新型高机动突击消防车的技术特点及社会效益探析

邓云海 卿艳青 王兴宇 李孝先

（三一汽车制造有限公司，湖南 长沙 410100）

0 引言

随着社会经济的快速发展，应急救援面临的形势和任务趋于复杂和多样化，高危场所救援形势日益严峻，特别是危化品的生产、储存及运输的火灾事故常常造成大规模的人员、建筑损害。危化品火灾爆炸的冲击波、高温和有毒气体危害极大，同时，此类场所易产生二次爆炸、易出现二次坍塌现象，涉及范围广，常常造成特别重大事故[1]。2015年“8·12天津滨海新区爆炸事故”造成165人遇难，798人受伤，直接经济损失达68.66亿元；2019年“3·21响水化工企业爆炸事故”亦造成78人遇难，76人重伤，直接经济损失19.86亿元。对于此类火灾爆炸事故，必须针对性地开发特种消防装备，该装备应具备以下功能。1）高防护：可以抵御高空坠物、二次爆炸冲击波、有毒有害气体以及热辐射伤害。2）高机动：能在非铺装路面、爆炸废墟、积水浅滩等场所通行，并具备一定的破除障碍和清除障碍的能力。3）智能化：可遥控驾驶，遥控作业，能代替消防员深入危险区域实施作业。

控制危化品爆炸事故以预防为主，尽量避免火灾发生；而一旦发生火灾，如何有效控制火情、高效快速灭火，将损失降到最低，同时在灭火救援过程中如何对消防官兵实施高效防护，成为消防车厂家及相关科研单位急需攻破的难题。目前国内外应对上述高危场所的装备主要有3类。1）消防装甲车，图1为美国的LENCON公司的BearCat G5和X3消防车，整车具备高机动性和较高的防护性。该车通过在车体外部加装水炮和水路，通过外接加压水源灭火，用于应对城市火灾、汽车火灾，缺少针对消防需求的专业化改造，消防功能单一，难以满足消防救援的多元化需求。2）消防坦克，国内一般采用退役59式军用坦克改制而成，如图2所示。该装备越野能力强，可有效抵御爆炸冲击波伤害；但是由于其采用履带结构，车体宽大，转运困难，时效性差。3）消防机器人，如图3所示，该类产品的主要特点是智能化，通过远程遥控替代消防员执行作战任务；一般采用履带式行走机构（也有轮式行走机构），但是受限于体型、动力等因素，装载力、拖拽力较小，行驶速度低，通过性相对较弱，操控难度大，易倾翻。

综上所述，无论是在国内还是国外，目前虽然有消防产品具备了高机动性或高防护性或智能化，但是每一款产品的缺点与优点一样突出，没有一款产品兼具高机动、高防护、和智能化特性。而危化品生产、储存等高危场所的火灾爆炸救援装备恰恰需要高机动、高防护和智能化集成。

图 1 美国 lencon Bearcat G5 消防车

图 2 消防坦克

图 3 消防机器人

基于上述迫切需求，2017年初，广东消防总队与三一汽车制造有限公司联合立项，确定新型高机动突击消防车开发思路：将三一军工装甲突击车高机动和高防护技术，进行应急救援专业化改造，研发一款应对有爆炸危险、易坍塌以及有毒有害等高危场所应急救援全新平台产品。通过发挥整车的高防护性、高机动性和智能化特点，完成冲锋、灭火、侦察、清障及救援任务。

1 新型高机动突击消防车的技术特点

三一SYM5130TXFGJ新型高机动突击消防车（以下简称新型高机动突击消防车），如图4所示，该装备打破了常规消防车开发模式，将军工装甲车底盘越野技术、车辆防护技术和消防应急装备及智能化技术深度融合，整车一体化设计。现有消防装备无相关产品名录，消防车标准GB7956.1—2014也未能对高机动突击消防车做出规定[2]，相关产品的性能、设计标准以及检验标准缺乏，但是根据国家鼓励发展先进技术及装备的原则，笔者通过参考高机动突击车及消防车相关标准，总结出新型高机动突击消防车的技术特点如下。

1.1 整车动力性能好、能快速达到火灾现场

整车动力性主要体现在比功率、最高车速以及动力传动布置等4个方面。1）高机动突击消防车应满足GB 7258—2017 第四部分“整车”要求，确保车辆可在道路上正常行驶[3]。2）比功率是衡量汽车动力性能的一个综合指标，在GB7956.1—2014中对灭火类消防车满载总质量＞3 500～25 000 kg时，比功率应≥10 kW/t，新型高机动突击消防车的整车比功率应大于一般的消防车，其比功率不小于15 kW/t[2]。3）最高车速不小于100 km/h，0～60 km/h 加速时间不小于25 s。4）AT自动变速箱匹配液力变矩器，动力连续，不会因为换挡而导致动力中断；液力缓和冲击，能自适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换挡，提高了汽车的动力性和经济型。

1.2 装备应用场景地形复杂，路况恶劣，要求整车通过性能好

整备通过性指标包括驱动形式、爬坡度、越障越壕、离地间隙、接近角/离去角及侧倾稳定角等方面，新型高机动突击消防车通过性要求如下。1）4×4全时驱动，带轮间差速锁及轴间差速锁，具有良好的驾驶操控性及恶劣路况的通过性，最大爬坡度不小于60%。2）四轮采用独立悬架，提升驾乘舒适性及恶劣路况的通过性。3）水平越壕宽度应不小于750 mm，垂直越障高度应不小于400 mm，最小离地间隙应不小于350 mm，接近角应不小于25°，离去角应不小于25°，最小转弯直径18.5m以下。4）整车侧倾稳定角不小于23°。5）配置前清障铲，最大推力不小于40kN，可快速清除路面障碍。6）整车前端配置框架式前冲撞横梁，可承受200kN的水平载荷冲击，进行快速破障[4]。

1.3 整车要具备较高安全性能，能全面保护救援人员和被救人员生命安全

新型高机动突击消防车高安全性主要体现在驾驶室防砸、驾驶室防毒、整车防爆炸冲击波等方面，并可实现应急逃生，具体如下有3点。1）设计防砸驾驶室，能够抵御高空坠物伤害。要求驾驶室顶部头顶位置处能承受100 kg圆柱试验体从20 m高度自由落体产生的冲击，车体不穿透不开裂，乘坐人员头顶位置处钢板变形量不超过50 mm，至少有1个门或窗能正常开启，确保人员安全逃离。同时，车窗玻璃应满足GA844—2009中B级防砸要求[5]。2）具备有害气体监测功能，能实时监测车外氯气、氨气、硫化氢以及一氧化碳等有害气体浓度。当外界有毒气体、粉尘的浓度达到预设阀值时，自动启动驾驶室正压过滤防护装置。3）驾驶室应具有进气过滤装置和正压送风装置，并确保内部正压不小于100 Pa，从而有效防止外部有毒有害气体进入驾驶室。同时驾驶室内亦配备氯气、氨气、硫化氢以及一氧化碳有毒气体浓度传感器，当驾驶室内有毒气体浓度达到预设阀值时，有毒气体传感器自动报警，说明进气过滤装置滤芯已失效，此时驾驶内人员必须尽快撤离。4）整车还应配备车载高压供气装置，进一步保证驾驶室内救援人员生命安全。车载高压供气装置应保证驾驶室内2人同时使用空呼装置的时间不低于1.5 h。5）驾驶室还配备2套以上应急空呼装置，用于危急情景下救援人员逃生。单套应急空呼装置应保证救援人员使用时间不低于20 min 。6）驾驶舱前挡风玻璃可翻转，当车辆意外受阻情况下，可通过专用工具快速开启前挡风玻璃，实现快速逃生。7）整车采用防爆炸泄波结构，具有一定的防爆炸冲击波能力。整车采用V型一体化结构车体，车体材料采用高强度钢板焊接。8）车顶应配置水炮保护框，且水炮具备整体翻转防护技术，避免车辆在作业过程中被外界障碍物碰伤或砸伤，同时可以提高水炮作业高度，增加水炮覆盖范围。

图 4 三一高机动突击消防车

1.4 装备应接近火场，实施精准灭火，因此防火隔热要求较高

新型高机动突击消防车具备一定的防火能力，可以快速穿越高温火场，采取的主要措施如下。1）车辆自带1 500 L水箱和温度传感器，专门用于整车自保系统，保护范围覆盖轮胎、玻璃和驾乘室。当外界温度超过预设阀值时，温度传感器自动启动自保系统对整车实施冷却降温。2）驾驶舱及发动机舱应采用多层复合隔热材料进行隔热防护。3）整车外露的液压管路、气动管路、电气线路等应采取隔热护套进行防护。4）车辆应采用耐火性轮胎，在自保系统的辅助下，可抵抗400°以上高温；同时轮胎带内支撑体装置，在轮胎损坏的情况下，车辆还可以正常行驶50 km。

1.5 整车应具备一定的智能化特性，可替代消防员执行灭火、侦察等任务

新型高机动突击消防车具备遥控功能，遇到特别危急的情况，通过对车辆进行遥控操作，实现应急救援作业，具体如下。1）车辆可以进行远程无线遥控行驶，应该具有遥控启停发动机、油门加减速、转向、档位和制动等功能，遥控速度不少于10 km/h。2）车辆可进行远程无线遥控作业。可遥控操作水泵、水炮等，实现水炮俯仰、水平回转和开花/直流转换；可遥控操作自保系统，实现自保系统开闭转换；可遥控操作前清障铲，实现清障铲下放和收回动作。3）遥控显示屏应能观察到清晰的前方视频场景，遥控通信异常时，应能自动开启保护功能，预防不可控风险。4）车辆应能实现视频、温度、及有毒气体监测，并配置模块化通信接口，可以与消防总队物联网无缝对接，实现有毒高温环境实时侦检和信息联网互通，为应急救援指挥决策提供依据。

1.6 装备作为消防突击尖兵，需具有优异的灭火性能。

车载消防泵和消防炮，通过外接水源并进行二次加压，可以实现高效灭火。配置全功率取力器、水泵流量90 L/s、水炮流量80 L/s，最大射程可达85 m。车辆尾部配置标准的消防接口，可用于外接水源。消防泵和消防炮性能应符合GB7956.1和GB7956.2的相关要求[2,6]。

2 新型高机动突击类消防车的社会效益

2.1 以人为本，生命至上

新型高机动突击消防车改变传统的作战模式，坚持以人为本，致力于保障救援人员和被救人员的生命安全，符合应急救援装备发展大方向。

通过分析危化品火灾对灭火救援装备的特殊要求，基于现有攻坚装备配置，新型高机动突击消防车实现了机动、安全、智能、多功能的平衡，产品的性价比更高，适用性更强，可大幅度降低高危场所灭火救援过程中救援人员和被救人员伤亡情况。

2.2 平台化设计，拓展性好

新型高机动突击消防车采用平台化和模块化设计，通过更换消防舱，可以快速扩展为指挥车、侦检车、救援车等系列高机动高防护特种消防车。

2.3 打破传统，创新设计

新型高机动突击消防车属于消防行业全新产品，应急管理部消防产品合格评定中心、国家消防装备质量监督检验中心专家对该产品高度认可，推荐开展新品技术鉴定。经过一年的努力，装备已经通过国家消防装备质量监督检验中心的型式试验检测，并于2020年7月成功取得“中国消防产品技术鉴定证书”，目前已成功实现销售。

3 结语

新型高机动突击消防车将军工突击车高防护、高机动技术创新性引入应急救援领域，进行定制化全新设计。产品具备高机动、高防护和智能化等特点，特别适合危化品生产、储存等高危场所应急救援，也可用于森林、草原、山村等区域灭火；对于台风、泥石流等自然灾害导致路面堵塞也能进行快速清理，打通救援通道，产品应用前景非常广阔。