新型飞机发展对机场消防能力的挑战

摘 要：新型飞机设计更加精细，一般更多采用了复合材料，造价也就更高。新型飞机在投入使用之后，一旦出现大火事故，造成的损失也更高，消防与营救的过程中需要怎样的措施才能够确定最佳的效果是人们比较关注的。新型飞机的发展，如新型大飞机（NLA）具有多层客舱、超大容量燃油、应用复合材料等特点，在新型飞机投入使用之后，对机场的消防能力提出了新的挑战。FAA在新型飞机投入使用的背景之下，对飞机事故的消防进行分析与研究，希望能够进一步明确在飞机发生事故之后机场的消防如何快速消除飞机火灾。

关键词：新型飞机 机场 消防 营救 飞机火灾 灭火剂

中图分类号：V2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0231-02

一般情况下，机场都依据FAA提出的“飞机营救和消防”（ARFF）设备和能力的最低要求进行机场消防能力的配备，但是这些设备与措施不同程度的存在一定滞后性，不是专门针对新型飞机而设置的，机场的消防人员与营救人员仍然缺乏相关的知识与经验。

1 新型飞机消防概述

飞机的型号、种类很多，但无论怎样划分，飞机的构造大同小异，一般来说，大致分为：机身、机翼、机尾、发动机和起落架，所用材料主要是铝合金。机身主要分为：客舱、货舱和驾驶舱。燃油主要在机翼上，此外，机身夹层内布满了各种线路。飞机起火因素很多，有发动机起火、机身内线路短路起火、起落架起火、飞机碰撞摩擦起火，等等。无论哪种原因起火，都可迅速蔓延至整架飞机，以致引起飞机油箱起火爆炸。总之，飞机火灾燃烧迅速，危害极大，在几分钟之内如不能得到有效控制，就可能引起严重的机毁人亡事故。而飞机火灾的特点有以下几点：

（1）可燃、易燃物多，火灾发生的危险性大。现代化的飞机为了提供舒适的环境，内部的装修豪华、美观，设施一应俱全。但是，这些装修材料多为可燃、易燃物品。

（2）火势蔓延速度快，扑救困难。如果没能及时在火灾发生初期将火扑灭，那么火势就会迅速蔓延，直至失去控制。这种危险性主要来自以下几个方面：飞机内空间相对狭小，可燃物较多，火灾荷载大；飞机各舱之间没有防火分隔，一舱起火，很快就会蔓延至其他机舱。

（3）飞机起火后容易发生爆炸。飞机内部起火，密闭而狭小的空间内温度会迅速升高，里面的气体也会迅速膨胀，极易造成爆炸。另外，高温对发动机舱也是很大的威胁，一旦发动机舱遇火燃烧，爆炸就难以避免。

（4）火灾造成的烟气毒性大，易使人窒息死亡。因为飞机内部的可燃物大多为有机物质，在燃烧过程中会产生大量的有毒气体和烟雾。飞机各舱之间互相连接，有毒气体和烟雾会很快充满机舱内部。同时，飞机的密闭性非常高，有毒气体和烟雾很难散发出去。在这种情况下，飞机内人员极易中毒身亡。

飞机火灾一般分为：内部火灾、机翼火灾、坠落火灾。据相关资料统计，飞机事故约有80%～90%都发生在起飞和降落期间，而作为机场消防力量，我们主要探讨针对发生在机场的飞机火灾，坠落火灾不在此讨论。

由于军用飞机也包含直升机和运输机，所以，这里借鉴民航飞机火区的划分，飞机火区一般划分为：发动机、短舱、货舱、行李舱、APU、机翼和燃油箱、驾驶室、客舱、危险区域。涡轮发动机的防火部位，包含：①发动机动力部分，有燃烧室、涡轮、尾喷管。②发动机压气机、机匣，包含压气机和所以附件。③完整动力装置舱，包含动力部分与附近部分之间没有隔离的区域。

2 火灾中火的分类

根据国际标准ISO3941-1977《火的分类》和我国GB4351-1997《手提式灭火器通用技术条件》中的定义，把不同物质燃烧的火进行了分类，并作如下定义：

A类火――指固体有机物质燃烧的火，通常燃烧后会形成炽热的余烬（如桌子、木材、纸张、纺织品等）。

B类火――指液体或可熔化固体燃烧的火（如汽油、柴油、酒精、乙醚、丙酮等）。

C类火――指气体燃烧的火（如人工煤气、液化气、天然气、石油气等）。

D类火――指金属类火灾。包括钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝、镁合金等各种形态的活泼（轻质）金属燃烧的火

E类火――指带电物体燃烧的火（如家用电器、电气开关箱、控制箱等所有带电燃烧的物品）

3 新型飞机火灾中灭火剂的选择及其使用方法

飞机客舱货舱主要发生A类火，发动机舱和APU主要发生B类火，电子舱和电气控制板主要发生E类火，机身等飞机结构主要发生D类火。

飞机机壳、柜架、纵梁、翼梁等部分，主要构成是铝合金，达800℃即迅速熔化。发动机部件主要构成是钛合金，虽然不易燃烧，但遇高温燃烧迅速，温度可高达2000℃，且遇水易爆炸。起落架轮毂和发动机托架，主要构成是镁合金，亦是易燃烧金属。发动机部件主要构成是镍合金，而飞机内部装饰主要是木和塑料，都是易燃物，且燃烧时释放大量毒害气体。

现代飞机使用材料中，金属材料逐渐下降，轻质、高强度的复合材料使用增多，这些变化都为扑救飞机火灾增加了难度。

飞机火灾的复杂性还在于，飞机各构成部件本身就复杂精细，成分复杂，燃烧情况复杂。以飞机轮胎起火为例，机轮过热或燃烧，应用正确的灭火剂缓慢冷却机轮，防止因冷却程度不一，造成轮毂金属收缩爆裂等。如机轮过热燃烧发生后，允许短时间着火，在灭火前观察火势进展和判断起火原因，如机轮上油脂燃烧，油脂自己燃烧产生的损伤比灭火产生的损伤反而更小。

所以，针对飞机火灾的消防，要求迅速准确，必须把握1分钟原则，所谓“1分钟原则”是指第一辆消防车到达现场后，要在1分钟内控制90%的火势，才能最大限度的进行救援。

因此，我们还必须掌握飞机灭火剂的种类和特性，对机不同部位不同情况的燃烧，进行针对性的正确使用。飞机灭火剂的要求是：常温下不会凝结，可长期储存，对系统附件或灭火剂质量没有不良影响。

下面介绍常用灭火剂的种类和特性：

（1）水。直流水和开花水（滴状水）可用于扑救一般固体物质的火灾（如煤炭、木质物品、粮草、棉麻、橡胶、纸张等），还可以扑救闪点在120℃以上，常温下呈半凝固状态的重油火灾。但不能用于扑救闪点低于37.8℃以下可燃液体火灾。雾状水降温快，灭火效率高，水泽损失小，可扑救低闪点液体火灾。也可用于粉尘或带电设备的火灾。

（2）泡沫灭火剂，包括化学泡沫、蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、高倍数泡沫、抗溶性泡沫灭火剂。其中抗溶性泡沫灭火剂主要用于扑救水溶性液体火灾。如乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯等火灾。其余5种泡沫灭火剂主要用于扑救非水溶性液体火灾及一般固体火灾

（3）干粉灭火剂。干粉灭火剂按其适用范围，主要分为BC型干粉灭火剂和ABC干粉灭火剂两大类。①BC型干粉灭火剂。这类干粉灭火剂主要适用于扑救液体火灾及天然气和液化石油气等气体火灾和带电设备火灾。②ABC型干粉灭火剂。这类灭火剂不仅适用于扑救液体、气体及带电设备火灾，而且适用扑救固体火灾。

（4）卤代烷灭火剂。这类灭火剂具有灭火效率高、灭火后不留痕迹，药剂本身绝缘性好等特点，适用于扑救各种易燃液体、气体、精密仪器和电气火灾。其灭火机理是在燃烧过程起化学阻碍物作用。但由于污染较大，目前在非必要场所已停止使用该类灭火剂，以后将逐步被淘汰。

（5）二氧化碳灭火剂。由于二氧化碳是一种性质稳定的气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后能很快逸散不留痕迹，又没有毒害，所以最适合扑救各种易燃液体和易受水、泡沫、干粉等灭火剂侵蚀的固体物质的火灾。另外，二氧化碳是一种不导电的物质，故又能扑救电气火灾。

对于A类火，适用水；对于B类火，适用二氧化碳、卤代烷、化学干粉；对于D类火，适用化学干粉和细砂；对于E类火，适用二氧化碳，虽然化学干粉也可以，但易损伤飞机上的精密仪器，所以对机上的E类火，一般应用二氧化碳，而不选择化学干粉。而在使用二氧化碳灭火时，应注意必须配备非金属喇叭管，因为使用金属喇叭管喷射二氧化碳时，易产生静电发生燃烧，而且金属管易导电，其产生的静电容易对消防员造成人身伤害。

综合以上特点，飞机火灾时，主灭火剂应为泡沫灭火剂，辅助灭火剂选择化学干粉、卤代烷、二氧化碳、或者上述组合。而在实际应用中，干粉和泡沫联用，可以发挥干粉灭火迅速、泡沫灭火效果稳定的特点，可以达到冷却覆盖、有效防止复燃的作用。但是必须选定使用，保证灭火剂之间的相容性。

由机火灾情况复杂，下面就单独针对飞机储油系统的火灾进行专门性的灭火剂选择研究。

泡沫灭火系统是在消防工作中发挥着极为重要的作用，与之相配套的空气泡沫灭火剂在消防工作中得到了广泛应用。下面就空气泡沫灭火剂在消防中的应用，浅述空气泡沫灭火剂灭火机理，让大家熟悉空气泡沫灭火剂特点，对于较好地使用、管理泡沫灭火系统，充分发挥泡沫灭火设备设施的消防功能具有重要意义。

空气泡沫灭火剂的火灾原理：空气泡沫是由一定比例的瑞港生产泡沫液和水混合，经空气搅动后，通过物理作用而形成含空气的膜状气泡群。泡沫倍数根据泡沫性质不同可达2～1000倍，相对密度（水=1）在0.001～0.5之间，远远小于一般可燃液体，因而能漂浮于燃烧液体的表面，形成较厚的空气泡沫覆盖层。

空气泡沫覆盖层隔绝了燃烧液体表面的空气，对燃烧液体表面具有良好的窒息作用、冷却作用，加之泡沫受热蒸发后产生水蒸气，能够稀释燃烧区氧气浓度、隔断火焰辐射热，从而阻止了燃烧液体受热蒸发，使可燃气体难以进入燃烧区，实现了灭火的功能。应该指出，灭火是个复杂的过程，上述4种效应往往是重迭起作用的，必须用整体动态的观点来分析和研究。空气泡沫较为稳定，对油面的封闭时间较长，加之冷却作用，在灭火过程中具有良好的防止复燃性能，是其他灭火剂所不能比拟的，也是空气泡沫灭火剂在油库广泛应用的主要原因之一。

泡沫灭火剂的组成及特点：相对而言，泡沫灭火系统灭火效率高，效果好，空气泡沫灭火剂使用方便，流动性好，安全可靠，经济实用，是油库目前是理想的灭火剂。按其发泡倍数可分为低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂3种类型；按泡沫液与水的体积混合比不同，又可分为6%型、3%型2种类型；按原料组成不同，又可分为蛋白型和合成型2种类型。其中在油库中常用的低倍数泡沫灭火剂有蛋白型、氟蛋白型、水成膜型3大类。

干粉灭火的优点是能够迅速控制火势，灭火速度快，其致命缺点是冷却作用甚微，灭火后容易产生复燃。空气泡沫灭火剂的优点是热稳定性、抗烧能力强，泡沫覆盖层厚，冷却作用明显，具有良好的防复燃性能。在扑救油类火灾时，为提高灭火效果，往往将泡沫灭火剂与干粉灭火剂联合使用，首先喷射干粉灭火剂迅速压住火势，而后再喷射泡沫覆盖油面，防止复燃，这样充分发挥了2种灭火剂的特长，可大大缩短灭火时间。但由于普通干粉中的添加剂对普通泡沫有很强的破坏作用，2种灭火剂相遇后，大量泡沫受到破坏后很快消失，反而降低了灭火效果。因此，在同一火灾场所，同时使用不同灭火剂时，首先必须保证2种或多种灭火剂间具有相容性。适用于扑救A、B、E类火灾的磷酸铵盐干粉灭火剂可与各种空气泡沫灭火剂相容，可联合使用。适用于扑救A、B、E类火灾的碳酸氢钠、碳酸氢钾干粉灭火剂，磷酸铵盐干粉灭火剂可与水成膜泡沫灭火剂相容，可联合使用。

适用于扑救B、E类火灾的碳酸氢钠、碳酸氢钾干粉灭火剂与泡沫灭火剂不相容，不能联合使用。

4 结语

航空业的消防安全与国计民生和人民生命、财产安全息息相关，随着航空业的发展，新型飞机的出现对机场的消防营救能力提出了新的挑战。对机场的消防营救能力进行分析，应实现成熟的高新消防技术成果和经验的借鉴与应用，通过新型飞机消防营救措施方面的交流与研究，实现机场消防能力的提升。此外，对航空业的消防安全研究，特别是飞机火灾、防火和灭火机理的研究，通过应急预案、消防营救具体措施等方面的建立与完善，实现消防营救效率的提高，降低飞机事故带来的损失。

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