森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

波音747飛機被改裝成了巨無霸空中滅火機

森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

俄羅斯別-200

森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

烏克蘭安-32

森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

CL-415滅火飛機

森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

波音的DC-10-10滅火型運輸機

森林火災對空中滅火裝備研製的啓示

俄羅斯伊爾-76滅火飛機

全球的火災季節正在延長,發生地區在增加,全球火情變得空前活躍。美國林業部發布的數據顯示,美國森林火災每年摧毀的面積是30年前的2倍,火災季節比1970年延長了78天。加拿大森林覆蓋率較高,山區森林火災並不稀奇,大火所在的艾伯塔省在2015年的5月以來就發生了330起森林火災,是往年平均數的兩倍多。

使用飛機進行空中滅火被公認爲是最有效的滅火方法,相對於地面滅火而言,飛機滅火速度快、更易於接近火場以及更便於對火情的發展進行空中偵察和監測,滅火飛機的研製和開發受到世界各森林大國的重視和關注。

航空滅火發展過程

飛機用於森林滅火始於1919年,第一架用於森林火災偵察的飛機是一戰的JN-40和DH-4型飛機,僅在1919年這一年就有十幾架飛機用於空中森林巡護,巡視從Lassen山區到墨西哥邊境的加利福尼亞地區的森林,當年就發現550起火災,從此,飛機成爲了森林火災巡護的主力。有記載的使用飛機滅火則是在1921年,而首次使用飛機在空中投水滅火則是在1930年,一架三發飛機在火場上空投下一個裝滿水的木製啤酒桶,在1944年,美國飛行員Carl Crossley在他駕駛的KR-34型飛機座艙的前部安裝了一個45加侖的水箱,在森林火場上空實施投水。直到20世紀50年代,二次世界大戰和朝鮮戰爭後淘汰下來的軍用飛機由於飛機本身的設計上具有偵察、投彈功能,且機動特性良好,能滿足森林滅火的森林巡護和空中投水的技術要求,將軍用飛機改裝成滅火飛機成爲二戰後退役軍用飛機的一大用途,也是森林航空滅火飛機的主要機型,主要使用和改裝二戰後退役的PT-17和N3N軍用雙翼飛機。然而,隨着滅火的使用,二戰時期的軍用飛機逐漸破舊,性能下降,飛機的維護問題凸顯,而更多現代化的軍用飛機如洛克希德P-3“獵戶座”和C-130“大力士”成爲滅火飛機的主力機型。除了軍用飛機以外,大型的商用飛機如道格拉斯DC-6、DC-7,馬丁Mars,以及俄羅斯的伊爾-76也被改裝成爲滅火飛機。被改裝的直升機如西科斯基“黑鷹”也頻繁地出現在森林滅火中,特別是從火場救出滅火人員和受傷者,以及在較小的火情下投水和化學滅火劑滅火,進行火場的掃尾工作等。

將固定翼飛機和直升機改裝爲滅火飛機是世界各國發展空中消防力量的通常做法,而首架專爲滅火而設計的飛機是加拿大龐巴迪宇航公司的水陸兩棲滅火飛機CL-215/415,已成爲加拿大和法國森林火災探測和滅火的主力機型,它還可以兼做海上救援使用,廣泛應用於加拿大、法國、希臘、意大利等國。CL-215的投水高度30米,水箱安裝在機腹,載水量4.5噸,可在水面汲水和在機場注水。CL-415是在CL-215的基礎上改進了發動機和航電設備,可在火區上空惡劣的天氣飛行,並可在有浪的海面汲水。CL-415載水6噸,投水速度110節,投水高度爲30米。俄羅斯的別-200是一款滅火救援多用途兩發渦扇飛機,主要在俄羅斯本國使用,1998年首飛,取得了俄羅斯滅火飛機證書,飛機在水面用14秒的時間可汲水12噸,最小投水速度220千米/時,投水時間0.8~1.0秒,一次滿油可投水310噸。日本在20世紀70年代研製的US-1飛機是一款性能很好的水陸兩棲飛機,改進型US-2飛機正在進行滅火型改進,最大載水量達到12噸,但未見進展的相關報道。2017年12月24日,我國大型水陸兩棲滅火飛機AG600已完成首飛。AG600飛機最大載水量12噸,可在12秒內汲滿,投水高度50米,一次滿油可投水370噸左右。

大型滅火飛機的研製成爲歐美國家滅火飛機發展的趨勢,目前正在使用DC-10,也稱之爲Tanker 910,可載水45360升,單次出動的噴灑面積可達15米×1600米,在最近美國的幾場大火中表現不錯。俄羅斯的伊爾-76大型運輸機改裝的滅火飛機,可裝近50000升阻燃劑,和美國的DC-10差不多,主要用於對付大面積的火場撲滅。該機除了在俄羅斯的滅火行動中大展身手外,還曾參加過希臘、澳大利亞等國的大型滅火行動。由波音747客機改裝的滅火飛機,稱爲超級滅火飛機,是目前使用的最大的滅火飛機,可以運載80噸水或者77600升阻燃劑進行滅火作業,一次灑水可覆蓋3英里長的火場,相當於普通消防飛機的16倍。改裝者認爲,超大的載水量可在滅火過程中節省時間和成本,一次載水可在多個火點投放,滅火效能更高。

除了民用飛機通過改裝用於滅火,緊急調用軍用飛機支援森林滅火任務也是各國的普遍做法。大型軍用飛機作爲滅火支援力量是各國政府對其國民財產和國家資源的一種保護方式。如美國將陸軍和海軍直升機用於滅火已經很多年了。雖然軍用固定翼運輸機用於滅火不是其主要任務,但飛機加裝投水系統並對其飛行員進行投水訓練一直是各國軍隊開展的一項任務。軍用運輸飛機成爲滅火和人道主義任務的補充力量,通常這些軍用飛機的載水量比民用滅火飛機大很多,可直接用於撲滅林火和構築防火線。民用大型滅火飛機通常是民用運輸飛機改裝而成,內裝固定式水箱,這和軍用飛機不同,軍用飛機後部開門,方便投水系統拆裝。

我國森林防護措施

我國的森林消防上採用民用和森林武警結合的形式,森林武警主要機型是直8改裝的滅火直升機,該機配有加拿大生產的BB7590型消防吊桶,最大載水量3噸,可在水深2.5米以上的水源點進行取水,以160千米/時的速度飛往火場上空進行滅火作業。在3小時續航時段裏,如從距離火場50千米的水源取水,可灑水30餘噸。

在1987年5月的那場大興安嶺森林火災之後,我國也曾將水轟5飛機改裝爲森林消防飛機,填補了我國水上飛機森林滅火的技術空白。該機機艙內安裝的水箱容積爲8.3立方米,可在10~15秒灌滿,而其投水時間爲1~1.5秒,投水面積爲200×20平方米,平均投水厚度爲1.5毫米,可對付很多大火災,後來在黃島油庫火災中發揮了作用。

東北航空護林是我國開展航空護林最早、發展最完善、開展項目最多的林區,現每年春秋火險季節投入航護飛機,開展空中巡邏、火場偵察、空投火報、拋撒傳單、空投空運、火場急救、火場服務、傘降滅火、機降滅火、索降滅火、吊桶滅火、機腹水箱滅火、化學機羣滅火、投彈滅火等10多項防撲火業務,特別是直接撲火項目的開展更是充分發揮了空中優勢。

西南航空護林總站從1985年恢復至今,已先後建成百色、思茅、成都、西昌、保山、麗江6個航空護林站和道孚直升機起降場。6個航護站先後使用民航和部隊運5、運12、米-8、貝爾212、直9、“黑鷹”、米-171等10餘種機型,在航空直接滅火方面已經積累了一定的經驗。

據有關部門統計,如果我國發生類似加拿大艾伯塔省這樣的森林大火,全國可調動的能用於航空滅火的航空器只有30多架。鮮明的數字對比顯示了我國森林航空消防與國際先進水平的巨大差距。當前,航空滅火已經成爲國際森林防火的發展趨勢,也是衡量一個國家森林防火水平的重要標誌。世界發達國家都將大型消防飛機作爲“有備無患”的戰略儲備,如美國將大型軍用運輸機改裝爲滅火飛機,以及波音747飛機改裝成超級滅火飛機,日本也有意將US-2飛機改裝爲滅火飛機,都顯示了大型航空滅火裝備在森林火災中的威力。我國研製的AG600飛機是我國現役滅火飛機中的大型飛機,將填補我國缺少大型滅火飛機的空白。

我國的森林研究學者根據森林燃燒環理論,結合植物區劃和年降水量分佈等,將我國森林劃分爲3個火險等級和8個火險區,我國東北和西南各有一個一級重點火險區,和各有一個二級火險區,根據不完全統計,這四個區的火災次數佔到全國火災總次數的90%以上。在東北林區,加格達奇和根河這兩個護林站是大興安嶺林區的主要防護力量,兩機場相距大約200千米,覆蓋林區的範圍達到了近400千米,應在兩機場配置數量較多的大型滅火飛機,便於發生重大森林火災時迅速組成滅火機羣。海拉爾在大興安嶺林區邊緣,附近水源也較豐富,故在海拉爾也配置一定數量大型滅火飛機,即可滿足高火險時段的滅火要求。西南林區每年的火災次數佔全國森林火災發生總次數的80%以上,發生重大火災的次數多集中區域面積爲35.6×104平方千米,此區域內有4個機場(迪慶、西昌、思茅、巫家壩)滿足大型飛機起降條件,機場覆蓋範圍爲180千米,水源距離火場大約在40千米。建議在這4個機場有選擇性地配置大型滅火飛機,一旦發生重大火災,快速集結到火場附近的機場,組成滅火機羣,向火場進行投水滅火作業。

就目前來看,加快推進森林航空消防事業發展已經成爲補足我國森林防火“短板”的當務之急,建議國家繼續加大規模投入,大力增加森林航空消防飛機數量,尤其是在購置一定規模的超大型滅火飛機基礎上適當裝備一批中型滅火飛機,打造一定的規模數量來改善當前的不利局面。同時,還應加強航空護林通用機場和取水場地等基礎及保障設施的建設,充分發揮航空護林的巨大優勢,才能做到未雨綢繆。

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