一種國產泡沫－水兩用 多自由度空間炮的基本性能研究

侯紅鑫

摘要：目前一線消防救援隊伍普遍配發的常規移動消防炮必須固定在地面，且通常情況下只能在一個平面內實施滅火，面對復雜多樣的警情，普通移動炮滅火角度無法滿足火場實際需要。從普通移動炮火場處置過程中所普遍存在的局限性入手，通過設定不同規格的夾具及預設平臺，保證消防救援隊伍能夠在處置現場及時建立安全的水槍陣地，保證消防炮射流能夠觸及火場的各個角落，最大限度保證了各類滅火戰斗行動的高效完成。

關鍵詞：消防水炮；多自由度空間炮；滅火角度；作戰效能

中圖分類號：TU998.1? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）12-0015-04

目前，隨著我國各類建筑物空間結構的設計越來越復雜、施工技術越來越高，相鄰建筑物之間的空間普遍較為狹小，火災事故發生后消防車通常無法有效靠近起火部位，而由于傳統的消防炮通常只能設置在地面上且通常只能在一個平面內實施滅火（如圖1所示），一旦燃燒部位在消防炮的射水角度范圍之外，由于滅火劑無法直擊火點，處置現場的實際滅火效果也就只能屬于“隔靴搔癢”的范疇。事實上，在油類火災處置過程中傳統移動炮同樣存在著諸多安全隱患，特別在登罐作業的處置過程中，由于傳統消防炮無法有效固結于罐壁之上，水壓較小時會顯著影響消防炮自身的有效射程，而當水壓較大時，放置于罐壁之上的移動炮容易被高壓水流打飛，給現場參與滅火行動的消防救援人員帶來極大的安全隱患。因此，如何應用有效的滅火裝備，使其在有限的空間內快速建立起滅火陣地，在滅火的過程中能夠保證噴射裝具自身的穩定，能夠第一時間有效控制初起火勢的蔓延擴大，成為一線消防指戰員需要解決的當務之急。

針對傳統消防炮使用過程中所普遍存在的實際噴射角度只能在單一平面內、消防炮陣地選擇困難、供水壓力較大時消防炮容易被高壓水流打飛、滅火過程中有效射程不足且通常需要消防員近距離使用的劣勢，通過各類預設夾具協助消防員在狹窄空間內短時間建立作戰陣地，可以將水炮、自擺炮、泡沫炮設備利用配套的多種夾具快速固定到重點單位易燃部位的各類柱子、電線桿、管線、墻頭、窗臺、油罐區圍墻、石化裝置工字鋼架上，有效解決了移動水炮只能放置在地面滅火的局限性，并能夠保障任意角度完成滅火藥劑的噴射，最大限度保證了滅火戰斗的快速高效進行。按照該理念制備而成的多自由度空間炮還可以普遍應用于油罐、大跨度大空間、地下有限空間等多種類別火災的實戰處置過程中，并利用各類夾具將噴射裝置牢牢固定后實施遠程操控，切實提升了隊伍對各類火勢的實際處置效果，極大地節省了人力，并有效降低了處置現場消防員傷亡事故發生概率。利用特制夾具創建立體滅火作戰平臺如圖2所示（本文所應用多自由度空間炮由上海天本實業有限公司生產并提供）。

1 多自由度空間消防炮夾具的多樣性

目前完全由我國自主研發的多自由度空間消防炮固定夾具根據固定對象及實際應用的不同，共分為六個種類：

1.1? 鏈條夾具

根據中國建筑多為方形柱的特點，特別是大型地下車庫等部位等類別的地下有限空間內部支撐柱普遍呈方形結構，應用我國自主研發的鏈條夾具能夠有效克服進口消防炮夾具只能將噴射裝置固定于樹木或水管等圓形物體之上的技術瓶頸，考慮到固定管線相對較細且極易導致鏈條滑落問題的出現，鏈條夾具上還相應增加了起到防滑作用的外加橫桿夾具配套使用，可以在垂直方向牢牢固定各類消防自擺炮，為各類自擺式消防炮實戰處置過程中增加一個穩固的水平作業面，真正意義上實現了各類噴射裝置的全方位固定。

1.2? 型鋼夾具

型鋼夾具可以將噴射裝具牢固固定在直徑250mm以下的各類管線、工字鋼、角鋼、槽鋼等類別的鋼筋鋼管上，打破了國外固定夾具僅僅只能固定于工字鋼的現狀。特別是在實際應用過程中，對于直徑50mm以下的各種類別的鋼筋鋼管，利用型鋼夾具將噴射夾具固定在兩個平行排列的管線上，依然能夠保證射流的穩定，且長時間作業噴射裝置不會在外力作用下發生明顯的偏轉。

1.3? 圍堰夾具

圍堰夾具是根據國內罐區圍堰的實際特點開展的針對性研發，可以保障將各類滅火器具牢固固結于各類油罐罐壁甚至工業廠房、建筑墻頭、窗臺等部位。此外，對于輻射熱較強且需要長時間作業的油罐火災，現場作業人員還可利用圍堰夾具為大流量遙控炮提供一個較為安全的作戰平臺，能夠在火災發生后第一時間對起火罐壁起到較為良好的冷卻效果，應用圍堰夾具不但保證了消防射流能夠直擊火點，同時也最大限度避免了大流量遙控消防炮所需的多條供水管線堵塞現場道路的問題。

1.4? 罐頂夾具

傳統登頂作戰過程中，一線消防員需要攜帶PQ8或PQ16型泡沫管槍登頂作業，火勢較大時需要結合火情發展實際情況在罐頂內部浮盤上架設遙控炮，用以對火勢進行及時壓制，但是由于油罐罐壁較為光滑，實戰過程中各類消防隱患較多，且長時間作業條件下一線指戰員體能消耗較大且極易受到高溫灼傷。罐頂夾具根據國內萬噸級油罐罐頂浮盤邊緣的結構特點予以設計，可以保障將各類滅火器具牢固固結于10萬t、15萬t油罐的罐頂。處置過程中消防員登頂后利用該夾具將固定消防炮有效固結后即可快速撤離，不但能有效降低現場參與處置消防員自身的體能消耗，還能夠通過遠程遙控的方式有效保障現場處置人員的自身安全。

1.5? 平板夾具

平板夾具是我國自主研發的消防裝備，可以和本文中上述的各類夾具配合使用，且實際使用過程中不受炮型的限制，即使配合傳統移動炮仍然能夠取得良好的滅火效果。此外，應用該平板夾具可以在立體空間中為現場參與火災處置的各級消防指戰員構筑一個滅火平臺，有效解決了傳統消防水炮只能放置在地面滅火的局限性，并能夠保障任意角度完成滅火藥劑的噴射，最大限度保證了滅火戰斗的快速高效進行。

1.6? 固定式安裝臺

目前，我國部分重點單位在開展單位內部各項消防工作的過程中，普遍將裝備預算主要投入“防”的環節，而一旦處置現場存在爆炸、爆燃等危險情況并且固定消防設施正常運轉前已經遭到破壞，必將導致火勢的肆意蔓延，在造成較大經濟損失的同時，也相應增加了一線消防救援隊伍的處置難度。因此，各級消防救援隊伍可以預先應用固定安裝臺在轄區重點單位內部重點部位旁邊預先選定最佳處置位置預先設定滅火陣地，當火災發生時，消防救援隊伍可以直接利用該平臺設置各類噴射裝具，有效節約了隊伍實際展開至實際出水所消耗的時間。此外，固定安裝臺預先設置在轄區重點單位的重點部位之后，一旦毗鄰建筑發生火災，消防員也同樣能夠第一時間利用該裝置直接架設各類滅火器具實施有效處置。例如，在新建石油儲罐區時，可以將它預設澆筑在罐區內部多個重點部位，火災處置過程中，消防員到場后可以直接將各類噴射器具直接固定在安裝臺上開展滅火行動，且現場火勢失控或輻射熱較為強烈時，一線處置人員可以快速撤離，最大限度降低了火場傷亡事故的發生。

2 多自由度空間消防炮噴射裝具的多樣性

為了保證改制后消防救援隊伍能夠有效適應“全災種、大應急”新形勢新任務的實際要求，就需要各級消防工作者按照由“體育競技型”向“實戰應用型”轉變的思路，以戰領訓、科學施訓，以“實戰化”導向為牽引切實淬煉打贏制勝“真功夫”。事實上，油罐火災在處置初期階段，應當以冷卻起火罐壁及防止災情擴大為主，明火需要壓縮空氣泡沫消防車、高噴泡沫消防車等特種車輛才能予以有效的處置，但是在實際處置現場往往由于前期到場的普通水罐消防車將罐壁之間原本已經較為狹小的空間全部擠占，當特種車輛到場后反而無法靠近起火油罐實施作業。為了有效保證該炮在火災現場的實際滅火效能，多自由度空間消防炮噴射裝具可以利用各類夾具預先固定在油罐罐壁周邊，發生火災后能夠第一時間快速出水滅火防止火勢擴大，且不占用現場車輛通行的空間，保證后續增援力量到場后能夠第一時間進入戰位，第一時間形成滅火戰斗力，最大限度避免了火災處置現場較為混亂問題的出現。為了能夠切實滿足各類燃燒物質引發的災情處置過程中的實際需要，該炮的實際噴射裝具分為以下三種類型：

2.1? 多自由度空間水炮

如圖3所示，在6MPa工作壓力條件下，當多自由度空間水炮炮體以30L/s流量實施噴射的過程中，其有效射程能夠達到60m，且該消防炮能夠直接連接市政消火栓，滅火過程中能夠滿足360°無死角噴射，處置現場能夠快速降溫隔熱，短時間內即可實現對各類火災的有效壓制。

2.2? 多自由度自擺炮

多自由度自擺炮在火災處置現場可以隨時根據火災現場災情的蔓延發展情況調整噴射角度。整個炮體質量較輕且攜帶方便，處置過程中便于靈活操作。實際應用過程中，應用該炮在30L/s流量條件下能夠自動穩壓并保持最佳射流狀態，形成從水平到90°范圍內的發散射束。可通過遠程遙控的方式以每秒3°的自擺速度實施自主噴射。

2.3? 多自由度雙頭泡沫炮

目前，我國一線消防救援站所屬消防車基本配置泡沫滅火裝備通常由水炮、中倍泡沫炮、低倍泡沫槍、中倍泡沫槍、高倍泡沫發生器等組成，而中倍泡沫炮、高倍泡沫發生器體積較為龐大，同時放置會占據消防車大量的空間，只能取其一二放置于車上戰備，不上車的裝備往往被束之高閣，這也使得消防車部分泡沫滅火功能嚴重缺失，無法同時保障“低倍、中倍、高倍”泡沫同時噴射的滅火戰術，而在無法保證中倍、高倍泡沫滅火劑的前提下，由于低倍數泡沫短時間內泡沫原液即與水分離，單純依靠低倍數泡沫無法形成對起火油品的有效壓制效果，短時間內火勢即可出現復燃現象，導致火災現場的實際滅火效果受裝備的影響而大打折扣。因此，為了保證石油化工火災處置現場滅火效能的有效實現，有必要著眼于一線石油化工處置的實戰需求，以實際消防戰術戰法為切入點，對現有不同種類的移動炮進行創新，使得同一炮座能夠同時安裝低倍、中倍、高倍等多種泡沫滅火裝備，使得消防車能夠同時具有低、中、高倍滅火功能，保證火災現場能夠隨時發揮它們的滅火功效，最大程度地保證火災現場的處置效能不受器材裝備的限制。

在應用自由度雙頭自擺泡沫炮的過程中，噴射裝置可以采取30°、60°、80°三種噴射角度不間斷地實現自擺式出水，解決了消防員長時間手持泡沫設備的困難，同時可以根據火場實際需要隨時更換高、中、低倍泡沫噴射裝備，可將設備近距離固定在起火油罐附近，實現同一消防炮的多種滅火功能，規避消防員手持泡沫設備近距離滅火的危險，有效提高滅火效率。

本章節中所介紹的各類炮口都能夠快速拆卸并結合現場處置對象進行拆卸，此外，現場處置人員可以遠距離操作，通過炮頭的自動搖擺噴射不但可以有效保證消防員自身的安全，同時由于不需要作業人員手持操控，可以最大限度降低一線指戰員的體能消耗。

3 結語

本文所述多自由度消防炮系列使用特制夾具快速創建立體滅火作戰平臺，從根本上突破了傳統水炮只能在地面上使用的局限，可以將噴射裝具快速固定到周邊空間的建筑結構上，并保證消防救援人員能夠在狹窄空間內快速建立作戰陣地進而選擇最佳角度實施滅火，在實戰處置過程中可以完成30°、60°、90°三個角度的不間斷自擺射水，將平面作戰有效轉化為立體空間作業，當多自由度空間水炮炮體以30L/s流量實施噴射的過程中，其有效射程能夠達到60m，且該消防炮能夠直接連接市政消火栓，滅火過程中能夠滿足360°無死角噴射，能夠在火災發生初期起到良好的降溫隔離作用。該裝置有效解決了消防員長時間手持泡沫設備的體能消耗問題，實戰處置過程中可以根據火場實際需要替換水槍及高、中、低倍泡沫噴射裝備，并通過遠程遙控的方式最大限度保障消防救援人員的自身安全，為快速處置各類危險性較大的火災提供了強有力的裝備保障，也為我國消防裝備的國產化、實用化、原創化進程探索出了一條新的發展道路。

Study on the Basic Performance of a Domestic

foam Water Dual purpose Multi DOF Space Gun

Hou Hongxin

（Tianjin Xiqing District Fire and Rescue Brigade，Tianjin 300000）

Abstract：At present， the conventional mobile fire monitors commonly distributed by the first-line fire rescue teams must be fixed on the ground， and usually can only extinguish fire in one plane. In the face of complex and diverse alarm situations， the fire extinguishing angle of the conventional mobile fire monitors cannot meet the actual needs of the fire site. Starting from the common limitations in the disposal process of ordinary mobile artillery fire field， by setting different specifications of fixtures and preset platforms， it is ensured that the fire rescue team can timely establish safe water gun positions on the disposal site， ensure that the fire gun jet can reach every corner of the fire field， and maximize the efficient completion of various fire fighting operations.

Keywords：fire water monitor; Multi DOF space gun; Extinguishing angle; Operational effectiveness