救助直升机吊桶灭火作业安全分析

张力

[摘 要] 消防直升机是国内外森林灭火系统中的重要组成部分，具有高灵活性和机动性的特点，在及时扑灭森林火灾、避免或减少人员伤亡与环境破坏、降低财产损失方面发挥着重要作用。救助飞行队与当地政府合作逐渐加深，其中城市森林灭火是重点合作项目之一。为确保救助直升机能在森林灭火中发挥实效，救助飞行队充分借鉴学习国内外森林灭火先进经验，深入探索吊桶灭火飞行程序与技术，将吊桶灭火科目纳入日常训练范畴，使森林灭火能力得到全面提升。众所周知，直升机吊桶灭火属于高风险科目，稍有不慎就可能引发灾难性后果，因此探讨如何确保救助直升机吊桶灭火作业安全具有重大意义。

[关键词] 救助直升机吊桶灭火作业 安全 措施

中图分类号：D631.6 文献识别码：A

一、救助直升机吊桶灭火简介

用于森林灭火直升机的储水装置有两种形式，一种是将储水箱安装固定在直升機上，并用下垂吸管取水；一种是将取水吊桶外挂在直升机上。当前，救助飞行队采取的外挂吊桶形式，故本文以直升机外挂吊桶形式为例，对直升机森林灭火作业安全进行分析。直升机吊桶灭火步骤分为吊桶安装、取水及投放等。实施吊桶灭火作业时首先将吊桶用钢索与救助直升机外吊挂货钩连接起来，接通吊桶水阀控制线路，然后救助直升机带吊桶起飞，前往取水点取水，最后飞临灭火点上空进行投放，以达到灭火的目的。

二、影响救助直升机吊桶灭火作业安全的因素

灭火吊桶安装要求高、外挂吊桶飞行对直升机自身稳定性的影响、山区地形复杂、取水点净空条件与水下隐藏物、森林火灾浓烟等都严重影响着救助直升机吊桶灭火作业安全。同时，飞行人员吊桶飞行经历与经验、机组人员与地面消防指挥人员之间的沟通也在一定程度上影响着救助直升机吊桶灭火作业安全。

（一）灭火吊桶安装要求高

由于灭火吊桶钢索需要安装在救助直升机机腹下面的外吊挂货钩上，因此首先要在机腹上安装外吊挂货钩，然后将吊桶钢索与外吊挂货钩连接起来，并将吊桶放水阀控制线缆与救助直升机控制接口连接。灭火吊桶装满水后重量近2.5吨，在飞行中还要考虑吊桶摆动，且外吊挂有出现紧急情况能快速脱钩拋放外吊挂物的应急装置，这都对灭火吊桶安装提出了高要求。外吊挂货钩和灭火吊桶安装不符合要求可能导致飞行中钢索在吊桶内缠绕，致使吊桶损坏，无法执行任务，甚至可能会致使外吊挂物意外脱落或紧急情况下无法拋放外吊挂物而发生严重的不安全事件。

（二）外挂吊桶对救助直升机操纵性的影响

灭火吊桶外吊挂于救助直升机外部且处于六自由度运行状态，其受到自身重力、气动力和钢索拉力作用，产生的力矩会对救助直升机的配平特性和操纵响应造成影响，尤其是飞行时吊桶将会产生额外的气动载荷与惯性载荷，这些载荷又会与救助直升机运动相耦合，使得直升机的飞行动力学特性发生变化[1]，从而影响救助直升机的操纵性。

（三）取水区和灭火区净空条件

救助直升机在执行城市森林灭火任务时，大多选择当地水库为取水点。水库一般位于城市的周边地带，四周由山环绕且经常有高压输电线穿越，净空条件较差，外挂吊桶增加了救助直升机刮碰障碍物的风险，对救助直升机低空飞行取水安全造成了影响。同样，森林火灾现场的地势和高压线等障碍物也严重影响着救助直升机的飞行安全。

（四）水下障碍物影响取水安全

在救助直升机悬停取水过程中，水面以下难于发现的渔网、树桩等隐藏物可能会缠住灭火吊桶，使吊桶取水后提取过程受阻，从而迫使飞行员放水撤离，当放水仍无法成功撤离时，则要启动应急拋放程序将吊桶抛弃在取水点，如吊桶内预装有化学灭火剂，可能会造成环境污染或财产损失。

（五）森林火灾产生的高温浓烟影响飞行安全

在执行灭火任务时，考虑到高度超过100米时洒出来的水会出现严重飘移现象，因此救助直升机会尽量降低洒水高度，而低空飞行时，森林火灾产生的浓烟影响飞行员和空勤人员的观察视线，会对飞行能见度产生影响，再加上森林火灾地点地形复杂等，救助直升机吊桶撞山风险增加。

救助直升机在火场上空飞行时，发动机可能会吸入高温浓烟，从而导致进气温度畸变，使发动机发生喘振的风险大幅增加，危及飞行安全[2]。所谓航空发动机压气机喘振，即气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的气流振荡现象。航空发动机压气机喘振的后果十分严重，一旦压气机进入喘振状态，会导致压气机强烈机械振动和热端超温，会在极短的时间内造成航空发动机部件严重损坏。

（六）飞行人员心理素质要求高

在复杂的山地形势和浓烟中飞行时，飞行人员心理压力增大，因此飞行员的心理素质严重影响着灭火飞行安全，尤其是机长的心理素质对灭火飞行安全影响重大，如果机长心理素质较差，事情处置应变能力弱，就会使其他机组成员精神高度紧张，造成思维有效能动性和条理性减弱、信息交流速度变慢以及分析、判断、处置能力下降等问题，不利于飞行安全。

（七）机组人员与地面消防人员沟通配合

为了实现空中与地面协同灭火，在救助直升机执行灭火整个过程中，机组人员和地面消防指挥人员要保持密切的沟通与配合，不同单位沟通方式的差异、救助直升机运行时产生的巨大噪音等在一定程度上影响了机组人员和地面消防指挥人员的良好沟通，从而影响了双方的协同配合。

三、相关安全建议

（一）加强灭火吊桶的安装检查

加强救助直升机外吊挂货钩、灭火吊桶、钢索及控制电缆外观检查，确保其没有缺少部件或损坏，在安装过程中严格按照标准安装程序，并将控制盒组件等固定在救助直升机上，避免发生不正常移动而损坏，重点要检查钢索与吊桶及外吊挂钩之间的连接是否牢靠、钢索是否处于理顺状态，避免飞行中吊桶出现意外脱落或钢索缠绕等事件。

（二）严格执行吊桶灭火飞行程序

在飞行中处于六自由度状态的灭火吊桶产生的力矩会对救助直升机的配平特性和操纵响应造成影响，但人们在设计定型救助直升机时已经考虑到这种影响，并通过飞行手册对飞行速度、坡度等有关参数进行限制，故在执行吊桶任务时，要遵守飞行手册限制要求，严格执行吊桶灭火标准操作程序，禁止超标准运行，以确保飞行安全。

（三）合理选取取水点

在选取水点时，要充分考察取水点的净空条件，深入调查取水点周边山包和高压线等障碍物分布，规划救助直升机进出路线和撤离路线，尽量避免在人口稠密区上空飞行。水面以下是否有隐藏障碍物也要作为衡量取水点是否合适的一个重要标准，尽力提前摸清水下障碍物的分布，在目标水库中选取合适水域作为取水点。

（四）加强着火点的地形侦测

事先考察重点防火山区，了解障碍物总体分布，为接到森林火警任务后详细分析障碍物打下基础。在执行森林灭火任务前，充分做好飞行前准备，摸清了解着火点山包和高压输电线等障碍物分布，在接近灭火点时，机组人员做好侦察，结合当时风向，规划好飞行路线和应急撤离路线，尽量绕开山包和高压输电线等障碍物。

（五）尽量避免进入高温浓烟区

为了避免发动机吸入高温浓烟而引发喘振停车，救助直升机应在上风向区域洒水灭火，持续观察风向变化并调整位置，尽量缩短在浓烟中的飞行时间。发生喘振时，飞行人员按照相应夫人应急处置程序采取应急措施，确保发动机快速脱离喘振状态。

（六）提升机组座舱资源管理水平

执行吊桶灭火任务时，飞行员主要负责救助直升机飞行操控、姿态调整以及应急指令发布等任务，后舱空勤人员则主要负责吊桶的监测与控制，分工不同，所以需要前舱飞行员与后舱空勤人员紧密沟通与合作。因此良好的座舱资源管理是安全执行灭火任务的有效保证。良好的座舱资源管理主要表现在严格执行检查单制度、明确表达控制权的转让、统一标准操作口令与动作、明确出现特情后的分工四大方面。救助直升机在进行吊桶取水與灭火关键时刻，机组人员的精神处于高度集中紧张状态，加强机组座舱资源管理，分配好飞行人员精力、设备和操作资源的控制权对飞行安全至关重要。同时，充分调动后舱绞车手和救生员等资源，通过后舱空勤人员夫人观察和配合，识别航路上的障碍物、烟雾等，以提高吊桶灭火飞行安全水平。

（七）加强机组人员与地面消防人员之间的沟通

在森林火灾扑救行动中，通常情况下是地面消防救援力量和空中灭火力量共同协作，这就需要地面与空中灭火救援力量密切配合与沟通。在日常工作中，要注意增强空地消防救援人员之间的学习交流，相互了解灭火技术、应急处置程序和单位文化，统一沟通方式与方法，以在提高灭火效率的同时确保空地人员安全。

救助直升机与地面消防力量协同作业有利于及时扑灭森林火灾，从而保护环境、减少或避免人员伤亡与财产损失等。本文首先简要介绍了救助直升机吊桶灭火作业过程，然后提出从灭火吊桶安装、外吊挂对救助直升机操控性的影响、取水区与灭火区净空条件、飞行员心理素质、空地消防救援人员的沟通等方面确保、提升救助直升机灭火作业安全，旨在为救助直升机吊桶灭火作业提供一定的参考。

参考文献：

[1]王照瑞，曹义华.吊挂物为刚体模型的直升机外吊挂飞行平衡与稳定性分析[J].南京航空航天大学学报，2015，47（2）：296- 303.

[2]尤延铖，滕健，郑晓刚，周驯黄.航空发动机进气温度畸变研究综述[J].南京航空航天大学学报，2017，49（3）：283- 300.