文_金泉 畢淵通
消防車那些事兒
文_金泉 畢淵通
消防車是近代汽車技術發展與消防需要結合的產物,它不僅能夠滅火,而且現在已經具備救援等其他用途。本文詳細介紹了消防車的歷史由來,全球市場中主要消防車的種類和特點。
消防車,又稱救火車,指主要用來執行火災應對任務的特種車輛。在國外,消防車通常會被歸類為消防設備、消防卡車、消防器材一類,不過,它首先是一種基于滅火用途而生產的車輛。此外,多數消防車擁有者(部門、公司)還將消防車用作其他一些用途,比如緊急醫療救助、營救等。值得一提的是,北美地區對于消防車的說法通常是“fire truck”,而不是“fire engine”,不過在全球其他國家,“fire truck”和“fire engine”都指的是消防車。
在用途方面,消防車的首要用途就是將消防人員運送到事故現場,提供所須的水、泡沫、干粉等滅火介質,并且車上攜帶消防人員常用的一些工具。消防車通常攜帶的工具主要是用于滅火、救援等任務,其中包括消防鋼梯、自給式呼吸器、排煙通風設備、急救包、液壓破拆工具等。
很多消防車都是基于一般卡車底盤改裝而成,不過根據具體的應用領域不同,車輛上裝有所差別。這些車輛通常都有明顯的警報系統和視覺警示標志,同時,車上還配有雙向無線對講機、移動計算機系統等。
如今所說的消防車通常指的就是消防汽車。而在以內燃機為動力的汽車出現之前,人們早已開始嘗試把專門救火用具安裝在運輸工具上,以便火災發生時能及時趕赴現場。
早期的滅火設備比較簡單,基本上就是一個類似注射器的噴射系統,直到公元前2世紀左右,亞歷山大大帝時期的克特西比烏斯發明了第一個滅火水泵,同時期的赫倫利用這種滅火水泵創造了早期滅火工具的雛形。16世紀,滅火水泵得到了進一步發展,有記錄顯示,這種改進型的滅火設備分別于1518年和1657年在德國的奧格斯堡和紐倫堡出現過。一本著于1655年的著作表明,那個時期就已經有能夠把水噴到12 m高度的滅火設備,但這種設備是否是便攜式的,書中并沒有交代。
另外,根據當時美洲的殖民法律,每家每戶門前都要放一桶水,以防在夜間失火時使用。一旦有地方失火,這些水桶就會派上用場,最初“救火列隊”的滅火形式就是從這里來的。1654年,波士頓率先引進了新型的消防設備,1719年費城也開始采用由Joseph Jencks發明的一種手動泵水的消防設備,而在此之前,紐約也引進了2臺新型消防設備。
1730年,Richard Newsham在倫敦發明了新型消防設備,第1款下線的產品被投入到紐約市,6年后紐約市成立了紐約志愿消防局。后來,本杰明·富蘭克林發現滅火工作需要大量的人力和一定的技巧,1737年,他決定成立有組織的消防隊。1743年,北美有了第1款本地生產的消防設備,它的創造者是Thomas Lote。不過,這種設備也被當時的人們稱為“手動浴缸”,因為這套系統由一個噴水泵和大型儲水缸組成,噴水泵需要人工操作,儲水缸里面的水則需要“救火列隊”補給。滅火時,噴水泵下方與儲水缸連接,泵出水滅火。1822年,新型滅火設備成功地解決了水源補給的問題,因為它可以從有水源的地方泵水,而“救火列隊”也因此退出歷史舞臺。1822年,費城本地的企業Sellers and Pennock公司生產了一款名為“The Hydraulion”的消防設備,這套設備是第1款具備吸水功能的消防設備。
這些早期的消防設備要么很小,要么需要由4個成年人搬動,要么是需要用滾木拖動到火災現場,后來消防設備越來越大,需要用馬車來拉。記載在冊世界第一輛消防車,是1518年受德國奧格斯堡市的委托,由做金屬工藝品的手藝人安特尼·布拉特納制造的。據《奧格斯堡市工藝史》一書記載,這輛消防車是將用杠桿操作的大型水泵裝在車子上組成的。其動力則是用馬匹來牽引。再后來,消防車輛開始使用蒸汽機自我驅動。據稱,John Ericsson是北美第1臺蒸汽機驅動消防設備的發明者,而英國的同類產品是1829年在倫敦出現的,發明者是蒸汽機工程師John Braithwaite。但這種車仍然要由馬匹牽引,后部裝有1臺以煤為燃料、裝有一根軟水龍帶、用10 PS雙缸蒸汽機驅動的消防水泵。
1835年,美國紐約成立了世界上第1支專業化的消防隊,開始時編制只有4人。他們領取預付的工資,專門從事救火工作。次年,這支消防隊增加到了40人。后來定名為“消防警察”,納入城市警察的序列。
19世紀中葉以前,多數消防設備都是人工操作的,后來改用馬車托運,大大提高了消防設備趕赴現場的響應速度。1841年,紐約市出現了第1款蒸汽機自我驅動的消防設備,很不幸的是,這款設備后來由于消防員的操作不當最終損壞無法使用。20世紀初,機械化的消防設備終于登場。
1898年在法國凡爾賽舉辦的展覽中,法國里爾的甘比爾公司展出了世界最早的消防汽車,盡管它很原始也不完善。
1901年,英國利物浦的洛亞爾·卡利迪公司生產出的消防汽車,被利物浦市消防隊所采用。同年8月,這臺消防汽車首次出動執行任務,駕駛員喬治·貝克特爾沒等消防隊員全上車,就把車開動起來。由于車速很慢,沒上去車的消防隊員從后面追上來,都跳上了汽車。當這臺消防汽車到達火災現場時,連后續的消防馬車也都趕到了。據說它在行走時,還接連不斷地回火,因此人們給它起個外號叫作“放屁的阿尼”。
1905年,將內燃機汽車與消防設備相結合的想法率先在雜志上出現,這立刻吸引了很多人的關注,隨后很多集成了消防設備的卡車開始在英國出現。同年,曼徹斯特的Knox汽車公司開始銷售被認為是世界上第1款現代消防車的產品。1年后,美國伊利諾伊州斯普林菲爾德市消防隊開始引進Knox生產的消防車。
與現在大家熟悉的消防車不同,當時的消防車并沒有給消防員提供可以乘坐的、封閉的駕駛室或乘客艙,消防員們搭乘早期的現代消防車只能站在車輛兩側的踏板上,或者站在車輛后面的暴露平臺上,而這也給消防員帶來了極高的風險,當車輛急轉彎時甚至有消防員被甩出去,其后果可想而知。
到了20世紀20年代,完全靠內燃機工作的消防車開始出現。這時的消防車結構簡單,大多是在已有的卡車底盤上改裝的,車上安裝了水泵及附加水箱,車身外側掛有消防梯、消防斧、消防水帶等。
在消防裝備方面,早期的消防車只是使用水箱作為滅火水源,水流通過木質管子在街道上裝到水箱中,再由簡單的泵水裝置通過直接插入水箱的消防水帶泵出。后來的消防車供水系統與增壓的消防栓能組成工作系統,當消防警笛響起時,消防栓開始增壓,不過這種系統的可靠性并不高。今天的消防栓系統已經裝配了閥門,以保證消防栓時刻都能增壓,而且能夠根據需要增加水壓。消防栓增壓系統很大程度上減輕了消防水帶泵水滅火的工作量,不過也有很多郊區用的消防車仍然采用水箱或其他水源泵水的方式。另外在高空消防救援方面,19世紀末,隨著高層建筑的增多,人們開始考慮到這一問題。起初大家使用的是人工擴展的梯子,但隨著時間推進,梯子的長度和質量都開始增加,人們只能為梯子專門裝配2個大車輪,掛在消防車的后面,這樣的設計不僅不方便而且十分顯眼。不久以后,可旋轉的消防梯出現,它不僅能伸得更長,而且是機械系統操作,同時還能裝在消防車上,這樣就看起來十分協調。
第二次世界大戰以后,可旋轉式消防梯由高工作業平臺生產商提供,這樣,云梯消防車就能達到高處救援消防,而高空作業平臺也能擴展到之前難以達到的高層建筑物的死角。
科技的發展不僅有力推進了消防車技術的發展和進步,而且不斷提高著消防救援工作的效率,經過長時間的演變和發展,今天的消防車輛已經可以根據具體用途細分到不同種類,更高的針對性也增加的消防救援工作的及時性和有效性。
正如前文所述,一般消防車的首要用途是用于滅火使用,運送消防員、裝備消防設備也是必要的功能。消防車上所攜帶的工具更大程度上依賴于消防站的規模大小以及消防站主要應對的出警情況。例如,消防站周圍有一些大型的水體或河流,他們的消防車就需要配備一些相應的水上營救裝備。一般消防車上配備的通用裝備包括消防鋼梯、液壓破拆工具、探照燈、消防水帶、自給式呼吸器、熱成像相機等。消防車種類多樣,功能復雜,可依據不同的標準進行分類,其中按消防車底盤承載能力分類包括微型消防車、輕型消防車、中型消防車、重型消防車;按外觀結構可分為單橋消防車、雙橋消防車、平頭消防車、尖頭消防車;按滅火劑分類又可分為水罐消防車、干粉消防車和泡沫消防車。按水泵在消防車上的安裝位置分類可以分為前置、中置、后置、倒置泵式消防車。
消防車攜帶裝備的布局方式一般由消防站根據自己的需要決定。例如,位于城市區域的消防站處理火災意外的情況并不算多,多數情況下是非火災意外,可能是危險品轉移或清理,交通意外或建筑物坍塌的技術性營救;而位于非城市地區消防站更多時候需要到偏遠地區執行任務,或者撲滅森林火災。
一些消防車裝備了固定式的消防水炮,它可以用集中的水流精準指向需要滅火的地方。除此之外,消防車還會配備小口徑消防水帶,水帶連接到消防車上的水罐,可以保證消防車到達事故現場的第一時間就能利用集中的水流進行滅火。當車載水罐中的水耗盡時,小口徑消防水帶可以連接到其他固定的消防栓或者供水用的后援消防車上,還可以利用河流、水庫等其他水源通過泵水的方式取水滅火。
就全世界范圍來看,除了常規型式的多功能集成式消防車外,還有以下幾種類型。
1.舉高類消防車
(1)消防梯可旋轉式消防車。
消防梯可旋轉式消防車可能是其他種類消防車中最容易被人記住的一種,因為它的用途非常特殊,它通過電動控制的消防云梯直達高處的起火點,而普通消防車上裝備的消防鋼梯則很難達到這一高度。消防梯可旋轉式消防車一是可以幫助消防員和受災者進出火災現場,二是提供滅火制高點,三是提供可以排煙和現場偵查的平臺。
這種消防車的命名主要是因為消防車底盤后部上方安裝了能夠旋轉的大型消防云梯,并且可以在固定的底座上旋轉。為了增加消防云梯的延展長度,這些梯子通常都是電子控制的,現在多數電控消防云梯是采用液壓或者氣動的。通過機械結構的優化,現代的消防梯可旋轉式消防車的消防云梯更長、更堅固。有些消防梯可旋轉式消防車也裝備了消防水帶或者其他裝備。
在這種車型中,有的消防云梯也布置在駕駛室的后方,這種中置式的布置方法主要用在軸距短一些的消防車上,在某些情況下,這種布置方式可以使消防云梯更加穩固。
現在很多消防梯可旋轉式消防車都配備了泵水系統,有些車型甚至還配備了水罐,然后通過與其匹配的延長水管將水流直接通向消防云梯遠端的消防員位置。在一些情況下,消防云梯頂端可能還會裝備監視器以方便觀察情況。還有一些此類消防車上裝備了簡單的水管固定裝置,并配以手動操作的軟管盤,固定延長的消防水管。
在美國,消防梯可旋轉式消防車會根據使用功能的不同分為四合一或五合一功能消防車(包括5種主要功能:泵浦、車載水罐、消防水帶、高空設備、地面消防梯),并且會裝備其他額外的裝備。
(2)牽引類高空消防車。
牽引類消防車有很多種,其中比較常見的是牽引式高空消防車、牽引式云梯消防車、吊鉤云梯消防車,這類消防車一般都有一個特殊的可旋轉的云梯安裝在半掛牽引車上。與商用車上的半掛車不同,牽引類消防車的牽引車和掛車部分十分牢靠地連接在一起,想要分開它們必須使用專用的工具。牽引類消防車由2個駕駛員操作,可以分別操作前方的駕駛系統和后方的消防裝備。
衡量牽引式消防車主要性能的指標之一是車輛的機動性。牽引車的全輪轉向系統能夠保證車輛在狹窄的街道和高樓林立的住宅區進行大角度的轉向。另一個衡量指標則是它的半掛車長度,一般來說半掛車部分的長度都會超過15 m,并且裝備額外的工具和器材。極限長度下,牽引式消防車后方半掛車最多有14~18 m3的可用空間,即便是前方的牽引車駕駛室內也能具備1.1~1.7 m3儲物空間。
在美國,有些消防站會選用五合一功能牽引式消防車,這樣車輛就可以加裝車載水罐。這種設計的車輛特別適合那些人員不是很多的消防站,多功能集成能夠使消防車輛最大程度地發揮作用。
(3)登高平臺消防車。
此類消防車的顯著特征是有一個消防云梯平臺,并且在消防云梯頂部安裝有一個籃子狀或桶裝的裝置,這為消防員提供了一個在高處可以操作的平臺,有些車輛上還裝備了用于營救的下垂吊鉤和繩索。
也有一些登高平臺消防車不是采用梯子與登高平臺組合的方式,而是可以折疊伸展臂的剪叉式平臺,后者相比前者有一個明顯的優點:在高空有障礙物時,剪叉式平臺能夠直升直降,避開障礙物的干擾。
2.救援消防車
救援消防車通常都是由專業營救機構、救援隊、技術救援機構采購的,這種車輛裝配有特殊的消防裝備。它在設計上首先要滿足裝備應對交通事故中車輛破拆、狹窄空間營救、繩索救援、水上救援、樓房坍塌救援等用途的各種技術救援設備。
除了消防和救援機構擁有救援消防車外,很多軌道交通和鐵路單位也有自己的特定的消防救援隊。例如鐵路救援隊的救援消防車可能裝備有處理火車事故的液壓千斤頂,這樣就能將發生故障的火車頭舉起或者平移,這些車輛也有可能裝備處理油罐車事故的相關裝備。
3.野外消防車
野外消防需要面對復雜的道路狀況和陡峭的路面,在遇到陷車等狀況時車輛能夠自我脫困;它們也需要具備其他車輛所不能的復雜路況地區緊急事故救援的響應能力。因此,這種車輛需要匹配高通過性的車輪和懸架系統。四輪驅動系統一般是這類車輛的標準配置。野外消防車搭載的發動機一般比標準消防車要小,它們面對的狀況多數是野外火災或者森林火災。野外消防車還能一邊行駛一邊噴水,這與常規消防車有很大不同,后者只能在靜止時實施噴水滅火作業。行走作業的方式可以在森林火災中發揮很大作用,有效控制過火面積。
4.后援消防車
后援消防車的功能十分豐富,有的車輛是為消防車輛提供燃油補給,有的是為消防車輛補給泡沫、干粉、二氧化碳、氮氣等滅火劑,有的能提供特種規格或特殊用途的滅火和搶險救援器材,有的可以為長時間滅火或搶險的消防員提供基本的生活保障。總之,不同的后援消防車有著不同的具體特殊用途。
不過,后援消防車也有采用模塊化功能組合的。有些后援消防車采用了可更換車廂吊裝系統,不同的車廂具備不同的專業用途,即便有些也車廂很少用到,但也不可缺少,這種可更換車廂的模塊化設計不僅減少了為滿足不同功能而采購整車的成本,同時又滿足了各種特殊用途的消防需求。例如,芬蘭赫爾辛基消防局就有很多這種車廂可更換的消防車,同時他們也有40多個不同用途的車廂,其中包括了通訊指揮、移動急救室等,這些車廂也能用于存儲水、消防泡沫,攜帶消防水帶、水上救援工具、野外泵浦系統等。
5.通訊指揮車
隨著科技的進步和對重大事故處理能力提升的需要,越來越多的消防部門開始采用消防通訊指揮車。通訊指揮車最大的優勢是在重大事故處置中能夠協同各種消防車和救援設備,以提高消防救援效率。為了提高無線電的使用效率,最高指揮官通常需要地面通訊線路、衛星通信、閉路電視系統等多種通訊系統,及時全面了解事故現場的最新情況。通訊指揮車還能用作臨時會議室,以便對事故救援進行規劃和統籌,保證救援行之有效。
6.水罐消防車
顧名思義,水罐消防車首要用途就是將大量的水運輸至火災現場,保證救火工作順利實施。在偏遠地區不具備消防栓或者野外水源很難泵取的時候,水罐消防車就能派上用場了。
水罐消防車除了裝備消防水泵及器材以外,還設有較大容量的水罐及消防水炮等。它不僅能將水和消防人員輸送到火災現場撲救火災,也可以從水源處吸水直接進行撲救,或向其他消防車和滅火噴射裝備供水。
多數水罐消防車配備了車載泵浦系統。這些水泵一般不是直接用作消防滅火使用,而是將消防栓或者其他水源處的水泵到水罐中。有些地方發生洪水時,水罐消防車還能提供生活用水。
多數水罐消防車側面或后面設有快速排水口,有了這個排水口,上千升的水能夠在很短時間內就能排空。在容量方面,水罐消防車一般至少能夠裝水3 800 L。
7.機場消防車
機場消防車是專門針對機場火災而設計的,這些車輛一般都具備非常好的通過性,以便在機場及其周邊地區的崎嶇路面實施消防作業。大容量的泡沫存儲罐是機場消防車的必備裝備,高壓泵和水量/泡沫量監視系統也必不可少。新型機場消防車已經開始采用泡沫干粉聯用系統和碳酸氫鉀干粉滅火劑,并且通過液膜形成泡沫滅火器噴射,新技術的采用大大減少了滅火時間。這些滅火特性使得機場消防車有能力處置飛機迫降、迫降后起火等各種事故。
除了以上介紹的幾種消防車,全球消防車市場中還有其他很多種類的消防車。例如警用消防車、消防偵察車、軍用消防車,以及營救及救火機器人等消防設備。
目前看來,消防車的種類細分和技術發展仍然在繼續,而隨著各項性能的增強,消防車救援能力也是越發強大。隨著科技的進步,未來的消防車究竟能發展到何種程度,誰也難以準確預測,只能且行且看。