新型飛機發展對機場消防能力的挑戰

胡曾艷++陳宇

摘 要：新型飛機設計更加精細，一般更多采用了復合材料，造價也就更高。新型飛機在投入使用之后，一旦出現大火事故，造成的損失也更高，消防與營救的過程中需要怎樣的措施才能夠確定最佳的效果是人們比較關注的。新型飛機的發展，如新型大飛機（NLA）具有多層客艙、超大容量燃油、應用復合材料等特點，在新型飛機投入使用之后，對機場的消防能力提出了新的挑戰。FAA在新型飛機投入使用的背景之下，對飛機事故的消防進行分析與研究，希望能夠進一步明確在飛機發生事故之后機場的消防如何快速消除飛機火災。

關鍵詞：新型飛機 機場 消防 營救 飛機火災 滅火劑

中圖分類號：V2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0231-02

一般情況下，機場都依據FAA提出的“飛機營救和消防”（ARFF）設備和能力的最低要求進行機場消防能力的配備，但是這些設備與措施不同程度的存在一定滯后性，不是專門針對新型飛機而設置的，機場的消防人員與營救人員仍然缺乏相關的知識與經驗。

1 新型飛機消防概述

飛機的型號、種類很多，但無論怎樣劃分，飛機的構造大同小異，一般來說，大致分為：機身、機翼、機尾、發動機和起落架，所用材料主要是鋁合金。機身主要分為：客艙、貨艙和駕駛艙。燃油主要在機翼上，此外，機身夾層內布滿了各種線路。飛機起火因素很多，有發動機起火、機身內線路短路起火、起落架起火、飛機碰撞摩擦起火，等等。無論哪種原因起火，都可迅速蔓延至整架飛機，以致引起飛機油箱起火爆炸。總之，飛機火災燃燒迅速，危害極大，在幾分鐘之內如不能得到有效控制，就可能引起嚴重的機毀人亡事故。而飛機火災的特點有以下幾點：

（1）可燃、易燃物多，火災發生的危險性大。現代化的飛機為了提供舒適的環境，內部的裝修豪華、美觀，設施一應俱全。但是，這些裝修材料多為可燃、易燃物品。

（2）火勢蔓延速度快，撲救困難。如果沒能及時在火災發生初期將火撲滅，那么火勢就會迅速蔓延，直至失去控制。這種危險性主要來自以下幾個方面：飛機內空間相對狹小，可燃物較多，火災荷載大；飛機各艙之間沒有防火分隔，一艙起火，很快就會蔓延至其他機艙。

（3）飛機起火后容易發生爆炸。飛機內部起火，密閉而狹小的空間內溫度會迅速升高，里面的氣體也會迅速膨脹，極易造成爆炸。另外，高溫對發動機艙也是很大的威脅，一旦發動機艙遇火燃燒，爆炸就難以避免。

（4）火災造成的煙氣毒性大，易使人窒息死亡。因為飛機內部的可燃物大多為有機物質，在燃燒過程中會產生大量的有毒氣體和煙霧。飛機各艙之間互相連接，有毒氣體和煙霧會很快充滿機艙內部。同時，飛機的密閉性非常高，有毒氣體和煙霧很難散發出去。在這種情況下，飛機內人員極易中毒身亡。

飛機火災一般分為：內部火災、機翼火災、墜落火災。據相關資料統計，飛機事故約有80%～90%都發生在起飛和降落期間，而作為機場消防力量，我們主要探討針對發生在機場的飛機火災，墜落火災不在此討論。

由于軍用飛機也包含直升機和運輸機，所以，這里借鑒民航飛機火區的劃分，飛機火區一般劃分為：發動機、短艙、貨艙、行李艙、APU、機翼和燃油箱、駕駛室、客艙、危險區域。渦輪發動機的防火部位，包含：①發動機動力部分，有燃燒室、渦輪、尾噴管。②發動機壓氣機、機匣，包含壓氣機和所以附件。③完整動力裝置艙，包含動力部分與附近部分之間沒有隔離的區域。

2 火災中火的分類

根據國際標準ISO3941-1977《火的分類》和我國GB4351-1997《手提式滅火器通用技術條件》中的定義，把不同物質燃燒的火進行了分類，并作如下定義：

A類火——指固體有機物質燃燒的火，通常燃燒后會形成熾熱的余燼（如桌子、木材、紙張、紡織品等）。

B類火——指液體或可熔化固體燃燒的火（如汽油、柴油、酒精、乙醚、丙酮等）。

C類火——指氣體燃燒的火（如人工煤氣、液化氣、天然氣、石油氣等）。

D類火——指金屬類火災。包括鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁、鎂合金等各種形態的活潑（輕質）金屬燃燒的火

E類火——指帶電物體燃燒的火（如家用電器、電氣開關箱、控制箱等所有帶電燃燒的物品）

3 新型飛機火災中滅火劑的選擇及其使用方法

飛機客艙貨艙主要發生A類火，發動機艙和APU主要發生B類火，電子艙和電氣控制板主要發生E類火，機身等飛機結構主要發生D類火。

飛機機殼、柜架、縱梁、翼梁等部分，主要構成是鋁合金，達800℃即迅速熔化。發動機部件主要構成是鈦合金，雖然不易燃燒，但遇高溫燃燒迅速，溫度可高達2000℃，且遇水易爆炸。起落架輪轂和發動機托架，主要構成是鎂合金，亦是易燃燒金屬。發動機部件主要構成是鎳合金，而飛機內部裝飾主要是木和塑料，都是易燃物，且燃燒時釋放大量毒害氣體。

現代飛機使用材料中，金屬材料逐漸下降，輕質、高強度的復合材料使用增多，這些變化都為撲救飛機火災增加了難度。

飛機火災的復雜性還在于，飛機各構成部件本身就復雜精細，成分復雜，燃燒情況復雜。以飛機輪胎起火為例，機輪過熱或燃燒，應用正確的滅火劑緩慢冷卻機輪，防止因冷卻程度不一，造成輪轂金屬收縮爆裂等。如機輪過熱燃燒發生后，允許短時間著火，在滅火前觀察火勢進展和判斷起火原因，如機輪上油脂燃燒，油脂自己燃燒產生的損傷比滅火產生的損傷反而更小。

所以，針對飛機火災的消防，要求迅速準確，必須把握1分鐘原則，所謂“1分鐘原則”是指第一輛消防車到達現場后，要在1分鐘內控制90%的火勢，才能最大限度的進行救援。

因此，我們還必須掌握飛機滅火劑的種類和特性，對于飛機不同部位不同情況的燃燒，進行針對性的正確使用。飛機滅火劑的要求是：常溫下不會凝結，可長期儲存，對系統附件或滅火劑質量沒有不良影響。endprint

下面介紹常用滅火劑的種類和特性：

（1）水。直流水和開花水（滴狀水）可用于撲救一般固體物質的火災（如煤炭、木質物品、糧草、棉麻、橡膠、紙張等），還可以撲救閃點在120℃以上，常溫下呈半凝固狀態的重油火災。但不能用于撲救閃點低于37.8℃以下可燃液體火災。霧狀水降溫快，滅火效率高，水澤損失小，可撲救低閃點液體火災。也可用于粉塵或帶電設備的火災。

（2）泡沫滅火劑，包括化學泡沫、蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、高倍數泡沫、抗溶性泡沫滅火劑。其中抗溶性泡沫滅火劑主要用于撲救水溶性液體火災。如乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯等火災。其余5種泡沫滅火劑主要用于撲救非水溶性液體火災及一般固體火災

（3）干粉滅火劑。干粉滅火劑按其適用范圍，主要分為BC型干粉滅火劑和ABC干粉滅火劑兩大類。①BC型干粉滅火劑。這類干粉滅火劑主要適用于撲救液體火災及天然氣和液化石油氣等氣體火災和帶電設備火災。②ABC型干粉滅火劑。這類滅火劑不僅適用于撲救液體、氣體及帶電設備火災，而且適用撲救固體火災。

（4）鹵代烷滅火劑。這類滅火劑具有滅火效率高、滅火后不留痕跡，藥劑本身絕緣性好等特點，適用于撲救各種易燃液體、氣體、精密儀器和電氣火災。其滅火機理是在燃燒過程起化學阻礙物作用。但由于污染較大，目前在非必要場所已停止使用該類滅火劑，以后將逐步被淘汰。

（5）二氧化碳滅火劑。由于二氧化碳是一種性質穩定的氣體，對絕大多數物質沒有破壞作用，滅火后能很快逸散不留痕跡，又沒有毒害，所以最適合撲救各種易燃液體和易受水、泡沫、干粉等滅火劑侵蝕的固體物質的火災。另外，二氧化碳是一種不導電的物質，故又能撲救電氣火災。

對于A類火，適用水；對于B類火，適用二氧化碳、鹵代烷、化學干粉；對于D類火，適用化學干粉和細砂；對于E類火，適用二氧化碳，雖然化學干粉也可以，但易損傷飛機上的精密儀器，所以對于飛機上的E類火，一般應用二氧化碳，而不選擇化學干粉。而在使用二氧化碳滅火時，應注意必須配備非金屬喇叭管，因為使用金屬喇叭管噴射二氧化碳時，易產生靜電發生燃燒，而且金屬管易導電，其產生的靜電容易對消防員造成人身傷害。

綜合以上特點，飛機火災時，主滅火劑應為泡沫滅火劑，輔助滅火劑選擇化學干粉、鹵代烷、二氧化碳、或者上述組合。而在實際應用中，干粉和泡沫聯用，可以發揮干粉滅火迅速、泡沫滅火效果穩定的特點，可以達到冷卻覆蓋、有效防止復燃的作用。但是必須選定使用，保證滅火劑之間的相容性。

由于飛機火災情況復雜，下面就單獨針對飛機儲油系統的火災進行專門性的滅火劑選擇研究。

泡沫滅火系統是在消防工作中發揮著極為重要的作用，與之相配套的空氣泡沫滅火劑在消防工作中得到了廣泛應用。下面就空氣泡沫滅火劑在消防中的應用，淺述空氣泡沫滅火劑滅火機理，讓大家熟悉空氣泡沫滅火劑特點，對于較好地使用、管理泡沫滅火系統，充分發揮泡沫滅火設備設施的消防功能具有重要意義。

空氣泡沫滅火劑的火災原理：空氣泡沫是由一定比例的瑞港生產泡沫液和水混合，經空氣攪動后，通過物理作用而形成含空氣的膜狀氣泡群。泡沫倍數根據泡沫性質不同可達2～1000倍，相對密度（水=1）在0.001～0.5之間，遠遠小于一般可燃液體，因而能漂浮于燃燒液體的表面，形成較厚的空氣泡沫覆蓋層。

空氣泡沫覆蓋層隔絕了燃燒液體表面的空氣，對燃燒液體表面具有良好的窒息作用、冷卻作用，加之泡沫受熱蒸發后產生水蒸氣，能夠稀釋燃燒區氧氣濃度、隔斷火焰輻射熱，從而阻止了燃燒液體受熱蒸發，使可燃氣體難以進入燃燒區，實現了滅火的功能。應該指出，滅火是個復雜的過程，上述4種效應往往是重迭起作用的，必須用整體動態的觀點來分析和研究。空氣泡沫較為穩定，對油面的封閉時間較長，加之冷卻作用，在滅火過程中具有良好的防止復燃性能，是其他滅火劑所不能比擬的，也是空氣泡沫滅火劑在油庫廣泛應用的主要原因之一。

泡沫滅火劑的組成及特點：相對而言，泡沫滅火系統滅火效率高，效果好，空氣泡沫滅火劑使用方便，流動性好，安全可靠，經濟實用，是油庫目前是理想的滅火劑。按其發泡倍數可分為低倍數、中倍數和高倍數泡沫滅火劑3種類型；按泡沫液與水的體積混合比不同，又可分為6%型、3%型2種類型；按原料組成不同，又可分為蛋白型和合成型2種類型。其中在油庫中常用的低倍數泡沫滅火劑有蛋白型、氟蛋白型、水成膜型3大類。

干粉滅火的優點是能夠迅速控制火勢，滅火速度快，其致命缺點是冷卻作用甚微，滅火后容易產生復燃。空氣泡沫滅火劑的優點是熱穩定性、抗燒能力強，泡沫覆蓋層厚，冷卻作用明顯，具有良好的防復燃性能。在撲救油類火災時，為提高滅火效果，往往將泡沫滅火劑與干粉滅火劑聯合使用，首先噴射干粉滅火劑迅速壓住火勢，而后再噴射泡沫覆蓋油面，防止復燃，這樣充分發揮了2種滅火劑的特長，可大大縮短滅火時間。但由于普通干粉中的添加劑對普通泡沫有很強的破壞作用，2種滅火劑相遇后，大量泡沫受到破壞后很快消失，反而降低了滅火效果。因此，在同一火災場所，同時使用不同滅火劑時，首先必須保證2種或多種滅火劑間具有相容性。適用于撲救A、B、E類火災的磷酸銨鹽干粉滅火劑可與各種空氣泡沫滅火劑相容，可聯合使用。適用于撲救A、B、E類火災的碳酸氫鈉、碳酸氫鉀干粉滅火劑，磷酸銨鹽干粉滅火劑可與水成膜泡沫滅火劑相容，可聯合使用。

適用于撲救B、E類火災的碳酸氫鈉、碳酸氫鉀干粉滅火劑與泡沫滅火劑不相容，不能聯合使用。

4 結語

航空業的消防安全與國計民生和人民生命、財產安全息息相關，隨著航空業的發展，新型飛機的出現對機場的消防營救能力提出了新的挑戰。對機場的消防營救能力進行分析，應實現成熟的高新消防技術成果和經驗的借鑒與應用，通過新型飛機消防營救措施方面的交流與研究，實現機場消防能力的提升。此外，對航空業的消防安全研究，特別是飛機火災、防火和滅火機理的研究，通過應急預案、消防營救具體措施等方面的建立與完善，實現消防營救效率的提高，降低飛機事故帶來的損失。

參考文獻

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