水陆两栖飞机航空护林站的适应性评价

2019-09-25李毓峰

森林防火 2019年1期

胡毅，李毓峰，冯凯

（中国飞行试验研究院，陕西西安 710089）

在申请人编制的试飞要求中，某型水陆两栖飞机明确提出要按照民航规章CCAR21.35条的要求开展功能和可靠性试飞。功能和可靠性试飞需求来源于CCAR-21-R3《民用航空产品和零部件合格审定规定》第二章第21.35 条中第（二）目（2）项和第（六）目（2）项[1]。主要目的是验证航空器及其零部件和设备的功能和可靠性。

功能和可靠性试飞严格意义上说是在合格审定试飞之后开展的独立的试飞阶段，但基于试飞进度、效率和成本等方面的考虑，功能和可靠性试飞通常分为结合试飞和专项试飞两部分。结合试飞主要与合格审定试飞科目相结合，按照一定的比例折算到功能和可靠性试飞总时间中，而专项试飞要求在实际运行环境中按照实际运行时的保障模式开展飞行。森林灭火作为该型飞机最典型的任务模式之一，其所处的森林环境是开展功能和可靠性试飞不可缺少的典型运行环境。为了确保功能和可靠性专项试飞的顺利进行，在深入了解我国当前航空护林场站情况的基础上，结合该型飞机的特点，初步筛选出适用于开展功能和可靠性专项试飞的航空护林站（简称航站），可为后续开展功能和可靠性专项试飞奠定基础。

1 水陆两栖飞机航站使用要求

根据该型机的设计特点和使用限制，对航站的使用条件主要有以下几方面的要求：

1）航站海拔。航站海拔过高，会对该型飞机造成减载效应，灭火的效率也会大为降低。此外，由于某型水陆两栖飞机采用的非增压舱设计，在海拔超过某一高度时需要为机组供氧。综合以上两点，该型飞机执行海拔较高地区的灭火任务效率不高。

2）航站管护区域内最大标高。该型飞机有最大飞行高度要求。在开展航线规划时，要注意避让危险高度。

3）航站管护区域内平均海拔。该型飞机在超过某一高度需供氧。因此，为了保证巡护任务的完成，巡护区域内平均海拔不能超过规定的高度。

4）航护期平均温度。对于东北林区，航护期内有可能出现水面结冰、注水设备结冰、投水舱门结冰的现象。

5）航站管护区域内地形起伏。地形起伏太大，气流条件复杂，会严重影响到某型水陆两栖飞机的投水高度，造成投水雾化现象比较严重。

6）跑道条件。对跑道长度、宽度、PCN值以及地基都有具体的要求。

7）保障车辆。主要包括牵引车、电源车、空调车、加油车、高空作业车、除冰车、充氧车等。

8）水面保障设备。包括水面牵引设备和其他水面保障设备。

9）助航设施。具备I 类精密进近助航灯光设施。

10）通信设施。具备VHF通信、HF通信设施。

11）导航设施。具备VOR 地面台、ADF 地面台、DME地面台、I类精密进近仪表着陆系统、航管询问机等设备设施。

12）地面注水设备。是否具备地面加注水设施设备。

13）地面化灭搅拌加注设备。是否具备地面化灭搅拌加注设备，化灭药剂主要为黏稠剂和阻燃剂，阻燃剂主要为水氯镁石、膨润土等。阻燃剂加注到水中可以减轻雾化现象，提高灭火效率。

14）航站可汲水水源基本要求。对水源的长度、宽度和深度都有具体的要求。

航站可汲水水源海拔：根据某型水陆两栖飞机的使用限制，可汲水海拔不能超过预定的高度。

15）水源距航站距离。水源距航站距离决定了单位时间内取水量的多少，对飞机的灭火效率有比较大的影响，直接决定了执行灭火任务是采用地面注水还是滑行汲水的方式。

16）水源性质。可汲水水源是否界河、界湖以及自然保护区。

2 航空护林站概况

2.1 航空护林站分类

航空护林站根据其隶属关系，可分为非全功能航站和全功能航站。非全功能航站主要依托军用或民用机场，后勤保障依赖于机场提供，而全功能航站为航空护林单位自建林业专用机场。全功能航站又可细分为可同时满足固定翼飞机和直升机起降的航站和仅满足直升机起降的航站。全功能航站主要由4个系统组成：一是后勤保障系统，由办公室、指挥室、机组宿舍、业务人员宿舍、机降队员宿舍及工勤人员等组成。二是地勤保障系统，林-3型以上机场，包括500 m以上跑道、停放6架以上飞机的停机坪，消防车、电源车、驱鸟车及场务人员等。三是航行保障系统，包括调度指挥中心、指挥塔台、自动气象站、通信设备、气象预报，空管人员等。四是航油供应系统，包括航油库、飞机加油车、运油车。有专业油料管理员、加油员等，保障飞机随时供油。

2.2 航空护林站分布情况

我国的航空护林任务主要由南方航空护林总站和北方航空护林总站承担。南方航空护林总站担负着西南林区滇、川、黔、桂4 省（区）的航空护林任务。在云南的普洱、保山、丽江，四川的成都、西昌，广西的百色分别建有6 个直属航空护林站[2-4]。南方航空护林总站6个航空护林站都没有专用的固定翼林业机场，全部依托于民航机场；西昌站、丽江站、成都站和保山站建有或在建直升机机场。各站点海拔相对较高，地形复杂，气候多变，会对飞机造成减载且投水高度受到较大的影响，可汲水水源数量较多，但因地形复杂滑行汲水存在诸多不便。

北方航空护林总站主要承担黑龙江、吉林、内蒙古东北部分的航空护林任务，下辖嫩江站、加格达奇站、塔河站、伊春站、牡丹江站、佳木斯站（东方红起降点）、幸福站、根河站（满归站）、海拉尔站、扎兰屯站、乌兰浩特站（五岔沟起降点）、敦化站（长白山起降点）及黑河等13 个航空护林站[5]。北方航空护林总站航空护林站点的特点是大部分为全功能航站，少数站租用军用、民航机场。北方各航空护林站点海拔较低，不会造成飞机减载，但可汲水水源数量少且距离航站较远。全功能航站大多具备地面加注水和化灭药剂的设备，保障设施较为齐全，但跑道普遍较短。

本文针对南方航空护林总站直属的普洱、保山、丽江、百色、西昌和成都以及北方航空护林总站直属的嫩江站、加格达奇站、塔河站、伊春站、牡丹江站、佳木斯站、幸福站、根河站、海拉尔站、扎兰屯站、乌兰浩特站、敦化站及黑河等19 个航空护林站点开展某型水陆两栖飞机的适应性评价。

3 航空护林站适应性评价

3.1 航空护林站适应性评价指标

为了便于对航空护林站开展适应性评价，从某型水陆两栖飞机的设计特点和使用要求出发，梳理出了航站适应性评价指标体系，并对评价指标进行了分类。将评价指标分为关键影响评价指标和非关键影响评价指标。关键影响评价指标的确定主要从某型水陆两栖飞机的使用限制出发而确定的具有一票否决能力的评价指标，如航站的标高、巡护区域的海拔和导航通信设施的完备性等评价指标。非关键影响评价是指航站不具备条件但可以通过其他方式进行弥补的评价指标，如保障车辆、注水设备等。

3.2 航空护林站适应性评价流程

某型水陆两栖飞机航站适应性评价以各评价指标的分类作为基础，以关键影响指标对各航站进行评判，航站的某项关键影响指标达不到合格判据的要求，即将此航站弃选，对通过关键指标评判的航站采取基于德尔菲法的专家评价方法进行评价。基于德尔菲法的专家评价方法可以对不同航站进行排序，把每个航站的不同名次加起来求该航站的名次总和。名次总和最低的航站，就是专家推荐的最优的航站选择。我们根据名次总和排序的结果确定一个合格阈值，对得分满足合格阈值要求的航站列入备选航站，其余航站弃选。

3.3 基于德尔菲法的专家评价方法

经关键评价指标筛选后，得到一个初步的筛选结果：19个航空护林站中，12个达不到关键评价指标的要求。关键评价指标不达标航站的筛选情况如表1 所示。不达标的原因有跑道条件、航站海拔、巡护区域平均海拔，因而可以直接弃选。针对剩余的加格达奇、乌兰浩特、牡丹江、海拉尔、保山、普洱、百色7个航站关键评价指标达标的，采用基于德尔菲法的专家评价方法予以进一步的评价。

表1 关键评价指标不达标航站列表

德尔菲法利用的是一种群体决策行为，具有反馈性、统计性和匿名性等特点，其本质是在众多专家的专业理论知识、实践经验和主观判断能力基础上建立的一种定性评价方法，适用于缺少信息数据，又较多地受到其他因素影响的信息分析与预测。德尔菲法通过多次与专家交互的循环过程，使分散的意见逐渐收敛在协调一致的结果上，能够充分发挥信息反馈和信息控制的作用。

德尔菲法的一般流程为：

1）明确评价目标。对评价目标予以明确，借助专家的知识经验和逻辑思维能力能够对所评价的对象进行较好地评价。本文的评价对象为经初步筛选后的7个航空护林站。

2）选聘专家。选聘的专家必须在专业领域有一定知名度和丰富的经验和理论知识，为评价提供正确客观的结果和有意义的参考。所邀请的10名专家都是试飞院在科研试飞和综合保障领域有着丰富经验的专家，有多个军、民用机场的外场试飞组织与管理经验。

3）专家对问题进行评价。发布需要专家进行评价的问题后，可以分多轮进行评价。德尔菲法一般分4 轮进行评价，将前一轮的评价结果作为下一轮评价的参考。

4）对获取的专家知识进行处理。以专家的初始评价意见作为基础，建立专家意见集成的优化模型，综合考虑一致性和协调性因素，获得具有可信度指标的结论，达到专家意见集成的目的。本文采用一致性系数对专家评价的排序结果进行检验。

采用基于德尔菲法的专家评价方法对7个航空护林站的适应性情况进行排序，经专家综合比较航站各方面的条件，经过多轮评价结果的迭代，专家排序名次总和在30 以下作为备选航站。具体评价结果如表2所示。