一种国产泡沫－水两用 多自由度空间炮的基本性能研究

侯红鑫

摘要：目前一线消防救援队伍普遍配发的常规移动消防炮必须固定在地面，且通常情况下只能在一个平面内实施灭火，面對复杂多样的警情，普通移动炮灭火角度无法满足火场实际需要。从普通移动炮火场处置过程中所普遍存在的局限性入手，通过设定不同规格的夹具及预设平台，保证消防救援队伍能够在处置现场及时建立安全的水枪阵地，保证消防炮射流能够触及火场的各个角落，最大限度保证了各类灭火战斗行动的高效完成。

关键词：消防水炮；多自由度空间炮；灭火角度；作战效能

中图分类号：TU998.1       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2022）12-0015-04

目前，随着我国各类建筑物空间结构的设计越来越复杂、施工技术越来越高，相邻建筑物之间的空间普遍较为狭小，火灾事故发生后消防车通常无法有效靠近起火部位，而由于传统的消防炮通常只能设置在地面上且通常只能在一个平面内实施灭火（如图1所示），一旦燃烧部位在消防炮的射水角度范围之外，由于灭火剂无法直击火点，处置现场的实际灭火效果也就只能属于“隔靴搔痒”的范畴。事实上，在油类火灾处置过程中传统移动炮同样存在着诸多安全隐患，特别在登罐作业的处置过程中，由于传统消防炮无法有效固结于罐壁之上，水压较小时会显著影响消防炮自身的有效射程，而当水压较大时，放置于罐壁之上的移动炮容易被高压水流打飞，给现场参与灭火行动的消防救援人员带来极大的安全隐患。因此，如何应用有效的灭火装备，使其在有限的空间内快速建立起灭火阵地，在灭火的过程中能够保证喷射装具自身的稳定，能够第一时间有效控制初起火势的蔓延扩大，成为一线消防指战员需要解决的当务之急。

针对传统消防炮使用过程中所普遍存在的实际喷射角度只能在单一平面内、消防炮阵地选择困难、供水压力较大时消防炮容易被高压水流打飞、灭火过程中有效射程不足且通常需要消防员近距离使用的劣势，通过各类预设夹具协助消防员在狭窄空间内短时间建立作战阵地，可以将水炮、自摆炮、泡沫炮设备利用配套的多种夹具快速固定到重点单位易燃部位的各类柱子、电线杆、管线、墙头、窗台、油罐区围墙、石化装置工字钢架上，有效解决了移动水炮只能放置在地面灭火的局限性，并能够保障任意角度完成灭火药剂的喷射，最大限度保证了灭火战斗的快速高效进行。按照该理念制备而成的多自由度空间炮还可以普遍应用于油罐、大跨度大空间、地下有限空间等多种类别火灾的实战处置过程中，并利用各类夹具将喷射装置牢牢固定后实施远程操控，切实提升了队伍对各类火势的实际处置效果，极大地节省了人力，并有效降低了处置现场消防员伤亡事故发生概率。利用特制夹具创建立体灭火作战平台如图2所示（本文所应用多自由度空间炮由上海天本实业有限公司生产并提供）。

1 多自由度空间消防炮夹具的多样性

目前完全由我国自主研发的多自由度空间消防炮固定夹具根据固定对象及实际应用的不同，共分为六个种类：

1.1  链条夹具

根据中国建筑多为方形柱的特点，特别是大型地下车库等部位等类别的地下有限空间内部支撑柱普遍呈方形结构，应用我国自主研发的链条夹具能够有效克服进口消防炮夹具只能将喷射装置固定于树木或水管等圆形物体之上的技术瓶颈，考虑到固定管线相对较细且极易导致链条滑落问题的出现，链条夹具上还相应增加了起到防滑作用的外加横杆夹具配套使用，可以在垂直方向牢牢固定各类消防自摆炮，为各类自摆式消防炮实战处置过程中增加一个稳固的水平作业面，真正意义上实现了各类喷射装置的全方位固定。

1.2  型钢夹具

型钢夹具可以将喷射装具牢固固定在直径250mm以下的各类管线、工字钢、角钢、槽钢等类别的钢筋钢管上，打破了国外固定夹具仅仅只能固定于工字钢的现状。特别是在实际应用过程中，对于直径50mm以下的各种类别的钢筋钢管，利用型钢夹具将喷射夹具固定在两个平行排列的管线上，依然能够保证射流的稳定，且长时间作业喷射装置不会在外力作用下发生明显的偏转。

1.3  围堰夹具

围堰夹具是根据国内罐区围堰的实际特点开展的针对性研发，可以保障将各类灭火器具牢固固结于各类油罐罐壁甚至工业厂房、建筑墙头、窗台等部位。此外，对于辐射热较强且需要长时间作业的油罐火灾，现场作业人员还可利用围堰夹具为大流量遥控炮提供一个较为安全的作战平台，能够在火灾发生后第一时间对起火罐壁起到较为良好的冷却效果，应用围堰夹具不但保证了消防射流能够直击火点，同时也最大限度避免了大流量遥控消防炮所需的多条供水管线堵塞现场道路的问题。

1.4  罐顶夹具

传统登顶作战过程中，一线消防员需要携带PQ8或PQ16型泡沫管枪登顶作业，火势较大时需要结合火情发展实际情况在罐顶内部浮盘上架设遥控炮，用以对火势进行及时压制，但是由于油罐罐壁较为光滑，实战过程中各类消防隐患较多，且长时间作业条件下一线指战员体能消耗较大且极易受到高温灼伤。罐顶夹具根据国内万吨级油罐罐顶浮盘边缘的结构特点予以设计，可以保障将各类灭火器具牢固固结于10万t、15万t油罐的罐顶。处置过程中消防员登顶后利用该夹具将固定消防炮有效固结后即可快速撤离，不但能有效降低现场参与处置消防员自身的体能消耗，还能够通过远程遥控的方式有效保障现场处置人员的自身安全。

1.5  平板夹具

平板夹具是我国自主研发的消防装备，可以和本文中上述的各类夹具配合使用，且实际使用过程中不受炮型的限制，即使配合传统移动炮仍然能够取得良好的灭火效果。此外，应用该平板夹具可以在立体空间中为现场参与火灾处置的各级消防指战员构筑一个灭火平台，有效解决了传统消防水炮只能放置在地面灭火的局限性，并能够保障任意角度完成灭火药剂的喷射，最大限度保证了灭火战斗的快速高效进行。

1.6  固定式安装台

目前，我国部分重点单位在开展单位内部各项消防工作的过程中，普遍将装备预算主要投入“防”的环节，而一旦处置现场存在爆炸、爆燃等危险情况并且固定消防设施正常运转前已经遭到破坏，必将导致火势的肆意蔓延，在造成较大经济损失的同时，也相应增加了一线消防救援队伍的处置难度。因此，各级消防救援队伍可以预先应用固定安装台在辖区重点单位内部重点部位旁边预先选定最佳处置位置预先设定灭火阵地，当火灾发生时，消防救援队伍可以直接利用该平台设置各类喷射装具，有效节约了队伍实际展开至实际出水所消耗的时间。此外，固定安装台预先设置在辖区重点单位的重点部位之后，一旦毗邻建筑发生火灾，消防员也同样能够第一时间利用该装置直接架设各类灭火器具实施有效处置。例如，在新建石油储罐区时，可以将它预设浇筑在罐区内部多个重点部位，火灾处置过程中，消防员到场后可以直接将各类喷射器具直接固定在安装台上开展灭火行动，且现场火势失控或辐射热较为强烈时，一线处置人员可以快速撤离，最大限度降低了火场伤亡事故的发生。

2 多自由度空间消防炮喷射装具的多样性

为了保证改制后消防救援队伍能够有效适应“全灾种、大应急”新形势新任务的实际要求，就需要各级消防工作者按照由“体育竞技型”向“实战应用型”转变的思路，以战领训、科学施训，以“实战化”导向为牵引切实淬炼打赢制胜“真功夫”。事实上，油罐火灾在处置初期阶段，应当以冷却起火罐壁及防止灾情扩大为主，明火需要压缩空气泡沫消防车、高喷泡沫消防车等特种车辆才能予以有效的处置，但是在实际处置现场往往由于前期到场的普通水罐消防车将罐壁之间原本已经较为狭小的空间全部挤占，当特种车辆到场后反而无法靠近起火油罐实施作业。为了有效保证该炮在火灾现场的实际灭火效能，多自由度空间消防炮喷射装具可以利用各类夹具预先固定在油罐罐壁周边，发生火灾后能够第一时间快速出水灭火防止火势扩大，且不占用现场车辆通行的空间，保证后续增援力量到场后能够第一时间进入战位，第一时间形成灭火战斗力，最大限度避免了火灾处置现场较为混乱问题的出现。为了能够切实满足各类燃烧物质引发的灾情处置过程中的实际需要，该炮的实际喷射装具分为以下三种类型：

2.1  多自由度空间水炮

如图3所示，在6MPa工作压力条件下，当多自由度空间水炮炮体以30L/s流量实施喷射的过程中，其有效射程能够达到60m，且该消防炮能够直接连接市政消火栓，灭火过程中能够满足360°无死角喷射，处置现场能够快速降温隔热，短时间内即可实现对各类火灾的有效压制。

2.2  多自由度自摆炮

多自由度自摆炮在火灾处置现场可以随时根据火灾现场灾情的蔓延发展情况调整喷射角度。整个炮体质量较轻且携带方便，处置过程中便于灵活操作。实际应用过程中，应用该炮在30L/s流量条件下能够自动稳压并保持最佳射流状态，形成从水平到90°范围内的发散射束。可通过远程遥控的方式以每秒3°的自摆速度实施自主喷射。

2.3  多自由度双头泡沫炮

目前，我国一线消防救援站所属消防车基本配置泡沫灭火装备通常由水炮、中倍泡沫炮、低倍泡沫枪、中倍泡沫枪、高倍泡沫发生器等组成，而中倍泡沫炮、高倍泡沫发生器体积较为庞大，同时放置会占据消防车大量的空间，只能取其一二放置于车上战备，不上车的装备往往被束之高阁，这也使得消防车部分泡沫灭火功能严重缺失，无法同时保障“低倍、中倍、高倍”泡沫同时喷射的灭火战术，而在无法保证中倍、高倍泡沫灭火剂的前提下，由于低倍数泡沫短时间内泡沫原液即与水分离，单纯依靠低倍数泡沫无法形成对起火油品的有效压制效果，短时间内火势即可出现复燃现象，导致火灾现场的实际灭火效果受装备的影响而大打折扣。因此，为了保证石油化工火灾处置现场灭火效能的有效实现，有必要着眼于一线石油化工处置的实战需求，以实际消防战术战法为切入点，对现有不同種类的移动炮进行创新，使得同一炮座能够同时安装低倍、中倍、高倍等多种泡沫灭火装备，使得消防车能够同时具有低、中、高倍灭火功能，保证火灾现场能够随时发挥它们的灭火功效，最大程度地保证火灾现场的处置效能不受器材装备的限制。

在应用自由度双头自摆泡沫炮的过程中，喷射装置可以采取30°、60°、80°三种喷射角度不间断地实现自摆式出水，解决了消防员长时间手持泡沫设备的困难，同时可以根据火场实际需要随时更换高、中、低倍泡沫喷射装备，可将设备近距离固定在起火油罐附近，实现同一消防炮的多种灭火功能，规避消防员手持泡沫设备近距离灭火的危险，有效提高灭火效率。

本章节中所介绍的各类炮口都能够快速拆卸并结合现场处置对象进行拆卸，此外，现场处置人员可以远距离操作，通过炮头的自动摇摆喷射不但可以有效保证消防员自身的安全，同时由于不需要作业人员手持操控，可以最大限度降低一线指战员的体能消耗。

3 结语

本文所述多自由度消防炮系列使用特制夹具快速创建立体灭火作战平台，从根本上突破了传统水炮只能在地面上使用的局限，可以将喷射装具快速固定到周边空间的建筑结构上，并保证消防救援人员能够在狭窄空间内快速建立作战阵地进而选择最佳角度实施灭火，在实战处置过程中可以完成30°、60°、90°三个角度的不间断自摆射水，将平面作战有效转化为立体空间作业，当多自由度空间水炮炮体以30L/s流量实施喷射的过程中，其有效射程能够达到60m，且该消防炮能够直接连接市政消火栓，灭火过程中能够满足360°无死角喷射，能够在火灾发生初期起到良好的降温隔离作用。该装置有效解决了消防员长时间手持泡沫设备的体能消耗问题，实战处置过程中可以根据火场实际需要替换水枪及高、中、低倍泡沫喷射装备，并通过远程遥控的方式最大限度保障消防救援人员的自身安全，为快速处置各类危险性较大的火灾提供了强有力的装备保障，也为我国消防装备的国产化、实用化、原创化进程探索出了一条新的发展道路。

Study on the Basic Performance of a Domestic

foam Water Dual purpose Multi DOF Space Gun

Hou Hongxin

（Tianjin Xiqing District Fire and Rescue Brigade，Tianjin 300000）

Abstract：At present， the conventional mobile fire monitors commonly distributed by the first-line fire rescue teams must be fixed on the ground， and usually can only extinguish fire in one plane. In the face of complex and diverse alarm situations， the fire extinguishing angle of the conventional mobile fire monitors cannot meet the actual needs of the fire site. Starting from the common limitations in the disposal process of ordinary mobile artillery fire field， by setting different specifications of fixtures and preset platforms， it is ensured that the fire rescue team can timely establish safe water gun positions on the disposal site， ensure that the fire gun jet can reach every corner of the fire field， and maximize the efficient completion of various fire fighting operations.

Keywords：fire water monitor; Multi DOF space gun; Extinguishing angle; Operational effectiveness