直升机群吊桶洒水协同灭火技术

张文洋 李庆丰 薛可顺 赵 宇 范孝龙

（黑龙江省应急航空救援佳木斯站，黑龙江 佳木斯 154002）

直升机群吊桶洒水灭火是多架直升机利用其外挂吊桶在符合条件的水源地取水后，根据火情发展态势采用相应方法对森林火灾实施灭火作业，以达到扑灭火焰、减弱火势、阻碍森林火灾蔓延的效果[1-5]。相比于地面人员扑火、单架直升机灭火、直升机机降灭火有更好的灭火效率，特别是比固定翼机群洒液灭火有更好的机动性和区域连续作业能力[6-12]。

1 直升机群组建影响因素

1.1 性能分析

我国常用执行吊桶洒水灭火的直升机有M-171、M-171 高原型、Ka-32、Z-8、AC-313、M-26 等大重型直升机，还有AS-350、Bell-407 等小中型直升机[13]，不同直升机的性能有所差异，根据直升机载水量、续航时间、实用升限、悬停高度、爬升率等主要性能因素选择机型[14]，常用机型主要性能参数对比如表1所示。

表1 性能参数对比Tab.1 Comparison of performance parameters

从表1 分析，M-26 直升机载重最大、低温低海拔性能好；M-171 直升机普通型适合低海拔低温地区作业，高原型更适合高原作业；Ka-32 直升机载重较大、机动性好、具有较好的高原性能；AC-313 适合高原作业；Z-8 直升机综合性能均衡；M-8 直升机机动性能较差，适合低海拔、低温条件运行，不适合高原作业；AS-350b3 和Bell-407 两款直升机载水量少，但机动灵活。

1.2 海拔高度

海拔高度是影响直升机安全作业的重要因素[15-16]。根据实战灭火情况分析，火场的海拔在2 500 m以下，常用直升机减载较少，实施直升机机群吊桶洒水灭火作业效果较好。火场海拔在2 500～3 500 m，应选用高原性能较强的直升机执行吊桶洒水作业。海拔高度超过3 500 m不适宜吊桶灭火作业。

1.3 机群组建

扑救森林火灾时，直升机数量不足、则不能形成机群优势，直升机过多、任务不明确就会存在安全隐患，中小型直升机占比大、则洒水量少达不到预期灭火效果。低海拔地区应考虑选用M-26、M-171、Ka-32、Z-8 等吊桶载量大的机型组建机群，适当选择AS-350b3、Bell-407 等机动性好但载水量少的中小型直升机作为指挥机。高海拔地区要选用Ka-32、M-171 高原型、AC-313 等机动性好、高原性能强的机型。禁止超出性能限制的机型参与机群吊桶洒水作业。

2 直升机吊桶洒水技术

2.1 常规带速洒水

利用飞行速度的惯性作用，以60～120 km/h的飞行速度将水以带状形态洒向目标的灭火技术方法。洒水带会随着飞行速度增加而增大、单位面积内作用的水量则越少[17-18]，该方法安全风险和操作难度相对较低，作为吊灭飞行作业的常用技术方法，普遍运用于扑火实战。

2.2 悬停洒水

应用直升机悬停技术定点悬停，将水以水柱形态投洒至目标的灭火技术方法[13]，适用于初发火点、火头和零星烟点等点状目标的扑救。该方法洒水面积相对较小，但水量集中，精准度相对较高。直升机悬停洒水过程中发动机功率输出接近最大值，飞行员操作难度大，对火场地形、风向、风速等限制多，如悬停高度较低，形成的较强下降气流可能起到助燃作用。M-26直升机飞行手册中对火源上空的悬停洒水操作都有明确警示条款。

2.3 带小速度洒水

带小速度洒水是以很小的速度靠近目标洒水的方法，该方法与常规带速洒水灭火方法操作相似，因飞行速度小受惯性作用小，较常规带速洒水水带更集中，较悬停洒水作用面积大、直升机剩余功率充足、作业限制少，但洒水后需要有充足的脱离、增速、爬升空间。使用该方法进行操作时，直升机需要进行充分降速至目标上空，降速过程中因飞行员需要频繁修正对正目标，吊桶飘摆明显[18]，因此应选择在目标上风处洒水，以减少吊桶飘摆对洒水准确性的影响。

2.4 大速度甩桶洒水

利用快速转弯的离心力作用将水以弧形带状形态抛洒到目标区域的方法[13]。该方法对飞行技术要求较高，需通过训练熟练掌握抛洒时机，方能达到精准抛洒的要求，甩桶洒液形成的弧状水线覆盖面积较大、但受水量小、有效率低，是对洒水后不利于爬升脱离的山脊或山腰等坡度较大的特殊地形上进行灭火作业的一种方式，Ka-32 型直升机可用该技术。

3 直升机群吊桶洒水灭火方法

3.1 直升机群跟进带速洒水灭火

选择机组人员资质和经验丰富的1 架直升机作为长机，其他直升机作为僚机，长机负责指挥机群作业全过程，跟进带速洒水灭火操作流程如图1。

图1 直升机机群跟进带速洒水灭火操作流程图Fig.1 Helicopter group follow up with speed sprinkler operation flow chart

3.2 直升机群闭环接替洒水灭火

选择1 架直升机搭载指挥员作为指挥机，指挥机群内其他直升机在水源地与火场的一定空域范围内接替取水、洒水形成闭环作业。以5 架直升机组成机群的某一时刻飞机动态为例，设立水源地至火场的洒水航线为A航线、飞行高度为标准气压高度H1,火场至水源地的取水航线为B航线、飞行高度为标准气压高度H2，1 号直升机作为指挥机在森林火场上空盘旋观察火情发展态势，指挥2 号直升机在森林火场洒水灭火作业，3 号直升机在B航线某处保持标准气压高度H2以150 km/h的速度飞往水源地，4 号直升机在水源地取水，5 号直升机在A航线某处保持标准气压高度H1以150 km/h的速度飞往森林火场，直升机群闭环接替洒水灭火方法如图2。

4 直升机群吊桶洒水灭火战术

4.1 集中力量、直接消灭

在应对初发林火、火场外围孤立火点、较短火线时，以保证洒水的精确度为要点，采用直升机群跟进带速灭火的方法，利用带小速度洒水灭火技术，集中力量一举扑灭。

4.2 分割火线、逐段消灭

在应对火线较长、火势很强的林火时，以保证形成有效灭火水带为要点，以分割火线为主要目的，采用直升机群闭环接替洒水方法，利用水带覆盖面较大的常规带速洒水灭火技术，对火线分割点实施连续不间断灭火作业，将较长火线分割为多段短火线后，根据火势发展蔓延和危险程度进行分级，进行逐一扑灭。

4.3 地空配合，协同消灭

在处置重大森林火灾时，以充分考虑地空配合快速扑灭为要点，指挥机指挥员或长机飞行观察员与地面指挥员建立地空通讯联络互通情况。当火势特别迅猛不宜对火线、火点实施直接洒水灭火时[19]，采用机群持续在火点（线）前方洒水，增加可燃物湿度、减弱火势，为地面扑火队的靠近扑火创造条件；当火势很强，地面队伍无法靠近火线、火头，但机群可以直接洒水灭火时[19]，可以采用跟进带速洒水灭火方法，减弱火势或直接扑灭后由地面队伍靠近清理；对尚未熄灭的烟点要及时通知地面扑火队前往扑灭、清理。

4.4 分组出击、扑难清险

在清理工作非常困难时。对难清难扑的地段，如：尚在燃烧的林木站杆群、腐质层较厚的地下火等，将直升机群分成多个小组机群，对作业空域按小组分区，小组机群采用悬停洒水、带小速度洒水技术，对难清难扑的地段实行集中洒水灭火，以达到快速清理、扑灭的目的。

5 讨论

1）直升机群吊桶洒水灭火是在狭小的作业空间内多架直升机密集作业，要根据单架直升机性能特点、作业区域环境、作业点距取水水源和基地的距离、火情发展态势综合考虑组建直升机吊桶灭火机群并选配指挥机或长机、制定灭火方案、规划作业空域、“进”“出”火场和水源地航线，规范紧急避让原则，接受管制统一指挥。

2）依据发展火情发展趋势和危险程度，遵循“危险部位优于普通地段”、“外线火优于内线火”的原则，采取相应直升机群吊桶灭火方法和战术，分级实施灭火作业。

3）直升机群应集中力量，避免单独作业分散力量贻误灭火时机；当直升机数量超出扑火任务需求或空域内直升机数量过多影响飞行安全时，可根据作业环境因素综合考虑分组扑救，分组前应划分作业区域，重新选取水源地，禁止作业航线交叉。

4）直升机吊桶洒水属高难度飞行作业，飞行员、吊桶操作员、飞行观察员要协同配合，确保安全。飞行员要准确把握剩余油量、功率、洒水高度、飞行速度等关键参数，禁止限制运行；吊桶操作员要注意观察吊桶各装置运行状态，发现紧急情况时果断抛掉吊桶；飞行观察员要做好火情态势观察、洒水数据记录及效果反馈，协调好机组各岗位，确保密切配合洒水准确、有效。