直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)研究

作者簡(jiǎn)介：陜忠虎（1983— ），男，撒拉族，甘肅臨夏人，本科，研究方向：直升機(jī)消防救援。

摘要：本文探討了直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用及其面臨的挑戰(zhàn)。通過(guò)分析吊桶滅火、水炮滅火等多種外荷載方式的應(yīng)用實(shí)例，展示了直升機(jī)在快速響應(yīng)、高效滅火方面的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，深入剖析了技術(shù)、裝備、協(xié)同作戰(zhàn)及法規(guī)政策等方面存在的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略與建議，旨在為森林火災(zāi)撲救效率與安全性的提升提供理論支持與實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：直升機(jī)外荷載；森林火災(zāi)；撲救應(yīng)用；技術(shù)挑戰(zhàn)；協(xié)同作戰(zhàn)

引言

森林火災(zāi)作為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，不僅破壞生態(tài)環(huán)境，還威脅人類(lèi)的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著科技的進(jìn)步，直升機(jī)在森林火災(zāi)撲救中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，其外荷載能力成為提升滅火效率的關(guān)鍵^[1]。本文通過(guò)全面分析直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用現(xiàn)狀，深入剖析其在實(shí)踐過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)，并據(jù)此提出切實(shí)可行的解決方案，以期為我國(guó)乃至全球的森林火災(zāi)應(yīng)急救援工作提供有益的參考與借鑒。

一、直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用

（一）直升機(jī)外荷載概述

直升機(jī)外荷載是指安裝在直升機(jī)外部，用于執(zhí)行特定任務(wù)（如滅火、救援等）的附加裝備或物資。在森林火災(zāi)撲救中，常見(jiàn)的直升機(jī)外荷載包括吊桶、水炮、滅火劑以及用于運(yùn)輸物資和人員的吊艙等。這些外荷載通過(guò)特定的掛載系統(tǒng)安裝在直升機(jī)上，確保在飛行過(guò)程中穩(wěn)定且安全^[2]。以吊桶為例，當(dāng)直升機(jī)飛抵水源地時(shí)，飛行員會(huì)操縱直升機(jī)懸停在水面上方，通過(guò)機(jī)械臂或繩索將吊桶緩緩放入水中，待灌滿(mǎn)水后迅速提起并返回火場(chǎng)。卸載過(guò)程是將吊桶對(duì)準(zhǔn)火源上方，控制水流準(zhǔn)確噴射到火源上，以達(dá)到快速滅火的效果。這種即取即用、靈活機(jī)動(dòng)的作業(yè)方式極大地提高了森林火災(zāi)撲救效率。

（二）吊桶滅火的應(yīng)用

吊桶滅火是一種直接且有效的滅火方式。其原理是利用直升機(jī)將大量水源快速運(yùn)送到火場(chǎng)，并通過(guò)吊桶的精準(zhǔn)投放，將水流直接噴射到火源上，以降低火勢(shì)溫度并隔絕氧氣，從而達(dá)到滅火的目的。操作流程簡(jiǎn)單明了，飛行員只需根據(jù)火場(chǎng)情況調(diào)整飛行高度和速度，確保吊桶能夠準(zhǔn)確投放。吊桶滅火的優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)迅速、機(jī)動(dòng)靈活且能顯著降低人員風(fēng)險(xiǎn)。在森林火災(zāi)初期，吊桶滅火能夠迅速控制火勢(shì)蔓延，為地面消防力量爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。此外，對(duì)于難以接近的陡峭地形或火勢(shì)猛烈的區(qū)域，吊桶滅火也能發(fā)揮重要作用。國(guó)內(nèi)外均有眾多應(yīng)用吊桶成功滅火的實(shí)例，如美國(guó)加州山火中，直升機(jī)吊桶滅火系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，有效遏制了火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在某些案例中，吊桶滅火系統(tǒng)能夠在數(shù)小時(shí)內(nèi)將數(shù)百?lài)嵥珳?zhǔn)投放到火源上，顯著降低了火災(zāi)造成的損失。

（三）水炮滅火的應(yīng)用

水炮滅火是另一種重要的直升機(jī)外荷載應(yīng)用方式。水炮通常安裝在直升機(jī)機(jī)身下方，具備更大的儲(chǔ)水量和更遠(yuǎn)的噴射距離。其技術(shù)特點(diǎn)是能夠產(chǎn)生高壓水流，穿透火場(chǎng)表面，深入火源內(nèi)部進(jìn)行滅火。水炮滅火適用于多種地形和火勢(shì)條件，特別是在火勢(shì)較大、蔓延較快的區(qū)域，水炮能夠迅速降低火場(chǎng)溫度，為其他滅火手段創(chuàng)造有利條件。然而，水炮滅火也存在一定的局限性。相比吊桶滅火，水炮的靈活性稍遜一籌，需要更精確的飛行控制和更長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，水炮和吊桶往往相互配合，形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。例如，在火勢(shì)初期，可以使用吊桶進(jìn)行快速滅火；在火勢(shì)較大時(shí)，可利用水炮進(jìn)行遠(yuǎn)程壓制和降溫。

（四）其他外荷載應(yīng)用

除了吊桶和水炮外，直升機(jī)外荷載還廣泛應(yīng)用于滅火劑空投、物資與人員運(yùn)輸以及空中偵察與監(jiān)測(cè)等方面。滅火劑空投可以針對(duì)不同類(lèi)型的火災(zāi)選擇合適的滅火劑進(jìn)行投放，提高滅火效果；物資與人員運(yùn)輸能夠在緊急情況下迅速將救援物資和人員送達(dá)災(zāi)區(qū)；空中偵察與監(jiān)測(cè)通過(guò)搭載高清攝像頭、紅外熱成像儀等設(shè)備，為指揮決策提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的火場(chǎng)信息。這些多樣化的應(yīng)用方式進(jìn)一步豐富了直升機(jī)在森林火災(zāi)撲救中的功能和作用。

二、直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的挑戰(zhàn)

（一）技術(shù)挑戰(zhàn)

直升機(jī)外荷載應(yīng)用于森林火災(zāi)撲救，首先面臨技術(shù)上的挑戰(zhàn)。精準(zhǔn)投放與控制是直升機(jī)外荷載作業(yè)的核心要求，在實(shí)際操作中往往受到多種因素的影響。一方面，直升機(jī)在高空高速飛行時(shí)，外部環(huán)境復(fù)雜多變，如風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件的變化都可能導(dǎo)致外荷載的投放位置偏離預(yù)定目標(biāo)，增加了滅火難度和不確定性^[3]。另一方面，吊桶、水炮等外荷載設(shè)備的操控精度也受限于技術(shù)水平和設(shè)備性能，如何在高速飛行中保持穩(wěn)定的姿態(tài)并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投放，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難題。此外，復(fù)雜氣象條件如大風(fēng)、低能見(jiàn)度等更是對(duì)直升機(jī)外荷載作業(yè)構(gòu)成了巨大威脅。大風(fēng)可能導(dǎo)致直升機(jī)飛行不穩(wěn)定，增加外荷載投放的難度和風(fēng)險(xiǎn)；低能見(jiàn)度限制了飛行員的視線，使其難以準(zhǔn)確判斷火場(chǎng)情況和投放位置，甚至可能導(dǎo)致飛行事故。夜間及復(fù)雜地形中的作業(yè)同樣面臨諸多限制，如夜間光線不足、地形復(fù)雜多變等，這些都增加了直升機(jī)外荷載作業(yè)的難度和不確定性。

（二）裝備與設(shè)施挑戰(zhàn)

直升機(jī)外荷載設(shè)備的研發(fā)與制造水平直接影響其在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用效果。目前，雖然國(guó)內(nèi)外在直升機(jī)外荷載設(shè)備的研發(fā)上取得了一定的進(jìn)展，但仍存在諸多不足，如設(shè)備性能不穩(wěn)定、耐用性差、維護(hù)成本高等^[4]。此外，配套水源、加油站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)情況與完善性也是制約直升機(jī)外荷載作業(yè)的重要因素。在森林火災(zāi)撲救中，直升機(jī)需要頻繁往返于火場(chǎng)和水源地之間，如果缺乏足夠的水源和加油設(shè)施，將嚴(yán)重影響直升機(jī)的作業(yè)效率和滅火效果。設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)同樣是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。直升機(jī)外荷載設(shè)備在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)磨損和故障，如果不能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，將嚴(yán)重影響其性能和壽命。當(dāng)前，直升機(jī)外荷載設(shè)備在維護(hù)和保養(yǎng)方面仍存在諸多不足，如維護(hù)人員技術(shù)水平參差不齊、維護(hù)設(shè)備落后、維護(hù)成本高昂等，都亟待解決。

（三）協(xié)同作戰(zhàn)挑戰(zhàn)

直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的有效應(yīng)用，離不開(kāi)與地面消防力量的協(xié)同配合。然而，在實(shí)際操作中，直升機(jī)與地面消防力量之間的協(xié)同作戰(zhàn)往往存在諸多困難和挑戰(zhàn)。一方面，由于直升機(jī)與地面消防力量在作業(yè)方式、通信手段等方面存在差異，導(dǎo)致兩者之間的信息交流和協(xié)同作戰(zhàn)效率不高；另一方面，不同部門(mén)之間的職責(zé)劃分不明確、溝通不暢等問(wèn)題也制約了協(xié)同作戰(zhàn)的順利進(jìn)行。此外，多部門(mén)之間的聯(lián)動(dòng)機(jī)制也是影響協(xié)同作戰(zhàn)效果的重要因素。在森林火災(zāi)撲救中，需要消防、公安、醫(yī)療等多個(gè)部門(mén)的緊密配合和協(xié)同作戰(zhàn)。當(dāng)前，在多部門(mén)聯(lián)動(dòng)機(jī)制方面仍存在諸多不足，如信息共享不暢、指揮體系不統(tǒng)一、資源調(diào)配不合理等，都亟待解決。

（四）法規(guī)與政策挑戰(zhàn)

航空法規(guī)對(duì)直升機(jī)作業(yè)的限制與規(guī)定是直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中必須面對(duì)的挑戰(zhàn)之一。當(dāng)前，各國(guó)在航空法規(guī)的制定和執(zhí)行上存在差異，對(duì)直升機(jī)作業(yè)的限制和規(guī)定也不盡相同。對(duì)直升機(jī)的限制與規(guī)定不僅增加了直升機(jī)外荷載作業(yè)的復(fù)雜性和不確定性，也制約了其在森林火災(zāi)撲救中的廣泛應(yīng)用。此外，應(yīng)急救援體系的完善與政策支持也是影響直升機(jī)外荷載應(yīng)用效果的重要因素。當(dāng)前，雖然各國(guó)都在積極推進(jìn)應(yīng)急救援體系的建設(shè)和完善，但在政策支持方面仍存在諸多不足。例如，對(duì)于直升機(jī)外荷載設(shè)備的研發(fā)與制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)等方面的資金支持不足，對(duì)于直升機(jī)外荷載作業(yè)人員的培訓(xùn)和資質(zhì)認(rèn)證等方面的政策保障不夠完善等。這些問(wèn)題都制約了直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的有效應(yīng)用和發(fā)展。

三、應(yīng)對(duì)策略與建議

（一）技術(shù)創(chuàng)新與升級(jí)

面對(duì)直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的技術(shù)挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新與升級(jí)是必由之路。首先，應(yīng)加強(qiáng)直升機(jī)外荷載設(shè)備的研發(fā)與改進(jìn)，重點(diǎn)解決設(shè)備性能不穩(wěn)定、耐用性差等問(wèn)題。研究人員引入新材料、新工藝，提升設(shè)備的耐用性和可靠性，同時(shí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕設(shè)備重量，提高裝載效率。此外，人們還應(yīng)注重設(shè)備的智能化和自動(dòng)化水平，如開(kāi)發(fā)智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外荷載設(shè)備的精準(zhǔn)操控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高其作業(yè)精度和安全性。其次，引入先進(jìn)的導(dǎo)航、定位與控制系統(tǒng)是提升直升機(jī)外荷載作業(yè)能力的關(guān)鍵。現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)如GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等，能夠?yàn)橹鄙龣C(jī)提供精確的位置信息和航向指引，減少人為操作誤差。同時(shí)，結(jié)合先進(jìn)的控制系統(tǒng)，如自動(dòng)避障系統(tǒng)、飛行穩(wěn)定系統(tǒng)等，可以進(jìn)一步提高直升機(jī)在復(fù)雜氣象條件下的作業(yè)能力。特別是在夜間及低能見(jiàn)度條件下，通過(guò)引入紅外熱成像儀、激光雷達(dá)等先進(jìn)設(shè)備，可以幫助飛行員更好地判斷火場(chǎng)情況和投放位置，提高作業(yè)效率和安全性。最后，針對(duì)夜間及復(fù)雜氣象條件下的作業(yè)限制，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。例如，開(kāi)發(fā)夜間作業(yè)輔助系統(tǒng)，包括夜視儀、紅外熱成像儀等，提高飛行員夜間作業(yè)時(shí)的視覺(jué)感知能力。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜氣象條件下飛行技術(shù)的研究和訓(xùn)練，提高飛行員的應(yīng)變能力和操作技能，確保直升機(jī)在惡劣天氣條件下也能安全、有效地執(zhí)行滅火任務(wù)。

（二）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與完善

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是保障直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中有效應(yīng)用的基礎(chǔ)。首先，應(yīng)加強(qiáng)直升機(jī)起降點(diǎn)和水源地的建設(shè)。在森林區(qū)域合理布局直升機(jī)起降點(diǎn)，確保直升機(jī)能夠迅速到達(dá)火場(chǎng)并進(jìn)行作業(yè)。同時(shí)，加強(qiáng)水源地的建設(shè)和保護(hù)，確保直升機(jī)在取水過(guò)程中能夠獲取足夠的水量，并減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。此外，還應(yīng)建立完善的應(yīng)急救援物資儲(chǔ)備與調(diào)配體系，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)調(diào)配所需物資和設(shè)備。其次，推廣直升機(jī)停機(jī)坪在高層建筑中的建設(shè)也是一項(xiàng)重要舉措。隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑越來(lái)越多，一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，直升機(jī)將成為重要的救援手段。因此，在高層建筑中建設(shè)直升機(jī)停機(jī)坪，可以為直升機(jī)提供便捷的降落和起飛條件，提高應(yīng)急救援效率。同時(shí)，停機(jī)坪的建設(shè)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保安全可靠^[5]。最后，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和管理。定期對(duì)直升機(jī)起降點(diǎn)、水源地等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其處于良好狀態(tài)并能夠滿(mǎn)足使用需求。同時(shí)，建立完善的管理制度和應(yīng)急預(yù)案，確保在緊急情況下能夠迅速響應(yīng)并有效應(yīng)對(duì)。

（三）協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制優(yōu)化

協(xié)同作戰(zhàn)是提升直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中作用的關(guān)鍵。首先，應(yīng)建立健全直升機(jī)與地面消防力量的協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制。明確各自職責(zé)和任務(wù)分工，加強(qiáng)信息共享和溝通協(xié)作，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速形成合力并有效應(yīng)對(duì)。同時(shí)，通過(guò)定期舉行聯(lián)合演練和培訓(xùn)活動(dòng)，提高雙方的協(xié)同作戰(zhàn)能力和默契程度。其次，加強(qiáng)多部門(mén)之間的溝通與協(xié)作是優(yōu)化協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制的重要方面。因此，應(yīng)建立跨部門(mén)的信息共享平臺(tái)和溝通機(jī)制，確保各部門(mén)之間能夠及時(shí)傳遞信息并協(xié)調(diào)行動(dòng)。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急救援人員的培訓(xùn)和演練，提高其應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力和素質(zhì)。最后，提升指揮與通信系統(tǒng)的智能化水平是優(yōu)化協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制的關(guān)鍵。通過(guò)引入先進(jìn)的指揮與通信系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備，如無(wú)人機(jī)偵察系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等，可以提高指揮決策的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)指揮人員的培訓(xùn)和演練，提高其應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況的能力和素質(zhì)，確保在緊急情況下能夠迅速做出正確決策并有效指揮救援行動(dòng)。

（四）法規(guī)與政策支持

法規(guī)與政策支持是推動(dòng)直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中廣泛應(yīng)用的重要保障。首先，應(yīng)完善航空法規(guī)與應(yīng)急救援體系。針對(duì)直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中的特殊需求和使用情況，制定和完善相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確其使用條件、限制和要求等內(nèi)容。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急救援體系的建設(shè)和完善工作，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案并有效應(yīng)對(duì)。其次，加大對(duì)應(yīng)急救援裝備與技術(shù)的財(cái)政投入是必要的措施之一。應(yīng)加大對(duì)應(yīng)急救援裝備與技術(shù)的投入力度，支持相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新工作。同時(shí)，通過(guò)設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)基金、提供稅收優(yōu)惠等方式鼓勵(lì)社會(huì)資本參與應(yīng)急救援事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。最后，鼓勵(lì)社會(huì)力量參與應(yīng)急救援事業(yè)是推動(dòng)直升機(jī)外荷載在森林火災(zāi)撲救中廣泛應(yīng)用的重要途徑之一。應(yīng)積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)社會(huì)力量參與應(yīng)急救援事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展工作，如支持志愿者組織、非營(yíng)利組織等參與應(yīng)急救援行動(dòng)和志愿服務(wù)活動(dòng)；加強(qiáng)與社會(huì)各界的溝通和合作，共同推動(dòng)應(yīng)急救援事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急救援人員的表彰和獎(jiǎng)勵(lì)工作，提高其社會(huì)地位和榮譽(yù)感，激發(fā)其投身應(yīng)急救援事業(yè)的熱情和動(dòng)力。

結(jié)語(yǔ)

面對(duì)森林火災(zāi)撲救中的重重挑戰(zhàn)，須從技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)同作戰(zhàn)及法規(guī)政策等多方面入手，形成合力。技術(shù)創(chuàng)新與升級(jí)將提升直升機(jī)外荷載的作業(yè)效能，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與完善為救援行動(dòng)提供了堅(jiān)實(shí)保障。同時(shí)，優(yōu)化協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制與加強(qiáng)法規(guī)政策支持，將促進(jìn)各方力量高效協(xié)同，共同應(yīng)對(duì)火災(zāi)挑戰(zhàn)。只有如此，才能更有效地保護(hù)森林資源，守護(hù)綠色家園。

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