泡沫滅火劑在飛機火災中的應用

王生玉 王正 蔡緒濤 崔國偉

摘? 要：文章對目前蛋白類泡沫滅火劑和合成類泡沫滅火劑的特點和應用現狀進行了分析研究，對軍用飛機火災的特點和規律進行了總結，并結合軍用機場消防實際，對泡沫滅火劑的相容性、發泡倍數、儲存在飛機火災撲救中可以發揮的作用提出了見解。

關鍵詞：泡沫滅火劑;消防;飛機

中圖分類號：E239.3? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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 定義與分類

1.1 定義

泡沫滅火劑是指能夠以一定比例與水混合，并可通過機械方法或化學反應產生滅火泡沫的滅火藥劑[1]。

1.2 分類

根據火災撲救的需要，泡沫滅火劑有多種類型：

（1）產生機理：根據泡沫產生機理，泡沫滅火劑可分為化學泡沫和空氣泡沫滅火劑。其中，化學泡沫滅火劑是酸性和堿性藥劑通過化學反應產生泡沫，此類滅火劑多用于滅火器，但由于此類滅火器結構復雜、保存期短等，已退出消防市場。空氣泡沫滅火劑是泡沫混合液通過機械方法與空氣混合產生滅火泡沫，是目前消防中廣泛使用的滅火劑。

（2）混合比例：按照泡沫原液與水混合的比例，可分為1.5%型、3%型、6%型泡沫滅火劑。

（3）發泡倍數：發泡倍數是指泡沫體積與泡沫溶液體積的比值。按照發泡倍數，分為低倍數、中倍數、高倍數泡沫滅火劑。發泡倍數在20倍以下為低倍數泡沫，21-200倍之間為中倍數泡沫，201-1000倍之間為高倍數泡沫。

（4）滅火對象：泡沫滅火劑分為A類和B類泡沫滅火劑。B類泡沫滅火劑分為非水溶性和抗溶性泡沫滅火劑。其中，非水溶性泡沫滅火劑適用于非水溶性液體和受熱熔化的固體可燃物的火災，如柴油、汽油、煤油、瀝青、石蠟、原油等;抗溶性泡沫滅火劑除適用于撲救上述火災外，還適用于水溶性可燃物的火災，如醇、酯、醚、醛、酮等。

（5）合成泡沫的基質：泡沫滅火劑分為蛋白型泡沫和合成型泡沫。蛋白型泡沫滅火劑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;合成泡沫滅火劑主要有高倍數泡沫、高/中/低倍通用泡沫、水成膜泡沫、抗溶水成膜泡沫、A類泡沫等。

2 滅火機理

（1）冷卻作用：泡沫滅火劑中含有大量水分，當泡沫遇到燃燒物時析出水分，水的比熱容和汽化熱都較大，液態水升溫和汽化均會吸收大量熱，從而降低火場及燃燒物表面的溫度。

（2）窒息作用：泡沫析出水分汽化為水蒸氣使溫度降低的同時也使周圍的氧濃度降低，再者，泡沫覆蓋在燃燒物表面使空氣與燃燒物一定程度上隔絕，減少了燃燒物與氧氣的接觸。

（3）阻斷作用：在滅火過程中，泡沫一方面阻斷了火焰與被泡沫覆蓋可燃物直接接觸，另一方面也阻斷了火焰對其它可燃物的熱輻射，阻止了火勢發展蔓延[2]。

3 常見類型

3.1 蛋白型泡沫滅火劑

蛋白型泡沫滅火劑是以動物性或植物性蛋白的水解濃縮液為基料，加入適量的穩泡劑、助溶劑、防腐劑及抗凍劑等添加劑而制成的泡沫液。由于可靠性大、價格低、生物降解性好等特點在泡沫滅火劑市場上的銷量遠大于其他品種[3]。蛋白泡沫滅火劑主要用于撲滅油類火災。但是，撲滅原油、重油火災時，需注意可能發生油液沸溢或噴濺。

（1）普通蛋白泡沫（P）：是以蛋白水解濃縮液為基料，加入各種添加劑的起泡液體。主要成分為水解蛋白、穩定劑、鹽類添加劑、抗凍劑、防腐劑等，特點是成本低、穩定性好、對水質要求不高，適用于A、B類火災。

（2）氟蛋白泡沫（FP）：是添加了氟碳表面活性劑的蛋白泡沫液，主要成分為蛋白泡沫液和氟碳表面活性劑，成本相對較低、能抵抗油類的污染，適用于A、B類火災，可采用液下噴射方式滅油罐火。

由于飛機裝備的特殊性，機場消防車要求使用高效、環保型滅火劑，而普通蛋白、氟蛋白滅火效率較低，且具有強腐蝕性，因此，飛機火災禁止使用此類滅火劑。

（3）成膜氟蛋白泡沫（FFFP）：是可在某些烴類表面形成一層水膜的氟蛋白泡沫液。主要成分為氟碳表面活性劑和水解蛋白。特點是滅火速度快、效率高，適用于A、B類火災，可采用液下噴射方式滅油罐火。

（4）抗溶型氟蛋白泡沫（FP/AR）：既可滅油類火也可滅醇類火的氟蛋白泡沫液，主要成分為氟蛋白泡沫液和觸變性多糖。特點是能撲滅極性液體燃料火災，成本相對較低、能抵抗油類的污染。適用于極性液體燃料火災，A、B類火災，可采用液下噴射方式滅油罐火。

3.2 合成型泡沫滅火劑

合成型泡沫滅火劑是指以表面活性劑的混合物和穩定劑為基料制成的泡沫液。

（1）水成膜泡沫（AFFF）：能夠在液體燃燒表面形成一層抑制可燃液體蒸發的水膜，主要成分為氟碳表面活性劑、合成表面活性劑、醇或醚類[4]，屬于低倍數泡沫，混合比為3%、6%。水成膜泡沫滅火速度快、效率高，軍用機場使用較多。

（2）抗溶性水成膜泡沫（AFFF/AR）：既可滅油類火也可滅醇類火的水成膜泡沫液，主要成分為氟碳表面活性劑、合成表面活性劑、觸變性多糖，屬于低倍數泡沫，混合比為3%、6%。

（3）高倍數泡沫（Hx）：發泡倍數在201倍以上的泡沫液，主要成分為合成表面活性劑、醇或醚類，屬于中、高倍數泡沫，混合比為1.5～6%。

（4）凝膠型：合成表面活性劑、觸變性多糖，屬于低倍數泡沫，混合比為6%。

（5）A類泡沫：用于A類可燃物火災的泡沫滅火劑，主要成分為氟碳表面活性劑、碳氫表面活性劑，屬于低倍數泡沫，混合比為0.1～1%。

4 應用

對于飛機不同情況不同部位的火災，要使用正確的滅火劑對火災加以撲救。由于泡沫滅火劑性能穩定、滅火效率高等諸多特點，在目前軍用機場中，泡沫滅火劑是進行飛機火災撲救的主要滅火劑。

4.1 飛機火災特點

在機場范圍內，有飛行場區、飛行保障單位和辦公生活區，可能發生的火災有飛機火災、草地火災、油料火災、彈藥火災、倉庫火災、車輛火災、電氣火災和營房火災。飛機作為機場主要核心裝備，是機場消防工作的重點。

一般來講，飛機結構分為：機身、機翼、尾翼、發動機和起落架，所用的材料主要是合金。飛機火災的發生主要是由于飛機本身具有多種可燃材料，如機身的鎂鋁合金、鈦合金，飛機攜帶的燃油、彈藥，飛機輪胎的橡膠材料，以及飛機內部的塑料、玻璃鋼、木質材料、棉紡織物、電子設備和線路等。

飛機易發生火災的部位主要有發動機、起落架、燃油系統和電氣系統。發動機發生火災主要屬于B類和D類火災，起落架發生火災主要屬于A類火災，燃油系統發生火災主要屬于B類火災，電氣系統發生火災主要屬于E類火災。其中，A類火災主要指橡膠、木質材料、塑料、復合材料等發生的火災，這些物質都屬于易燃物，而且燃燒時會釋放有毒氣體。B類火災主要指飛機燃油火災，飛機一般使用航空煤油作為燃料，發動機艙內燃油管路比較密集，燃油儲存于若干個油箱中，油箱分布于機身和機翼內。機翼內的油箱通常靠近翼根，機身油箱通常分布于前后兩端。發動機或油箱一旦發生火災，如不能得到有效控制，在2～5min內，火勢將達到猛烈的程度，極易引起爆炸，從而造成更大的火勢，導致機毀人亡的嚴重后果，有時還可能引發次生災害。D類火災主要指構成飛機的金屬發生的火災，其中，鈦合金一旦發生燃燒，火勢異常猛烈，一般滅火劑難以撲滅，鎂合金著火后遇水燃燒更為猛烈，甚至會發生爆炸。E類火災主要指飛機內帶電設備、線路等的電氣火災。

4.2 滅火劑的相容性

在使用滅火劑進行飛機滅火時，如果涉及不同種類的滅火劑，則要考慮不同滅火劑之間的相容性問題：適用于同一火災的不同滅火劑混合使用或相繼使用可能會發生相互反應，對滅火效能產生負面影響，達不到預期的滅火效果，導致錯過最佳滅火時機，從而人員或裝備遭受更大損失[5]。對于機場消防保障而言，大部分消防人員存在認識誤區：不了解不同種類滅火劑的滅火性能，以及滅火劑之間存在相容性問題;通常認為滅火劑可以混合使用，并且可以互相代替。再者，如果是軍民合用機場，發生火災后會視情申請民航消防力量支援，民航機場消防車所使用的泡沫滅火劑同樣與部隊消防車所使用泡沫滅火劑存在相容性問題。

例如，含氟泡沫滅火劑與含碳氫泡沫滅火劑混合使用會降低滅火劑的表面張力，致使燃燒物混入滅火劑中，從而產生泡沫燃燒的現象，對泡沫產生破壞。在實際使用中，如果是飛機燃油火災，泡沫滅火劑可與干粉滅火劑聯用，從而發揮干粉滅火迅速、泡沫可冷卻覆蓋并防止復燃的特點。但是，由于干粉滅火劑中的防潮劑（如硬脂酸鎂）對泡沫具有破壞作用使其消失，所以干粉只能與部分泡沫液聯用。目前，普通干粉可與氟蛋白泡沫和水成膜泡沫聯用[6]。

4.3 泡沫液發泡倍數

目前，機場主要配置混合比為3%和6%的泡沫滅火劑，機場主力泡沫消防車比例混合器對應有3%和6%兩種，不同種類的泡沫液有固定的混合比，在使用過程中，操作人員容易出現未根據泡沫原液指定混合比調節比例混合器，尤其部分消防車采用手動式比例混合器，從而造成浪費滅火劑或達不到滅火效果的問題[6]。

如3%型的泡沫液如果采用6%比例與水混合，會導致表面張力增大，從而降低泡沫液的流動性，可能導致泡沫覆蓋面減小或覆蓋延遲，致使不能達到預期效果，增加人員傷亡和裝備損毀的可能。

4.4 泡沫液的儲存

機場泡沫液儲存要符合管理要求，以免影響其滅火效能：第一，采購泡沫液時要留意生產日期，要注意不同種類泡沫液的有效期，入庫時要嚴格登記，保管人員每月要檢查泡沫液是否過期、泄露，確保泡沫液質量符合現行國家標準，并在保質期內。其中，機場常用水成膜泡沫液有效期為10年，抗溶型泡沫液的有效期只有1-2年。第二，要使儲存泡沫液倉庫的溫度保持在0-40℃，北方機場冬季、南方機場夏秋兩季均要注意庫存溫度適宜，以防造成泡沫液變質損壞。第三，要保持儲存泡沫液倉庫通風干燥，避免受到陽光直射暴曬等，同時，在存放過程中要防止雜質混入泡沫液，防止污染。

5 結束語

隨著軍用飛機材料、技術的不斷發展更新，機場消防面臨著更加嚴峻的挑戰，在此背景下，清潔高效、低成本、多功能是機場泡沫滅火劑的發展趨勢。與此同時，隨著滅火劑種類及特性的多樣化，面對不同情況下的飛機火災，機場消防官兵需要高超的業務素養和指揮能力，從而根據火場態勢科學、靈活地使用滅火劑，方能達到預期的滅火效果，從而最大程度減少人員傷亡和財產損失。

參考文獻：

[1]李丹琳，陳英杰，馬燦林，等.常用滅火劑滅火性能及原理[J].廣東化工，2014，41（13）：165-166.

[2]盧林剛，邵高聳，孫楠楠.消防藥劑效能評估與應用[M].北京：化學工業出版社，2017.

[3]趙興藝.泡沫滅火劑應用及其發展現狀[J].河北省科學院學報，2012，29（3）：65-68.

[4]韓郁翀，秦俊.泡沫滅火劑的發展與應用現狀[J].火災科學，2011，20（4）：235-240.

[5]劉慧敏，王帥，陳培瑤.泡沫滅火劑滅火兼容性研究[J].消防科學與技術，2015，34（1）：102-106.

[6]劉洪強，熊偉.泡沫滅火劑在滅火應用中的問題分析[J].消防科學與技術，2013，32（12）：1397-1399.