航空器消防救援真火实训系统研究

■ 徐佳 中国民用航空飞行学院基建与机场处

根据对2005 年至2014 年十年间航空器事故的统计[1，2]，飞机火灾事故占航空器事故的8%，且飞机火灾事故死亡率极高，高达50%。由此可见，航空器火灾事故救援是航空器事故救援的主要组成部分，对飞机火灾的扑救能最大限度挽救人员生命和减少经济损失。我国目前除航科院在武汉天河国际机场建造的1:1 比例航空器消防救援真火实训系统和广州白云机场简易型系统[3]外，尚无其他航空器真火训练设施，因此我国民航消防员缺乏扑救航空器真实火灾的经验和能力，是制约我国民航安全发展的短板[4]。建立适应我国实际情况的航空器消防救援真火实训系统有助于进一步提高我国民航安全水平。

一、航空器消防救援训练需求分析

（一）消防社会化要求

2016 年至2017 年，公安部等十三部委以及国资委等三部委先后的行文[5,6]，奠定了我国消防社会化的基础。消防社会化对我国机场消防的主要影响在于武警消防部队撤出机场，机场建立专职消防队伍。武警消防部队撤离机场给机场消防安全保障带来巨大挑战。一方面，对于原来与武警消防部队签订保障协议的这部分机场，亟须从零开始建立自己的专职消防队伍；另一方面，对于已建立机场消防队伍的机场，需要进一步完善机场消防队建设。民航机场消防救援与常规消防救援存在一定区别，以往民航消防员训练参照常规消防训练模式将无法继续适用于机场消防的专业需求。为适应消防社会化的要求，现阶段机场建立专职消防队伍不仅包括消防队伍建设，还包括消防训练系统等项目的建设。

（二）机场消防保障要求

现阶段我国各运输机场基本按照《民用航空运输机场飞行区消防设施》[7]和《民用航空运输机场消防站消防装备配备》[8]的规定配备机场消防装备和机场消防人员。根据调研，我国各地区机场均能按照标准足量配备机场消防设施、设备，人员数量也能基本满足机场消防安全保障需求。然而，机场消防安全的保障绝不仅限于设施、设备和人员的配置，更在于关键时刻设施设备能否正常运转、消防车能否按时出动和到达、人员是否具有相应的扑救知识和能力储备等。由于我国尚缺乏全国性的机场消防员准入和训练标准，导致全国机场消防人员素质差异较大，无法保证消防救援人员全部得到充分的训练，也无法确保机场相关消防设施设备完全得到妥善维护。因此，现阶段我国机场消防救援保障能力与机场实际应急救援需求存在一定差距。

（三）国际趋势要求

纵观全球，美国、英国、新加坡等国家和地区均拥有功能完备的航空器消防真火实训体系。美国达拉斯沃斯堡机场[3]、德州农工大学拓展服务中心[9]等机构不仅拥有完善的机场消防员真火训练体系，还面向全球提供培训服务；英国民航总局成立了国际民用航空消防员培训学校[10]，面向欧洲乃至全球培养民航消防员；新加坡民航学院拥有各型航空器真火实训平台，服务全国的航空器真火实训。由此可见，航空器消防救援真火模拟器是各国机场消防实训的必要组成部分，航空器消防救援真火实训已在国际上作为民航机场消防救援训练的必修科目[11]。航空器消防救援真火实训是民航消防员区别于城市消防员的训练科目，因其能全方位模拟飞机火灾，对提高消防员消防救援保障水平有决定性作用。

二、航空器消防救援真火实训系统

2018 年4 月，中国民航科学技术研究院[12]在武汉天河机场建成的B737-800 全尺寸真火实训系统是我国唯一的航空器消防救援真火实训系统，服务于全国机场消防员的真火训练，该系统模拟了引擎火、起落架火和流淌火等火灾场景。按照系统的构成本文总结了国际国内的航空器消防救援真火实训系统建设情况[13，14]，系统主要包括航空器模拟器、燃烧池、控制和支持系统等部分。

（一）航空器模拟器

航空器模拟器是航空器消防救援真火实训系统的主要组成部分，可以开展航空器结构熟悉、航空器破拆和航空器火灾扑救等训练，机场消防员训练围绕着航空器模拟器展开。

航空器模拟器机型选型一般根据实际训练需求确定。对于机场而言，一般选择该机场起降频次最高的机型进行模拟器设计；对训练机构而言，模拟器的选型更为丰富，除主流运输机型外，还兼顾通航机型，为提高效率还采用组合机型的方式设计模拟器。

航空器模拟器模拟各类飞机火灾场景，包括外部火灾和内部火灾。外部火灾场景主要有油箱泄漏的地面流淌火灾、发动机火灾、机轮/ 起落架火灾等；内部火灾场景主要包括客舱火灾、驾驶舱火灾、货舱火灾、厨房火灾、卫生间火灾和APU 火灾等。不同部位燃烧材料火灾蔓延和燃烧特性有差异，因此在火点设计时要考虑此问题，合理布置火点和调整火功率大小，在保证安全的前提下真实模拟火灾火点温度、火焰高度等。

（二）燃烧池

燃烧池一般置于航空器模拟器下方，模拟各类航空器事故中如油箱破裂、机翼断裂等原因引起的燃油泄漏火灾，用于训练机场消防员对地面火灾的响应、控制和扑救能力。燃烧池的设计主要包括燃料的选择和尺寸设计。

燃料类型包括燃油型和燃气型。燃油型燃烧池是以漂浮于燃烧池水面的浮油作为燃料，各种燃烧场景和过火面积由燃烧池不同区域引入浮油控制，模拟火灾的逼真性高。其缺点是环境污染、可控性低、重复性差等。燃气型燃烧池一般采用丙烷燃料，液体丙烷经由管道输送至燃烧区的气体燃烧器，通过传感器监视灭火剂作用的位置、数量和持续时间，自动调整燃气流量以控制火势大小，达到模拟真实燃油泄漏火灾扑救反馈的目的。燃气型燃烧池相较燃油型燃烧池有烟雾小、污水少、灵活性高等优势。

燃烧池的尺寸设计有经验法和机场等级法两种方式。经验法是根据丙烷燃料模拟器实际运行经验确定燃烧池大小；机场等级法根据机场起降最多机型参数计算实际关键火灾区域（PCA）面积确定燃烧池尺寸。（见表1）

表1 机场等级-燃烧区尺寸对照表

（三）控制和支持系统

1. 控制系统

控制系统是航空器消防救援真火实训体系的“神经中枢”，在控制各火点开启和关闭的同时，有效监控系统的运行安全。控制系统包含多个火灾模块，通过启停相应模块模拟不同部位火灾，通过传感器信号监测灭火剂用量，通过控制燃料流量调节火势大小，通过监控模拟器室内外温度等保证训练安全。

控制系统主要包括燃料输送、冷却、点火、灭火和应急程序等单元。航空器消防救援真火实训系统工作程序包括系统自检、点火、灭火等步骤。火灾模块启动前，系统进行舱内燃气浓度检测、冷却单元工作状态检测等，若状态正常则进入燃料配送和点火程序，否则直接跳转应急程序；火灾模块点火完毕，系统通过温度传感器和视频信号掌握火灾状态，未在规定时间内控制火势则训练失败，进入应急程序。

2. 支持系统

支持系统是航空器消防救援真火实训系统的“经络”，也是系统不可缺少的一部分。支持系统为航空器消防救援真火实训系统平稳和安全运行提供支持，主要包括燃料储运管路和冷却水系统。燃料储运包括燃油或燃气储罐，根据训练用量确定罐体大小，根据实际情况确定罐体布置方式等；冷却用水包括燃烧池冷却及模拟器冷却用水，通过系统水需求分析决定水罐储量，通过环境情况确定水罐布置方式等。

三、我国航空器消防救援真火实训系统建设建议

当前，随着民航客货流量的大幅增长，航空安全问题变得敏感而严肃。消防社会化、机场保障能力以及国外实践情况都亟待我国进一步完善民航消防训练系统、提高我国机场消防的安全保障能力。

美国联邦航空局咨询通告AC150/5210-17C（机场消防员培训项目）和AC150/5220-17B（航空器消防救援训练设施）为航空器消防救援真火实训系统建设提供参考，咨询通告对机场消防员培训时限、训练科目、训练设施等作出详细规定。我国也在不断完善我国航空器消防救援培训体系建设，颁布了《航空器消防救援真火实训系统建设规范》，进一步夯实了我国机场消防救援保障的制度基础。

航空器消防救援真火训练是通过模拟航空器真实火灾情境达到训练民航消防员火灾适应心理、火灾扑救能力和应急救援能力的重要训练内容，但由于该系统训练重复性差和价格昂贵的短板使其全面推广建设存在阻碍，目前的训练设施设备无法满足全国民航消防训练的需求。我国应积极探索航空器消防救援真火训练模式，充分发挥有限资源的最大效用，服务于我国民航高质量发展。