王憲棋
南方航空護林總站普洱站擔負把邊江、威遠江、瀾滄江、小黑江流域和西雙版納自然保護區(qū)等大面積森林資源的保護任務,森林航空消防范圍處于E99°00′~102°45′、N21°42′~24°55′之間,森林航空消防業(yè)務范圍包括普洱市、西雙版納州、臨滄市、玉溪市、紅河州、楚雄州六個市州的24個縣區(qū),護區(qū)與老撾、緬甸、越南3國接壤,邊境線長達1280km。護區(qū)有哀牢山、無量山、尚勇、勐侖、曼搞、勐臘、勐養(yǎng)、南滾河8個國家級自然保護區(qū)和龍山、糯扎渡、太陽河、威遠江、瀾滄江5個省級自然保護區(qū),森林航空消防區(qū)總面積約1175萬公頃,森林面積526多萬公頃。森林航空消防區(qū)域處北回歸線附近,世界上同一緯度的多數(shù)地區(qū)已沙漠化,唯有普洱是地球上北回歸線附近幸存的“綠海明珠”,是著名的動、植物王國。1987年以前,由于特殊的地理位置、氣候條件以及當?shù)厝罕娞厥獾纳睢⑸a(chǎn)方式,野外火源管理難度大,是全國的森林火災頻發(fā)區(qū)。
2015年國家林業(yè)局引入歐洲空客公司生產(chǎn)的高性能輕型單發(fā)空客直升機H-125(圖1),駐防在南方航空護林總站普洱站??湛椭鄙龣CH-125屬于輕型直升機,其搭載單發(fā)高原型發(fā)動機,總長約11m、高約3m、旋翼約10m,升限7000m,發(fā)動機額定功率750kw,最大起飛載量約2250kg,最大外掛重約1000kg,最大巡航速度280km/h,續(xù)航時間約4h,航程650km??湛椭鄙龣CH-125可配備航空護林所需的吊掛裝置和機腹式水箱等設備,在高海拔地區(qū)執(zhí)行森林航空消防任務中可發(fā)揮其單發(fā)高原型性能的優(yōu)勢。
圖1 H-125直升機在執(zhí)行航空護林工作
云南省在航空護林中主要使用機型有:M-26大型直升機(俄羅斯羅斯托夫公司)、K-32中型直升機(俄羅斯卡莫夫公司)、M-8中型直升機(俄羅斯米里設計局)、M-171中型直升機(俄羅斯米里設計局)、H-125小型直升機(歐洲空客公司)、H-135小型直升機(歐洲空客公司),表1為云南省森林航空消防直升機性能。
表1 云南省森林航空消防直升機主要性能
1.2.1 整體機身對比分析
(1)對比:大型直升機(M-26)機身體積約為1670m3,中型直升機K-32機身體積約為185m3,M-8、M-171機身體積約為358m3,小型直升機(H-125、H-135)機身體積約為63m3(直升機體積數(shù)據(jù)≈長×高×寬);大型直升機(M-26)機身重量約為中型直升機(K-32、M-8、M-171)的4倍,約為小型直升機(H-125、H-135)的20倍。
(2)分析:大型直升機(M-26)整體機身大、體積笨重,其飛行姿態(tài)遲緩;小型直升機(H-125、H-135)整體機身小、體積輕巧,其飛行姿態(tài)靈活。
1.2.2 裝載性能對比分析
(1)對比:大型直升機(M-26)有效載荷(艙內(nèi)+外掛)約為中型直升機K-32的2倍、M-8的3倍、M-171的2.8倍,約為小型直升機H-125的20倍、H-135的13倍;大型直升機(M-26)整體重量約為中型直升機(K-32、M-8、M-171)的4倍,約為小型直升機(H-125、H-135)的19倍;大型直升機(M-26)起飛最大重量約為中型直升機(K-32、M-8、M-171)的5倍,約為小型直升機(H-125、H-135)的20倍;大型直升機(M-26)吊桶機腹載水量約為中型直升機(K-32、M-8、M-171)的5倍,約為小型直升機(H-125、H-135)的15倍。
(2)分析:大型直升機(M-26)、中型直升機(K-32、M-8、M-171)裝載性能強,其吊桶裝水量大;小型直升機(H-125、H-135)裝載性能較弱,其吊桶裝水量小。
1.2.3 飛行性能對比分析
(1)對比:小型直升機(H-125、H-135)最大飛行速度,實用升限,有地效懸停高度,無地效懸停高度均高于大型直升機(M-26)、中型直升機(K-32、M-8、M-171)。
(2)分析:大型直升機(M-26)、中型直升機(K-32、M-8、M-171)飛行性能差,其機動性能弱;小型直升機(H-125、H-135)飛行性能好,其機動性能強。
1.2.4 起降場條件對比分析
(1)對比:小型直升機(H-125、H-135)起降場長、寬要求均低于大型直升機(M-26)、中型直升機(K-32、M-8、M-171)。
(2)分析:大型直升機(M-26)、中型直升機(K-32、M-8、M-171)適合地形平緩地區(qū)災害應急救援;小型直升機(H-125、H-135)可起降在小型平地,適合云貴川高山峽谷、地勢地貌復雜區(qū)域災害應急救援。
1.3.1 優(yōu)勢
(1)H-125直升機機動性能強,飛行姿態(tài)靈活。H-125直升機機動、靈活優(yōu)勢,使其在云南普洱護區(qū)開展森林航空消防任務中,能更好發(fā)揮該機型特有的靈活性能。
(2)H-125直升機有效、無效懸停性能強。H-125直升機懸停高度優(yōu)勢,使其在執(zhí)行森林航空消防中,有效提升了直升機吊桶灑水滅火的精準度,提高了直升機執(zhí)行森林航空滅火的效率。
(3)H-125直升機實用升性能強(直升機實用升限數(shù)據(jù)值可反映該機型是否能在對應海拔地區(qū)發(fā)揮自身性能),源于H-125直升機配備高原型、高功率發(fā)動機。H-125直升機高原型發(fā)動機優(yōu)勢,使其可適應高原地區(qū)開展森林航空消防作業(yè)。
(4)H-125直升機起降機場條件要求小。2017年,國家林業(yè)局將H-125直升機部署在普洱站護區(qū)鎮(zhèn)沅縣,執(zhí)行該地區(qū)春季森林航空消防任務,其地區(qū)山地峽谷地勢,無可用機場,選該地一車道為H-125直升機起降場,突顯了H-125直升機起降不受山地地形影響的優(yōu)勢。
(5)H-125直升機轉(zhuǎn)場效率高。目前國內(nèi)外通用航空公司直升機轉(zhuǎn)場方式分兩種:
a空中轉(zhuǎn)場。向機場、相關單位遞交直升機轉(zhuǎn)場手續(xù)及飛行計劃。優(yōu)點:符合民航局法規(guī)。缺點:時間長,正常審核批復流程需1周工作日;依賴天氣,航線中天氣需達到飛行標準;成本高,航油費用、機場費用、直升機損耗費用高。
b地面轉(zhuǎn)場。貨車裝載直升機地面運輸轉(zhuǎn)場。優(yōu)點:轉(zhuǎn)場時間短,2018年10月11日,西藏昌都市江達縣波羅鄉(xiāng)境內(nèi)的金沙江兩岸,突發(fā)山體滑坡,造成金沙江斷流形成堰塞湖,國家應急管理部下令H-125直升機偵查金沙江堰塞湖情況,因航路天氣能見度差,空中轉(zhuǎn)場失敗,通過貨車裝載H-125小型直升機地面轉(zhuǎn)場,用時43小時到達堰塞湖。缺點:貨車只能裝載小型直升機(H-125、H-135)。
(6)H-125直升機租用費低。現(xiàn)國內(nèi)航空消防直升機約90%屬通用航空公司所有,國家出資租用國內(nèi)通用航空公司的航空護林直升機,M-26直升機巡護飛行1小時12萬元,吊桶滅火飛行1小時12萬元;K-32直升機巡護飛行1小時3.5萬元,吊桶滅火飛行1小時4.5萬元;M-8、M-171直升機巡護飛行1小時3.6萬元,吊桶滅火飛行1小時3.6萬元;H-125直升機巡護飛行1小時1.5萬元,吊桶滅火飛行1小時2萬元。
(7)H-125直升機保有量大。統(tǒng)計截止2018年11月15日,中國國內(nèi)通用航空公司擁有H-125直升機115架,大型直升機(M-26)4架,中型直升機(K-32、M-8、M-171)52架。115架H-125直升機中可直接用于中國森林航空消防工作數(shù)量占96%以上。
1.3.2 劣勢
(1)H-125直升機載荷性能弱。H-125直升機載人、吊桶灑水、機腹灑水量不及大型、中型航空護林直升機。H-125直升機駐扎在普洱站護區(qū)期間,筆者及同事進行該機型針對性訓練(圖2),通過縮短航程、縮小轉(zhuǎn)角幅度、改變飛行姿態(tài),來提高該機型在撲救森林火災中,灑水滅火能力,取得了相應的進展:H-125直升機因靈活的機動性,通過多次往返取水點與火場上空,增加吊桶灑水滅火次數(shù),可縮短與大型、中型直升機在吊桶滅火中的差距,如表2所示。
(2)H-125直升機抗風性能弱。H-125直升機因自身重量輕,導致該機型飛行抗側(cè)、順、逆風能力差。
表2 H-125直升機在同一海拔下測試的安全吊水數(shù)據(jù)
圖2 H-125直升機進行吊桶訓練
圖3 H-125直升機撲救“5.10”森林火災中進行吊桶灑水
1986年至2018年5月31日,國家林業(yè)局南方航空護林總站普洱站利用海豚、Y-5,Y-12、K-32,EC-135、M-8,M-171、H-125等機型開展航護工作(海豚、Y-5,Y-12為老式航空護林飛機,南方地區(qū)航空消防系統(tǒng)目前已淘汰該機型)。共飛行2867架次5869小時34分,發(fā)現(xiàn)和參與處置森林火情895起,對其中的154起實施了直接滅火,共灑水1193桶。向火場空運撲火隊員1573人次。同時結合巡護飛行,為當?shù)厣址阑鹬笓]部投撒森林防火宣傳單279萬份,為火場撲火隊員空投給養(yǎng)1000多千克。近年來根據(jù)習總書記的系列講話精神和森林防火工作需要,加強了森林火災的預防工作,深入多火災區(qū)、重點林區(qū)鎮(zhèn)沅、江城等開展飛機(均使用K-32、H-125直升機)靠前駐防。使用H-125直升機參加了多起森林火災撲救任務。經(jīng)過多年的努力,保證了護區(qū)森林資源安全,在推進生態(tài)環(huán)境保護建設中發(fā)揮了不可替代的作用。
機腹水箱滅火是通過國外引進的灑水技術,利用直升機外掛載水專業(yè)消防設備,直升機起飛前將水注入或在取水點通過直升機懸停吸水,直升機到達火場上空時,使用水噴灑到火場,來實施撲救森林火災。搭載的機腹水箱可與機身連為一體,直升機在航空滅火飛行中所遇阻力小、受障礙物制約小,從而使得滅火直升機飛行姿態(tài)更加靈活,可忽略直升機搭載吊桶滅火時,鋼繩和電機設備因外露所造成的突發(fā)情況。
吊桶滅火是利用直升機外掛吊桶載水,通過電閥門控制桶底活門釋放,將水從空中直接灑向火場進行撲救森林火災的方法[1]。選擇離火場較近的水源取水,其水源需滿足:水流速度較緩、水深3m以上、無障礙物、良好的凈空條件。
(1)2016年4月30日,普洱市思茅區(qū)六順鎮(zhèn)多依箐突發(fā)林火,因火勢猛烈,火場位于重點林區(qū)腹地,地勢陡峭,交通不便,正值高溫大風天氣,火勢蔓延快,地面人員難于撲救。國家林業(yè)局南方航空護林總站普洱站M-171(機號7833)直升機和H-125(機號70DY)直升機雙機空中配合對其火場開展吊桶滅火作業(yè),吊桶灑水滅火飛行3小時,灑水46桶。
(2)2017年5月8日,國家林業(yè)局南方航空護林總站普洱站H-125(機號70DY)直升機對瀾滄江邊一起林火實施吊桶滅火,飛行4小時37分鐘,灑水36桶。
(3)2017年5月10日,國家林業(yè)局南方航空護林總站普洱站H-125(機號70DY)直升機、H-125(機號70AQ)直升機對普洱市城郊一火場實施雙機吊桶滅火(圖3),兩架H-125直升機飛行5小時23分鐘,灑水61桶。
森林火災中,在地面常因火場地勢陡峭,交通不便,地面森警部隊、當?shù)負浠痍爢T難于撲救林火。在空中,航空護林直升機對火場開展吊桶灑水滅火,可快速高效撲滅林火,降低火災損失。
(1)吊桶滅火:吊桶滅火靈活,節(jié)約直升機往返火場與取水點的飛行時間;吊桶灑水準確,航空護林直升機可懸?;虻涂诊w行縮短火點垂直高度,達到近距離灑水;吊桶滅火安全。
(2)機腹滅火:注水時間長,注水期間外力影響因素多,其增加直升機注水時長;機腹滅火危險,直升機機腹滅火增加其失重狀態(tài),在森林滅火中安全系數(shù)低。
通過H-125直升機在云南普洱護區(qū)開展航空護林任務的經(jīng)驗,H-125直升機發(fā)揮了其在森林航空消防中的優(yōu)勢。
(1)H-125直升機飛行姿態(tài)靈活,處置火場收尾階段,使用H-125直升機能對火場中地面人員難以進入的區(qū)域,開展余火、煙點清理[2],確保地面撲救人員安全,快速撲滅余火,以有效避免死灰復燃。
(2)H-125直升機機動性能強,處置初發(fā)火、小型森林火災,使用H-125直升機外部吊掛吊桶,選擇離火場較近的水源取水,對火場開展高效的循環(huán)滅火方式,能有效撲滅初發(fā)火、小型森林火災,減少國家財產(chǎn)損失,確保森林火災“打早、打小、打了”。
(3)H-125直升機高原性能優(yōu)越,開展森林航空消防滅火,擔任空中偵察機,偵查森林火災情況,可迅速擬定滅火方案;在特大型、大型森林航空消防滅火中,擔任空中指揮機,可全面指揮機群滅火作業(yè)。