胡曾艷++陳宇
摘 要:新型飛機(jī)設(shè)計更加精細(xì),一般更多采用了復(fù)合材料,造價也就更高。新型飛機(jī)在投入使用之后,一旦出現(xiàn)大火事故,造成的損失也更高,消防與營救的過程中需要怎樣的措施才能夠確定最佳的效果是人們比較關(guān)注的。新型飛機(jī)的發(fā)展,如新型大飛機(jī)(NLA)具有多層客艙、超大容量燃油、應(yīng)用復(fù)合材料等特點(diǎn),在新型飛機(jī)投入使用之后,對機(jī)場的消防能力提出了新的挑戰(zhàn)。FAA在新型飛機(jī)投入使用的背景之下,對飛機(jī)事故的消防進(jìn)行分析與研究,希望能夠進(jìn)一步明確在飛機(jī)發(fā)生事故之后機(jī)場的消防如何快速消除飛機(jī)火災(zāi)。
關(guān)鍵詞:新型飛機(jī) 機(jī)場 消防 營救 飛機(jī)火災(zāi) 滅火劑
中圖分類號:V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)11(b)-0231-02
一般情況下,機(jī)場都依據(jù)FAA提出的“飛機(jī)營救和消防”(ARFF)設(shè)備和能力的最低要求進(jìn)行機(jī)場消防能力的配備,但是這些設(shè)備與措施不同程度的存在一定滯后性,不是專門針對新型飛機(jī)而設(shè)置的,機(jī)場的消防人員與營救人員仍然缺乏相關(guān)的知識與經(jīng)驗。
1 新型飛機(jī)消防概述
飛機(jī)的型號、種類很多,但無論怎樣劃分,飛機(jī)的構(gòu)造大同小異,一般來說,大致分為:機(jī)身、機(jī)翼、機(jī)尾、發(fā)動機(jī)和起落架,所用材料主要是鋁合金。機(jī)身主要分為:客艙、貨艙和駕駛艙。燃油主要在機(jī)翼上,此外,機(jī)身夾層內(nèi)布滿了各種線路。飛機(jī)起火因素很多,有發(fā)動機(jī)起火、機(jī)身內(nèi)線路短路起火、起落架起火、飛機(jī)碰撞摩擦起火,等等。無論哪種原因起火,都可迅速蔓延至整架飛機(jī),以致引起飛機(jī)油箱起火爆炸。總之,飛機(jī)火災(zāi)燃燒迅速,危害極大,在幾分鐘之內(nèi)如不能得到有效控制,就可能引起嚴(yán)重的機(jī)毀人亡事故。而飛機(jī)火災(zāi)的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
(1)可燃、易燃物多,火災(zāi)發(fā)生的危險性大。現(xiàn)代化的飛機(jī)為了提供舒適的環(huán)境,內(nèi)部的裝修豪華、美觀,設(shè)施一應(yīng)俱全。但是,這些裝修材料多為可燃、易燃物品。
(2)火勢蔓延速度快,撲救困難。如果沒能及時在火災(zāi)發(fā)生初期將火撲滅,那么火勢就會迅速蔓延,直至失去控制。這種危險性主要來自以下幾個方面:飛機(jī)內(nèi)空間相對狹小,可燃物較多,火災(zāi)荷載大;飛機(jī)各艙之間沒有防火分隔,一艙起火,很快就會蔓延至其他機(jī)艙。
(3)飛機(jī)起火后容易發(fā)生爆炸。飛機(jī)內(nèi)部起火,密閉而狹小的空間內(nèi)溫度會迅速升高,里面的氣體也會迅速膨脹,極易造成爆炸。另外,高溫對發(fā)動機(jī)艙也是很大的威脅,一旦發(fā)動機(jī)艙遇火燃燒,爆炸就難以避免。
(4)火災(zāi)造成的煙氣毒性大,易使人窒息死亡。因為飛機(jī)內(nèi)部的可燃物大多為有機(jī)物質(zhì),在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的有毒氣體和煙霧。飛機(jī)各艙之間互相連接,有毒氣體和煙霧會很快充滿機(jī)艙內(nèi)部。同時,飛機(jī)的密閉性非常高,有毒氣體和煙霧很難散發(fā)出去。在這種情況下,飛機(jī)內(nèi)人員極易中毒身亡。
飛機(jī)火災(zāi)一般分為:內(nèi)部火災(zāi)、機(jī)翼火災(zāi)、墜落火災(zāi)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計,飛機(jī)事故約有80%~90%都發(fā)生在起飛和降落期間,而作為機(jī)場消防力量,我們主要探討針對發(fā)生在機(jī)場的飛機(jī)火災(zāi),墜落火災(zāi)不在此討論。
由于軍用飛機(jī)也包含直升機(jī)和運(yùn)輸機(jī),所以,這里借鑒民航飛機(jī)火區(qū)的劃分,飛機(jī)火區(qū)一般劃分為:發(fā)動機(jī)、短艙、貨艙、行李艙、APU、機(jī)翼和燃油箱、駕駛室、客艙、危險區(qū)域。渦輪發(fā)動機(jī)的防火部位,包含:①發(fā)動機(jī)動力部分,有燃燒室、渦輪、尾噴管。②發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)、機(jī)匣,包含壓氣機(jī)和所以附件。③完整動力裝置艙,包含動力部分與附近部分之間沒有隔離的區(qū)域。
2 火災(zāi)中火的分類
根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3941-1977《火的分類》和我國GB4351-1997《手提式滅火器通用技術(shù)條件》中的定義,把不同物質(zhì)燃燒的火進(jìn)行了分類,并作如下定義:
A類火——指固體有機(jī)物質(zhì)燃燒的火,通常燃燒后會形成熾熱的余燼(如桌子、木材、紙張、紡織品等)。
B類火——指液體或可熔化固體燃燒的火(如汽油、柴油、酒精、乙醚、丙酮等)。
C類火——指氣體燃燒的火(如人工煤氣、液化氣、天然氣、石油氣等)。
D類火——指金屬類火災(zāi)。包括鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁、鎂合金等各種形態(tài)的活潑(輕質(zhì))金屬燃燒的火
E類火——指帶電物體燃燒的火(如家用電器、電氣開關(guān)箱、控制箱等所有帶電燃燒的物品)
3 新型飛機(jī)火災(zāi)中滅火劑的選擇及其使用方法
飛機(jī)客艙貨艙主要發(fā)生A類火,發(fā)動機(jī)艙和APU主要發(fā)生B類火,電子艙和電氣控制板主要發(fā)生E類火,機(jī)身等飛機(jī)結(jié)構(gòu)主要發(fā)生D類火。
飛機(jī)機(jī)殼、柜架、縱梁、翼梁等部分,主要構(gòu)成是鋁合金,達(dá)800℃即迅速熔化。發(fā)動機(jī)部件主要構(gòu)成是鈦合金,雖然不易燃燒,但遇高溫燃燒迅速,溫度可高達(dá)2000℃,且遇水易爆炸。起落架輪轂和發(fā)動機(jī)托架,主要構(gòu)成是鎂合金,亦是易燃燒金屬。發(fā)動機(jī)部件主要構(gòu)成是鎳合金,而飛機(jī)內(nèi)部裝飾主要是木和塑料,都是易燃物,且燃燒時釋放大量毒害氣體。
現(xiàn)代飛機(jī)使用材料中,金屬材料逐漸下降,輕質(zhì)、高強(qiáng)度的復(fù)合材料使用增多,這些變化都為撲救飛機(jī)火災(zāi)增加了難度。
飛機(jī)火災(zāi)的復(fù)雜性還在于,飛機(jī)各構(gòu)成部件本身就復(fù)雜精細(xì),成分復(fù)雜,燃燒情況復(fù)雜。以飛機(jī)輪胎起火為例,機(jī)輪過熱或燃燒,應(yīng)用正確的滅火劑緩慢冷卻機(jī)輪,防止因冷卻程度不一,造成輪轂金屬收縮爆裂等。如機(jī)輪過熱燃燒發(fā)生后,允許短時間著火,在滅火前觀察火勢進(jìn)展和判斷起火原因,如機(jī)輪上油脂燃燒,油脂自己燃燒產(chǎn)生的損傷比滅火產(chǎn)生的損傷反而更小。
所以,針對飛機(jī)火災(zāi)的消防,要求迅速準(zhǔn)確,必須把握1分鐘原則,所謂“1分鐘原則”是指第一輛消防車到達(dá)現(xiàn)場后,要在1分鐘內(nèi)控制90%的火勢,才能最大限度的進(jìn)行救援。
因此,我們還必須掌握飛機(jī)滅火劑的種類和特性,對于飛機(jī)不同部位不同情況的燃燒,進(jìn)行針對性的正確使用。飛機(jī)滅火劑的要求是:常溫下不會凝結(jié),可長期儲存,對系統(tǒng)附件或滅火劑質(zhì)量沒有不良影響。endprint
下面介紹常用滅火劑的種類和特性:
(1)水。直流水和開花水(滴狀水)可用于撲救一般固體物質(zhì)的火災(zāi)(如煤炭、木質(zhì)物品、糧草、棉麻、橡膠、紙張等),還可以撲救閃點(diǎn)在120℃以上,常溫下呈半凝固狀態(tài)的重油火災(zāi)。但不能用于撲救閃點(diǎn)低于37.8℃以下可燃液體火災(zāi)。霧狀水降溫快,滅火效率高,水澤損失小,可撲救低閃點(diǎn)液體火災(zāi)。也可用于粉塵或帶電設(shè)備的火災(zāi)。
(2)泡沫滅火劑,包括化學(xué)泡沫、蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、高倍數(shù)泡沫、抗溶性泡沫滅火劑。其中抗溶性泡沫滅火劑主要用于撲救水溶性液體火災(zāi)。如乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯等火災(zāi)。其余5種泡沫滅火劑主要用于撲救非水溶性液體火災(zāi)及一般固體火災(zāi)
(3)干粉滅火劑。干粉滅火劑按其適用范圍,主要分為BC型干粉滅火劑和ABC干粉滅火劑兩大類。①BC型干粉滅火劑。這類干粉滅火劑主要適用于撲救液體火災(zāi)及天然氣和液化石油氣等氣體火災(zāi)和帶電設(shè)備火災(zāi)。②ABC型干粉滅火劑。這類滅火劑不僅適用于撲救液體、氣體及帶電設(shè)備火災(zāi),而且適用撲救固體火災(zāi)。
(4)鹵代烷滅火劑。這類滅火劑具有滅火效率高、滅火后不留痕跡,藥劑本身絕緣性好等特點(diǎn),適用于撲救各種易燃液體、氣體、精密儀器和電氣火災(zāi)。其滅火機(jī)理是在燃燒過程起化學(xué)阻礙物作用。但由于污染較大,目前在非必要場所已停止使用該類滅火劑,以后將逐步被淘汰。
(5)二氧化碳滅火劑。由于二氧化碳是一種性質(zhì)穩(wěn)定的氣體,對絕大多數(shù)物質(zhì)沒有破壞作用,滅火后能很快逸散不留痕跡,又沒有毒害,所以最適合撲救各種易燃液體和易受水、泡沫、干粉等滅火劑侵蝕的固體物質(zhì)的火災(zāi)。另外,二氧化碳是一種不導(dǎo)電的物質(zhì),故又能撲救電氣火災(zāi)。
對于A類火,適用水;對于B類火,適用二氧化碳、鹵代烷、化學(xué)干粉;對于D類火,適用化學(xué)干粉和細(xì)砂;對于E類火,適用二氧化碳,雖然化學(xué)干粉也可以,但易損傷飛機(jī)上的精密儀器,所以對于飛機(jī)上的E類火,一般應(yīng)用二氧化碳,而不選擇化學(xué)干粉。而在使用二氧化碳滅火時,應(yīng)注意必須配備非金屬喇叭管,因為使用金屬喇叭管噴射二氧化碳時,易產(chǎn)生靜電發(fā)生燃燒,而且金屬管易導(dǎo)電,其產(chǎn)生的靜電容易對消防員造成人身傷害。
綜合以上特點(diǎn),飛機(jī)火災(zāi)時,主滅火劑應(yīng)為泡沫滅火劑,輔助滅火劑選擇化學(xué)干粉、鹵代烷、二氧化碳、或者上述組合。而在實際應(yīng)用中,干粉和泡沫聯(lián)用,可以發(fā)揮干粉滅火迅速、泡沫滅火效果穩(wěn)定的特點(diǎn),可以達(dá)到冷卻覆蓋、有效防止復(fù)燃的作用。但是必須選定使用,保證滅火劑之間的相容性。
由于飛機(jī)火災(zāi)情況復(fù)雜,下面就單獨(dú)針對飛機(jī)儲油系統(tǒng)的火災(zāi)進(jìn)行專門性的滅火劑選擇研究。
泡沫滅火系統(tǒng)是在消防工作中發(fā)揮著極為重要的作用,與之相配套的空氣泡沫滅火劑在消防工作中得到了廣泛應(yīng)用。下面就空氣泡沫滅火劑在消防中的應(yīng)用,淺述空氣泡沫滅火劑滅火機(jī)理,讓大家熟悉空氣泡沫滅火劑特點(diǎn),對于較好地使用、管理泡沫滅火系統(tǒng),充分發(fā)揮泡沫滅火設(shè)備設(shè)施的消防功能具有重要意義。
空氣泡沫滅火劑的火災(zāi)原理:空氣泡沫是由一定比例的瑞港生產(chǎn)泡沫液和水混合,經(jīng)空氣攪動后,通過物理作用而形成含空氣的膜狀氣泡群。泡沫倍數(shù)根據(jù)泡沫性質(zhì)不同可達(dá)2~1000倍,相對密度(水=1)在0.001~0.5之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般可燃液體,因而能漂浮于燃燒液體的表面,形成較厚的空氣泡沫覆蓋層。
空氣泡沫覆蓋層隔絕了燃燒液體表面的空氣,對燃燒液體表面具有良好的窒息作用、冷卻作用,加之泡沫受熱蒸發(fā)后產(chǎn)生水蒸氣,能夠稀釋燃燒區(qū)氧氣濃度、隔斷火焰輻射熱,從而阻止了燃燒液體受熱蒸發(fā),使可燃?xì)怏w難以進(jìn)入燃燒區(qū),實現(xiàn)了滅火的功能。應(yīng)該指出,滅火是個復(fù)雜的過程,上述4種效應(yīng)往往是重迭起作用的,必須用整體動態(tài)的觀點(diǎn)來分析和研究??諝馀菽^為穩(wěn)定,對油面的封閉時間較長,加之冷卻作用,在滅火過程中具有良好的防止復(fù)燃性能,是其他滅火劑所不能比擬的,也是空氣泡沫滅火劑在油庫廣泛應(yīng)用的主要原因之一。
泡沫滅火劑的組成及特點(diǎn):相對而言,泡沫滅火系統(tǒng)滅火效率高,效果好,空氣泡沫滅火劑使用方便,流動性好,安全可靠,經(jīng)濟(jì)實用,是油庫目前是理想的滅火劑。按其發(fā)泡倍數(shù)可分為低倍數(shù)、中倍數(shù)和高倍數(shù)泡沫滅火劑3種類型;按泡沫液與水的體積混合比不同,又可分為6%型、3%型2種類型;按原料組成不同,又可分為蛋白型和合成型2種類型。其中在油庫中常用的低倍數(shù)泡沫滅火劑有蛋白型、氟蛋白型、水成膜型3大類。
干粉滅火的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速控制火勢,滅火速度快,其致命缺點(diǎn)是冷卻作用甚微,滅火后容易產(chǎn)生復(fù)燃??諝馀菽瓬缁饎┑膬?yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性、抗燒能力強(qiáng),泡沫覆蓋層厚,冷卻作用明顯,具有良好的防復(fù)燃性能。在撲救油類火災(zāi)時,為提高滅火效果,往往將泡沫滅火劑與干粉滅火劑聯(lián)合使用,首先噴射干粉滅火劑迅速壓住火勢,而后再噴射泡沫覆蓋油面,防止復(fù)燃,這樣充分發(fā)揮了2種滅火劑的特長,可大大縮短滅火時間。但由于普通干粉中的添加劑對普通泡沫有很強(qiáng)的破壞作用,2種滅火劑相遇后,大量泡沫受到破壞后很快消失,反而降低了滅火效果。因此,在同一火災(zāi)場所,同時使用不同滅火劑時,首先必須保證2種或多種滅火劑間具有相容性。適用于撲救A、B、E類火災(zāi)的磷酸銨鹽干粉滅火劑可與各種空氣泡沫滅火劑相容,可聯(lián)合使用。適用于撲救A、B、E類火災(zāi)的碳酸氫鈉、碳酸氫鉀干粉滅火劑,磷酸銨鹽干粉滅火劑可與水成膜泡沫滅火劑相容,可聯(lián)合使用。
適用于撲救B、E類火災(zāi)的碳酸氫鈉、碳酸氫鉀干粉滅火劑與泡沫滅火劑不相容,不能聯(lián)合使用。
4 結(jié)語
航空業(yè)的消防安全與國計民生和人民生命、財產(chǎn)安全息息相關(guān),隨著航空業(yè)的發(fā)展,新型飛機(jī)的出現(xiàn)對機(jī)場的消防營救能力提出了新的挑戰(zhàn)。對機(jī)場的消防營救能力進(jìn)行分析,應(yīng)實現(xiàn)成熟的高新消防技術(shù)成果和經(jīng)驗的借鑒與應(yīng)用,通過新型飛機(jī)消防營救措施方面的交流與研究,實現(xiàn)機(jī)場消防能力的提升。此外,對航空業(yè)的消防安全研究,特別是飛機(jī)火災(zāi)、防火和滅火機(jī)理的研究,通過應(yīng)急預(yù)案、消防營救具體措施等方面的建立與完善,實現(xiàn)消防營救效率的提高,降低飛機(jī)事故帶來的損失。
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