航空器消防救援真火實訓系統研究

■ 徐佳 中國民用航空飛行學院基建與機場處

根據對2005 年至2014 年十年間航空器事故的統計[1，2]，飛機火災事故占航空器事故的8%，且飛機火災事故死亡率極高，高達50%。由此可見，航空器火災事故救援是航空器事故救援的主要組成部分，對飛機火災的撲救能最大限度挽救人員生命和減少經濟損失。我國目前除航科院在武漢天河國際機場建造的1:1 比例航空器消防救援真火實訓系統和廣州白云機場簡易型系統[3]外，尚無其他航空器真火訓練設施，因此我國民航消防員缺乏撲救航空器真實火災的經驗和能力，是制約我國民航安全發展的短板[4]。建立適應我國實際情況的航空器消防救援真火實訓系統有助于進一步提高我國民航安全水平。

一、航空器消防救援訓練需求分析

（一）消防社會化要求

2016 年至2017 年，公安部等十三部委以及國資委等三部委先后的行文[5,6]，奠定了我國消防社會化的基礎。消防社會化對我國機場消防的主要影響在于武警消防部隊撤出機場，機場建立專職消防隊伍。武警消防部隊撤離機場給機場消防安全保障帶來巨大挑戰。一方面，對于原來與武警消防部隊簽訂保障協議的這部分機場，亟須從零開始建立自己的專職消防隊伍；另一方面，對于已建立機場消防隊伍的機場，需要進一步完善機場消防隊建設。民航機場消防救援與常規消防救援存在一定區別，以往民航消防員訓練參照常規消防訓練模式將無法繼續適用于機場消防的專業需求。為適應消防社會化的要求，現階段機場建立專職消防隊伍不僅包括消防隊伍建設，還包括消防訓練系統等項目的建設。

（二）機場消防保障要求

現階段我國各運輸機場基本按照《民用航空運輸機場飛行區消防設施》[7]和《民用航空運輸機場消防站消防裝備配備》[8]的規定配備機場消防裝備和機場消防人員。根據調研，我國各地區機場均能按照標準足量配備機場消防設施、設備，人員數量也能基本滿足機場消防安全保障需求。然而，機場消防安全的保障絕不僅限于設施、設備和人員的配置，更在于關鍵時刻設施設備能否正常運轉、消防車能否按時出動和到達、人員是否具有相應的撲救知識和能力儲備等。由于我國尚缺乏全國性的機場消防員準入和訓練標準，導致全國機場消防人員素質差異較大，無法保證消防救援人員全部得到充分的訓練，也無法確保機場相關消防設施設備完全得到妥善維護。因此，現階段我國機場消防救援保障能力與機場實際應急救援需求存在一定差距。

（三）國際趨勢要求

縱觀全球，美國、英國、新加坡等國家和地區均擁有功能完備的航空器消防真火實訓體系。美國達拉斯沃斯堡機場[3]、德州農工大學拓展服務中心[9]等機構不僅擁有完善的機場消防員真火訓練體系，還面向全球提供培訓服務；英國民航總局成立了國際民用航空消防員培訓學校[10]，面向歐洲乃至全球培養民航消防員；新加坡民航學院擁有各型航空器真火實訓平臺，服務全國的航空器真火實訓。由此可見，航空器消防救援真火模擬器是各國機場消防實訓的必要組成部分，航空器消防救援真火實訓已在國際上作為民航機場消防救援訓練的必修科目[11]。航空器消防救援真火實訓是民航消防員區別于城市消防員的訓練科目，因其能全方位模擬飛機火災，對提高消防員消防救援保障水平有決定性作用。

二、航空器消防救援真火實訓系統

2018 年4 月，中國民航科學技術研究院[12]在武漢天河機場建成的B737-800 全尺寸真火實訓系統是我國唯一的航空器消防救援真火實訓系統，服務于全國機場消防員的真火訓練，該系統模擬了引擎火、起落架火和流淌火等火災場景。按照系統的構成本文總結了國際國內的航空器消防救援真火實訓系統建設情況[13，14]，系統主要包括航空器模擬器、燃燒池、控制和支持系統等部分。

（一）航空器模擬器

航空器模擬器是航空器消防救援真火實訓系統的主要組成部分，可以開展航空器結構熟悉、航空器破拆和航空器火災撲救等訓練，機場消防員訓練圍繞著航空器模擬器展開。

航空器模擬器機型選型一般根據實際訓練需求確定。對于機場而言，一般選擇該機場起降頻次最高的機型進行模擬器設計；對訓練機構而言，模擬器的選型更為豐富，除主流運輸機型外，還兼顧通航機型，為提高效率還采用組合機型的方式設計模擬器。

航空器模擬器模擬各類飛機火災場景，包括外部火災和內部火災。外部火災場景主要有油箱泄漏的地面流淌火災、發動機火災、機輪/ 起落架火災等；內部火災場景主要包括客艙火災、駕駛艙火災、貨艙火災、廚房火災、衛生間火災和APU 火災等。不同部位燃燒材料火災蔓延和燃燒特性有差異，因此在火點設計時要考慮此問題，合理布置火點和調整火功率大小，在保證安全的前提下真實模擬火災火點溫度、火焰高度等。

（二）燃燒池

燃燒池一般置于航空器模擬器下方，模擬各類航空器事故中如油箱破裂、機翼斷裂等原因引起的燃油泄漏火災，用于訓練機場消防員對地面火災的響應、控制和撲救能力。燃燒池的設計主要包括燃料的選擇和尺寸設計。

燃料類型包括燃油型和燃氣型。燃油型燃燒池是以漂浮于燃燒池水面的浮油作為燃料，各種燃燒場景和過火面積由燃燒池不同區域引入浮油控制，模擬火災的逼真性高。其缺點是環境污染、可控性低、重復性差等。燃氣型燃燒池一般采用丙烷燃料，液體丙烷經由管道輸送至燃燒區的氣體燃燒器，通過傳感器監視滅火劑作用的位置、數量和持續時間，自動調整燃氣流量以控制火勢大小，達到模擬真實燃油泄漏火災撲救反饋的目的。燃氣型燃燒池相較燃油型燃燒池有煙霧小、污水少、靈活性高等優勢。

燃燒池的尺寸設計有經驗法和機場等級法兩種方式。經驗法是根據丙烷燃料模擬器實際運行經驗確定燃燒池大小；機場等級法根據機場起降最多機型參數計算實際關鍵火災區域（PCA）面積確定燃燒池尺寸。（見表1）

表1 機場等級-燃燒區尺寸對照表

（三）控制和支持系統

1. 控制系統

控制系統是航空器消防救援真火實訓體系的“神經中樞”，在控制各火點開啟和關閉的同時，有效監控系統的運行安全。控制系統包含多個火災模塊，通過啟停相應模塊模擬不同部位火災，通過傳感器信號監測滅火劑用量，通過控制燃料流量調節火勢大小，通過監控模擬器室內外溫度等保證訓練安全。

控制系統主要包括燃料輸送、冷卻、點火、滅火和應急程序等單元。航空器消防救援真火實訓系統工作程序包括系統自檢、點火、滅火等步驟。火災模塊啟動前，系統進行艙內燃氣濃度檢測、冷卻單元工作狀態檢測等，若狀態正常則進入燃料配送和點火程序，否則直接跳轉應急程序；火災模塊點火完畢，系統通過溫度傳感器和視頻信號掌握火災狀態，未在規定時間內控制火勢則訓練失敗，進入應急程序。

2. 支持系統

支持系統是航空器消防救援真火實訓系統的“經絡”，也是系統不可缺少的一部分。支持系統為航空器消防救援真火實訓系統平穩和安全運行提供支持，主要包括燃料儲運管路和冷卻水系統。燃料儲運包括燃油或燃氣儲罐，根據訓練用量確定罐體大小，根據實際情況確定罐體布置方式等；冷卻用水包括燃燒池冷卻及模擬器冷卻用水，通過系統水需求分析決定水罐儲量，通過環境情況確定水罐布置方式等。

三、我國航空器消防救援真火實訓系統建設建議

當前，隨著民航客貨流量的大幅增長，航空安全問題變得敏感而嚴肅。消防社會化、機場保障能力以及國外實踐情況都亟待我國進一步完善民航消防訓練系統、提高我國機場消防的安全保障能力。

美國聯邦航空局咨詢通告AC150/5210-17C（機場消防員培訓項目）和AC150/5220-17B（航空器消防救援訓練設施）為航空器消防救援真火實訓系統建設提供參考，咨詢通告對機場消防員培訓時限、訓練科目、訓練設施等作出詳細規定。我國也在不斷完善我國航空器消防救援培訓體系建設，頒布了《航空器消防救援真火實訓系統建設規范》，進一步夯實了我國機場消防救援保障的制度基礎。

航空器消防救援真火訓練是通過模擬航空器真實火災情境達到訓練民航消防員火災適應心理、火災撲救能力和應急救援能力的重要訓練內容，但由于該系統訓練重復性差和價格昂貴的短板使其全面推廣建設存在阻礙，目前的訓練設施設備無法滿足全國民航消防訓練的需求。我國應積極探索航空器消防救援真火訓練模式，充分發揮有限資源的最大效用，服務于我國民航高質量發展。