大型水陆两栖飞机森林灭火任务覆盖分析
2020-06-18闫光巍李宝仓
闫光巍,张 昊,李宝仓
(中航通飞研究院有限公司/中航通飞华南飞机工业有限公司,广东 珠海519040)
作为我国应急救援体系的大型航空装备,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机(以下简称AG600飞机),主要用途为森林灭火和海上搜索救援。其中森林灭火主要包括陆上机场注水和汲水灭火两种模式。在火场附近有可用水源的情况下,AG600飞机可在水源和火场之间往返汲水和投水,该机单次最大投水量可达12 t,是航空护林非常重要的装备。
我国地域广阔,不同地区的森林火灾具备不同的时空分布特点,分析AG600飞机在我国火灾高危区域的覆盖灭火能力有利于促进该机的运用,更好地满足我国森林防火的需求。
我国森林分布集中在东北、西南、东南三大林区。历年来发生火灾次数最多、受害森林面积最大的主要是内蒙古、黑龙江、云南、广西、四川5个省(区)。这5个省(区)平均每年发生的森林火灾次数占全国平均每年发生火灾次数的40%,受害森林面积占全国同期受害森林面积的75%[1]。
国家林业局于2016年发布的《全国森林防火规划(2016-2025年)》[2],将我国森林防火重点区域划分为森林火灾高危区、森林火灾高风险区,其中火灾高危区主要包括黑龙江省(32个)、内蒙古自治区(18个)、吉林省(19个)、四川省(35个)、云南省(35个)和西藏自治区(12个)。
1 灭火任务场景设计
根据AG600飞机对陆上机场和汲水水域的需求,通过机场相关统计数据[3,4]和对水源地的调研走访,筛选出可供AG600飞机使用的机场和水源。
1.1 东北林区
1)机场共22个,包括漠河古莲机场、加格达奇嘎仙机场、黑河瑷珲机场、哈尔滨太平国际机场等。
2)汲水水源共15个,包括山口湖水库、库尔滨水库、白龙湖、清河水库等,此外林业部门计划在大兴安岭十八站建立一个7.23 km2可供AG600起降、汲水的水库,目前该项目已经申报国家林草局审批。
将上述机场和水源叠加到东北林区火灾高危区域中如图1所示。东北林区火灾高危区及周边AG600飞机可用机场和水源分布不均匀,大兴安岭一带可用水源匮乏,仅有呼和诺尔湖和规划中的十八站水库。
图1 东北林区火灾高危区及AG600飞机潜在可用机场和水源地示意
为实现火灾高危区80%以上的任务覆盖,针对水源和机场分布,尽量降低不同场景对同一地区的覆盖,构建的典型任务场景如图2所示。
图2 东北林区典型任务场景示意
图2中蓝色圆形区域代表汲水灭火投水覆盖范围,黄色区域代表注水灭火投水覆盖范围。图3中汲水作业联合注水作业投水覆盖范围可覆盖东北林区约90%的范围,满足灭火任务需求。典型任务场景如表1所示,其中汲水灭火任务场景8个,机场注水灭火场景5个。
表1 东北林区典型任务场景
分析上述13个典型任务场景,建立AG600飞机东北林区典型任务剖面,如图3和图4所示。
图3 东北林区注水灭火典型任务剖面
图4 东北林区汲水灭火典型任务剖面
2.2 西南林区
1)机场共21个,包括大理荒草坝机场、普洱思茅机场、昆明长水国际机场等。
2)汲水水源27个,包括澄碧河水库、大朝山水库、泸沽湖、邛海等(由中航通飞市场调研获得,暂无公开资料)。
与东北林区的分析类似,构建的西南林区典型任务场景如图5所示。西南林区火灾高危区附近机场和水源分布极不均衡,集中在东北部和中南部区域,中北部和西部区域属于横断山脉区域,海拔高,地势陡峭,可用机场和水源匮乏。详细的任务场景如表2所示。
图5 西南林区典型任务场景示意
表2 西南林区典型任务场景
分析上述10个典型任务场景,建立AG600飞机西南林区典型任务剖面,如图6、图7所示。西南林区火灾高危区中北部暂时为AG600飞机的高效率灭火盲区,虽然通过机场远距离注水(任务半径400 km)或者远距离汲水也具备一定的灭火能力,但是往往需要借助机群作业,会造成较高的采购和运营成本。
图6 西南林区注水灭火典型任务剖面
图7 西南林区汲水灭火典型任务剖面
2 结论
1)东北林区采取汲水灭火和注水作业相结合的模式可以覆盖90%的火灾高危区,满足灭火任务需求,大兴安岭一带主要依靠机场注水模式。
2)西南林区以汲水模式为主,约80%的火灾高危区在AG600飞机的灭火能力以内,东北部、东部和中南部区域主要采用汲水灭火模式。由于横断山脉一带高海拔的特点,附近可用机场和水源地匮乏,中北部区域存在一定的灭火盲区,需借助机群远距离灭火作业;西部主要依靠林芝米林机场注水作业。
3)AG600飞机应尽量提升其高原起降特性,降低对陆上跑道的需求,提升运行适用范围,以更好地满足灭火任务需求。