我國(guó)航空消防及固定翼飛行器的需求探討

陳顯

摘?要：一國(guó)航空消防事業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上代表著該國(guó)的科學(xué)管理水平和綜合實(shí)力，而目前我國(guó)在航空消防方面還處于初級(jí)階段，目前裝備的主要機(jī)型不論是質(zhì)還是量與成熟國(guó)家都存在較大差距，且在機(jī)種分布上主要偏重于直升機(jī)，直升機(jī)屬于優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯和極端，其固有特性很難承擔(dān)我國(guó)所有的航空消防任務(wù)。固定翼飛行器具有有效載荷大、航程遠(yuǎn)、飛行速度快等優(yōu)勢(shì)，能夠在很大程度上填補(bǔ)直升機(jī)的不足，急需補(bǔ)充進(jìn)我國(guó)航空消防機(jī)型隊(duì)伍。

關(guān)鍵詞：航空消防;森林火災(zāi);直升機(jī);固定翼飛行器

中圖分類(lèi)號(hào)：TB???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2022.16.105

1?森林火災(zāi)給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的損失

我國(guó)是森林火災(zāi)多發(fā)的國(guó)家，2019年全國(guó)發(fā)生森林火災(zāi)2345起，受害面積約13505公頃，可以說(shuō)森林火災(zāi)給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的損失。而其中比較引人矚目的當(dāng)屬?zèng)錾缴只馂?zāi)，不論是2019年“3·30”木里縣森林火災(zāi)還是2020年“3·30”西昌森林火災(zāi)，都爆發(fā)于該地，兩次森林火災(zāi)共奪走了50名滅火參與者的生命，這是自2015年“8·12”天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故以來(lái)少見(jiàn)的巨大損失和挫折，“淚目”“悲痛欲絕”“抱頭痛哭”等詞匯不絕于相關(guān)的新聞報(bào)道。涼山系列森林火災(zāi)給國(guó)家?guī)?lái)的損失不僅是燒毀的林木，也不僅是犧牲的滅火參與者，更是對(duì)于國(guó)民整體的心理挫折和中國(guó)應(yīng)急國(guó)際形象的傷害，涼山州面積6.04萬(wàn)平方公里，于國(guó)土面積約960萬(wàn)平方公里的中國(guó)來(lái)說(shuō)，可以說(shuō)非常渺小，但我們連續(xù)兩年于該地的森林火災(zāi)中折損數(shù)十名人員，于國(guó)民而言心理受挫是在所難免的，于中國(guó)應(yīng)急的國(guó)際形象而言，亦可能產(chǎn)生不佳的影響。

2?投入在增加但資源依然緊缺

從數(shù)據(jù)上分析，2019年“3·30”木里縣森林火災(zāi)投入的航空滅火力量的巔峰值為5架直升機(jī)，2020年“3·30”西昌森林火災(zāi)投入的航空滅火力量的巔峰值為12架直升機(jī)，可以看出，就投入而言我們是有所增加的，但依然未避免犧牲，客觀而言，相較于航空滅火領(lǐng)域成熟國(guó)家的水平，我們目前所能用的航空滅火力量依然是杯水車(chē)薪。從航空滅火力量的總數(shù)來(lái)看，美國(guó)與加拿大在巔峰時(shí)期都有超過(guò)300架大小飛機(jī)用于航空護(hù)林和滅火，而我國(guó)能用于航空滅火的飛行器可能不過(guò)百架，其中還有70余架是直升機(jī)。就我國(guó)航空滅火力量而言，其存在的問(wèn)題不僅是數(shù)量少，還包括效率、質(zhì)量等問(wèn)題，例如美國(guó)最大的滅火飛機(jī)波音747一次可攜帶70t滅火劑，而我們常用的運(yùn)-12滅火機(jī)只能攜帶1.5t滅火劑，我們要出動(dòng)四五十次，才能抵得上美國(guó)波音747出動(dòng)一次;還是以美國(guó)波音747為例，其使用的是4發(fā)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，速度為0.8-0.9馬赫，可進(jìn)行洲際飛行。而我們現(xiàn)在還在使用運(yùn)-5滅火機(jī)采用的是一戰(zhàn)時(shí)期才能見(jiàn)到的雙翼氣動(dòng)布局和單發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)，速度為0.1-0.2馬赫，航程也只有波音747的1/10，可謂十分捉襟見(jiàn)肘。

3?對(duì)直升機(jī)滅火的分析

之前提到我國(guó)有70余架滅火飛機(jī)是直升機(jī)，而直升機(jī)是一種優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯和極端的飛行器。就其優(yōu)點(diǎn)而言，能垂直起降、能進(jìn)行空中懸停、對(duì)起降場(chǎng)地要求低、可以使用吊桶等設(shè)備從面積較小的水面吊取水等都是其他飛行器很難做到的，假如森林火災(zāi)發(fā)生地周邊不遠(yuǎn)處有可用水源，直升機(jī)可以往返多次取水滅火，再加之其低空性能卓越，可以對(duì)火災(zāi)中的重點(diǎn)位置和目標(biāo)進(jìn)行“精確打擊”。但直升機(jī)同樣存在缺陷，例如航程短、速度慢、有效載荷低、飛行高度低、高原性能不佳等都是其較為致命的短板，同時(shí)由于吊桶的使用，對(duì)直升機(jī)的有效載荷還要再打折扣，以國(guó)內(nèi)最大的米-26系列直升機(jī)為例，其使用吊桶時(shí)能夠運(yùn)載的滅火劑約8t左右，而其本機(jī)的最大載荷實(shí)為20t左右，其中有12t的載荷實(shí)際上都未被實(shí)際利用上。再以在涼山火災(zāi)中使用較多的卡-32直升機(jī)為例，根據(jù)2019年“3·30”木里縣森林火災(zāi)的使用數(shù)據(jù)來(lái)看，卡-32直升機(jī)在高海拔地區(qū)的單桶載荷僅為2t多一點(diǎn)?？陀^來(lái)說(shuō)，直升機(jī)這一類(lèi)型的飛行器，俄制的米-26和卡-32的載重能力已經(jīng)算比較可觀的了，作為蘇聯(lián)時(shí)期設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要用于運(yùn)輸和消防的直升機(jī)，其能力遠(yuǎn)強(qiáng)于一些臨時(shí)改用的直升機(jī)（法國(guó)小松鼠直升機(jī)滅火載荷僅為0.7t），但如果引入固定翼進(jìn)行對(duì)比，則英國(guó)的Fieldmaster型農(nóng)用小飛機(jī)都可以裝載2t以上的滅火劑，更別說(shuō)其他大中型固定翼飛行器動(dòng)輒數(shù)十噸的滅火劑載荷了。

4?固定翼滅火飛行器的梳理與分析

4.1?我國(guó)現(xiàn)有的固定翼滅火飛行器

根據(jù)相關(guān)研究和分析，我國(guó)目前主要使用的固定翼滅火飛行器主要有運(yùn)-5、運(yùn)-11/12、水轟5。其中運(yùn)-5的有效載荷為15t，航程為845km（基礎(chǔ)型）-1560km（B型），最大平飛速度256km/h;運(yùn)-11/12的有效載荷為094t（11型）-15t（12型），航程為965km（11型）-1400km（12型），最大平飛速度220km/h-328km/h;水轟5的有效載荷為6t，航程為4900km，最大平飛速度556km/h。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，目前我國(guó)固定翼滅火飛行器的主要問(wèn)題在于有效載荷?。ㄟ\(yùn)-5、運(yùn)-11/12）、航程較短（運(yùn)-5、運(yùn)-11/12）、快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的能力不足（運(yùn)-5、運(yùn)-11/12）、機(jī)型較老（運(yùn)-5）和事故率較高（參見(jiàn)2020年斯里蘭卡和尼泊爾事故），而數(shù)據(jù)上較為出色的水轟5也有過(guò)黃島滅火的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷，但由于各種復(fù)雜原因，生產(chǎn)數(shù)量極少，近些年已鮮見(jiàn)報(bào)道。固定翼飛行器相較于直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于有效載荷大、航程遠(yuǎn)、速度快，但缺點(diǎn)則是無(wú)法垂直起降和懸停，所以在每次使用完滅火劑后都必須重新降落補(bǔ)充滅火劑，按運(yùn)-12滅火機(jī)操縱人員對(duì)實(shí)戰(zhàn)的總結(jié)：“火場(chǎng)距離機(jī)場(chǎng)30公里以外則效率大大降低”。根據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)以目前的技術(shù)和裝備體系，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的持續(xù)壓制的，而如果算有效載荷，又甚至不及直升機(jī)，處于較為尷尬的境地。

4.2?現(xiàn)有固定翼滅火飛行器的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的固定翼滅火飛行器的分析，可以認(rèn)為主要存在幾方面問(wèn)題，即有效載荷小、航程短、飛行速度慢。就傳統(tǒng)固定翼滅火飛行器于火場(chǎng)的作用定位而言，很難寄希望于其能夠擁有持續(xù)壓制的能力，但結(jié)合其優(yōu)勢(shì)可以做到的是對(duì)一次性滅火效果的突出，就像美俄的大中型固定翼滅火飛機(jī)，其單次便可將數(shù)十噸滅火劑投入火場(chǎng)，雖然沒(méi)有直升機(jī)的持續(xù)性，但其飛一次的實(shí)際效果已經(jīng)夠直升機(jī)飛十幾個(gè)架次了，既然無(wú)法在頻次上占優(yōu)，便選擇以單次效果與全程效果取勝?？陀^來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)有的固定翼滅火飛行器作用距離超過(guò)30km便會(huì)衰減，單次載荷普遍不超過(guò)1.5t，在這樣的情況下，固定翼飛行器相較于直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)完全沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，甚至在本該擅長(zhǎng)的領(lǐng)域還不如直升機(jī)，這無(wú)疑是急需轉(zhuǎn)變的。

4.3?我們亟須的是大中型的固定翼飛行器

通過(guò)對(duì)世界固定翼滅火飛行器裝備體系和我國(guó)實(shí)際情況的分析，筆者認(rèn)為當(dāng)前我們亟須大中型的固定翼飛行器。首先，我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，這意味著我國(guó)森林火災(zāi)爆發(fā)點(diǎn)的跨度是較大的，需要固定翼滅火飛行器具有可遠(yuǎn)程調(diào)度轉(zhuǎn)場(chǎng)的能力，而只有大中型固定翼飛行器可以做到。其次，就固定翼飛行器相對(duì)于直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)——有效載荷而言，運(yùn)-12這樣的小型機(jī)連很多直升機(jī)的有效載荷都比不過(guò)，而只有大中型固定翼飛行器，才能充分體現(xiàn)固定翼飛行器的載荷優(yōu)勢(shì)和單次滅火效果優(yōu)勢(shì)。再次，大中型固定翼飛行器普遍裝備性能較好的多發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)，在飛行速度、故障下持續(xù)飛行能力、特殊氣候環(huán)境下的適應(yīng)力等方面都要遠(yuǎn)超小型固定翼飛行器。這意味著大中型固定翼飛行器可以用更快的速度趕往火場(chǎng)，在火場(chǎng)與起降場(chǎng)之間往返更多的頻次;也意味著大中型固定翼飛行器就算是在滅火工作中出現(xiàn)故障，也有很大機(jī)率安全返回;還意味著大中型固定翼飛行器能克服其他飛行器無(wú)法克服的氣候環(huán)境條件執(zhí)行任務(wù)。

4.4?固定翼飛行器航空滅火需要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

在航空滅火領(lǐng)域，對(duì)固定翼飛行器而言，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是必須被考慮到的。第一個(gè)是滅火效果取決于飛行器的有效載荷;第二個(gè)是針對(duì)不同規(guī)模的火災(zāi)選取不同大小的飛行器有利于控制使用成本;第三個(gè)是由于火災(zāi)的爆發(fā)地具有一定的隨機(jī)性，須對(duì)飛行器的起降能力提出一定的要求。就滅火效果取決于飛行器的有效載荷而言，所謂一力降十會(huì)，對(duì)于火災(zāi)的撲滅，滅火劑和物資設(shè)備的實(shí)際投入量起著重要影響，飛行器的有效載荷越大，就能投入越多的滅火劑和相關(guān)物資設(shè)備，就如筆者于之前分析的，美俄的大型滅火飛行器飛一趟，足夠中國(guó)的小型滅火飛行器飛幾十趟，在同等的架次內(nèi)，有效載荷的差距將導(dǎo)致實(shí)際投入力量的幾何倍差距。就針對(duì)不同規(guī)模的火災(zāi)選取不同大小的飛行器有利于控制使用成本而言，火災(zāi)有大有小，如果為10t滅火劑就能撲滅的火災(zāi)出動(dòng)一架70t的滅火機(jī)，可能會(huì)產(chǎn)生“大炮打蚊子”的尷尬和浪費(fèi)，這也說(shuō)明對(duì)于滅火飛行器的認(rèn)識(shí)，必須兼顧效果與成本兩個(gè)方面。就須對(duì)飛行器的起降能力提出一定的要求而言，其能不能短距離起降，能不能在粗糙路面或者野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)上起降，能不能兼具水上起降能力，都成為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。以美國(guó)的C-130運(yùn)輸機(jī)為例，該機(jī)參與了美國(guó)在世界各地的大量行動(dòng)，其最大的特點(diǎn)就是皮實(shí)耐操且起降能力卓越，不論是中東的砂石路還是潮濕的雨林抑或是阿拉斯加的雪地，其都可以正常起降，且在裝載特種助推火箭等設(shè)備后，還能實(shí)現(xiàn)超短距離起降以執(zhí)行特種任務(wù)。

5?結(jié)論

我國(guó)是森林火災(zāi)多發(fā)的國(guó)家，給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的損失。聚焦涼山系列森林火災(zāi)，可以發(fā)現(xiàn)雖然我們的航空消防力量在逐年增加，但相較于該領(lǐng)域成熟國(guó)家的水平而言，還有巨大差距。目前我國(guó)的航空消防力量主要由直升機(jī)組成，但直升機(jī)是一種優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯和極端的飛行器，并不能完成所有的航空消防任務(wù)，存在加強(qiáng)固定翼滅火飛行器以填補(bǔ)直升機(jī)不足的必要。就目前我國(guó)固定翼滅火飛行器的裝備體系而言，在量和質(zhì)方面都有較大提升空間。通過(guò)分析可認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)在亟須的是大中型的固定翼滅火飛行器，而域外“空中炮艇”的特種設(shè)計(jì)思路對(duì)于提升固定翼滅火飛行器的精度和持續(xù)能力具有積極的借鑒價(jià)值。

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