一種全地形重災搶險救援消防車

中國重汽集團泰安五岳專用汽車有限公司 張紀華 陳海松

介紹了一款在地震、抗洪、臺風、山體滑坡、建筑坍塌等極端氣候和地質(zhì)突變所引發(fā)的惡劣路況環(huán)境下，能夠?qū)嵤岆U救援的最新裝備，該車針對重大災難下的應急救援，集絞盤、照明、吊機、叉車于一體，增強了單車作戰(zhàn)能力，功能性得到極大延伸。

國內(nèi)應急救援裝備普遍存在功能單一、技術(shù)水平差、集成化程度低、機動性差、數(shù)量不足等缺點。目前在消防車領域并沒有一款集絞盤、吊機、照明、叉車于一體的專業(yè)化裝備來應對山體滑坡、洪澇等地質(zhì)災害、惡劣氣候下的搶險救援。國內(nèi)的消防車改裝廠家有一些相似的產(chǎn)品，但其產(chǎn)品多為較簡單的配置形式，配置大量的搶險救援器材，而忽略了大噸位的搶險裝備。目前國內(nèi)還尚未有集成方艙式，且集高涉水、強牽引、大吊舉、全地形、高機動于一體的搶險救援車問世。未來的發(fā)展趨勢，將向著空地一體化協(xié)同作戰(zhàn)，運用空中力量偵查，地面力量救援的保障體系。因此，開發(fā)一款全新的并具有以上功能集成的應急搶險救援消防裝備勢在必行。

整車布置

根據(jù)GB 7956.1-2014《消防車 第一部分：通用技術(shù)條件》的定義，搶險救援消防車主要裝備搶險救援器材、隨車吊或具有起吊功能的隨車叉車、絞盤和照明系統(tǒng)，用于在災害現(xiàn)場實施搶險救援。因此，整車至少要配備絞盤、吊機或叉車、照明燈、搶險救援器材，才能滿足標準的要求。

總體要求主要考慮的技術(shù)參數(shù)為：設計整車外廓極限尺寸（長×寬×高）為12000mm×2500mm×4000 mm，滿載總質(zhì)量27000kg，前/后軸荷為7000/20000 kg，最高車速為90km/h，最大涉水深度為1.2m，最大爬坡度60%，10噸級液壓絞盤，10噸級隨車吊機，4000 W升降照明燈，2噸級越野叉車（存放于方艙內(nèi)），方艙采用模塊化集成，具有互換性。

整車布置時，不但要考慮軸荷分配，還要考慮到整體美觀、協(xié)調(diào)，因此在具體的設計方案時，把照明燈布置在駕駛室頂部，吊機布置在中部，絞盤布置在車體前部，車輛后部布置兩個可拆卸的方艙，分別為器材方艙和叉車方艙，并將叉車布置在叉車方艙內(nèi)，整車外觀如圖1所示。

圖1 整車外觀圖

系統(tǒng)選型

底盤的選型對于整車來說至關(guān)重要，關(guān)系到上裝完成后整車的可靠性與安全性，應根據(jù)具體的使用環(huán)境和應用工況來確定。為應對地質(zhì)突變造成的惡劣路況，結(jié)合整車布置中提到的總體要求，從以下幾個方面對底盤進行選型。

1. 發(fā)動機

發(fā)動機功率要達到294.2kW,在額定轉(zhuǎn)速1000r/min的情況下確保最大扭矩為1900N·m，以保證充足的動力性能；排放標準為國V，發(fā)動機應為國際知名品牌；優(yōu)先選擇手動變速器，檔位數(shù)10+2，帶直連式取力器，方便上裝的液壓絞盤和隨車吊機提供取力；分動箱必須帶高低檔，分扭比1:3；車橋的驅(qū)動形式為6×6全輪驅(qū)動，以應對復雜的野外路況；前橋采用鑄鋼轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋應選用雙聯(lián)驅(qū)動橋，帶輪間、軸間差速鎖，確保在壞路面上的通過能力；懸掛采用半橢圓鋼板彈簧型式，帶筒式減震器及橫向穩(wěn)定桿；輪胎選用14.00R20全鋼子午線輪胎，并配備輪胎中央充放氣系統(tǒng)；整車需滿足最大涉水深度要求1.2m，最大爬坡度為60%，并具有國家公告。

2. 絞盤

根據(jù)整車使用工況，安裝絞盤的主要目的是在應急救援下用于搶救損壞的或陷入淤泥中的各種車輛、設備，并可實施拖拽重物，進行自救及互救等。因此，優(yōu)先選用液壓絞盤，布置形式為前置；配備鋼絲繩出繩導向裝置，使絞盤在鋼絲繩出繩俯仰角度-5°～+5°、左右偏角-10°～+10°范圍內(nèi)能夠達到額定拉力； 具有自動排線功能，保證絞盤在收、放繩過程中不出現(xiàn)亂繩的現(xiàn)象；液壓絞盤的操作多為手動控制液控閥來實現(xiàn)絞盤動作的單一操作模式；考慮到使用時的安全性，應增加一套氣控操作。絞盤外觀見圖2。

圖2 絞盤

絞盤主要設計參數(shù)為：驅(qū)動型式為液壓，額定牽引力達到100kN，額定壓力為11MPa，過載保護壓力為16 MPa，工作環(huán)境溫度滿足-41°C～+46°C，鋼絲繩直徑為 16mm， 鋼絲繩長度不小于50 m。

3.照明燈

照明燈主要用于夜間的應急搶險救援照明，其功率需足夠大，滿足整個照明系統(tǒng)在50m處的各測試點照度不小于5Lx；由隨車攜帶的發(fā)電機組提供動力，發(fā)電機功率不應小于10kW；照明燈的操作采用遙控操作，夜間照度測試見圖3。

其主要設計參數(shù)為發(fā)電機功率不小于10kW，主照明燈功率不小于4kW，離地高度大于6m，可確保俯、仰角90°，水平360°，升降桅桿形式采用氣動。

圖3 照明燈

4.吊機

根據(jù)總體設計方案，考慮軸荷比例，將吊機的安裝結(jié)構(gòu)暫定為中置式，布置在駕駛室后部、方艙的前部，形式為折臂式隨車起重機，性能參數(shù)要滿足最大起吊質(zhì)量11t，最大工作幅度13m，以應對重災下的搶險救援。吊機的主要功能有兩個：其一是車輛自身所帶方艙的起吊；其二是應急救援裝備的起吊。

吊機采用遙控操作和手動操作兩種方式，通過底盤的取力器帶動油泵動作，實現(xiàn)吊機的起升、變幅和回轉(zhuǎn)。吊機采用液壓驅(qū)動型式，操作方式采用手動/遙控一體， 最大起重能力可達25.5tm，標準液壓起重距離可達13m， 液壓伸縮臂長度最小為2.6m，最大為13m，起重能力最小為1860kg，最大為9500kg，回轉(zhuǎn)角度為420°，吊臂形式采用國內(nèi)標準吊臂，具有4節(jié)液壓伸縮臂，液壓主控制閥為遙控控制閥，吊機支撐腿系統(tǒng)控制閥為獨立控制閥。吊機控制形式為無線遙控/手動一體；電氣控制采用國際知名的SPACE4000控制系統(tǒng)；整機具有聲光報警系統(tǒng)及24V自感應啟動小型風冷油冷卻系統(tǒng)，隨車起重機外觀如圖4所示。

圖4 隨車起重機

5.方艙

方艙分為1個器材艙和1個叉車艙，采用多功能模塊化集成方艙，方便拆卸并可互換，根據(jù)險情的需要，每次出警攜帶需要的方艙，實現(xiàn)模塊化、系列化，功能簡圖如圖5所示。

方艙采用鎖緊機構(gòu)固定，區(qū)別于以往的貨箱鎖緊，以阿基米德ZA蝸桿傳動，配合四連桿機構(gòu)，實現(xiàn)聯(lián)動控制，適用于集成式方艙模塊的鎖緊，鎖緊機構(gòu)如圖6所示。

圖5 多功能方艙模塊

圖6 鎖緊機構(gòu)簡圖

6.叉車

優(yōu)先選用越野型隨車叉車，平時布置在叉車艙內(nèi)，帶自走式導軌，可自行從車上滑落，也可自行從地面爬至車艙內(nèi)，要求裝載質(zhì)量大于2t。與普通叉車相比，該叉車具有全路面越野性能，適應各種復雜路況，操作方便簡單、功能性強。叉車平常存放在方艙內(nèi)，隨車輛一起行駛，極大地提高了機動性和靈活性。

叉車主要技術(shù)參數(shù)如下：驅(qū)動方式為3×3全輪驅(qū)動，最大起重量2000kg，最大舉升高度3m，最高時速為10km/h，最大爬坡度達到30%，最大提升速度為0.27m/s，轉(zhuǎn)彎半徑小于1.945m，柴油發(fā)動機功率可達到19.5 kW，采用固定式門架，標配有工作燈、閃爍警示燈、車尾燈等標準燈光配置，前輪規(guī)格為18×7.0-8越野輪胎，后輪規(guī)格為23×8.5-12越野輪胎，整個貨叉架最大寬度為1.225m。叉車自行上車及落地如圖7、8所示。

7. 無人機

無人機系統(tǒng)采用集成式六旋翼飛行系統(tǒng)，安裝在叉車艙內(nèi)，配置高清彩色攝像機，具備自動懸停和一鍵返航功能，從裝配到投入使用在3min內(nèi)即可完成,極適用于突發(fā)災難下的險情偵查、野外化學危險源的偵查，無人機外觀如圖9所示。

圖7 叉車自行上車照片

圖8 叉車落地照片

圖9 六旋翼無人機

試驗及應用

樣車完成后，在某試驗中心分別進行了5000km可靠性行駛試驗和功能性檢測，已完成所有的型式試驗，現(xiàn)已取得3C認證，成為國內(nèi)第一款具有3C證書的多功能重災救援應急裝備。成品車目前正在某消防支隊服役，已累計出警十余次，圓滿完成各項作戰(zhàn)任務。試驗照片見圖10。

圖10 路面試驗

結(jié)語

該產(chǎn)品針對重大災難下的應急救援，集絞盤、照明、吊機、叉車于一體，極大地增強了單車作戰(zhàn)能力，功能性得到極大延伸，且經(jīng)過消防部隊的服役，該產(chǎn)品已得到用戶的認可。

近年來，消防車領域發(fā)展迅速，每年的展會上各個主機廠都會推出自己新的產(chǎn)品，但對全地形重災救援領域的產(chǎn)品幾乎為零。本產(chǎn)品的介紹，能夠給消防車行業(yè)帶來全新的理念，能夠為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)人員提供指導，共同推動消防車行業(yè)的發(fā)展。