员和利用安-32固定翼飞机伞降扑火队员进行扑火,同时普遍利用直升机吊桶、吊袋和安-2机群进行洒水、洒药灭火,效果很好。全俄有航空防火队伍1万多人。航空扑救森林火灾配有跳伞和机降队员6500人,空勤观察员800人,年均伞降扑火7万多人次,机降扑火3万多人次。
在美国,农业部林务局拥有航空防火飞机10余种,150余架飞机,分布在全美10个航空基地。另外还与空军及数百个私人飞机订立协议,一旦航空公司飞机不能满足需要,即由他们的飞机支援。任何地区发生森林火灾,林务局都能在一天之内调数千名消防人员赶到火场。直升机空降消防队员至今仍在延用。
2.国内航空灭火现状
我国在森林航空灭火方面的研究还处于初级阶段,面对成灾之后的森林大火主要采取疏散居民、挖掘隔离带等被动灭火方式控制火势,并借助灭火飞机洒水进行辅助灭火。灭火飞机的研究大多为引进国外成熟技术和进行改造,相关科研单位也进行了一些关于机载灭火弹的研究。
水轰五型飞机是由中国特种飞行器研究所设计、哈尔滨飞机制造公司试制生产的,于20世纪80年代投入使用,该飞机舱内水箱的最大贮水量为 8.3t,以100km/h的速度在水面滑行15s时间即可吸满水箱;升空后在50~100m高度、 2~3s时间内即能全部投完贮水;洒水灭火的覆盖面积为20m×200m。
中国飞龙专业航空公司从俄罗斯购买了M~26 重型消防直升机(即米~26 重型消防直升机),主要用于东北地区执行林业防火任务。M~26 重型消防直升机是俄罗斯在 M~26重型直升机基础上改装研制的重型消防直升机。M~26TC( 载有特殊的水容器 VSU~15,这种容器能够直接从湖泊等水源中吸水注满水箱,水箱的最大容量为8m3。
二、航空灭火优缺点分析
1.航空灭火的优势
(1)机动性强、不受地形限制。飞机能够到达一般灭火力量无法到达的山区,及时进行灭火作业,将火灾消灭在初发阶段。
(2)单次飞行灭火面积较大。航空灭火飞机运载能力相对较强,一次飞行携带的水/灭火剂数量较多,可以有效扑灭火头、减低火势、阻止火势蔓延。
(3)相对于直接扑打火线,航空灭火相对安全。
2.航空灭火的不足
(1)航空喷洒灭火效果不佳。成灾之后的林火空间范围极大,一般高度达到 10—20m,火线沿前进方向长度可达50m,温度达900℃。由于要保证飞机的安全,灭火时飞机只能在距火场上空一定高度进行作业,这就导致洒水高度较高,水在降落过程中受到火场上空强热气流的影响,一部分灭火剂(液体灭火剂)在降落至火场的过程中受热蒸发或被吹散到火场以外,致使真正作用于火场的灭火剂量很少,灭火效果不佳。
(2)航空灭火中水的利用率较低,成本相对较高。水利用率太低导致单架次飞行灭火效果不佳,因此,航空灭火很难推广成为一种常规灭火手段。
(3)灭火效果取决于飞机的载重量。飞机灭火的面积与其携水/灭火剂量成正比。理论上飞机携带的水/灭火剂越多越好,这又将导致大载重量飞机研制与飞行成本升高的问题。
(4)机场位置距离火灾现场通常较远、补充灭火剂不便。一次飞行灭火之后,飞机需要返回特定地点(机场或者水源)补充灭火剂,而这些地点往往距离火场较远,这就降低了飞机的灭火效率。
三、我国航空灭火现状
1.场站建设初具规模,航空防火已成体系
我国现已建有正厅级的东北航空防火中心和西南航空防火总站,在东北和西南7个省(区)林区建立了23个航空防火站(点),其中直升机起降点5个。在全部航站中,林业自建航空防火机场(点)12个。
据统计,目前每年全国航空防火系统在春、秋两航期间租用军、民航各类飞机100多架,飞行时间达3000多小时。航护总面积达135万平方公里,占国土面积的14%。目前全国从事航空防火工作的人员有504人。东北航空防火系统已由成立时的10多人发展到现在的394人,航护专业技术人员达149人,占总数的37.8%;西南航空防火队伍也由初期的12人发展到目前的140多人,拥有高、中级专业人员近60人,占总数的54%。
2.航护飞机机源紧张,航空灭火手段单一
东北航空防火保护的区域面积59万平方公里,但受机源紧张特别是直升机机源紧张的影响,每个航期能租用各类飞机约50架,每1万平方公里,不足1架飞机。西南航空防火区面积76.7万平方公里,每个航期租用飞机只有13架。平均每架飞机保护的面积为5.9万平方公里。
3.业务管理手段落后,影响飞机使用效益
在航空防灭火业务管理上仍然存在人员素质低,科技含量低,飞行效率低的三低问题:一是巡护飞行计划科学性不强。二是当发生较大森林火灾时,航空防火飞机不能就近统一调动使用,省(区)间各自为战,同一火场同一任务重复飞行较多。三是航空防灭火飞机的调机、定检、训练飞行占用大量时间,减少了有效飞行时间,飞机利用率大幅下降。
四、航空灭火发展趋势
1.实施大航护理念
满足华北、华东等森林分布集中地区森林防火对航空防火的需要,扩大航空防火覆盖范围,或在以上地区设立固定的航空防火站,纳入东北航空防火统一管理,或建立配备有航空防火基础设施和相应设备的基地,在东北航空防火期结束、南部森林防火期到来时组织人员和航空器,执行南部航空防火任务,实现人员、设备等资源的优化配置。
2.实施以水灭火
由于化学灭火剂污染环境,而水对着火林木具有浸润效果,所以利用水扑灭森林火灾是最好的选择,在重视生态环境与人类和谐发展的今天,水将是森林灭火剂发展的方向。针对现有航空洒水灭火水利用率低、灭火效果差等问题,可以将水变成细水雾来扑灭森林火灾。
3.预有准备
针对机场距离火场一般较远的问题,可选用小型直升机作为森林航空灭火飞机,并在森林附近配置简易直升机机场;对飞机灭火后灭火剂补充难的问题,可以在灾害发生前事先将水箱、吊桶注满水,或直接做成机载灭火弹,飞机灭火后返航时直接更换水箱或装载灭火弹即可。
综上所述,当森林火灾发生时采用飞机作为运载平台,水作为灭火剂,细水雾作为其作用方式是最优的组合选择,而采用灭火弹爆轰可以产生细水雾,同时便于补充,这也将是森林灭火技术的发展方向。
作者简介:
张志强(1978~),武警警种学院森林防火灭火教研室助教。