国内外森林消防机具概述

孙家宝 姚庆学 蔡建文

(黑龙江省森林保护研究所，黑龙江哈尔滨150040)

森林火灾是世界各有林国家必须面临的一种自然灾害。由于国情不同，在长期的森林灭火实践中逐步形成了具有地域和国家特色的森林灭火模式。澳大利亚野外车辆通行条件好，森林消防车较易接近火场，所以扑救草原和森林火灾时以大、中、小型轮式森林消防车作为重要的灭火支撑平台，以水泵和飞机作为辅助装备。美国、加拿大主要以发展航空灭火手段为主，地面灭火手段为辅，主要采用以水灭火方式［1］。到目前为止，我国森林灭火还是以地面灭火机风力灭火为主，轻型灭火装备和手持工具配合灭火，以水泵、履带式森林消防车、飞机间接灭火为辅的扑火方式。

1 森林消防飞机

由于森林面积大，地面灭火受到一定的限制。因此，航空灭火成为世界上普遍采用的高效快捷的灭火手段。从上世纪50年代起，俄罗斯、加拿大、美国等国大力发展航空灭火，他们的森林防火工作以航空为主，有专门的航空护林飞行队，它们投入灭火的飞机数量多，种类多，实施灭火的方法多，技术和手段先进。航空护林防火灭火取得了迅速的发展。

航空灭火机型分为固定翼飞机和直升机两大类。固定翼消防飞机飞行速度快、航程远、载重量大，一般用于森林、草原等野外火灾扑救。固定翼飞机主要用于洒水灭火、化学灭火、航空巡护及人工增雨作业等。这类飞机多数是由运输机、轰炸机、反潜机、农用机等机型改装而成，如我国1989年研制成功的大型灭火机，就是由反潜/轰炸型水上飞机SH－5改装而成的。但由于受航空护林区域水源条件的限制，没有推广应用。还有的消防飞机是专门研制的，如目前世界上许多国家都有装备的著名的加拿大CL－215、CL－415系列固定翼灭火机。直升机主要用于机降、索降、吊桶灭火、投掷航空灭火弹、火场侦察、空中指挥、验收火场、向火场输送给养等。目前世界各国用于森林防火的飞机种类繁多，下面只介绍几种世界上比较典型具有代表性的一些森林消防机型。

1．1 森林消防固定翼飞机

(1)CL－215、CL－415灭火飞机。是由加拿大庞巴迪宇航公司(前身为加拿大飞机有限公司)研制的双发水陆两栖固定翼灭火飞机，是世界著名的森林灭火机。该机操纵和维护简便，能在简易机场、湖泊和海湾上起降。除灭火外，还可用于巡逻、搜索、救援和客运等其他通用航空任务。

CL－215是其装配活塞式发动机的型号，其改装涡浆发动机的型号为CL－215T和CL－415，主要参数和性能数据为:翼展28．5m，机长19．8m，机高9．0m，翼弦3．54m，机翼面积100．3m2，最大起飞重量19749kg(陆上)/17116kg(水上)，标准飞机空重11158kg，有效载重5357kg，水箱容量2×2673kg，发动机PWACPW－120，2×2000轴马力，内部油箱容量4821kg，最大巡航速度352km/h，经济巡航速度306 km/h，起飞滑跑距离777m(陆上)，774m(水上)，着陆滑跑距离768m(陆上)/835m(水上)，爬升率305m/min，实用升限6100m，最大航程2200km。CL－215采用全金属、船身式结构，可保证飞机在水面上起降。它还装有前三点式起落架以便在陆上机场起降。该机机身内有两个水箱，装水方式既可在地面机场装载，又可由飞机从水面掠过时吸水。从水面吸水是利用两个可收放的吸水管。当飞机以110km时速从水面掠过时，利用水的动压把水箱吸满只需10s钟，掠水飞行距离为1222m。吸满后飞机即可离水爬升飞赴火场。飞机的有利投水高度为35～40m，一次投水约3s钟时间，可覆盖120×25m2的区域。一架飞机每天可作业100多次，可提供50多万升水进行灭火，必要时每天最多可吸水160次，注水量可达87万多升。

CL－215/215T及其最新型号CL－415是目前世界上最优秀的灭火飞机，至今仍在生产。现已推广到多国林业部门使用。

(2)别－200消防型飞机。别－200消防型飞机是俄罗斯伊尔库特公司新改装的新式水陆两用灭火飞机，安装了8个水箱，共计可载12t灭火用水，另外还可安装容量为1．2m3的液态化学灭火剂箱。该机可在陆地机场加水，也可在开阔水域通过水面滑行12～14s来汲取灭火用水。在火场与机场距离100～200km之内时，别－200飞机一次加油可向火场投放270～320t水，灭火能力显著。同时俄罗斯将为伊尔－76军用运输机进行了改装，安装灭火设备。伊尔－76型灭火飞机被称为“水炸弹轰炸机”，可一次携带42t的水。

(3)SH－5(水轰－5)灭火型水上飞机。我国自行设计和研制的第一代大型水上灭火飞机，是由我国哈尔滨飞机公司和水上飞机设计所联合研制的SH－5型飞机改装设计而成。SH－5(也称PS－5)是我国自行研制和生产的第一代大型水上反潜轰炸机，灭火型的SH－5于1989年改装研制成功。该型机的特点是:①低速低空性能好，不仅可做20～30m高度长时间的稳定超低空飞行，而且能保持220km/h的巡航速度，可达到较好的灭火效果。②装水速度快，取水条件要求简单。只需深2m、宽200m、长1000m的适当水源就可取水，掠水滑行15s即可注满水箱，并能立即拉杆升空。③载重量大，该机在装满燃油后仍可载水8．2t，比CL－215系列灭火机多近3t。④续航时间长。该机在注满水的情况下仍可载9．5t燃油，可供飞机连续飞行5个多小时，保证一架飞机多次连续往返于火场和水源之间，增强灭火效果。灭火型的SH－5还装有多种无线电导航仪，满足了飞机巡逻、侦察和定点投放灭火剂的需要。SH－5型水上飞机装有4台WJ－5甲型涡桨发动机，每台功率为3159马力，飞机最大起飞重量为 45t，正常起飞重量 36t。飞机翼展 36m，机长38．9m，机高9．8m。最大平飞速度 556km/h，实用升限10250m，最大航程4900km，最大续航时间11．55h。

(4)波音－747超大型灭火型飞机。由美国研究人员对波音－747大型喷气式客机改装而成。据报道，改装后的波音－747飞机能够在数秒钟内一次喷洒91000L阻燃剂，覆盖约4km长。该机还可以在一定区域上空盘旋几个小时进行多次和小剂量喷洒。号称世界上最大的灭火器。该机曾经参加了2010年以色列森林大火的扑救。

1．2 森林消防直升机

(1)米－26(T)型重型消防直升机。俄罗斯在米－26型重型直升机基础上改装研制的重型消防直升机。米－26重型运输直升机是当今世界上最重的直升机，1971年开始设计，1986年交付使用，曾多次创造飞行世界纪录。该机装两台涡轮轴发动机，功率2×8380kW(2×11394轴马力)。旋翼直径32m，机长40．025m，机高8．145m，货舱容积达 121m3。驾驶舱可容纳空勤人员5名，军用型座舱可容纳85名全副武装的士兵。直升机空重28200kg，最大有效荷载(内部或外部)20000kg，最大起飞重量56000kg。最大平飞速度295 km/h，正常巡航速度255km/h，实用升限4600m，悬停高度1800m(无地效、标准大气)，航程800km。

由于米－26直升机具有超常的载重和输送能力，因此在其基础上改装的米－26(T)灭火直升机能够载运大量水或化学灭火剂进行空对地强力灭火，也可将大量消防队员及装备器材空运到交通不便的地区执行任务。米－26(T)载有特殊的水容器:VSU－15，它是直升机实施灭火的主要装备。这种容器设计成能够使直升机在空中悬停状态下从湖泊、河流中吸水进行重新装填，以节省时间，使直升机能够更快地穿梭往返于水源地和火场之间，增强灭火效率。机组人员可以容易地操控水容器的重新装填。

(2)卡－32消防直升机。卡－32是俄罗斯卡莫夫直升机公司以卡－27海军直升机为基础、专为消防设计研制的双发通用直升机。除水箱吊桶外，还可以进行水炮灭火、机侧发射消防弹灭火等。卡－32具有良好的高温高原性能，非常适用于中国南方高海拔林区的航空消防。与其他直升机不同，卡－32具有共轴双旋翼，从而使直升机具有良好的操控性和悬停稳定性，无尾桨的设计使直升机的事故发生率降低了20%左右。据俄罗斯卡莫夫直升机中国总代理宜通集团提供的卡－32性能数据显示，它的实用升限为5000m，无地效悬停升限可以达到3700m，在3000m的海拔高度可以自由起降;最大载水量可达4．5t，0．8m水深即可取水，只需 71s便能吸满水箱。

目前我国航空护林主要直升机机型有从法国进口欧直系列，如AS－350(小松鼠)，从俄罗斯进口的 K－32A、M－171、M－8、M－26TC等机型，固定翼飞机有爱诺 －45、运 －11、运－12和运－5，但在数量和种类上有限，远不能满足森林防火实际的需要。

2 地面森林防火机具

地面森林防火机具种类各国之间大同小异，主要包括:用于森林消防的各种车辆和一些手动扑火机具。各国因采用的灭火方式不同，各种机具的装配比例差别很大。如美国、加拿大主要扑火装备有各种型号的水泵，推土机、油锯、手持工具主要用于开设隔离带和清理火场;澳大利亚主要配备各种类型轮式森林消防车和水泵;我国则以各类灭火机、水枪、手持工具为主，其他机具为辅。

2．1 森林消防车

目前，国内外的森林消防车辆大都以军用车、工程车或普通车辆为基础改装而成。分为轮式和履带式两种。规格根据实际需要有重型、中型和轻型。这些消防车都具有良好的越野性能和防护性能，因此在提高消防人员机动性的同时，也给他们提供了安全保障。

澳大利亚主要大力发展大、中、小型轮式森林消防车。以前消防队指定装有手动变速箱的消防车用于森林灭火，目前，搭载4个消防员和全套的灭火设备的日野500系列1322 4×4消防车，装配了艾里逊2500系列6速全自动变速箱以匹配标准的8L涡轮增压柴油发动机。该车的载重是13．9t并载有3600L容量的水箱。另外独立的发动机和消防泵可用于偏远地区的防火救灾行动。俄罗斯森林消防灭火车辆较多，车载有汽车发动机驱动的消防泵。加拿大有“戈姆鲍尔”履带式消防车及其他的两栖越野车等。这类消防车爬坡性能好、速度快，有的还具有浮力，能从河底或水面浮过河，车前装有加强装甲，能撞倒小树［2］。

我国由于林区道路网格密度小，而且路况较差，对车辆的越野性能要求高。1987年“5．6”大火后，我国主要在大兴安岭地区装配了森林消防车。其中包括:雪地沼泽运兵车、履带式森林消防车、全道路运兵车、804坦克运兵车和531坦克运兵车等改装车辆。这些改造研制的森林消防车在扑火过程中已发挥了巨大威力，但也由于购置年代不同、型号不统一、性能上存在较大差异，还不能满足扑救森林火灾的需要。

目前，我国军工企业生产的适用于森林防火需要的一些不同型号的轮式和履带式消防车相继问世，如装配了车载消防泵和车载电控消防炮6×6轮式装甲消防车为水陆两栖车，装配了多种灭火装置的8×8轻型全地形消防车，以及SXD09型多功能履带式森林消防车及西贝虎水陆两栖全地形车等。同时合作引进了蟒式全地形森林消防专用车、北极星系列车辆等，在今后几年可实现国内组装生产。以上几种新型全地形车辆，均能够穿越林地、灌木林地、荒山草地、沼泽地和沟塘等复杂地形，实现快速运送扑火队员、给养物资抵达火场。有的动力强大，有的机动灵活，可根据不同扑火作战需要进行合理使用［3］。有些车辆还可根据其特殊需求，在日后加装各种模块化设施，比如以水灭火、火场巡查、应急救助等，以拓展其使用范围。这几种新型全地形车辆的投入使用，必将有效提升扑火队伍作战能力，提高扑火效率，成为我国森林防火作战的中坚力量。

2．2 手动扑火机具［4］

(1)二号和三号工具(直接扑打手工工具)。这是一种最简单的手工扑火工具，也是最常用的扑火工具，特别是对那些初发的低强度火是有效的。从1949年到70年代，我国扑火的手工工具一直沿用原始的树条子、扫帚或木棍上绑上麻袋片等。从80年代开始，在扑火手工工具上有了较大改善，先后研制成功2号工具和3号工具。

(2)风力灭火机。这是我国独创的扑火机具，利用高速气流即强风进行扑火，扑火效果较好，目前在全国各林区都在广泛应用。风力灭火机不但是扑灭森林火灾的有效工具，也是火烧防火线、火烧草塘时控制火蔓延的有效工具。一台风力灭火机相当于25～30名灭火队员用手工工具的灭火效果，它具有重量轻、体积小、功率大的特点。在各种条件下都有能使用，不受交通、地形、水源等条件的影响，只要3～5人组成一组，背1～2台风力灭火机，带上燃油筒和灭余火的工具，就能迅速有效地灭火。风力灭火机的型号很多，出口的风力不等。有背负式和便携式两种，背负式风力灭火机采用背负式结构，大大减轻了灭火队员的劳动强度，使其能腾出左手进行其他作业，因而特别适用地势陡峭、需要攀爬作业的地区使用。在此基础上还研制成功风水灭火机，除具有传统风力灭火机的强劲风力外，还具有喷水喷雾功能。与传统风力灭火机相比，灭火效率大大提高，清理后的火场不易死灰复燃，能喷水、喷火和喷雾等。风力灭火机对中、弱度地表火很有效，但很多情况下如地下火和树冠火不适合。

(3)灭火水枪。我国背负式水枪是20世纪80年代黑龙江省森林保护研究所首先研制的，由水枪和背负水囊或水桶组成，可装水10kg，有效射程在10m以上，靠人力推动喷水。水枪用铝合金制成，结构紧凑，轻便灵活，操作者只需要往复推拉水枪就可实现连续喷水或点射，快速、有效地灭火。目前型号很多，喷水口径不一，功能也不同，有推力喷水的，有往复都能喷水的，全国各地均在应用这种背负式的水枪。在某种程度上都优于国外产品。对于低强度火和清理余火有效，不适用扑救高强度火。目前俄罗斯又研制出一种TCIM尖水枪，能够把水注入阴燃的泥炭内部，设备有效，价钱又不高。

(4)高压细水雾灭火机。主要由水袋、喷射器、机体三部分组成。水袋和机体可以分开背负，枪头可互换，减轻了单人的承重重量，水袋更换方便，即插即用缩短衔接时间，保证在最佳的灭火时机进行灭火。高压细水雾灭火机是以普通的水为灭火剂，采取高压直射式雾化技术，对火焰实现冷却、窒息。是一种高效能的灭火机具，具有雾化高效、射程远、隔离热辐射、高稳定性和长时间连续工作性能。其主特点是安全、高效、环保、节水。主要用于扑灭森林初期火灾及清理森林余火。

(5)灭火水泵。各国对消防水泵的研究也很重视，设计制造的型号很多。加拿大用于灭火的水泵多达10余种类型。其特点是马力大，耗油量小，输水距离远。美国从轻型到重型有多种用于灭火的水泵。高压接力水泵，不仅可以直接移动扑灭高强度火，通过接力形式可将水输送到几公里以外的火场，也可送达50m高度。也可为消防车、水罐车及森林灭火器的储水箱加水。我国目前使用的水泵多数是从加拿大进口的WICK－250型森林消防水泵。由我国企业自行研制的灭火水泵，已在全国各林区陆续推广应用。

(6)自压式灭火器。自压式灭火器重量轻，使用方便，将化学药剂(也称压力剂)投入盛有水的灭火器桶体中，即可发生化学反应产生压力，压力剂由草酸和小苏打组成，生成灭火药液射出灭火，灭火效果显著，在美国、俄罗斯应用较多。灭火器主要结构由六部分组成:桶体用玻璃钢制成，是直径170mm、高145mm的圆柱形容器，两个桶体并联。喷枪用铝合金制成，外形似手枪。支架是将灭火器组合成型的部件，并加装背垫和背带，以利背负。管道是灭火药液从桶体压入喷枪的通道。转动筒是装放药粉的容器，由两个不同直径的同心圆制成，内筒可以转动，所以称为转动筒。转动筒插入桶体内，顺时针方向旋转，打开散药口，迅速拧紧加药口的同时，药粉即从转筒流出，产生压力，药液自行喷出。北京林业大学研制的6MY－2．6型灭火器既能喷水，又能喷灭火药剂。随后一些科研单位也研制成功SM－B型化学灭火器(储压式灭火器)和SM－B型自压式灭火器，但在具体森林灭火过程中却极少应用。

(7)手投式灭火弹。目前有拉发式和引燃式两种。手投式灭火弹弹体外壳由纸质制成。发生火情时，灭火人员握住弹体，撕破保险纸封，勾住拉环，用力投向火场，灭火弹在延时几秒钟后在着火位置炸开(拉发式)，或握住弹体，撕破保险纸封，掏出超导热敏线，直接投入火场，超导热敏线在火场受热速燃并爆炸，释放出超细干粉灭火剂，可在短时间内使突发初起火灾得到有效控制。在扑打中高强度火或火头，人难以接近时，为减弱火势也可使用。手投式灭火弹储存有效期长，易于保存。

(8)喷土枪。喷土枪是俄罗斯开发的机具，由发动机、传动装置以及可转动的铣子等组成。工作时利用机械装置将土掘起，并喷洒在火头上灭火。喷土枪可以用于扑灭地表火的火线，并可在沙土和沙壤土的不同树林里开设生土带，其工作效率相当于手工的8～10倍。用喷土枪扑灭弱度和中度地表火，每小时可喷灭0．8～2．5km长的火线，并可挖出深7cm、宽23cm的沟作为隔离带。它有广阔的应用前景，其独特之处是取土方便，在水源和化学药剂缺少或运输不便时，喷土枪可发挥作用，但目前在我国尚无人研究和开发。

(9)点火器。按点火原理划分主要有滴油式和喷雾式两种，是点烧防火线，以火攻火及计划烧除常用的点火工具。用点火器点烧比人工点烧省时省力，操作简单，在生产实践中很受欢迎，目前全国林区已广泛应用。20世纪80年代，以黑龙江省森林保护研究所为主率先研制点火器，至今各种型号已经比较齐全，如DH－1型滴油式点火器、76型自调压手提式点火器、BD型点火器、SDH－4型点火器等。

(10)其他简易手动扑火工具。在扑火过程中用到的其他手动扑火工具还有铁铲、镰刀、多用防火锹、镐、锯、斧等。

2．3 我国研发的远程森林灭火系统

近日，中林华宝(北京)科技发展有限公司在大兴安岭地区演示了最新研制成功的远程森林灭火系统系列产品，其利用成熟的军工技术研制了肩扛式、便携式、枪抛式和车载智能多管发射等多种发射装置，根据不同的发射装置配备不同型号的灭火弹。发射距离从百米到上千米不等，避免了人火直接对抗的危险。国家林业局通过技术鉴定，认定其在投送能力和智能控制方面具有突出的技术优势，在抑制和扑灭树冠火、地表火、阻止火势蔓延方面具有明显效果，属国内首创，国际领先。这类产品的问世，极大地提高了扑火装备的科技含量，对扑火装备的发展进步是一个强有力的推动。当然这些产品还需不断接受扑火实践的检验，在实践中完善提高，从而逐步走向成熟。今后，随着军企和军队科研院所把成熟的军工技术带入森林防火装备研发领域，充分利用其科研开发、经营管理和专门技能人才队伍优势，我国的森林消防装备科技水平将会步入一个更高的阶段。

3 结语

(1)目前，世界先进的扑火技术手段在我国都有所采用，但所占规模比例小，不能形成优势，还远不能满足我国森林防火实际的需要。因此，应加大资金投入和研发力度，积极创新灭火手段。采取引进国外先进装备、自主研发革新等方法，尽快实现森林消防装备转型升级，真正实现灭火方式由单一的常规灭火向机械化与专业化相结合的复合型灭火转变，灭火手段由单纯人力灭火向风、水、化相结合的灭火转变。

(2)纵观世界各国多年的森林火灾事件可以看出，即使是扑火手段和技术最先进的国家，对于极端天气条件下发生的森林大火也无能为力。因此在提高森林防火机具机械化和现代化水平的同时，应继续坚持“预防为主，积极消灭”的森林防火方针，在火灾发生时确保“打早、打小、打了”。

［1］朴金波．世界森林灭火模式研究［J］．森林防火，2012，(1):36～37．

［2］肖刚．国内外森林防火技术现状及趋势探讨［D］．天津:天津大学学位论文，2005．

［3］于文男．我国森林防火使用的几种全地形车辆概述［J］．黑龙江生态工程职业学院学报，2012，25(3):20～21．

［4］仝英杰，任玉卯，舒立福．国外森林火灾扑救中手动扑火机具的种类及使用技术［J］．森林防火，2008，(1):45～46．