航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)研究

■ 徐佳 中國(guó)民用航空飛行學(xué)院基建與機(jī)場(chǎng)處

根據(jù)對(duì)2005 年至2014 年十年間航空器事故的統(tǒng)計(jì)[1，2]，飛機(jī)火災(zāi)事故占航空器事故的8%，且飛機(jī)火災(zāi)事故死亡率極高，高達(dá)50%。由此可見(jiàn)，航空器火災(zāi)事故救援是航空器事故救援的主要組成部分，對(duì)飛機(jī)火災(zāi)的撲救能最大限度挽救人員生命和減少經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)目前除航科院在武漢天河國(guó)際機(jī)場(chǎng)建造的1:1 比例航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和廣州白云機(jī)場(chǎng)簡(jiǎn)易型系統(tǒng)[3]外，尚無(wú)其他航空器真火訓(xùn)練設(shè)施，因此我國(guó)民航消防員缺乏撲救航空器真實(shí)火災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)和能力，是制約我國(guó)民航安全發(fā)展的短板[4]。建立適應(yīng)我國(guó)實(shí)際情況的航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)有助于進(jìn)一步提高我國(guó)民航安全水平。

一、航空器消防救援訓(xùn)練需求分析

（一）消防社會(huì)化要求

2016 年至2017 年，公安部等十三部委以及國(guó)資委等三部委先后的行文[5,6]，奠定了我國(guó)消防社會(huì)化的基礎(chǔ)。消防社會(huì)化對(duì)我國(guó)機(jī)場(chǎng)消防的主要影響在于武警消防部隊(duì)撤出機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)建立專職消防隊(duì)伍。武警消防部隊(duì)撤離機(jī)場(chǎng)給機(jī)場(chǎng)消防安全保障帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。一方面，對(duì)于原來(lái)與武警消防部隊(duì)簽訂保障協(xié)議的這部分機(jī)場(chǎng)，亟須從零開(kāi)始建立自己的專職消防隊(duì)伍；另一方面，對(duì)于已建立機(jī)場(chǎng)消防隊(duì)伍的機(jī)場(chǎng)，需要進(jìn)一步完善機(jī)場(chǎng)消防隊(duì)建設(shè)。民航機(jī)場(chǎng)消防救援與常規(guī)消防救援存在一定區(qū)別，以往民航消防員訓(xùn)練參照常規(guī)消防訓(xùn)練模式將無(wú)法繼續(xù)適用于機(jī)場(chǎng)消防的專業(yè)需求。為適應(yīng)消防社會(huì)化的要求，現(xiàn)階段機(jī)場(chǎng)建立專職消防隊(duì)伍不僅包括消防隊(duì)伍建設(shè)，還包括消防訓(xùn)練系統(tǒng)等項(xiàng)目的建設(shè)。

（二）機(jī)場(chǎng)消防保障要求

現(xiàn)階段我國(guó)各運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)基本按照《民用航空運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)消防設(shè)施》[7]和《民用航空運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)消防站消防裝備配備》[8]的規(guī)定配備機(jī)場(chǎng)消防裝備和機(jī)場(chǎng)消防人員。根據(jù)調(diào)研，我國(guó)各地區(qū)機(jī)場(chǎng)均能按照標(biāo)準(zhǔn)足量配備機(jī)場(chǎng)消防設(shè)施、設(shè)備，人員數(shù)量也能基本滿足機(jī)場(chǎng)消防安全保障需求。然而，機(jī)場(chǎng)消防安全的保障絕不僅限于設(shè)施、設(shè)備和人員的配置，更在于關(guān)鍵時(shí)刻設(shè)施設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)、消防車能否按時(shí)出動(dòng)和到達(dá)、人員是否具有相應(yīng)的撲救知識(shí)和能力儲(chǔ)備等。由于我國(guó)尚缺乏全國(guó)性的機(jī)場(chǎng)消防員準(zhǔn)入和訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致全國(guó)機(jī)場(chǎng)消防人員素質(zhì)差異較大，無(wú)法保證消防救援人員全部得到充分的訓(xùn)練，也無(wú)法確保機(jī)場(chǎng)相關(guān)消防設(shè)施設(shè)備完全得到妥善維護(hù)。因此，現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)場(chǎng)消防救援保障能力與機(jī)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)急救援需求存在一定差距。

（三）國(guó)際趨勢(shì)要求

縱觀全球，美國(guó)、英國(guó)、新加坡等國(guó)家和地區(qū)均擁有功能完備的航空器消防真火實(shí)訓(xùn)體系。美國(guó)達(dá)拉斯沃斯堡機(jī)場(chǎng)[3]、德州農(nóng)工大學(xué)拓展服務(wù)中心[9]等機(jī)構(gòu)不僅擁有完善的機(jī)場(chǎng)消防員真火訓(xùn)練體系，還面向全球提供培訓(xùn)服務(wù)；英國(guó)民航總局成立了國(guó)際民用航空消防員培訓(xùn)學(xué)校[10]，面向歐洲乃至全球培養(yǎng)民航消防員；新加坡民航學(xué)院擁有各型航空器真火實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，服務(wù)全國(guó)的航空器真火實(shí)訓(xùn)。由此可見(jiàn)，航空器消防救援真火模擬器是各國(guó)機(jī)場(chǎng)消防實(shí)訓(xùn)的必要組成部分，航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)已在國(guó)際上作為民航機(jī)場(chǎng)消防救援訓(xùn)練的必修科目[11]。航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)是民航消防員區(qū)別于城市消防員的訓(xùn)練科目，因其能全方位模擬飛機(jī)火災(zāi)，對(duì)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(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

2018 年4 月，中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院[12]在武漢天河機(jī)場(chǎng)建成的B737-800 全尺寸真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是我國(guó)唯一的航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，服務(wù)于全國(guó)機(jī)場(chǎng)消防員的真火訓(xùn)練，該系統(tǒng)模擬了引擎火、起落架火和流淌火等火災(zāi)場(chǎng)景。按照系統(tǒng)的構(gòu)成本文總結(jié)了國(guó)際國(guó)內(nèi)的航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)情況[13，14]，系統(tǒng)主要包括航空器模擬器、燃燒池、控制和支持系統(tǒng)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(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的主要組成部分，可以開(kāi)展航空器結(jié)構(gòu)熟悉、航空器破拆和航空器火災(zāi)撲救等訓(xùn)練，機(jī)場(chǎng)消防員訓(xùn)練圍繞著航空器模擬器展開(kāi)。

航空器模擬器機(jī)型選型一般根據(jù)實(shí)際訓(xùn)練需求確定。對(duì)于機(jī)場(chǎng)而言，一般選擇該機(jī)場(chǎng)起降頻次最高的機(jī)型進(jìn)行模擬器設(shè)計(jì)；對(duì)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)而言，模擬器的選型更為豐富，除主流運(yùn)輸機(jī)型外，還兼顧通航機(jī)型，為提高效率還采用組合機(jī)型的方式設(shè)計(jì)模擬器。

航空器模擬器模擬各類飛機(jī)火災(zāi)場(chǎng)景，包括外部火災(zāi)和內(nèi)部火災(zāi)。外部火災(zāi)場(chǎng)景主要有油箱泄漏的地面流淌火災(zāi)、發(fā)動(dòng)機(jī)火災(zāi)、機(jī)輪/ 起落架火災(zāi)等；內(nèi)部火災(zāi)場(chǎng)景主要包括客艙火災(zāi)、駕駛艙火災(zāi)、貨艙火災(zāi)、廚房火災(zāi)、衛(wèi)生間火災(zāi)和APU 火災(zāi)等。不同部位燃燒材料火災(zāi)蔓延和燃燒特性有差異，因此在火點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮此問(wèn)題，合理布置火點(diǎn)和調(diào)整火功率大小，在保證安全的前提下真實(shí)模擬火災(zāi)火點(diǎn)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(jī)翼斷裂等原因引起的燃油泄漏火災(zāi)，用于訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)消防員對(duì)地面火災(zāi)的響應(yīng)、控制和撲救能力。燃燒池的設(shè)計(jì)主要包括燃料的選擇和尺寸設(shè)計(jì)。

燃料類型包括燃油型和燃?xì)庑?。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(chǎng)景和過(guò)火面積由燃燒池不同區(qū)域引入浮油控制，模擬火災(zāi)的逼真性高。其缺點(diǎn)是環(huán)境污染、可控性低、重復(fù)性差等。燃?xì)庑腿紵匾话悴捎帽槿剂?，液體丙烷經(jīng)由管道輸送至燃燒區(qū)的氣體燃燒器，通過(guò)傳感器監(jiān)視滅火劑作用的位置、數(shù)量和持續(xù)時(shí)間，自動(dòng)調(diào)整燃?xì)饬髁恳钥刂苹饎?shì)大小，達(dá)到模擬真實(shí)燃油泄漏火災(zāi)撲救反饋的目的。燃?xì)庑腿紵叵噍^燃油型燃燒池有煙霧小、污水少、靈活性高等優(yōu)勢(shì)。

燃燒池的尺寸設(shè)計(jì)有經(jīng)驗(yàn)法和機(jī)場(chǎng)等級(jí)法兩種方式。經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)丙烷燃料模擬器實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定燃燒池大??；機(jī)場(chǎng)等級(jí)法根據(jù)機(jī)場(chǎng)起降最多機(jī)型參數(shù)計(jì)算實(shí)際關(guān)鍵火災(zāi)區(qū)域（PCA）面積確定燃燒池尺寸。（見(jiàn)表1）

表1 機(jī)場(chǎng)等級(jí)-燃燒區(qū)尺寸對(duì)照表

（三）控制和支持系統(tǒng)

1. 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)體系的“神經(jīng)中樞”，在控制各火點(diǎn)開(kāi)啟和關(guān)閉的同時(shí)，有效監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行安全?？刂葡到y(tǒng)包含多個(gè)火災(zāi)模塊，通過(guò)啟停相應(yīng)模塊模擬不同部位火災(zāi)，通過(guò)傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)滅火劑用量，通過(guò)控制燃料流量調(diào)節(jié)火勢(shì)大小，通過(guò)監(jiān)控模擬器室內(nèi)外溫度等保證訓(xùn)練安全。

控制系統(tǒng)主要包括燃料輸送、冷卻、點(diǎn)火、滅火和應(yīng)急程序等單元。航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)工作程序包括系統(tǒng)自檢、點(diǎn)火、滅火等步驟?；馂?zāi)模塊啟動(dòng)前，系統(tǒng)進(jìn)行艙內(nèi)燃?xì)鉂舛葯z測(cè)、冷卻單元工作狀態(tài)檢測(cè)等，若狀態(tài)正常則進(jìn)入燃料配送和點(diǎn)火程序，否則直接跳轉(zhuǎn)應(yīng)急程序；火災(zāi)模塊點(diǎn)火完畢，系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器和視頻信號(hào)掌握火災(zāi)狀態(tài)，未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)控制火勢(shì)則訓(xùn)練失敗，進(jìn)入應(yīng)急程序。

2. 支持系統(tǒng)

支持系統(tǒng)是航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的“經(jīng)絡(luò)”，也是系統(tǒng)不可缺少的一部分。支持系統(tǒng)為航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平穩(wěn)和安全運(yùn)行提供支持，主要包括燃料儲(chǔ)運(yùn)管路和冷卻水系統(tǒng)。燃料儲(chǔ)運(yùn)包括燃油或燃?xì)鈨?chǔ)罐，根據(jù)訓(xùn)練用量確定罐體大小，根據(jù)實(shí)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(guò)系統(tǒng)水需求分析決定水罐儲(chǔ)量，通過(guò)環(huán)境情況確定水罐布置方式等。

三、我國(guó)航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)建議

當(dāng)前，隨著民航客貨流量的大幅增長(zhǎng)，航空安全問(wèn)題變得敏感而嚴(yán)肅。消防社會(huì)化、機(jī)場(chǎng)保障能力以及國(guó)外實(shí)踐情況都亟待我國(guó)進(jìn)一步完善民航消防訓(xùn)練系統(tǒng)、提高我國(guó)機(jī)場(chǎng)消防的安全保障能力。

美國(guó)聯(lián)邦航空局咨詢通告AC150/5210-17C（機(jī)場(chǎng)消防員培訓(xùn)項(xiàng)目）和AC150/5220-17B（航空器消防救援訓(xùn)練設(shè)施）為航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)提供參考，咨詢通告對(duì)機(jī)場(chǎng)消防員培訓(xùn)時(shí)限、訓(xùn)練科目、訓(xùn)練設(shè)施等作出詳細(xì)規(guī)定。我國(guó)也在不斷完善我國(guó)航空器消防救援培訓(xùn)體系建設(shè)，頒布了《航空器消防救援真火實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》，進(jìn)一步夯實(shí)了我國(guó)機(jī)場(chǎng)消防救援保障的制度基礎(chǔ)。

航空器消防救援真火訓(xùn)練是通過(guò)模擬航空器真實(shí)火災(zāi)情境達(dá)到訓(xùn)練民航消防員火災(zāi)適應(yīng)心理、火災(zāi)撲救能力和應(yīng)急救援能力的重要訓(xùn)練內(nèi)容，但由于該系統(tǒng)訓(xùn)練重復(fù)性差和價(jià)格昂貴的短板使其全面推廣建設(shè)存在阻礙，目前的訓(xùn)練設(shè)施設(shè)備無(wú)法滿足全國(guó)民航消防訓(xùn)練的需求。我國(guó)應(yīng)積極探索航空器消防救援真火訓(xùn)練模式，充分發(fā)揮有限資源的最大效用，服務(wù)于我國(guó)民航高質(zhì)量發(fā)展。