江西軍

（東北航空護(hù)林中心，黑龍江 哈爾濱 150027）

波音747超大型滅火飛機(jī)是美國長榮國際航空公司在波音747寬體飛機(jī)基礎(chǔ)上研發(fā)的新一代航空消防飛機(jī)，它是目前世界上最大的航空消防飛機(jī)，其綽號為“長榮超級水罐”。目前美國長榮國際航空公司已經(jīng)改裝了兩架747超大型滅火飛機(jī)，并先后參加了3次撲火任務(wù)，第一次是2009年7月23日西班牙的昆卡火災(zāi)；第二次是2009年8月31日美國加州的奧克格倫火災(zāi)；第三次是2010年12月5日以色列北部的卡梅爾山林大火。

1 研發(fā)波音747超大型滅火飛機(jī)的歷史背景

美國開展航空消防支持地面撲火力量已有幾十年的歷史，但近年來隨著美國國土范圍內(nèi)野火形勢的日趨緊張以及航空消防飛機(jī)的日益老化，航空消防工作開始面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前野火撲救工作的需要。針對美國防火形勢面臨的實際困難，為增加國家新型航空消防飛機(jī)的數(shù)量，解決當(dāng)前航空消防飛機(jī)嚴(yán)重老化的實際問題，美國長榮國際航空公司憑借操作波音747飛機(jī)的成熟經(jīng)驗以及悠久的航空消防實踐優(yōu)勢，立足創(chuàng)新，勇于探索，研發(fā)了國家新一代超大型航空滅火飛機(jī)-波音747滅火飛機(jī)。新一代超大型航空消防飛機(jī)概念的提出旨在應(yīng)對日益緊張的野火形勢與日益惡化的航空消防安全。

1.1 野火形勢緊張

從歷史上看，美國野火問題是非常嚴(yán)重的。一是過火面積較大，根據(jù)美國國家消防中心的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，自1990年以來（表1），美國國土過火面積達(dá)102 548 852英畝（約等于415 000 km2），這個面積幾乎約等于美國俄勒岡州（美國十大州之一）行政面積的2倍；二是撲火成本高，據(jù)美國國家消防中心不完全統(tǒng)計，自1994年以來，美國國家財政共計下?lián)?9億美元用于撲救這些災(zāi)難性火災(zāi)，但因野火造成的木材、旅游、人民財產(chǎn)等損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個數(shù)字，僅2002年，美國就發(fā)生了73 457起野火，過火面積達(dá)7 184 712萬英畝，如果考慮火災(zāi)的直接損失和間接損失，其該年的火災(zāi)造成的總損失高達(dá)10億美元。

1.2 航空消防安全問題惡化

2002年，美國林務(wù)局相繼發(fā)生了13起航空消防飛行安全事故，成為繼1993年來發(fā)生航空消防飛行事故最高的年份，一架C-130A和PB4Y-2大型固定翼滅火飛機(jī)在執(zhí)行撲火任務(wù)過程中發(fā)生墜機(jī)事件，造成6名機(jī)組人員喪失生命。因航空消防飛機(jī)日益老化導(dǎo)致的災(zāi)難性飛行事故引起了政府的高度重視，美國內(nèi)政部開始呼吁研發(fā)新一代航空消防滅火飛機(jī)。

表1 美國1990-2004年野火發(fā)生次數(shù)與過火面積情況

2 長榮國際航空公司研發(fā)超大型滅火飛機(jī)具備的資歷

2.1 波音747運(yùn)營經(jīng)驗

長榮國際航空公司有25年的客運(yùn)和貨運(yùn)經(jīng)驗。長榮國際航空公司是同行業(yè)擁有全貨運(yùn)資格的大型航空公司之一。由10架波音747組成的飛行服務(wù)隊能在全球范圍內(nèi)提供全方位的后勤保障支持。長榮國際航空公司憑借權(quán)威的國家航線優(yōu)勢、安全駕駛波音747超過416 000小時的成功經(jīng)驗，許多國際上較大的航空公司及企業(yè)都首選到長榮國際航空公司進(jìn)行全球包機(jī)服務(wù)。

2.2 航空消防經(jīng)驗

長榮國際航空公司在國家航空消防工作方面做出的貢獻(xiàn)是無與倫比的。他擁有各種類別的輕型、中型、重型運(yùn)輸直升機(jī)54余架，其中30架專門用于航空消防工作。他運(yùn)營的航空消防飛機(jī)可以執(zhí)行世界范圍內(nèi)任何地方的火災(zāi)撲救任務(wù)。

長榮國際航空公司執(zhí)行航空消防任務(wù)開始于1924年，其前身是米蘇那蒙大拿約翰遜飛行隊。米蘇那蒙大拿約翰遜飛行隊于1975年被長榮國際航空公司收購，1931年，約翰遜飛行隊首次與美國林務(wù)局簽訂合同執(zhí)行航空森林消防任務(wù)，并首次承擔(dān)了林務(wù)局的傘降飛行任務(wù)，約翰遜飛行隊與美國林務(wù)局的航空森林消防合同一直保持到20世紀(jì)70年代。長榮國際航空公司繼承了約翰遜飛行隊的優(yōu)秀飛行經(jīng)驗和光榮傳統(tǒng)，一直秉承“服務(wù)質(zhì)量第一”企業(yè)方針。

長榮國際航空公司航空消防經(jīng)驗源于其膝下的長榮直升機(jī)公司。自1960年以來，長榮國際航空公司開始專門研發(fā)滅火飛機(jī)投身于航空消防事業(yè)。在過去的40年里，長榮國際航空公司在支持國家各種火災(zāi)撲救工作中做出了重要貢獻(xiàn)。他廣泛服務(wù)于美國國家國防部、美國林務(wù)局、美國國土資源局、內(nèi)政部、加拿大國家森林防火中心、美國聯(lián)邦各州政府等機(jī)構(gòu)的航空消防工作。

3 波音747超大型滅火飛機(jī)的安全優(yōu)勢

長榮國際航空公司倡導(dǎo)用系統(tǒng)方法論來統(tǒng)領(lǐng)航空消防滅火飛機(jī)安全觀，從而提高大型滅火飛機(jī)的安全飛行滅火能力。大家都知道，美國現(xiàn)在使用的航空消防飛機(jī)，都是經(jīng)二戰(zhàn)退役戰(zhàn)機(jī)改裝而成的。當(dāng)時誰也沒有想到它會用來執(zhí)行和平時期的航空消防工作，到目前為止這些飛機(jī)投入航空消防領(lǐng)域已有50年的時間，使用壽命已經(jīng)達(dá)到極限，繼續(xù)投入使用在很大程度上存在飛行安全隱患，不能再持續(xù)使用。航空消防滅火飛機(jī)的研發(fā)有別于運(yùn)輸機(jī)與巡邏飛機(jī)，它需要對載液箱進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與調(diào)試。

長榮國際航空公司研發(fā)的波音747滅火飛機(jī)已經(jīng)得到了多部門的評估認(rèn)證，具備滿足聯(lián)邦航空條例的相關(guān)要求。在研發(fā)波音747滅火飛機(jī)期間，波音公司給予了長榮國際航空公司的大力支持，先后參與了其載液箱工程的初步設(shè)計研究以及波音747滅火飛機(jī)大容量載液箱內(nèi)部相關(guān)輔助工程的認(rèn)證與評估。在這些研究的基礎(chǔ)上，波音公司證實了波音747飛機(jī)具備滿足開發(fā)超大型滅火飛機(jī)的潛力與扮演航空消防實際滅火應(yīng)用的能力。

波音747超大型滅火飛機(jī)的概念旨在進(jìn)一步提高航空消防安全和培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。長榮國際航空公司倡導(dǎo)航空消防滅火飛機(jī)機(jī)務(wù)人員的培訓(xùn)應(yīng)嚴(yán)格遵照美國聯(lián)邦適航條例第121部來執(zhí)行，涉及模擬培訓(xùn)和地面培訓(xùn)兩方面，加強(qiáng)這些培訓(xùn)有助于提高機(jī)組人員在航空消防特殊工作環(huán)境下的實踐操作能力。為解決飛行員在執(zhí)行航空消防任務(wù)過程中的壓力與疲勞問題，波音747超大型滅火飛機(jī)還安裝了自動駕駛儀。

波音747超大型滅火飛機(jī)的研發(fā)將增壓噴灑系統(tǒng)專利技術(shù)應(yīng)用于空中滅火領(lǐng)域，這又是波音747超大型滅火飛機(jī)相比其他滅火飛機(jī)安全撲火的優(yōu)勢所在，它可以憑借增壓噴灑系統(tǒng)專利技術(shù)的優(yōu)勢，提高空中滅火飛行作業(yè)的真高。

4 波音747超大型滅火飛機(jī)的性能

波音747超大型滅火飛機(jī)的噴灑能力、噴灑效果、安全標(biāo)準(zhǔn)以及操作的靈活性具備眾多創(chuàng)新，已經(jīng)得到專業(yè)機(jī)構(gòu)的論證，給消防手段帶來了革命性的變化。今后，長榮國際航空公司將協(xié)助州、聯(lián)邦、世界各國在航空滅火以及其他應(yīng)急突發(fā)事件管理領(lǐng)域譜寫新的篇章。

4.1 載液能力

波音747超大型滅火飛機(jī)能裝載20 500加侖的化學(xué)滅火藥劑或水，噴灑能力是其他固定翼滅火飛機(jī)的7倍以上（圖1），波音747超大型滅火飛機(jī)飛行一架次可以進(jìn)行多次分段噴灑。也就是說它可以將裝載的20 500加侖的化學(xué)滅火藥劑或水分別噴灑到航程范圍內(nèi)需要滅火的多個火場，它在執(zhí)行分段滅火任務(wù)過程中單次釋放的化學(xué)滅火藥劑或水量可以控制在等于或大于P3（獵戶星座）滅火飛機(jī)的全部載液量。

圖1 波音747超大型滅火飛機(jī)載液能力對比

4.2 安全性能

長榮國際航空公司將在美國聯(lián)邦航空局的領(lǐng)導(dǎo)下，嚴(yán)格按照美國聯(lián)邦航空條例加強(qiáng)波音747超大型滅火飛機(jī)的管理，美國聯(lián)邦航空條例將進(jìn)一步促進(jìn)波音747超大型滅火飛機(jī)在航空消防領(lǐng)域的安全、維修、培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。此外，為提高其安全飛行水平，長榮國際航空公司的波音747超大型滅火飛機(jī)還安裝了飛行數(shù)據(jù)記錄器以便更好地監(jiān)測飛行過程中機(jī)體的負(fù)荷。

波音747超大型滅火飛機(jī)裝載20 500加侖（約等于77.2噸）化學(xué)滅火藥劑或水時并未超過其最大起飛重量150 000英鎊，從而增加了飛機(jī)的安全系數(shù)。當(dāng)前使用滅火飛機(jī)的最大裝載化學(xué)滅火藥劑或水量認(rèn)證允許達(dá)到最大起飛重量，只要飛機(jī)執(zhí)行化學(xué)滅火飛行任務(wù)時不超過飛機(jī)的最大起飛重量，都不違背聯(lián)邦航空飛行條例。波音747超大型滅火飛機(jī)在任何時候的載重量都不會超過最大起飛或著陸重量，飛機(jī)到達(dá)火場上空如因特殊情況無法完成噴灑任務(wù)時，它可以原封不動地返回航空消防基地安全著陸，不必將裝載的化學(xué)滅火藥劑拋棄在野外后再降落。

4.3 最低飛行高度

當(dāng)前航空滅火飛機(jī)基本上都是重力下降噴灑系統(tǒng)，重力下降噴灑系統(tǒng)就是直接拉開飛機(jī)上化學(xué)滅火藥劑裝載箱的門，液體在重力的作用下降落到燃燒火線或需要噴灑地段的上空。這種方式由于受風(fēng)力的影響，需要飛機(jī)飛得足夠低，噴灑時的飛行高度大約在200英尺左右，在該高度下執(zhí)行飛行任務(wù)時非常危險，尤其是美國現(xiàn)階段使用的航空消防滅火飛機(jī)都是二戰(zhàn)退役飛機(jī)改裝而成的，設(shè)計之初從未考慮過用于執(zhí)行航空消防低空滅火任務(wù)。

波音747超大型滅火飛機(jī)中集成了增壓噴灑系統(tǒng)，飛機(jī)可以在較高的飛行高度下執(zhí)行滅火任務(wù)。波音747超大型滅火飛機(jī)的增壓噴灑系統(tǒng)可將化學(xué)滅火藥劑或水分散噴灑，它不僅可以在高壓下急速噴灑，也可以用自然下雨的速度噴灑。增壓噴灑滅火系統(tǒng)的設(shè)計可以使波音747超大型滅火飛機(jī)飛行在較安全的高度（300～600英尺）進(jìn)行滅火作業(yè)，波音747超大型滅火飛機(jī)可以進(jìn)行多次噴灑，這意味著在一次飛行任務(wù)中可以將攜帶的20 500加侖化學(xué)滅火藥劑或水在多個區(qū)間進(jìn)行噴灑，減少了滅火作業(yè)的飛行時間成本。

4.4 最低飛行速度

波音747超大型滅火飛機(jī)的任何飛行性能指數(shù)都在波音747飛機(jī)性能數(shù)據(jù)之內(nèi)，其執(zhí)行噴灑任務(wù)時的速度為140海里/小時，這個速度高于波音747失速速度的30%，不會對飛行安全造成威脅。

4.5 起降機(jī)場標(biāo)準(zhǔn)

波音747超大型滅火飛機(jī)可以降落于美國各主要機(jī)場（圖2），包括滿足要求的所有民用機(jī)場、軍民合用機(jī)場、軍用機(jī)場，通常跑道長度在8 000英尺。

4.6 可在夜間執(zhí)行撲火任務(wù)

波音747超大型滅火飛機(jī)采用了先進(jìn)的GPS導(dǎo)航儀及前視紅外設(shè)備，它們提高了飛機(jī)的導(dǎo)航能力，可以在較高的安全高度執(zhí)行航空消防任務(wù)，并可以抓住夜間火勢較弱的有利撲火時機(jī)，對火場實施空中直接滅火。

圖2 美國滿足波音747超大型滅火飛機(jī)起降條件的機(jī)場分布圖

4.7 反應(yīng)時間

在防火緊要期，波音747飛機(jī)可滿載藥液進(jìn)行24小時待命，它能以0.86馬赫或接近600英里/小時的速度飛往火場執(zhí)行撲火任務(wù)，可以縮短飛行時間。當(dāng)前使用的航空消防飛機(jī)當(dāng)其滿載化學(xué)滅火藥劑時，都幾乎達(dá)到了飛機(jī)的最大載重量，在很大程度上影響了飛機(jī)的性能和機(jī)動能力。另外波音747超大型滅火飛機(jī)在功率重量比方面占有較強(qiáng)的優(yōu)勢，進(jìn)一步增強(qiáng)了飛機(jī)飛行的工作性能。

4.8 其他用途

波音747超大型滅火飛機(jī)不僅能執(zhí)行航空消防任務(wù)，同時還能執(zhí)行原油泄露處理、人工影響天氣、生物化學(xué)污染處理等特殊任務(wù)。