直升機外荷載在森林火災撲救中的應用與挑戰研究

作者簡介：陜忠虎（1983— ），男，撒拉族，甘肅臨夏人，本科，研究方向：直升機消防救援。

摘要：本文探討了直升機外荷載在森林火災撲救中的應用及其面臨的挑戰。通過分析吊桶滅火、水炮滅火等多種外荷載方式的應用實例，展示了直升機在快速響應、高效滅火方面的優勢。同時，深入剖析了技術、裝備、協同作戰及法規政策等方面存在的挑戰，并提出了相應的應對策略與建議，旨在為森林火災撲救效率與安全性的提升提供理論支持與實踐指導。

關鍵詞：直升機外荷載；森林火災；撲救應用；技術挑戰；協同作戰

引言

森林火災作為嚴重的自然災害，不僅破壞生態環境，還威脅人類的生命財產安全。隨著科技的進步，直升機在森林火災撲救中發揮著越來越重要的作用，其外荷載能力成為提升滅火效率的關鍵^[1]。本文通過全面分析直升機外荷載在森林火災撲救中的應用現狀，深入剖析其在實踐過程中面臨的挑戰，并據此提出切實可行的解決方案，以期為我國乃至全球的森林火災應急救援工作提供有益的參考與借鑒。

一、直升機外荷載在森林火災撲救中的應用

（一）直升機外荷載概述

直升機外荷載是指安裝在直升機外部，用于執行特定任務（如滅火、救援等）的附加裝備或物資。在森林火災撲救中，常見的直升機外荷載包括吊桶、水炮、滅火劑以及用于運輸物資和人員的吊艙等。這些外荷載通過特定的掛載系統安裝在直升機上，確保在飛行過程中穩定且安全^[2]。以吊桶為例，當直升機飛抵水源地時，飛行員會操縱直升機懸停在水面上方，通過機械臂或繩索將吊桶緩緩放入水中，待灌滿水后迅速提起并返回火場。卸載過程是將吊桶對準火源上方，控制水流準確噴射到火源上，以達到快速滅火的效果。這種即取即用、靈活機動的作業方式極大地提高了森林火災撲救效率。

（二）吊桶滅火的應用

吊桶滅火是一種直接且有效的滅火方式。其原理是利用直升機將大量水源快速運送到火場，并通過吊桶的精準投放，將水流直接噴射到火源上，以降低火勢溫度并隔絕氧氣，從而達到滅火的目的。操作流程簡單明了，飛行員只需根據火場情況調整飛行高度和速度，確保吊桶能夠準確投放。吊桶滅火的優勢在于響應迅速、機動靈活且能顯著降低人員風險。在森林火災初期，吊桶滅火能夠迅速控制火勢蔓延，為地面消防力量爭取寶貴時間。此外，對于難以接近的陡峭地形或火勢猛烈的區域，吊桶滅火也能發揮重要作用。國內外均有眾多應用吊桶成功滅火的實例，如美國加州山火中，直升機吊桶滅火系統發揮了關鍵作用，有效遏制了火勢的進一步蔓延。據統計，在某些案例中，吊桶滅火系統能夠在數小時內將數百噸水精準投放到火源上，顯著降低了火災造成的損失。

（三）水炮滅火的應用

水炮滅火是另一種重要的直升機外荷載應用方式。水炮通常安裝在直升機機身下方，具備更大的儲水量和更遠的噴射距離。其技術特點是能夠產生高壓水流，穿透火場表面，深入火源內部進行滅火。水炮滅火適用于多種地形和火勢條件，特別是在火勢較大、蔓延較快的區域，水炮能夠迅速降低火場溫度，為其他滅火手段創造有利條件。然而，水炮滅火也存在一定的局限性。相比吊桶滅火，水炮的靈活性稍遜一籌，需要更精確的飛行控制和更長的準備時間。因此，在實際應用中，水炮和吊桶往往相互配合，形成互補優勢。例如，在火勢初期，可以使用吊桶進行快速滅火；在火勢較大時，可利用水炮進行遠程壓制和降溫。

（四）其他外荷載應用

除了吊桶和水炮外，直升機外荷載還廣泛應用于滅火劑空投、物資與人員運輸以及空中偵察與監測等方面。滅火劑空投可以針對不同類型的火災選擇合適的滅火劑進行投放，提高滅火效果；物資與人員運輸能夠在緊急情況下迅速將救援物資和人員送達災區；空中偵察與監測通過搭載高清攝像頭、紅外熱成像儀等設備，為指揮決策提供實時、準確的火場信息。這些多樣化的應用方式進一步豐富了直升機在森林火災撲救中的功能和作用。

二、直升機外荷載在森林火災撲救中的挑戰

（一）技術挑戰

直升機外荷載應用于森林火災撲救，首先面臨技術上的挑戰。精準投放與控制是直升機外荷載作業的核心要求，在實際操作中往往受到多種因素的影響。一方面，直升機在高空高速飛行時，外部環境復雜多變，如風向、風速等氣象條件的變化都可能導致外荷載的投放位置偏離預定目標，增加了滅火難度和不確定性^[3]。另一方面，吊桶、水炮等外荷載設備的操控精度也受限于技術水平和設備性能，如何在高速飛行中保持穩定的姿態并實現精準投放，是當前亟待解決的技術難題。此外，復雜氣象條件如大風、低能見度等更是對直升機外荷載作業構成了巨大威脅。大風可能導致直升機飛行不穩定，增加外荷載投放的難度和風險；低能見度限制了飛行員的視線，使其難以準確判斷火場情況和投放位置，甚至可能導致飛行事故。夜間及復雜地形中的作業同樣面臨諸多限制，如夜間光線不足、地形復雜多變等，這些都增加了直升機外荷載作業的難度和不確定性。

（二）裝備與設施挑戰

直升機外荷載設備的研發與制造水平直接影響其在森林火災撲救中的應用效果。目前，雖然國內外在直升機外荷載設備的研發上取得了一定的進展，但仍存在諸多不足，如設備性能不穩定、耐用性差、維護成本高等^[4]。此外，配套水源、加油站等基礎設施的建設情況與完善性也是制約直升機外荷載作業的重要因素。在森林火災撲救中，直升機需要頻繁往返于火場和水源地之間，如果缺乏足夠的水源和加油設施，將嚴重影響直升機的作業效率和滅火效果。設備的維護與保養同樣是一個不容忽視的問題。直升機外荷載設備在長期使用過程中，難免會出現磨損和故障，如果不能及時進行維護和保養，將嚴重影響其性能和壽命。當前，直升機外荷載設備在維護和保養方面仍存在諸多不足，如維護人員技術水平參差不齊、維護設備落后、維護成本高昂等，都亟待解決。

（三）協同作戰挑戰

直升機外荷載在森林火災撲救中的有效應用，離不開與地面消防力量的協同配合。然而，在實際操作中，直升機與地面消防力量之間的協同作戰往往存在諸多困難和挑戰。一方面，由于直升機與地面消防力量在作業方式、通信手段等方面存在差異，導致兩者之間的信息交流和協同作戰效率不高；另一方面，不同部門之間的職責劃分不明確、溝通不暢等問題也制約了協同作戰的順利進行。此外，多部門之間的聯動機制也是影響協同作戰效果的重要因素。在森林火災撲救中，需要消防、公安、醫療等多個部門的緊密配合和協同作戰。當前，在多部門聯動機制方面仍存在諸多不足，如信息共享不暢、指揮體系不統一、資源調配不合理等，都亟待解決。

（四）法規與政策挑戰

航空法規對直升機作業的限制與規定是直升機外荷載在森林火災撲救中必須面對的挑戰之一。當前，各國在航空法規的制定和執行上存在差異，對直升機作業的限制和規定也不盡相同。對直升機的限制與規定不僅增加了直升機外荷載作業的復雜性和不確定性，也制約了其在森林火災撲救中的廣泛應用。此外，應急救援體系的完善與政策支持也是影響直升機外荷載應用效果的重要因素。當前，雖然各國都在積極推進應急救援體系的建設和完善，但在政策支持方面仍存在諸多不足。例如，對于直升機外荷載設備的研發與制造、基礎設施建設、設備維護與保養等方面的資金支持不足，對于直升機外荷載作業人員的培訓和資質認證等方面的政策保障不夠完善等。這些問題都制約了直升機外荷載在森林火災撲救中的有效應用和發展。

三、應對策略與建議

（一）技術創新與升級

面對直升機外荷載在森林火災撲救中的技術挑戰，技術創新與升級是必由之路。首先，應加強直升機外荷載設備的研發與改進，重點解決設備性能不穩定、耐用性差等問題。研究人員引入新材料、新工藝，提升設備的耐用性和可靠性，同時優化結構設計，減輕設備重量，提高裝載效率。此外，人們還應注重設備的智能化和自動化水平，如開發智能控制系統，實現對外荷載設備的精準操控和遠程監控，提高其作業精度和安全性。其次，引入先進的導航、定位與控制系統是提升直升機外荷載作業能力的關鍵。現代導航技術如GPS、北斗衛星導航系統等，能夠為直升機提供精確的位置信息和航向指引，減少人為操作誤差。同時，結合先進的控制系統，如自動避障系統、飛行穩定系統等，可以進一步提高直升機在復雜氣象條件下的作業能力。特別是在夜間及低能見度條件下，通過引入紅外熱成像儀、激光雷達等先進設備，可以幫助飛行員更好地判斷火場情況和投放位置，提高作業效率和安全性。最后，針對夜間及復雜氣象條件下的作業限制，應加強相關技術的研發和應用。例如，開發夜間作業輔助系統，包括夜視儀、紅外熱成像儀等，提高飛行員夜間作業時的視覺感知能力。同時，加強對復雜氣象條件下飛行技術的研究和訓練，提高飛行員的應變能力和操作技能，確保直升機在惡劣天氣條件下也能安全、有效地執行滅火任務。

（二）基礎設施建設與完善

基礎設施建設是保障直升機外荷載在森林火災撲救中有效應用的基礎。首先，應加強直升機起降點和水源地的建設。在森林區域合理布局直升機起降點，確保直升機能夠迅速到達火場并進行作業。同時，加強水源地的建設和保護，確保直升機在取水過程中能夠獲取足夠的水量，并減少對生態環境的影響。此外，還應建立完善的應急救援物資儲備與調配體系，確保火災發生時能夠及時調配所需物資和設備。其次，推廣直升機停機坪在高層建筑中的建設也是一項重要舉措。隨著城市化進程的加快，高層建筑越來越多，一旦發生火災等緊急情況，直升機將成為重要的救援手段。因此，在高層建筑中建設直升機停機坪，可以為直升機提供便捷的降落和起飛條件，提高應急救援效率。同時，停機坪的建設應符合相關標準和規范，確保安全可靠^[5]。最后，應加強基礎設施的維護和管理。定期對直升機起降點、水源地等基礎設施進行檢查和維護，確保其處于良好狀態并能夠滿足使用需求。同時，建立完善的管理制度和應急預案，確保在緊急情況下能夠迅速響應并有效應對。

（三）協同作戰機制優化

協同作戰是提升直升機外荷載在森林火災撲救中作用的關鍵。首先，應建立健全直升機與地面消防力量的協同作戰機制。明確各自職責和任務分工，加強信息共享和溝通協作，確保在火災發生時能夠迅速形成合力并有效應對。同時，通過定期舉行聯合演練和培訓活動，提高雙方的協同作戰能力和默契程度。其次，加強多部門之間的溝通與協作是優化協同作戰機制的重要方面。因此，應建立跨部門的信息共享平臺和溝通機制，確保各部門之間能夠及時傳遞信息并協調行動。同時，應加強對應急救援人員的培訓和演練，提高其應對突發事件的能力和素質。最后，提升指揮與通信系統的智能化水平是優化協同作戰機制的關鍵。通過引入先進的指揮與通信系統技術和設備，如無人機偵察系統、衛星通信系統等，可以提高指揮決策的準確性和時效性。同時，加強對指揮人員的培訓和演練，提高其應對復雜情況的能力和素質，確保在緊急情況下能夠迅速做出正確決策并有效指揮救援行動。

（四）法規與政策支持

法規與政策支持是推動直升機外荷載在森林火災撲救中廣泛應用的重要保障。首先，應完善航空法規與應急救援體系。針對直升機外荷載在森林火災撲救中的特殊需求和使用情況，制定和完善相關法規和標準規范，明確其使用條件、限制和要求等內容。同時，加強對應急救援體系的建設和完善工作，確保在火災發生時能夠迅速啟動應急預案并有效應對。其次，加大對應急救援裝備與技術的財政投入是必要的措施之一。應加大對應急救援裝備與技術的投入力度，支持相關企業和科研機構開展技術研發和創新工作。同時，通過設立專項基金、提供稅收優惠等方式鼓勵社會資本參與應急救援事業的建設和發展。最后，鼓勵社會力量參與應急救援事業是推動直升機外荷載在森林火災撲救中廣泛應用的重要途徑之一。應積極引導和鼓勵社會力量參與應急救援事業的建設和發展工作，如支持志愿者組織、非營利組織等參與應急救援行動和志愿服務活動；加強與社會各界的溝通和合作，共同推動應急救援事業的發展進步。同時，應加強對應急救援人員的表彰和獎勵工作，提高其社會地位和榮譽感，激發其投身應急救援事業的熱情和動力。

結語

面對森林火災撲救中的重重挑戰，須從技術、基礎設施、協同作戰及法規政策等多方面入手，形成合力。技術創新與升級將提升直升機外荷載的作業效能，基礎設施建設與完善為救援行動提供了堅實保障。同時，優化協同作戰機制與加強法規政策支持，將促進各方力量高效協同，共同應對火災挑戰。只有如此，才能更有效地保護森林資源，守護綠色家園。

參考文獻

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