新型高機動突擊消防車的技術特點及社會效益探析

鄧云海 卿艷青 王興宇 李孝先

（三一汽車制造有限公司，湖南 長沙 410100）

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，應急救援面臨的形勢和任務趨于復雜和多樣化，高危場所救援形勢日益嚴峻，特別是危化品的生產、儲存及運輸的火災事故常常造成大規模的人員、建筑損害。危化品火災爆炸的沖擊波、高溫和有毒氣體危害極大，同時，此類場所易產生二次爆炸、易出現二次坍塌現象，涉及范圍廣，常常造成特別重大事故[1]。2015年“8·12天津濱海新區爆炸事故”造成165人遇難，798人受傷，直接經濟損失達68.66億元；2019年“3·21響水化工企業爆炸事故”亦造成78人遇難，76人重傷，直接經濟損失19.86億元。對于此類火災爆炸事故，必須針對性地開發特種消防裝備，該裝備應具備以下功能。1）高防護：可以抵御高空墜物、二次爆炸沖擊波、有毒有害氣體以及熱輻射傷害。2）高機動：能在非鋪裝路面、爆炸廢墟、積水淺灘等場所通行，并具備一定的破除障礙和清除障礙的能力。3）智能化：可遙控駕駛，遙控作業，能代替消防員深入危險區域實施作業。

控制危化品爆炸事故以預防為主，盡量避免火災發生；而一旦發生火災，如何有效控制火情、高效快速滅火，將損失降到最低，同時在滅火救援過程中如何對消防官兵實施高效防護，成為消防車廠家及相關科研單位急需攻破的難題。目前國內外應對上述高危場所的裝備主要有3類。1）消防裝甲車，圖1為美國的LENCON公司的BearCat G5和X3消防車，整車具備高機動性和較高的防護性。該車通過在車體外部加裝水炮和水路，通過外接加壓水源滅火，用于應對城市火災、汽車火災，缺少針對消防需求的專業化改造，消防功能單一，難以滿足消防救援的多元化需求。2）消防坦克，國內一般采用退役59式軍用坦克改制而成，如圖2所示。該裝備越野能力強，可有效抵御爆炸沖擊波傷害；但是由于其采用履帶結構，車體寬大，轉運困難，時效性差。3）消防機器人，如圖3所示，該類產品的主要特點是智能化，通過遠程遙控替代消防員執行作戰任務；一般采用履帶式行走機構（也有輪式行走機構），但是受限于體型、動力等因素，裝載力、拖拽力較小，行駛速度低，通過性相對較弱，操控難度大，易傾翻。

綜上所述，無論是在國內還是國外，目前雖然有消防產品具備了高機動性或高防護性或智能化，但是每一款產品的缺點與優點一樣突出，沒有一款產品兼具高機動、高防護、和智能化特性。而危化品生產、儲存等高危場所的火災爆炸救援裝備恰恰需要高機動、高防護和智能化集成。

圖 1 美國 lencon Bearcat G5 消防車

圖 2 消防坦克

圖 3 消防機器人

基于上述迫切需求，2017年初，廣東消防總隊與三一汽車制造有限公司聯合立項，確定新型高機動突擊消防車開發思路：將三一軍工裝甲突擊車高機動和高防護技術，進行應急救援專業化改造，研發一款應對有爆炸危險、易坍塌以及有毒有害等高危場所應急救援全新平臺產品。通過發揮整車的高防護性、高機動性和智能化特點，完成沖鋒、滅火、偵察、清障及救援任務。

1 新型高機動突擊消防車的技術特點

三一SYM5130TXFGJ新型高機動突擊消防車（以下簡稱新型高機動突擊消防車），如圖4所示，該裝備打破了常規消防車開發模式，將軍工裝甲車底盤越野技術、車輛防護技術和消防應急裝備及智能化技術深度融合，整車一體化設計。現有消防裝備無相關產品名錄，消防車標準GB7956.1—2014也未能對高機動突擊消防車做出規定[2]，相關產品的性能、設計標準以及檢驗標準缺乏，但是根據國家鼓勵發展先進技術及裝備的原則，筆者通過參考高機動突擊車及消防車相關標準，總結出新型高機動突擊消防車的技術特點如下。

1.1 整車動力性能好、能快速達到火災現場

整車動力性主要體現在比功率、最高車速以及動力傳動布置等4個方面。1）高機動突擊消防車應滿足GB 7258—2017 第四部分“整車”要求，確保車輛可在道路上正常行駛[3]。2）比功率是衡量汽車動力性能的一個綜合指標，在GB7956.1—2014中對滅火類消防車滿載總質量＞3 500～25 000 kg時，比功率應≥10 kW/t，新型高機動突擊消防車的整車比功率應大于一般的消防車，其比功率不小于15 kW/t[2]。3）最高車速不小于100 km/h，0～60 km/h 加速時間不小于25 s。4）AT自動變速箱匹配液力變矩器，動力連續，不會因為換擋而導致動力中斷；液力緩和沖擊，能自適應行駛阻力的變化，在一定范圍內實現自動換擋，提高了汽車的動力性和經濟型。

1.2 裝備應用場景地形復雜，路況惡劣，要求整車通過性能好

整備通過性指標包括驅動形式、爬坡度、越障越壕、離地間隙、接近角/離去角及側傾穩定角等方面，新型高機動突擊消防車通過性要求如下。1）4×4全時驅動，帶輪間差速鎖及軸間差速鎖，具有良好的駕駛操控性及惡劣路況的通過性，最大爬坡度不小于60%。2）四輪采用獨立懸架，提升駕乘舒適性及惡劣路況的通過性。3）水平越壕寬度應不小于750 mm，垂直越障高度應不小于400 mm，最小離地間隙應不小于350 mm，接近角應不小于25°，離去角應不小于25°，最小轉彎直徑18.5m以下。4）整車側傾穩定角不小于23°。5）配置前清障鏟，最大推力不小于40kN，可快速清除路面障礙。6）整車前端配置框架式前沖撞橫梁，可承受200kN的水平載荷沖擊，進行快速破障[4]。

1.3 整車要具備較高安全性能，能全面保護救援人員和被救人員生命安全

新型高機動突擊消防車高安全性主要體現在駕駛室防砸、駕駛室防毒、整車防爆炸沖擊波等方面，并可實現應急逃生，具體如下有3點。1）設計防砸駕駛室，能夠抵御高空墜物傷害。要求駕駛室頂部頭頂位置處能承受100 kg圓柱試驗體從20 m高度自由落體產生的沖擊，車體不穿透不開裂，乘坐人員頭頂位置處鋼板變形量不超過50 mm，至少有1個門或窗能正常開啟，確保人員安全逃離。同時，車窗玻璃應滿足GA844—2009中B級防砸要求[5]。2）具備有害氣體監測功能，能實時監測車外氯氣、氨氣、硫化氫以及一氧化碳等有害氣體濃度。當外界有毒氣體、粉塵的濃度達到預設閥值時，自動啟動駕駛室正壓過濾防護裝置。3）駕駛室應具有進氣過濾裝置和正壓送風裝置，并確保內部正壓不小于100 Pa，從而有效防止外部有毒有害氣體進入駕駛室。同時駕駛室內亦配備氯氣、氨氣、硫化氫以及一氧化碳有毒氣體濃度傳感器，當駕駛室內有毒氣體濃度達到預設閥值時，有毒氣體傳感器自動報警，說明進氣過濾裝置濾芯已失效，此時駕駛內人員必須盡快撤離。4）整車還應配備車載高壓供氣裝置，進一步保證駕駛室內救援人員生命安全。車載高壓供氣裝置應保證駕駛室內2人同時使用空呼裝置的時間不低于1.5 h。5）駕駛室還配備2套以上應急空呼裝置，用于危急情景下救援人員逃生。單套應急空呼裝置應保證救援人員使用時間不低于20 min 。6）駕駛艙前擋風玻璃可翻轉，當車輛意外受阻情況下，可通過專用工具快速開啟前擋風玻璃，實現快速逃生。7）整車采用防爆炸泄波結構，具有一定的防爆炸沖擊波能力。整車采用V型一體化結構車體，車體材料采用高強度鋼板焊接。8）車頂應配置水炮保護框，且水炮具備整體翻轉防護技術，避免車輛在作業過程中被外界障礙物碰傷或砸傷，同時可以提高水炮作業高度，增加水炮覆蓋范圍。

圖 4 三一高機動突擊消防車

1.4 裝備應接近火場，實施精準滅火，因此防火隔熱要求較高

新型高機動突擊消防車具備一定的防火能力，可以快速穿越高溫火場，采取的主要措施如下。1）車輛自帶1 500 L水箱和溫度傳感器，專門用于整車自保系統，保護范圍覆蓋輪胎、玻璃和駕乘室。當外界溫度超過預設閥值時，溫度傳感器自動啟動自保系統對整車實施冷卻降溫。2）駕駛艙及發動機艙應采用多層復合隔熱材料進行隔熱防護。3）整車外露的液壓管路、氣動管路、電氣線路等應采取隔熱護套進行防護。4）車輛應采用耐火性輪胎，在自保系統的輔助下，可抵抗400°以上高溫；同時輪胎帶內支撐體裝置，在輪胎損壞的情況下，車輛還可以正常行駛50 km。

1.5 整車應具備一定的智能化特性，可替代消防員執行滅火、偵察等任務

新型高機動突擊消防車具備遙控功能，遇到特別危急的情況，通過對車輛進行遙控操作，實現應急救援作業，具體如下。1）車輛可以進行遠程無線遙控行駛，應該具有遙控啟停發動機、油門加減速、轉向、檔位和制動等功能，遙控速度不少于10 km/h。2）車輛可進行遠程無線遙控作業。可遙控操作水泵、水炮等，實現水炮俯仰、水平回轉和開花/直流轉換；可遙控操作自保系統，實現自保系統開閉轉換；可遙控操作前清障鏟，實現清障鏟下放和收回動作。3）遙控顯示屏應能觀察到清晰的前方視頻場景，遙控通信異常時，應能自動開啟保護功能，預防不可控風險。4）車輛應能實現視頻、溫度、及有毒氣體監測，并配置模塊化通信接口，可以與消防總隊物聯網無縫對接，實現有毒高溫環境實時偵檢和信息聯網互通，為應急救援指揮決策提供依據。

1.6 裝備作為消防突擊尖兵，需具有優異的滅火性能。

車載消防泵和消防炮，通過外接水源并進行二次加壓，可以實現高效滅火。配置全功率取力器、水泵流量90 L/s、水炮流量80 L/s，最大射程可達85 m。車輛尾部配置標準的消防接口，可用于外接水源。消防泵和消防炮性能應符合GB7956.1和GB7956.2的相關要求[2,6]。

2 新型高機動突擊類消防車的社會效益

2.1 以人為本，生命至上

新型高機動突擊消防車改變傳統的作戰模式，堅持以人為本，致力于保障救援人員和被救人員的生命安全，符合應急救援裝備發展大方向。

通過分析危化品火災對滅火救援裝備的特殊要求，基于現有攻堅裝備配置，新型高機動突擊消防車實現了機動、安全、智能、多功能的平衡，產品的性價比更高，適用性更強，可大幅度降低高危場所滅火救援過程中救援人員和被救人員傷亡情況。

2.2 平臺化設計，拓展性好

新型高機動突擊消防車采用平臺化和模塊化設計，通過更換消防艙，可以快速擴展為指揮車、偵檢車、救援車等系列高機動高防護特種消防車。

2.3 打破傳統，創新設計

新型高機動突擊消防車屬于消防行業全新產品，應急管理部消防產品合格評定中心、國家消防裝備質量監督檢驗中心專家對該產品高度認可，推薦開展新品技術鑒定。經過一年的努力，裝備已經通過國家消防裝備質量監督檢驗中心的型式試驗檢測，并于2020年7月成功取得“中國消防產品技術鑒定證書”，目前已成功實現銷售。

3 結語

新型高機動突擊消防車將軍工突擊車高防護、高機動技術創新性引入應急救援領域，進行定制化全新設計。產品具備高機動、高防護和智能化等特點，特別適合危化品生產、儲存等高危場所應急救援，也可用于森林、草原、山村等區域滅火；對于臺風、泥石流等自然災害導致路面堵塞也能進行快速清理，打通救援通道，產品應用前景非常廣闊。