城市与减灾 | 许阳：美国森林管理局野火消防装备与人员简介

本文选自《城市与减灾》2021年第5期，原文题目：美国森林管理局野火消防装备与人员简介，作者：许阳、师尚红、高平、刘超林。

作者简介

许阳，应急管理部信息研究院工程师，主要从事应急管理、先进应急装备技术等研究工作，先后承担“国际减灾动态”、“国外应急管理体制机制汇编”、“国外典型国家应急管理体系建设现状研究”等课题，发表多篇论文。

导语

随着全球气候变暖和生态环境变化，森林大火频发，对于人类和自然资源的威胁也越来越大。森林火灾具有发生突然、蔓延迅速、防控困难、危害性大等特点，高效扑救森林火灾成为世界性难题。加强森林保护，快速有效应对森林火灾，已成为各国关注的焦点。

受自然条件等因素影响，美国野外火灾（主要包括森林火灾和草原火灾等）发生频繁。近5年的统计结果表明，美国森林管理局及其他联邦、州和地方政府等单位，平均每年要应对7.3 万起火情，每年数十亿美元财政预算中42% 都用于森林灭火。

2020 年1 月1 日—12 月18 日，美国总共发生野外火灾56914 起，过火面积高达4.14 万平方千米，远高于同期水平。频繁发生的火灾推动了野外灭火装备和技术的发展，也让美国森林管理局积累了丰富的野火应对经验。为及时应对突如其来的森林火灾，美国森林管理局配备了航空和地面灭火力量，以提高林火扑救效率。了解美国野火救援消防装备和力量，可为我国森林火灾管理工作提供借鉴，为森林消防队伍能力建设和救援装备提供新思路。

一、美国森林管理局空中消防力量

由于地形复杂、森林茂盛，美国大约30% 的林地无路可达，飞机灭火成为了森林灭火的重要手段。相关统计数据显示，美国森林管理局平均每年调动160 多架飞机参与灭火，根据灾情大小，实际上可能会调动更多的消防力量。航空年报数据（2020 年）显示，森林管理局所属及其租用飞机的飞行总时间约为83324 小时，超过了近5 年的平均水平。

2020 年执行美国森林灭火任务的飞机包括：专用消防直升机102 架，520 架根据需要调用；大型专用灭火飞机13 架，22 架根据需要调用；22 架轻型固定翼飞机，75 架根据需要调用。此外，还有15 架租用的空中灭火引导机；5架灭火员空降机，1 架根据需要调用；2 驾大型运输机以及61 架其他轻型固定翼飞机。森林管理局自有灭火飞机24 架，不仅用于执行灭火任务，还承担着日常巡护、森林研究、森林灾后恢复、消防员及灾民运输等多重任务。参与消防的飞机可分为两大类，固定翼飞机及直升机。

（一）固定翼飞机

固定翼飞机是野火扑救的重要力量，不仅能够提供灭火阻燃剂，还能够在火情监察、灭火指挥、物资运送、灭火员运输等方面发挥良好作用。

1. 固定翼灭火飞机

固定翼灭火飞机主要是机舱内加装有特殊水箱的飞机。美国森林管理局按照装载量将固定翼飞机分为轻型、大型和超大型灭火飞机，各类固定翼灭火飞机性能见表1。此外，为应对近水源地火情，森林管理局还租用了一定数量的水上飞机。

表1 固定翼灭火飞机性能一览表

（1）轻型灭火飞机

主要为单引擎飞机，能携带3028升灭火剂。目前美国森林管理局已配备1 架，用于执行早期灭火任务。

（2）大型灭火飞机

作为森林灭火的主力，多用于扑灭复杂型大火。加装“模块化航空灭火系统”的大型灭火飞机（图1），可在5 秒内释放11356 升阻燃剂，覆盖约402 米长，30.5 米宽的区域，一旦完成卸载，可在12 分钟内完成重新加注。图2 显示了2000—2019 年间大型灭火飞机的规模及使用情况。2020 年，美国森林消防局共有28 架大型灭火飞机执行灭火任务，服务时间为90～160 天不等。

图1 加装“模块化航空灭火系统”的灭火飞机

图2 2000—2019年间大型灭火飞机的规模及使用情况

（3）超大型灭火飞机

一般是由大型喷气式客机的货机版本改造而成。2019年超大型灭火飞机参与了为期两周的亚马孙森林大火扑救行动。2020 年，美国森林管理局出动5 架超大型灭火飞机，包括4 驾DC-10 以及1 架波音747 灭火飞机。DC-10 宽体超大型灭火飞机可携带45425 升阻燃剂，可在8 秒内释放，一次性喷洒阻燃剂覆盖面积14.7 公顷（1609 米长、91.44 米宽）。波音747 超级灭火飞机是目前全球最大的灭火飞机，可携带约72000 升阻燃剂，并能够在距离火场60 米的高空喷洒阻燃剂，可在20 小时内飞抵全球任何地区。

（4）水上飞机

在两栖飞机的基础上研发而来，典型机型有庞巴迪CL-415、Air Tractor Fire Boss 等。庞巴迪CL-415 载水量为6132 升，可在水面面积较小的情况下涉水，最浅水源深度为1.4 米。Air Tractor Fire Boss 载水量为3104 升，在配备两栖浮船后，每小时可提供灭火用水52995 升。

2、固定翼飞机

（1）灭火引导机

用于搭载现场灭火指挥人员，一般在火场上空300 米左右飞行。空中战术行动指挥员可根据地面扑火人员反馈的火场位置信息，协调、指挥和评估现场的航空灭火行动，通过无线电与空中其他飞机及地面灭火人员进行通信，在保证人员安全的前提下释放白色烟雾，引导灭火飞机喷洒灭火剂。现役机型主要是“比奇空中国王”90（图3）、“比奇空中国王”200。2020年，美国森林管理局有专用灭火引导机15 架。

图3 “比奇空中国王”90

（2）灭火指挥机

主要负责协调整个地区的航空灭火飞机，一般在火场上空762 米执行任务。指挥机必须与地面灭火队保持紧密联系，确保灭火飞机的飞行安全。该类飞机的主要机型为TwinCommander 500/600（图4）。2020 年，美国森林管理局专用轻型固定翼灭火指挥机15 架，根据需要可调用75 架。

图4 Twin Commander 500/600

（3）灭火员空降飞机

主要用于在森林火场附近空投“伞降灭火员”，使他们可以第一时间到达火灾现场。灭火员空降飞机机型有DHC-6双发涡桨轻型飞机（图5）、夏尔巴C-23A、SD3-60、道尼尔228 以及CASA212 等双引擎客机。每架飞机可将8～12名伞降灭火员空投至火场附近，迅速开展灭火。2020 年统计数据显示，森林管理局共出动14 架灭火员空降飞机，参与空投任务的“伞降灭火员”共计232 人，完成空投1130 次。

图5 DHC-6双发涡桨轻型飞机

（二）灭火直升机

在扑救森林火灾方面，除了固定翼飞机，灭火直升机也是非常重要的工具。大型直升机可以搭载灭火水箱，在湖中甚至游泳池悬停吸水后往返火场灭火，主要机型有埃里克森S-64（图6）、波音CH-47、哥伦比亚BV-234 等。中小型直升机可悬挂特制吊桶，运载378～1514 升水/ 灭火剂进行灭火，主要机型有贝尔412、贝尔205（图7）。轻型灭火直升机为空客H125（图8）、麦道520N 等。

2020 年，美国森林管理局航空统计年报显示，共有284 架直升机参与灭火，任务时间43248 小时，累计灭火用水4.52 亿升，投放灭火阻燃剂1287 万升。

图6 埃里克森 S-64

图7 贝尔205

图8 空客H125

（三）日常森林管理飞机

除了用于灭火，美国森林消防局的飞机用途非常广泛，包括土地管理、森林健康状况检查、野生动物监视、森林执法、搜集红外遥感数据、人员与货物运输等。用于日常森林管理的主要机型为赛斯纳206、“空中指挥官”500、“空中国王”200、DHC-2、Piper Super Cub 等。

（四）空中消防飞机使用效能

美国农业部在2020 年对现役空中消防飞机效能做了研究，数据基于18929 次直升机空投、3303 次水上飞机灭火和5379 次空投阻燃剂灭火情况，客观量化评估灭火效果。森林消防局通常根据火势大小和现场情况调用不同的消防飞机，如图9 所示。

在森林火灾的初始阶段，一般采用单引擎水上飞机、轻型直升机、轻型灭火飞机空投灭火。扑灭大型森林火灾一般使用大型直升机（74%）、中型直升机（57%）、多引擎水上飞机（74%）、大型灭火飞机（61%）以及超大型灭火飞机（65%）。

图9 不同情况下调用的不同飞机类型

空中消防飞机效能调研报告结果显示，轻型灭火直升机在森林火灾初期阶段灭火效果较好。如果火势有所扩大，则需要调用单引擎水上飞机及直升机参与灭火；大型、超大型灭火直升机以及“模块化航空灭火系统”在执行森林灭火任务中担任的功能十分相似，初期用于延迟火势蔓延，中后期用于直接灭火。研究结果还表明，所有灭火飞机对于延迟火灾蔓延都有明显效果。

直升机和水上飞机对于减小火灾强度的效果高于大型灭火飞机，灭火飞机对于阻止火势蔓延效果明显。此外，空中灭火飞机的空投失效率也较高，为14%～17% ；轻型直升机的空投灭火失效率为12%，轻型和中型直升机空投次数和有效性通常较高，总空投失效性控制在7% 左右。

二、美国森林管理局地面消防力量

除了空中消防力量，地面消防车辆对于扑灭森林火灾也起到了至关重要的作用。美国森林管理局地面消防力量主要有野地消防车、消防指挥巡逻车以及多用途车辆等。

（一）野地消防车

野地消防车作为扑灭野火的专业车辆，除了将消防员运送至火场附近，也提供野外灭火所需水或其他装备。相比传统消防车，野地消防车尺寸较小、可携带超过国家标准两倍以上的消防水龙带。根据水箱容量，可将野地消防车分为以下几类（表2）。

表2 野地消防车类型

3 型野外救援车是加利福尼亚州最受欢迎的车型，该车采用四驱驱动，额定车重为12 吨，最多可容纳5 人。4 型野外救援车采用较小的水泵和软管，但增加了水箱的体积，载水量高。5 型野外救援车采用中型底盘，多用于火灾初期控制。6 型野外救援车通常配备1 名消防员，多用于巡逻任务。7 型野外救援车作为轻型灭火车，用于执行林火初期灭火和火情巡查等任务。

（二）消防指挥巡逻车

消防指挥巡逻车为多功能车，一般可容纳6 人，并配备大容量水罐，将灭火用水运送至火灾现场。此外，指挥巡逻车还在前保险杠处加装遥控喷嘴，在车辆沿着火灾和阴燃区域行驶过程中，将易燃物打湿，提高灭火效率。

三、美国森林管理局专业消防人员

美国森林管理局雇佣了1 万多名专业消防员，以应对每年数万起野外火灾，专业消防员主要包括航空灭火员以及地面消防人员。

（一）航空灭火员

1. 伞降灭火员

伞降灭火员是全美共享的森林消防资源，主要由具有跳伞资质的消防员，以及接受过灭火训练的跳伞运动员组成。美国森林管理局在森林密布的4 个地区设有7 个基地，共有320 名伞降灭火队员可随时征召，随身携带的物资可支持48小时的灭火工作，用于快速响应野火。

2. 机降灭火员

机降灭火员大多携带灭火装备乘坐直升机，利用铰链、绳索等装备滑降至火灾现场。一旦落地，他们便可利用链锯等手动工具迅速开辟隔离带，快速灭火。机降灭火员通常要在密林深处连续执行灭火任务，人均负重54.4 千克。目前美国森林管理局在13 个基地共有275 名机降灭火员，既弥补了直升机对着陆点的限制，将灭火队员快速精准投放至火场附近，又解决了伞降灭火队员投放精度不足等问题。

（二）地面消防人员

1. 基本灭火员

全美数量最多的灭火员，一般20 人一组，承担野外消防任务。他们利用铲子、链锯等工具清理易燃物，并在火场周围建立30.5～91.45 厘米的防火隔离带，控制野火蔓延。此外，基本灭火员还会在火灾结束后进行火场清理，消灭遗留隐患。除了建立防火隔离带，灭火员还会请求大型灭火飞机和直升机的支持，喷洒灭火阻燃剂以降低野火蔓延速度，辅助建立防火线。

2. 高级灭火员

高级灭火员一般被分配到最具挑战性的地方，全美只有100 多人。高级灭火员需要经过长期训练以获得相应资质，主要为消防管理和事故处理的各个阶段提供安全、专业的高效灭火。据统计数据显示，高级灭火员每年平均灭火106 天，徒步84666 千米，灭火面积高达34 平方千米。

3. 车辆灭火员

车辆灭火员乘坐野外消防车执行灭火任务，全美共有900 多人，一般2～10 名消防员为一组。车辆灭火人员不仅承担对规定的森林地区进行火险巡逻监察任务，还会作为先头部队对新出现山火进行侦察，防止火情越过既定边界。

森林火灾已成为全球影响最为严重的自然灾害之一，如何快速调集力量应对森林火灾，也成为了各国关注的重点。飞机灭火作为森林消防的现代化手段，在林火扑救中发挥着关键作用。美国森林消防局将航空灭火与地面扑救协同配合，构成了天地一体化的野火防控系统，有效扑灭各种森林火灾和草原火灾，可以为我国森林消防相关研究与政策制定提供参考。

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