泡沫灭火剂在飞机火灾中的应用

王生玉 王正 蔡绪涛 崔国伟

摘  要：文章对目前蛋白类泡沫灭火剂和合成类泡沫灭火剂的特点和应用现状进行了分析研究，对军用飞机火灾的特点和规律进行了总结，并结合军用机场消防实际，对泡沫灭火剂的相容性、发泡倍数、储存在飞机火灾扑救中可以发挥的作用提出了见解。

关键词：泡沫灭火剂;消防;飞机

中图分类号：E239.3        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）29-0171-03

Abstract： This paper analyzes the current characteristics and application status of protein foam fire extinguishing agent and synthetic foam fire extinguishing agent， summarizes the characteristics and laws of military aircraft fire， and， taking into consideration the actual condition of military airport fire control， puts forward some suggestions on the roles that compatibility， foaming multiples and storage of foam fire extinguishing agent can play in aircraft fire fighting.

Keywords： foam fire extinguishing agent; fire control; aircraft

1 定義与分类

1.1 定义

泡沫灭火剂是指能够以一定比例与水混合，并可通过机械方法或化学反应产生灭火泡沫的灭火药剂[1]。

1.2 分类

根据火灾扑救的需要，泡沫灭火剂有多种类型：

（1）产生机理：根据泡沫产生机理，泡沫灭火剂可分为化学泡沫和空气泡沫灭火剂。其中，化学泡沫灭火剂是酸性和碱性药剂通过化学反应产生泡沫，此类灭火剂多用于灭火器，但由于此类灭火器结构复杂、保存期短等，已退出消防市场。空气泡沫灭火剂是泡沫混合液通过机械方法与空气混合产生灭火泡沫，是目前消防中广泛使用的灭火剂。

（2）混合比例：按照泡沫原液与水混合的比例，可分为1.5%型、3%型、6%型泡沫灭火剂。

（3）发泡倍数：发泡倍数是指泡沫体积与泡沫溶液体积的比值。按照发泡倍数，分为低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火剂。发泡倍数在20倍以下为低倍数泡沫，21-200倍之间为中倍数泡沫，201-1000倍之间为高倍数泡沫。

（4）灭火对象：泡沫灭火剂分为A类和B类泡沫灭火剂。B类泡沫灭火剂分为非水溶性和抗溶性泡沫灭火剂。其中，非水溶性泡沫灭火剂适用于非水溶性液体和受热熔化的固体可燃物的火灾，如柴油、汽油、煤油、沥青、石蜡、原油等;抗溶性泡沫灭火剂除适用于扑救上述火灾外，还适用于水溶性可燃物的火灾，如醇、酯、醚、醛、酮等。

（5）合成泡沫的基质：泡沫灭火剂分为蛋白型泡沫和合成型泡沫。蛋白型泡沫灭火剂主要有普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、成膜氟蛋白泡沫、抗溶成膜蛋白泡沫等;合成泡沫灭火剂主要有高倍数泡沫、高/中/低倍通用泡沫、水成膜泡沫、抗溶水成膜泡沫、A类泡沫等。

2 灭火机理

（1）冷却作用：泡沫灭火剂中含有大量水分，当泡沫遇到燃烧物时析出水分，水的比热容和汽化热都较大，液态水升温和汽化均会吸收大量热，从而降低火场及燃烧物表面的温度。

（2）窒息作用：泡沫析出水分汽化为水蒸气使温度降低的同时也使周围的氧浓度降低，再者，泡沫覆盖在燃烧物表面使空气与燃烧物一定程度上隔绝，减少了燃烧物与氧气的接触。

（3）阻断作用：在灭火过程中，泡沫一方面阻断了火焰与被泡沫覆盖可燃物直接接触，另一方面也阻断了火焰对其它可燃物的热辐射，阻止了火势发展蔓延[2]。

3 常见类型

3.1 蛋白型泡沫灭火剂

蛋白型泡沫灭火剂是以动物性或植物性蛋白的水解浓缩液为基料，加入适量的稳泡剂、助溶剂、防腐剂及抗冻剂等添加剂而制成的泡沫液。由于可靠性大、价格低、生物降解性好等特点在泡沫灭火剂市场上的销量远大于其他品种[3]。蛋白泡沫灭火剂主要用于扑灭油类火灾。但是，扑灭原油、重油火灾时，需注意可能发生油液沸溢或喷溅。

（1）普通蛋白泡沫（P）：是以蛋白水解浓缩液为基料，加入各种添加剂的起泡液体。主要成分为水解蛋白、稳定剂、盐类添加剂、抗冻剂、防腐剂等，特点是成本低、稳定性好、对水质要求不高，适用于A、B类火灾。

（2）氟蛋白泡沫（FP）：是添加了氟碳表面活性剂的蛋白泡沫液，主要成分为蛋白泡沫液和氟碳表面活性剂，成本相对较低、能抵抗油类的污染，适用于A、B类火灾，可采用液下喷射方式灭油罐火。

由于飞机装备的特殊性，机场消防车要求使用高效、环保型灭火剂，而普通蛋白、氟蛋白灭火效率较低，且具有强腐蚀性，因此，飞机火灾禁止使用此类灭火剂。

（3）成膜氟蛋白泡沫（FFFP）：是可在某些烃类表面形成一层水膜的氟蛋白泡沫液。主要成分为氟碳表面活性剂和水解蛋白。特点是灭火速度快、效率高，适用于A、B类火灾，可采用液下喷射方式灭油罐火。

（4）抗溶型氟蛋白泡沫（FP/AR）：既可灭油类火也可灭醇类火的氟蛋白泡沫液，主要成分为氟蛋白泡沫液和触变性多糖。特点是能扑灭极性液体燃料火灾，成本相对较低、能抵抗油类的污染。适用于极性液体燃料火灾，A、B类火灾，可采用液下喷射方式灭油罐火。

3.2 合成型泡沫灭火剂

合成型泡沫灭火剂是指以表面活性剂的混合物和稳定剂为基料制成的泡沫液。

（1）水成膜泡沫（AFFF）：能够在液体燃烧表面形成一层抑制可燃液体蒸发的水膜，主要成分为氟碳表面活性剂、合成表面活性剂、醇或醚类[4]，属于低倍数泡沫，混合比为3%、6%。水成膜泡沫灭火速度快、效率高，军用机场使用较多。

（2）抗溶性水成膜泡沫（AFFF/AR）：既可灭油类火也可灭醇类火的水成膜泡沫液，主要成分为氟碳表面活性剂、合成表面活性剂、触变性多糖，属于低倍数泡沫，混合比为3%、6%。

（3）高倍数泡沫（Hx）：发泡倍数在201倍以上的泡沫液，主要成分为合成表面活性剂、醇或醚类，属于中、高倍数泡沫，混合比为1.5～6%。

（4）凝胶型：合成表面活性剂、触变性多糖，属于低倍数泡沫，混合比为6%。

（5）A类泡沫：用于A类可燃物火灾的泡沫灭火剂，主要成分为氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂，属于低倍数泡沫，混合比为0.1～1%。

4 应用

对于飞機不同情况不同部位的火灾，要使用正确的灭火剂对火灾加以扑救。由于泡沫灭火剂性能稳定、灭火效率高等诸多特点，在目前军用机场中，泡沫灭火剂是进行飞机火灾扑救的主要灭火剂。

4.1 飞机火灾特点

在机场范围内，有飞行场区、飞行保障单位和办公生活区，可能发生的火灾有飞机火灾、草地火灾、油料火灾、弹药火灾、仓库火灾、车辆火灾、电气火灾和营房火灾。飞机作为机场主要核心装备，是机场消防工作的重点。

一般来讲，飞机结构分为：机身、机翼、尾翼、发动机和起落架，所用的材料主要是合金。飞机火灾的发生主要是由于飞机本身具有多种可燃材料，如机身的镁铝合金、钛合金，飞机携带的燃油、弹药，飞机轮胎的橡胶材料，以及飞机内部的塑料、玻璃钢、木质材料、棉纺织物、电子设备和线路等。

飞机易发生火灾的部位主要有发动机、起落架、燃油系统和电气系统。发动机发生火灾主要属于B类和D类火灾，起落架发生火灾主要属于A类火灾，燃油系统发生火灾主要属于B类火灾，电气系统发生火灾主要属于E类火灾。其中，A类火灾主要指橡胶、木质材料、塑料、复合材料等发生的火灾，这些物质都属于易燃物，而且燃烧时会释放有毒气体。B类火灾主要指飞机燃油火灾，飞机一般使用航空煤油作为燃料，发动机舱内燃油管路比较密集，燃油储存于若干个油箱中，油箱分布于机身和机翼内。机翼内的油箱通常靠近翼根，机身油箱通常分布于前后两端。发动机或油箱一旦发生火灾，如不能得到有效控制，在2～5min内，火势将达到猛烈的程度，极易引起爆炸，从而造成更大的火势，导致机毁人亡的严重后果，有时还可能引发次生灾害。D类火灾主要指构成飞机的金属发生的火灾，其中，钛合金一旦发生燃烧，火势异常猛烈，一般灭火剂难以扑灭，镁合金着火后遇水燃烧更为猛烈，甚至会发生爆炸。E类火灾主要指飞机内带电设备、线路等的电气火灾。

4.2 灭火剂的相容性

在使用灭火剂进行飞机灭火时，如果涉及不同种类的灭火剂，则要考虑不同灭火剂之间的相容性问题：适用于同一火灾的不同灭火剂混合使用或相继使用可能会发生相互反应，对灭火效能产生负面影响，达不到预期的灭火效果，导致错过最佳灭火时机，从而人员或装备遭受更大损失[5]。对于机场消防保障而言，大部分消防人员存在认识误区：不了解不同种类灭火剂的灭火性能，以及灭火剂之间存在相容性问题;通常认为灭火剂可以混合使用，并且可以互相代替。再者，如果是军民合用机场，发生火灾后会视情申请民航消防力量支援，民航机场消防车所使用的泡沫灭火剂同样与部队消防车所使用泡沫灭火剂存在相容性问题。

例如，含氟泡沫灭火剂与含碳氢泡沫灭火剂混合使用会降低灭火剂的表面张力，致使燃烧物混入灭火剂中，从而产生泡沫燃烧的现象，对泡沫产生破坏。在实际使用中，如果是飞机燃油火灾，泡沫灭火剂可与干粉灭火剂联用，从而发挥干粉灭火迅速、泡沫可冷却覆盖并防止复燃的特点。但是，由于干粉灭火剂中的防潮剂（如硬脂酸镁）对泡沫具有破坏作用使其消失，所以干粉只能与部分泡沫液联用。目前，普通干粉可与氟蛋白泡沫和水成膜泡沫联用[6]。

4.3 泡沫液发泡倍数

目前，机场主要配置混合比为3%和6%的泡沫灭火剂，机场主力泡沫消防车比例混合器对应有3%和6%两种，不同种类的泡沫液有固定的混合比，在使用过程中，操作人员容易出现未根据泡沫原液指定混合比调节比例混合器，尤其部分消防车采用手动式比例混合器，从而造成浪费灭火剂或达不到灭火效果的问题[6]。

如3%型的泡沫液如果采用6%比例与水混合，会导致表面张力增大，从而降低泡沫液的流动性，可能导致泡沫覆盖面减小或覆盖延迟，致使不能达到预期效果，增加人员伤亡和装备损毁的可能。

4.4 泡沫液的储存

机场泡沫液储存要符合管理要求，以免影响其灭火效能：第一，采购泡沫液时要留意生产日期，要注意不同种类泡沫液的有效期，入库时要严格登记，保管人员每月要检查泡沫液是否过期、泄露，确保泡沫液质量符合现行国家标准，并在保质期内。其中，机场常用水成膜泡沫液有效期为10年，抗溶型泡沫液的有效期只有1-2年。第二，要使储存泡沫液仓库的温度保持在0-40℃，北方机场冬季、南方机场夏秋两季均要注意库存温度适宜，以防造成泡沫液变质损坏。第三，要保持储存泡沫液仓库通风干燥，避免受到阳光直射暴晒等，同时，在存放过程中要防止杂质混入泡沫液，防止污染。

5 结束语

随着军用飞机材料、技术的不断发展更新，机场消防面临着更加严峻的挑战，在此背景下，清洁高效、低成本、多功能是机场泡沫灭火剂的发展趋势。与此同时，随着灭火剂种类及特性的多样化，面对不同情况下的飞机火灾，机场消防官兵需要高超的业务素养和指挥能力，从而根据火场态势科学、灵活地使用灭火剂，方能达到预期的灭火效果，从而最大程度减少人员伤亡和财产损失。

参考文献：

[1]李丹琳，陈英杰，马灿林，等.常用灭火剂灭火性能及原理[J].广东化工，2014，41（13）：165-166.

[2]卢林刚，邵高耸，孙楠楠.消防药剂效能评估与应用[M].北京：化学工业出版社，2017.

[3]赵兴艺.泡沫灭火剂应用及其发展现状[J].河北省科学院学报，2012，29（3）：65-68.

[4]韩郁翀，秦俊.泡沫灭火剂的发展与应用现状[J].火灾科学，2011，20（4）：235-240.

[5]刘慧敏，王帅，陈培瑶.泡沫灭火剂灭火兼容性研究[J].消防科学与技术，2015，34（1）：102-106.

[6]刘洪强，熊伟.泡沫灭火剂在灭火应用中的问题分析[J].消防科学与技术，2013，32（12）：1397-1399.