我國航空消防及固定翼飛行器的需求探討

陳顯

摘?要：一國航空消防事業的發展水平在一定程度上代表著該國的科學管理水平和綜合實力，而目前我國在航空消防方面還處于初級階段，目前裝備的主要機型不論是質還是量與成熟國家都存在較大差距，且在機種分布上主要偏重于直升機，直升機屬于優缺點都比較明顯和極端，其固有特性很難承擔我國所有的航空消防任務。固定翼飛行器具有有效載荷大、航程遠、飛行速度快等優勢，能夠在很大程度上填補直升機的不足，急需補充進我國航空消防機型隊伍。

關鍵詞：航空消防;森林火災;直升機;固定翼飛行器

中圖分類號：TB???文獻標識碼：A????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2022.16.105

1?森林火災給國家帶來了巨大的損失

我國是森林火災多發的國家，2019年全國發生森林火災2345起，受害面積約13505公頃，可以說森林火災給國家帶來了巨大的損失。而其中比較引人矚目的當屬涼山森林火災，不論是2019年“3·30”木里縣森林火災還是2020年“3·30”西昌森林火災，都爆發于該地，兩次森林火災共奪走了50名滅火參與者的生命，這是自2015年“8·12”天津濱海新區爆炸事故以來少見的巨大損失和挫折，“淚目”“悲痛欲絕”“抱頭痛哭”等詞匯不絕于相關的新聞報道。涼山系列森林火災給國家帶來的損失不僅是燒毀的林木，也不僅是犧牲的滅火參與者，更是對于國民整體的心理挫折和中國應急國際形象的傷害，涼山州面積6.04萬平方公里，于國土面積約960萬平方公里的中國來說，可以說非常渺小，但我們連續兩年于該地的森林火災中折損數十名人員，于國民而言心理受挫是在所難免的，于中國應急的國際形象而言，亦可能產生不佳的影響。

2?投入在增加但資源依然緊缺

從數據上分析，2019年“3·30”木里縣森林火災投入的航空滅火力量的巔峰值為5架直升機，2020年“3·30”西昌森林火災投入的航空滅火力量的巔峰值為12架直升機，可以看出，就投入而言我們是有所增加的，但依然未避免犧牲，客觀而言，相較于航空滅火領域成熟國家的水平，我們目前所能用的航空滅火力量依然是杯水車薪。從航空滅火力量的總數來看，美國與加拿大在巔峰時期都有超過300架大小飛機用于航空護林和滅火，而我國能用于航空滅火的飛行器可能不過百架，其中還有70余架是直升機。就我國航空滅火力量而言，其存在的問題不僅是數量少，還包括效率、質量等問題，例如美國最大的滅火飛機波音747一次可攜帶70t滅火劑，而我們常用的運-12滅火機只能攜帶1.5t滅火劑，我們要出動四五十次，才能抵得上美國波音747出動一次;還是以美國波音747為例，其使用的是4發渦扇發動機，速度為0.8-0.9馬赫，可進行洲際飛行。而我們現在還在使用運-5滅火機采用的是一戰時期才能見到的雙翼氣動布局和單發發動機，速度為0.1-0.2馬赫，航程也只有波音747的1/10，可謂十分捉襟見肘。

3?對直升機滅火的分析

之前提到我國有70余架滅火飛機是直升機，而直升機是一種優缺點都比較明顯和極端的飛行器。就其優點而言，能垂直起降、能進行空中懸停、對起降場地要求低、可以使用吊桶等設備從面積較小的水面吊取水等都是其他飛行器很難做到的，假如森林火災發生地周邊不遠處有可用水源，直升機可以往返多次取水滅火，再加之其低空性能卓越，可以對火災中的重點位置和目標進行“精確打擊”。但直升機同樣存在缺陷，例如航程短、速度慢、有效載荷低、飛行高度低、高原性能不佳等都是其較為致命的短板，同時由于吊桶的使用，對直升機的有效載荷還要再打折扣，以國內最大的米-26系列直升機為例，其使用吊桶時能夠運載的滅火劑約8t左右，而其本機的最大載荷實為20t左右，其中有12t的載荷實際上都未被實際利用上。再以在涼山火災中使用較多的卡-32直升機為例，根據2019年“3·30”木里縣森林火災的使用數據來看，卡-32直升機在高海拔地區的單桶載荷僅為2t多一點。客觀來說，直升機這一類型的飛行器，俄制的米-26和卡-32的載重能力已經算比較可觀的了，作為蘇聯時期設計生產的主要用于運輸和消防的直升機，其能力遠強于一些臨時改用的直升機（法國小松鼠直升機滅火載荷僅為0.7t），但如果引入固定翼進行對比，則英國的Fieldmaster型農用小飛機都可以裝載2t以上的滅火劑，更別說其他大中型固定翼飛行器動輒數十噸的滅火劑載荷了。

4?固定翼滅火飛行器的梳理與分析

4.1?我國現有的固定翼滅火飛行器

根據相關研究和分析，我國目前主要使用的固定翼滅火飛行器主要有運-5、運-11/12、水轟5。其中運-5的有效載荷為15t，航程為845km（基礎型）-1560km（B型），最大平飛速度256km/h;運-11/12的有效載荷為094t（11型）-15t（12型），航程為965km（11型）-1400km（12型），最大平飛速度220km/h-328km/h;水轟5的有效載荷為6t，航程為4900km，最大平飛速度556km/h。從數據上來看，目前我國固定翼滅火飛行器的主要問題在于有效載荷小（運-5、運-11/12）、航程較短（運-5、運-11/12）、快速到達現場的能力不足（運-5、運-11/12）、機型較老（運-5）和事故率較高（參見2020年斯里蘭卡和尼泊爾事故），而數據上較為出色的水轟5也有過黃島滅火的實戰經歷，但由于各種復雜原因，生產數量極少，近些年已鮮見報道。固定翼飛行器相較于直升機的優勢在于有效載荷大、航程遠、速度快，但缺點則是無法垂直起降和懸停，所以在每次使用完滅火劑后都必須重新降落補充滅火劑，按運-12滅火機操縱人員對實戰的總結：“火場距離機場30公里以外則效率大大降低”。根據分析可以發現以目前的技術和裝備體系，是無法實現對火場的持續壓制的，而如果算有效載荷，又甚至不及直升機，處于較為尷尬的境地。

4.2?現有固定翼滅火飛行器的問題

通過對我國現有的固定翼滅火飛行器的分析，可以認為主要存在幾方面問題，即有效載荷小、航程短、飛行速度慢。就傳統固定翼滅火飛行器于火場的作用定位而言，很難寄希望于其能夠擁有持續壓制的能力，但結合其優勢可以做到的是對一次性滅火效果的突出，就像美俄的大中型固定翼滅火飛機，其單次便可將數十噸滅火劑投入火場，雖然沒有直升機的持續性，但其飛一次的實際效果已經夠直升機飛十幾個架次了，既然無法在頻次上占優，便選擇以單次效果與全程效果取勝。客觀來說，我國現有的固定翼滅火飛行器作用距離超過30km便會衰減，單次載荷普遍不超過1.5t，在這樣的情況下，固定翼飛行器相較于直升機的優勢完全沒有發揮出來，甚至在本該擅長的領域還不如直升機，這無疑是急需轉變的。

4.3?我們亟須的是大中型的固定翼飛行器

通過對世界固定翼滅火飛行器裝備體系和我國實際情況的分析，筆者認為當前我們亟須大中型的固定翼飛行器。首先，我國是一個幅員遼闊的國家，這意味著我國森林火災爆發點的跨度是較大的，需要固定翼滅火飛行器具有可遠程調度轉場的能力，而只有大中型固定翼飛行器可以做到。其次，就固定翼飛行器相對于直升機的優勢——有效載荷而言，運-12這樣的小型機連很多直升機的有效載荷都比不過，而只有大中型固定翼飛行器，才能充分體現固定翼飛行器的載荷優勢和單次滅火效果優勢。再次，大中型固定翼飛行器普遍裝備性能較好的多發發動機，在飛行速度、故障下持續飛行能力、特殊氣候環境下的適應力等方面都要遠超小型固定翼飛行器。這意味著大中型固定翼飛行器可以用更快的速度趕往火場，在火場與起降場之間往返更多的頻次;也意味著大中型固定翼飛行器就算是在滅火工作中出現故障，也有很大機率安全返回;還意味著大中型固定翼飛行器能克服其他飛行器無法克服的氣候環境條件執行任務。

4.4?固定翼飛行器航空滅火需要考慮的幾個關鍵點

在航空滅火領域，對固定翼飛行器而言，有幾個關鍵點是必須被考慮到的。第一個是滅火效果取決于飛行器的有效載荷;第二個是針對不同規模的火災選取不同大小的飛行器有利于控制使用成本;第三個是由于火災的爆發地具有一定的隨機性，須對飛行器的起降能力提出一定的要求。就滅火效果取決于飛行器的有效載荷而言，所謂一力降十會，對于火災的撲滅，滅火劑和物資設備的實際投入量起著重要影響，飛行器的有效載荷越大，就能投入越多的滅火劑和相關物資設備，就如筆者于之前分析的，美俄的大型滅火飛行器飛一趟，足夠中國的小型滅火飛行器飛幾十趟，在同等的架次內，有效載荷的差距將導致實際投入力量的幾何倍差距。就針對不同規模的火災選取不同大小的飛行器有利于控制使用成本而言，火災有大有小，如果為10t滅火劑就能撲滅的火災出動一架70t的滅火機，可能會產生“大炮打蚊子”的尷尬和浪費，這也說明對于滅火飛行器的認識，必須兼顧效果與成本兩個方面。就須對飛行器的起降能力提出一定的要求而言，其能不能短距離起降，能不能在粗糙路面或者野戰機場上起降，能不能兼具水上起降能力，都成為重要的評價指標。以美國的C-130運輸機為例，該機參與了美國在世界各地的大量行動，其最大的特點就是皮實耐操且起降能力卓越，不論是中東的砂石路還是潮濕的雨林抑或是阿拉斯加的雪地，其都可以正常起降，且在裝載特種助推火箭等設備后，還能實現超短距離起降以執行特種任務。

5?結論

我國是森林火災多發的國家，給國家帶來了巨大的損失。聚焦涼山系列森林火災，可以發現雖然我們的航空消防力量在逐年增加，但相較于該領域成熟國家的水平而言，還有巨大差距。目前我國的航空消防力量主要由直升機組成，但直升機是一種優缺點都比較明顯和極端的飛行器，并不能完成所有的航空消防任務，存在加強固定翼滅火飛行器以填補直升機不足的必要。就目前我國固定翼滅火飛行器的裝備體系而言，在量和質方面都有較大提升空間。通過分析可認為我國現在亟須的是大中型的固定翼滅火飛行器，而域外“空中炮艇”的特種設計思路對于提升固定翼滅火飛行器的精度和持續能力具有積極的借鑒價值。

參考文獻

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