救助直升機吊桶滅火作業安全分析

張力

[摘 要] 消防直升機是國內外森林滅火系統中的重要組成部分，具有高靈活性和機動性的特點，在及時撲滅森林火災、避免或減少人員傷亡與環境破壞、降低財產損失方面發揮著重要作用。救助飛行隊與當地政府合作逐漸加深，其中城市森林滅火是重點合作項目之一。為確保救助直升機能在森林滅火中發揮實效，救助飛行隊充分借鑒學習國內外森林滅火先進經驗，深入探索吊桶滅火飛行程序與技術，將吊桶滅火科目納入日常訓練范疇，使森林滅火能力得到全面提升。眾所周知，直升機吊桶滅火屬于高風險科目，稍有不慎就可能引發災難性后果，因此探討如何確保救助直升機吊桶滅火作業安全具有重大意義。

[關鍵詞] 救助直升機吊桶滅火作業 安全 措施

中圖分類號：D631.6 文獻識別碼：A

一、救助直升機吊桶滅火簡介

用于森林滅火直升機的儲水裝置有兩種形式，一種是將儲水箱安裝固定在直升機上，并用下垂吸管取水；一種是將取水吊桶外掛在直升機上。當前，救助飛行隊采取的外掛吊桶形式，故本文以直升機外掛吊桶形式為例，對直升機森林滅火作業安全進行分析。直升機吊桶滅火步驟分為吊桶安裝、取水及投放等。實施吊桶滅火作業時首先將吊桶用鋼索與救助直升機外吊掛貨鉤連接起來，接通吊桶水閥控制線路，然后救助直升機帶吊桶起飛，前往取水點取水，最后飛臨滅火點上空進行投放，以達到滅火的目的。

二、影響救助直升機吊桶滅火作業安全的因素

滅火吊桶安裝要求高、外掛吊桶飛行對直升機自身穩定性的影響、山區地形復雜、取水點凈空條件與水下隱藏物、森林火災濃煙等都嚴重影響著救助直升機吊桶滅火作業安全。同時，飛行人員吊桶飛行經歷與經驗、機組人員與地面消防指揮人員之間的溝通也在一定程度上影響著救助直升機吊桶滅火作業安全。

（一）滅火吊桶安裝要求高

由于滅火吊桶鋼索需要安裝在救助直升機機腹下面的外吊掛貨鉤上，因此首先要在機腹上安裝外吊掛貨鉤，然后將吊桶鋼索與外吊掛貨鉤連接起來，并將吊桶放水閥控制線纜與救助直升機控制接口連接。滅火吊桶裝滿水后重量近2.5噸，在飛行中還要考慮吊桶擺動，且外吊掛有出現緊急情況能快速脫鉤拋放外吊掛物的應急裝置，這都對滅火吊桶安裝提出了高要求。外吊掛貨鉤和滅火吊桶安裝不符合要求可能導致飛行中鋼索在吊桶內纏繞，致使吊桶損壞，無法執行任務，甚至可能會致使外吊掛物意外脫落或緊急情況下無法拋放外吊掛物而發生嚴重的不安全事件。

（二）外掛吊桶對救助直升機操縱性的影響

滅火吊桶外吊掛于救助直升機外部且處于六自由度運行狀態，其受到自身重力、氣動力和鋼索拉力作用，產生的力矩會對救助直升機的配平特性和操縱響應造成影響，尤其是飛行時吊桶將會產生額外的氣動載荷與慣性載荷，這些載荷又會與救助直升機運動相耦合，使得直升機的飛行動力學特性發生變化[1]，從而影響救助直升機的操縱性。

（三）取水區和滅火區凈空條件

救助直升機在執行城市森林滅火任務時，大多選擇當地水庫為取水點。水庫一般位于城市的周邊地帶，四周由山環繞且經常有高壓輸電線穿越，凈空條件較差，外掛吊桶增加了救助直升機刮碰障礙物的風險，對救助直升機低空飛行取水安全造成了影響。同樣，森林火災現場的地勢和高壓線等障礙物也嚴重影響著救助直升機的飛行安全。

（四）水下障礙物影響取水安全

在救助直升機懸停取水過程中，水面以下難于發現的漁網、樹樁等隱藏物可能會纏住滅火吊桶，使吊桶取水后提取過程受阻，從而迫使飛行員放水撤離，當放水仍無法成功撤離時，則要啟動應急拋放程序將吊桶拋棄在取水點，如吊桶內預裝有化學滅火劑，可能會造成環境污染或財產損失。

（五）森林火災產生的高溫濃煙影響飛行安全

在執行滅火任務時，考慮到高度超過100米時灑出來的水會出現嚴重飄移現象，因此救助直升機會盡量降低灑水高度，而低空飛行時，森林火災產生的濃煙影響飛行員和空勤人員的觀察視線，會對飛行能見度產生影響，再加上森林火災地點地形復雜等，救助直升機吊桶撞山風險增加。

救助直升機在火場上空飛行時，發動機可能會吸入高溫濃煙，從而導致進氣溫度畸變，使發動機發生喘振的風險大幅增加，危及飛行安全[2]。所謂航空發動機壓氣機喘振，即氣流沿壓氣機軸線方向發生的低頻率、高振幅的氣流振蕩現象。航空發動機壓氣機喘振的后果十分嚴重，一旦壓氣機進入喘振狀態，會導致壓氣機強烈機械振動和熱端超溫，會在極短的時間內造成航空發動機部件嚴重損壞。

（六）飛行人員心理素質要求高

在復雜的山地形勢和濃煙中飛行時，飛行人員心理壓力增大，因此飛行員的心理素質嚴重影響著滅火飛行安全，尤其是機長的心理素質對滅火飛行安全影響重大，如果機長心理素質較差，事情處置應變能力弱，就會使其他機組成員精神高度緊張，造成思維有效能動性和條理性減弱、信息交流速度變慢以及分析、判斷、處置能力下降等問題，不利于飛行安全。

（七）機組人員與地面消防人員溝通配合

為了實現空中與地面協同滅火，在救助直升機執行滅火整個過程中，機組人員和地面消防指揮人員要保持密切的溝通與配合，不同單位溝通方式的差異、救助直升機運行時產生的巨大噪音等在一定程度上影響了機組人員和地面消防指揮人員的良好溝通，從而影響了雙方的協同配合。

三、相關安全建議

（一）加強滅火吊桶的安裝檢查

加強救助直升機外吊掛貨鉤、滅火吊桶、鋼索及控制電纜外觀檢查，確保其沒有缺少部件或損壞，在安裝過程中嚴格按照標準安裝程序，并將控制盒組件等固定在救助直升機上，避免發生不正常移動而損壞，重點要檢查鋼索與吊桶及外吊掛鉤之間的連接是否牢靠、鋼索是否處于理順狀態，避免飛行中吊桶出現意外脫落或鋼索纏繞等事件。

（二）嚴格執行吊桶滅火飛行程序

在飛行中處于六自由度狀態的滅火吊桶產生的力矩會對救助直升機的配平特性和操縱響應造成影響，但人們在設計定型救助直升機時已經考慮到這種影響，并通過飛行手冊對飛行速度、坡度等有關參數進行限制，故在執行吊桶任務時，要遵守飛行手冊限制要求，嚴格執行吊桶滅火標準操作程序，禁止超標準運行，以確保飛行安全。

（三）合理選取取水點

在選取水點時，要充分考察取水點的凈空條件，深入調查取水點周邊山包和高壓線等障礙物分布，規劃救助直升機進出路線和撤離路線，盡量避免在人口稠密區上空飛行。水面以下是否有隱藏障礙物也要作為衡量取水點是否合適的一個重要標準，盡力提前摸清水下障礙物的分布，在目標水庫中選取合適水域作為取水點。

（四）加強著火點的地形偵測

事先考察重點防火山區，了解障礙物總體分布，為接到森林火警任務后詳細分析障礙物打下基礎。在執行森林滅火任務前，充分做好飛行前準備，摸清了解著火點山包和高壓輸電線等障礙物分布，在接近滅火點時，機組人員做好偵察，結合當時風向，規劃好飛行路線和應急撤離路線，盡量繞開山包和高壓輸電線等障礙物。

（五）盡量避免進入高溫濃煙區

為了避免發動機吸入高溫濃煙而引發喘振停車，救助直升機應在上風向區域灑水滅火，持續觀察風向變化并調整位置，盡量縮短在濃煙中的飛行時間。發生喘振時，飛行人員按照相應夫人應急處置程序采取應急措施，確保發動機快速脫離喘振狀態。

（六）提升機組座艙資源管理水平

執行吊桶滅火任務時，飛行員主要負責救助直升機飛行操控、姿態調整以及應急指令發布等任務，后艙空勤人員則主要負責吊桶的監測與控制，分工不同，所以需要前艙飛行員與后艙空勤人員緊密溝通與合作。因此良好的座艙資源管理是安全執行滅火任務的有效保證。良好的座艙資源管理主要表現在嚴格執行檢查單制度、明確表達控制權的轉讓、統一標準操作口令與動作、明確出現特情后的分工四大方面。救助直升機在進行吊桶取水與滅火關鍵時刻，機組人員的精神處于高度集中緊張狀態，加強機組座艙資源管理，分配好飛行人員精力、設備和操作資源的控制權對飛行安全至關重要。同時，充分調動后艙絞車手和救生員等資源，通過后艙空勤人員夫人觀察和配合，識別航路上的障礙物、煙霧等，以提高吊桶滅火飛行安全水平。

（七）加強機組人員與地面消防人員之間的溝通

在森林火災撲救行動中，通常情況下是地面消防救援力量和空中滅火力量共同協作，這就需要地面與空中滅火救援力量密切配合與溝通。在日常工作中，要注意增強空地消防救援人員之間的學習交流，相互了解滅火技術、應急處置程序和單位文化，統一溝通方式與方法，以在提高滅火效率的同時確保空地人員安全。

救助直升機與地面消防力量協同作業有利于及時撲滅森林火災，從而保護環境、減少或避免人員傷亡與財產損失等。本文首先簡要介紹了救助直升機吊桶滅火作業過程，然后提出從滅火吊桶安裝、外吊掛對救助直升機操控性的影響、取水區與滅火區凈空條件、飛行員心理素質、空地消防救援人員的溝通等方面確保、提升救助直升機滅火作業安全，旨在為救助直升機吊桶滅火作業提供一定的參考。

參考文獻：

[1]王照瑞，曹義華.吊掛物為剛體模型的直升機外吊掛飛行平衡與穩定性分析[J].南京航空航天大學學報，2015，47（2）：296- 303.

[2]尤延鋮，滕健，鄭曉剛，周馴黃.航空發動機進氣溫度畸變研究綜述[J].南京航空航天大學學報，2017，49（3）：283- 300.