LH300ATV森林消防系統(tǒng)研制技術(shù)及應(yīng)用前景分析

王 婷，于 水，王紅英，錢學(xué)森

（林海股份有限公司，江蘇 泰州 225300）

1 LH300ATV森林消防系統(tǒng)簡(jiǎn)介

LH300ATV森林消防系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容主要是將ATV全地形車和各種滅火技術(shù)有機(jī)地融合在一起，實(shí)現(xiàn)車輛技術(shù)和消防技術(shù)的完美統(tǒng)一，既可用于林區(qū)的日常巡邏，又可作為獨(dú)立的戰(zhàn)斗單元，在巡邏過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)火情，即可及時(shí)地進(jìn)行撲救和控制，適應(yīng)了森林防火的“打早、打小”的原則，延緩了火勢(shì)擴(kuò)大的速度，為后繼的消防作業(yè)爭(zhēng)取了時(shí)間。

全地形消防系統(tǒng)屬于一種輕型的森林消防裝備，相對(duì)大型的輪式森林消防車和履帶式森林消防車而言，整體價(jià)格較低，在一定的資金投入情況下，可以增加車輛的采購(gòu)數(shù)量，提高林區(qū)的消防覆蓋面積，并可廣泛地應(yīng)用于各級(jí)林區(qū)的森林消防作業(yè)，緩解了貧困地區(qū)森林消防工作的壓力。同時(shí)，該系統(tǒng)日常維護(hù)費(fèi)用相對(duì)低廉，一個(gè)林區(qū)在配備了相應(yīng)數(shù)量的全地形消防系統(tǒng)后，可以實(shí)現(xiàn)“全日制”的林區(qū)巡邏，為森林消防的“早發(fā)現(xiàn)、早撲滅”提供了可能。

目前，我國(guó)森林覆蓋面積約為1.75億hm2，國(guó)有林場(chǎng)4466個(gè)，森林公園1540處，自然保護(hù)區(qū)2194處（2005年12月統(tǒng)計(jì)資料）。以平均每個(gè)地區(qū)采購(gòu)10輛計(jì)算，全國(guó)的市場(chǎng)需求量約在7.5萬(wàn)輛左右，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)潛力。

2 國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

全地形消防車是近年來(lái)西方國(guó)家廣泛使用的消防設(shè)備之一，主要是利用ATV底盤加裝配套的氣罐驅(qū)動(dòng)式高壓噴霧系統(tǒng)配合高效環(huán)保的滅火劑及其他配套裝備對(duì)各類火源進(jìn)行撲滅，是消防初期打火的精良裝備，并可用于搶險(xiǎn)、救災(zāi)、防疫等領(lǐng)域（見(jiàn)圖1）。

圖1 國(guó)外基于ATV平臺(tái)的消防車

同時(shí)，水滅火技術(shù)在當(dāng)今許多發(fā)達(dá)國(guó)家的使用越來(lái)越廣泛，技術(shù)越來(lái)越成熟，是森林火災(zāi)首選的滅火方法和手段。消防水泵、水罐消防車、水罐滅火飛機(jī)等是這些國(guó)家必備的森林消防設(shè)備。平均每次火災(zāi)受害森林面積是綜合反映一個(gè)國(guó)家火災(zāi)預(yù)防措施和撲救能力的一個(gè)重要指標(biāo)，這一指標(biāo)先進(jìn)的國(guó)家如德國(guó)為1.03km2，瑞典1.1km2，日本1.86km2，美國(guó)15.6km2。水滅火技術(shù)的普遍應(yīng)用使得這些發(fā)達(dá)國(guó)家的消防隊(duì)伍具有較強(qiáng)的火場(chǎng)控制能力，從而減少了森林火災(zāi)的損失。

圖2 傳統(tǒng)的森林滅火裝備

我國(guó)是森林火災(zāi)損失嚴(yán)重的國(guó)家，目前全國(guó)林區(qū)有森林警察部隊(duì)和地方專業(yè)撲火人員數(shù)十萬(wàn)人，手持式風(fēng)力滅火機(jī)、二號(hào)工具和背負(fù)式手動(dòng)滅火水槍等小機(jī)具是他們的主要撲火裝備（見(jiàn)圖2）。由于這些裝備在技術(shù)性能得到充分發(fā)揮時(shí)也只能直接撲滅中等強(qiáng)度的地表火，多年來(lái)形成的風(fēng)力滅火機(jī)加二號(hào)工具的撲火模式已不能適應(yīng)撲救森林大火的需要。專業(yè)撲火隊(duì)伍快速反應(yīng)能力差和火場(chǎng)控制能力薄弱，是我國(guó)平均每次火災(zāi)面積較大的重要原因。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，發(fā)展航空滅火和化學(xué)滅火是國(guó)際上的成功經(jīng)驗(yàn)，但其受到我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施和林區(qū)經(jīng)濟(jì)條件的制約，需要經(jīng)歷相當(dāng)漫長(zhǎng)的道路。因此，在林火撲救中發(fā)展和推廣水滅火配套技術(shù)以替代現(xiàn)有的撲火模式或與現(xiàn)有的撲火模式配套使用，是短期內(nèi)迅速提高專業(yè)撲火隊(duì)伍火場(chǎng)控制能力、減少火災(zāi)損失的現(xiàn)實(shí)而又可行的技術(shù)路線。

3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)

近幾年來(lái)，水滅火技術(shù)（包括細(xì)水霧技術(shù)和水泵串聯(lián)技術(shù)）以其方便、高效、環(huán)保已得到各森林消防單位的高度重視，隨著國(guó)家森林防火滅火技術(shù)研究的發(fā)展和國(guó)家政策的支持，國(guó)內(nèi)已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出輕型森林消防泵、輪式森林消防車、車載可卸式森林消防裝置、履帶式森林消防車和便攜式長(zhǎng)距離山地供水滅火系統(tǒng)等森林消防設(shè)備，并投入使用接受了實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，比較系統(tǒng)地解決了我國(guó)不同林區(qū)條件下用水撲救森林火災(zāi)的設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。而許多林場(chǎng)已建成或計(jì)劃建造的山林蓄水池也為水滅火技術(shù)的推廣和使用提供了方便，并進(jìn)一步推動(dòng)水滅火技術(shù)的發(fā)展。

由于水并非隨處可得，在解決我國(guó)林區(qū)特定條件下水的載運(yùn)、輸送和噴灑配套設(shè)備的問(wèn)題之前，水滅火技術(shù)在缺水的林區(qū)便難以推開(kāi)。而細(xì)水霧技術(shù)的發(fā)展則為水滅火技術(shù)的推廣和應(yīng)用起到了促進(jìn)作用。我國(guó)20世紀(jì)90年代末開(kāi)始進(jìn)行細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)工作,并列為國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目。其主要是參照美國(guó)NFPA750標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合我國(guó)實(shí)際應(yīng)用情況開(kāi)展各項(xiàng)研發(fā)工作,至此已經(jīng)相繼開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的細(xì)水霧滅火系統(tǒng),目前已有產(chǎn)品問(wèn)世及應(yīng)用（見(jiàn)圖3）。

圖3 單相高壓細(xì)水霧技術(shù)應(yīng)用

高壓氣體驅(qū)動(dòng)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)也已日趨發(fā)展，并有成熟產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑、船舶、電氣方面等的消防工作，因此我們的高壓泵驅(qū)動(dòng)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)在管路設(shè)計(jì)、噴嘴設(shè)計(jì)等方面完全有可能借鑒其成熟的經(jīng)驗(yàn)，完善設(shè)計(jì)。

4 項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

LH300ATV森林消防系統(tǒng)一般由細(xì)水霧消防全地形車、消防泵接力傳輸消防全地形車、風(fēng)力滅火消防全地形車和人員運(yùn)輸消防全地形車組成。該系統(tǒng)項(xiàng)目的目標(biāo)就是利用全地形車底盤通過(guò)能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性能優(yōu)越的特點(diǎn)，與森林消防的水滅火和風(fēng)滅火先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的融合，使其具有體積小、動(dòng)力強(qiáng)勁、機(jī)動(dòng)靈活、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，提高森林消防部隊(duì)的快速反應(yīng)能力。

（1）我們通過(guò)對(duì)公司現(xiàn)有的ATV成熟產(chǎn)品的對(duì)比分析，最終采用我公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LH300ATV全地形車底盤作為載體進(jìn)行研發(fā)。該款全地形車獲得多項(xiàng)國(guó)家專利和國(guó)際認(rèn)證，自面世以來(lái)已快速占領(lǐng)了國(guó)際市場(chǎng)，遠(yuǎn)銷歐盟、美國(guó)等國(guó)家。該車外形穩(wěn)重大方，裝備國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的林海300cc水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)勁，性能可靠，采用先進(jìn)的CVT傳動(dòng)系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)便，超寬越野輪胎，四輪驅(qū)動(dòng)，通過(guò)能力強(qiáng)，可適應(yīng)在各種道路上長(zhǎng)時(shí)間行駛，具備了森林消防用車的條件，是森林消防車的良好載體（見(jiàn)圖4）。

圖4 LH300ATV全地形車

圖5 高性能散熱器

（2）為適應(yīng)在森林道路中車輛全裝備上坡的需要，避免發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱和離合器打滑，對(duì)車輛的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，采用高性能的冷卻風(fēng)扇和散熱器見(jiàn)（圖5）；同時(shí)對(duì)CVT傳動(dòng)系統(tǒng)中的皮帶和離合器進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)試驗(yàn)獲得理想的離合器配置。

（3）為保證車輛在森林道路上的安全性，對(duì)車輛的剎車性能進(jìn)行改進(jìn)，提高剎車系統(tǒng)的制動(dòng)性和耐久性，采用多缸液壓剎車泵及大尺寸的碟剎盤見(jiàn)（圖 6）。

圖6 后制動(dòng)系統(tǒng)

圖7 雙支撐系統(tǒng)

（4）為提高車輛的承載能力，對(duì)車輛的減震系統(tǒng)的彈簧直徑和圈數(shù)作了優(yōu)化調(diào)整，并配備雙減震系統(tǒng)（見(jiàn)圖7）；

（5）該系統(tǒng)森林消防車均配備了先進(jìn)的水滅火裝置。水滅火是當(dāng)今許多發(fā)達(dá)國(guó)家首選的林火撲救方法，也是國(guó)內(nèi)正在積極推廣的一種森林消防先進(jìn)技術(shù)。水的比熱容量和汽化潛熱大，在升溫和汽化時(shí)可吸收大量的熱；水在常壓下汽化時(shí)體積膨脹約1603倍，水蒸氣可有效地稀釋燃燒區(qū)域內(nèi)可燃?xì)怏w和氧氣的濃度；水膜對(duì)可燃物的覆蓋能阻止氧氣參與燃燒反應(yīng)，這些性質(zhì)使水成為理想的天然滅火劑，并具有環(huán)保的特性。因而，森林水滅火技術(shù)具有較強(qiáng)的火場(chǎng)控制能力，從而可以大大減少森林火災(zāi)的損失。

（6）目前國(guó)內(nèi)的移動(dòng)細(xì)水霧主要采用高壓氣罐驅(qū)動(dòng)技術(shù)（見(jiàn)圖8），是一種雙相細(xì)水霧技術(shù)，工作時(shí)間短，設(shè)備要求高，價(jià)格昂貴，存在一定的安全隱患，并且需要配置相應(yīng)的高壓充氣設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)細(xì)水霧技術(shù)，同時(shí)避開(kāi)氣罐噴霧技術(shù)，我們采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的具有陶瓷柱塞和陶瓷缸技術(shù)的高壓泵配備小型汽油機(jī)為驅(qū)動(dòng)力，對(duì)水流進(jìn)行增壓，并匹配進(jìn)口增壓霧化水槍，產(chǎn)生高壓水霧，在極短時(shí)間內(nèi)在火焰表面形成高壓水霧層，通過(guò)降溫和隔絕空氣撲滅初期火和表面火，達(dá)到消防目的，同時(shí)減少用水量（見(jiàn)圖9）。

圖8 高壓氣罐驅(qū)動(dòng)細(xì)水霧

圖9 汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)細(xì)水霧

（7）除配備高壓細(xì)水霧裝置外，該消防系統(tǒng)還配水泵滅火裝置，采用Φ65接口，可方便與消防栓、消防水罐車連接，在林區(qū)有水源的地方可通過(guò)水泵串聯(lián)的方式進(jìn)行消防撲火作業(yè)（見(jiàn)圖10）。

圖10 水泵滅火裝置

圖11 大型履帶式裝甲森林滅火車

（8）目前國(guó)內(nèi)的滅火裝置的載體多為輕型客貨兩用車、輕型貨車、J50型集材拖拉機(jī)、中型貨車以及多功能型履帶式森林消防車（見(jiàn)圖11）。這些裝備在我國(guó)的森林消防作業(yè)中發(fā)揮了積極有效的作用。然而，由于這些裝備體積、重量相對(duì)龐大，機(jī)動(dòng)性相對(duì)較弱，并且需要專業(yè)人員駕駛，因此很少作為巡邏車輛使用，一般是在接到火警之后才出發(fā)，延誤了最佳撲救時(shí)機(jī)。而LH300ATV森林消防車實(shí)現(xiàn)了滅火技術(shù)和車輛的另一種結(jié)合方式。相對(duì)于前幾種載體而言，更加機(jī)動(dòng)和靈活，并可用于大規(guī)模地執(zhí)行日常的巡邏工作，對(duì)在巡邏過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的火警即可進(jìn)行及時(shí)的撲救和控制，實(shí)現(xiàn)了林區(qū)火警“發(fā)現(xiàn)即撲滅”的快速反應(yīng)。

5 應(yīng)用前景

LH300ATV森林消防系統(tǒng)作為新生的消防產(chǎn)品，將普通的交通工具與先進(jìn)的消防滅火技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一種新型的消防方式，填補(bǔ)了消防領(lǐng)域的空白；同時(shí)，作為公司的主要消防產(chǎn)品之一，從設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)各方面層層把關(guān)，關(guān)鍵零部件均采用處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位的產(chǎn)品或進(jìn)口產(chǎn)品，性能卓越，完全保證整個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)水平和制造質(zhì)量維持在一個(gè)較高的層次。

目前，隨著全球氣候變暖和森林消防技術(shù)裝備的發(fā)展滯后，森林火災(zāi)存在高發(fā)趨勢(shì)，給國(guó)家和廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大的安全威脅。而LH300ATV森林消防系統(tǒng)的研發(fā)將極大地滿足廣大林區(qū)的需求，在投入不大的情況下（每支消防隊(duì)根據(jù)實(shí)際需要配備多臺(tái)消防摩托車，每臺(tái)車采購(gòu)價(jià)約3萬(wàn)元），補(bǔ)充和壯大了消防力量，使林區(qū)的消防水平迅速步入現(xiàn)代化進(jìn)程，并產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

因此，為實(shí)現(xiàn)好、維護(hù)好、發(fā)展好廣大林區(qū)群眾的切身利益，為林區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造良好的消防環(huán)境，保障國(guó)家林業(yè)資源的安全，有必要在政府消防管理部門的技術(shù)指導(dǎo)和政策配合下，逐步推進(jìn)LH300ATV森林消防系統(tǒng)這項(xiàng)科研項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化。