脈沖氣壓噴霧水槍在撲滅林火中的應(yīng)用

楊維東，劉 輝，杜 夢

（北京九州尚陽科技有限公司，北京 100142）

森林火災(zāi)是當(dāng)今世界上最難滅的火災(zāi)之一。目前，國際通行的方法是用飛機灑水滅火。很多國家都不會用人力直接撲救森林火災(zāi)。因此，森林火災(zāi)一旦發(fā)生，其燃燒的面積就較大，時間就比較長。

我國森林面積相對較少，森林對國民經(jīng)濟來說十分重要。因此，當(dāng)我國發(fā)生森林火災(zāi)時，往往是軍民齊上陣——人海戰(zhàn)術(shù)。用相對落后的滅火裝備直面森林火災(zāi)，容易造成不必要的損失。

1 脈沖氣壓噴霧滅火裝備滅火原理

應(yīng)用水霧滅火原理撲救森林火災(zāi)，國內(nèi)外專家早有研究。同等量的水化成水霧可以使吸熱面積大為增加（視霧化程度可增加幾千倍至幾萬倍），水霧汽化，吸熱量將增加幾百倍，因而可以使滅火效率大大提高。用水作滅火介質(zhì)，具有費用低、自身沒有污染的優(yōu)點。然而，由于火災(zāi)形成時其周邊存在強大的熱氣流阻隔層，質(zhì)量很輕的水霧難以進入火灶中心，至使應(yīng)用水霧滅火直到近幾年才實現(xiàn)實用化。這種新技術(shù)的關(guān)鍵，是以壓縮空氣為動力，用脈沖沖擊、霧化吸熱、隔絕氧氣等方法實施滅火。脈沖氣壓噴霧滅火裝備核心部件是脈沖氣壓噴霧水槍（簡稱脈沖槍），其工作原理是以一定容量并具有設(shè)定壓力的壓縮空氣為動力，瞬間將少量的水（也可以加入少量添加劑）快速推出，形成快速氣水霧流，使之沖破火焰上升熱氣流的阻隔直達火灶中心區(qū)域，將燃燒物溫度迅速降到燃點以下，同時大量水霧遇熱氣化以后形成的水蒸氣又阻隔了氧氣進入火灶中心，從而實現(xiàn)快速滅火目的。

2 脈沖氣壓噴霧水槍的滅火特點與優(yōu)勢

2.1 高效

脈沖氣壓噴霧水槍與傳統(tǒng)直流水滅火裝備相比，在使用等量滅火介質(zhì)情況下滅火效率要高出許多。這是因為脈沖氣壓噴霧水槍噴射的水霧具有強大的沖擊力，其射程可達32 m（有效射程達17 m），噴射出的水霧（水滴直徑大部分在2～200μm）極大地增加了吸熱面積。另一方面由于水霧具有強大動能而能夠沖入火灶中心甚至微細縫隙之中，直接而快速地降低燃燒物的溫度和燃燒區(qū)域空氣中氧的含量。

2.2 節(jié)能

應(yīng)用傳統(tǒng)的直流水滅火，水的有效利用率僅在10%～15%，而脈沖氣壓噴霧水槍滅火，水的有效利用率一般可達85%～90%。以載水量為35 L的推車式脈沖氣壓噴霧水槍為例，3套這種裝備基本與載水量為1噸的傳統(tǒng)消防車具有等效的滅火能力。使用本設(shè)備，在遍布草原、森林等取水不便的地域撲救火災(zāi)具有獨特的優(yōu)勢。

2.3 環(huán)保

脈沖氣壓噴霧滅火設(shè)備使用的滅火介質(zhì)是水，滅火中又不產(chǎn)生大量的污水，因此它本身既不產(chǎn)生污染，又不會將火災(zāi)現(xiàn)場的有毒有害物質(zhì)帶到周邊地區(qū)對環(huán)境造成危害。徹底避免了傳統(tǒng)滅火方式產(chǎn)生的滅了火災(zāi)成“水災(zāi)”的情況，這對于糧庫、物資庫、文物古跡、圖書資料庫等環(huán)保要求高的場所滅火是非常適用的。

2.4 機動靈活操作簡便

脈沖氣壓噴霧滅火裝備可以快速組裝和拆卸，操作簡便，體積小，重量輕，能快速投遞，快速投入撲救火災(zāi)。該裝備自備一定的動力源和滅火介質(zhì)，可以靈活進入狹窄空間，撲滅復(fù)合型火災(zāi)。它既可以作為常備的滅火器材（但威力要大得多，）又可以組合使用作為專業(yè)消防部門的滅火裝備。

2.5 應(yīng)用范圍廣

脈沖氣壓噴霧水槍噴射特點是脈沖式發(fā)射（發(fā)射間隔小于3秒），噴出的水是不連續(xù)的水霧，不能形成導(dǎo)電回路，因而可以用它直接撲救帶有高壓電的電氣火災(zāi)而能確保消防人員的人身安全（在設(shè)定的距離外）。這一點傳統(tǒng)直流水滅火裝備是做不到的。

此外，脈沖氣壓噴霧水槍發(fā)射的水霧，具有強大的剪切力，所以對于撲救氣體類火災(zāi)具有特別優(yōu)勢。在滅火介質(zhì)中加入少量添加劑還可以撲救油類火。同時該設(shè)備還可以拓展功能兼作防暴、發(fā)射滅火彈、發(fā)射救援繩纜裝備使用。因此，它是一種適用面廣的裝備，可以一機多用。

多年來，林區(qū)一直用鐵鍬、皮條、風(fēng)力滅火機等機具撲救地下火、樹冠火，不僅費時費力，而且達不到預(yù)期效果。尤其是撲救樹冠火時，遇有大風(fēng)天氣，撲火隊員根本無法接近，很難控制火勢的蔓延。

實施以水滅火是撲救地表火和樹冠火最有效的方法。它可以最快的速度降低火溫度，以最短的時間控制火勢蔓延，減少火災(zāi)對森林資源造成的損失。

林區(qū)水源主要來自蓄水池、自然河流等。但要使大型消防設(shè)備上山，還存在許多局限。道路、山勢、地形都制約著這些裝備的戰(zhàn)斗力。

使用脈沖氣壓噴霧水槍，既可以實現(xiàn)以水滅火的目的，又不受道路、山勢、地形的影響，而且脈沖氣壓噴霧水槍省水，滅火效率高，不失為一種適用于撲滅林火的單兵裝備。

3 撲滅林火的方法

3.1 控制火頭、切斷火線

由于脈沖氣壓噴霧水槍是脈沖式發(fā)射，每3秒1槍，這就要求我們在撲滅林火時，要集中一定數(shù)量的脈沖氣壓噴霧水槍攻擊。5人1組，兩組交替射擊。選擇一個火勢相對較弱的地方，作為突破口。第1槍，10條槍同時發(fā)射，以便使火場溫度迅速降低；第2槍，前1組5人開始射擊，后5人準備，第1組發(fā)射了，第2組再發(fā)射。同時，向火場薄弱地方猛烈射擊。然后呈正三角形向前、左、右同時進發(fā)，同時發(fā)射，爭取切斷火線。如果火勢很大，可加派幾組依照上述方法實施滅火。

火線被切斷后，第1梯隊換氣、裝水。第2梯隊對切斷的火線形成包圍圈，分段撲滅。

例如對20 m×10 m×100 m的火線，可分成3段實施滅火。每30 m左右安排1組，每1組每個人間距2 m，這樣在切割火線時，就可以快速突破，在10分鐘內(nèi)就可將100 m長的火線撲滅。稍微修整一下，就可投入下一輪戰(zhàn)斗。用兵60人，設(shè)備30套。

3.2 滅樹冠火和地表火

脈沖氣壓噴霧水槍的噴射距離在30 m以上，有效噴射距離在17 m以上，成霧狀，并具有一定的沖擊動能，在風(fēng)力達到5～6級時仍能夠保證水霧的射擊高度達到10 m以上。因此對于滅樹冠火有特別的優(yōu)勢，尤其是對于分布在我國南方陡峭懸崖上的灌木叢，滅火效果更佳。正因為脈沖氣壓噴霧水槍采用的是脈沖式發(fā)射，其在噴射的一瞬間，具有強大的沖擊力，這種沖擊力結(jié)合水霧同時作用于地表火，能夠快速、高效地滅地表火。到達火場時，如果溫度很高，人無法靠近，可向前進方向打一槍，以便降低火場溫度，使人員能夠靠近。滅火時，應(yīng)首先向火灶中心（火焰最亮的地方，也就是溫度最高的地方）射擊。先將火灶中心的火滅掉，再去清理余火。這就是脈沖氣壓噴霧水槍不同于其他滅火裝備的地方。

3.3 隔障礙物滅火

脈沖氣壓噴霧水槍所噴射的水霧是棗核狀水霧團，從正面看，最大直徑可達5 m。因此在有灌木、溝壑阻隔的情況下，應(yīng)避開粗大樹干，在樹木相對稀少的地方向火灶中心射擊，就可以快速有效地使水霧穿越障礙物實施滅火。

3.4 鋪設(shè)防火帶

脈沖氣壓噴霧水槍可在撲救林火中起到阻止火災(zāi)蔓延的作用。

在需要建立隔離帶的地方，用兵40人，設(shè)備20套，10分鐘內(nèi)可建立10000 m2的隔離帶，阻止火災(zāi)蔓延。方法：在脈沖氣壓噴霧水槍的水桶中加入6%的阻燃劑，與水混合，每10 m2一個戰(zhàn)士，依次鋪開。10 m×10 m的范圍內(nèi)每個戰(zhàn)士用脈沖氣壓噴霧水槍均勻發(fā)射在植物上，使植被上吸附水霧，起到潮濕冷卻、阻燃的作用。當(dāng)火勢蔓延到隔離帶時起到阻隔、抑制火勢的作用。即便有的地方未被吸附到，火勢到此也一定會減弱。再集中脈沖氣壓噴霧水槍攻擊，必將火勢壓下來，直至撲滅。

3.5 改變火線的燃燒方向

用脈沖氣壓噴霧水槍可以改變火線燃燒的方向，當(dāng)火勢朝不利戰(zhàn)斗員的方向燃燒時，可集中脈沖氣壓噴霧水槍向火勢燃燒的方向猛烈射擊，使之改道。按我們意想的方向前進，或就火勢大小，給予殲滅。

3.6 關(guān)鍵時的救護作用

在撲滅林火的過程中，經(jīng)常遇到火線突然改變方向的情況，有的直接威脅到滅火人員的人身安全。這時可用脈沖氣壓噴霧水槍向人員的上方、火勢來的方向或人員撤離方向射擊，在滅火人員的身體上方設(shè)置一個水霧屏障。利用脈沖氣壓噴霧水槍霧化吸熱的原理，直到降低火場溫度，保護人員安全撤離。

4 后勤保障

組織一個森林滅火突擊隊，后勤保障是十分重要的?？膳渲寐膸缴窒儡?、運兵車等，在離公路近的地方，可由車輛提供水源、氣源等。如果火場遠離公路又無道路可走，可采取接力供應(yīng)、分段運輸、人背肩扛等方法，保障一線滅火物資的急需。

例如，公路距火場30 km，可在分別15 km處、10 km處、5 km處設(shè)置中轉(zhuǎn)站，水源就地采集。氣源由供氣車將充氣泵、氣瓶派遣到前線各中轉(zhuǎn)站，氣瓶數(shù)量是脈沖氣壓噴霧水槍數(shù)量的10倍，這樣就可保障脈沖氣壓噴霧水槍氣和水的不間斷供應(yīng)，保障戰(zhàn)斗力的持久。

建議將已配發(fā)到林區(qū)的消防水泵和脈沖氣壓噴霧滅火裝備結(jié)合起來使用。這樣，既解決了滅火用水的補給問題，又大大提高了水的利用率；另外可以選用充氣車進行動力源的補給，使脈沖氣壓噴霧滅火裝備在撲滅林火災(zāi)時能夠充分發(fā)揮它的安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的作用。