于文男 楊維東 滑 沙 田立鵬

(1.黑龍江省森林保護(hù)研究所，黑龍江 哈爾濱 150001；2.北京九州尚陽科技有限公司，北京 100000)

1 項(xiàng)目的意義

森林消防以水滅火具有資源廣泛、成本低廉、不污染環(huán)境、對(duì)森林生長(zhǎng)有利、滅火效果好、安全系數(shù)高、清理余火徹底、有效防止復(fù)燃火等優(yōu)點(diǎn)，適合所有火災(zāi)種類，尤其是在撲救高強(qiáng)度大火及地下火中有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)撲滅明火和清理火場(chǎng)同時(shí)奏效，有效減少清理和看守火場(chǎng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)以撲代清、以清代守。此外在以水滅火過程中還可用水實(shí)施緊急避險(xiǎn)和在無依托情況下開設(shè)防火隔離帶及在水質(zhì)條件較好情況下保障生活所需。以水滅火的許多優(yōu)勢(shì)是其他滅火手段所不具備的，是森林消防發(fā)展的方向。

在我國森林消防滅火作業(yè)中，以水滅火占有著重要的比重。近些年，我國研發(fā)并應(yīng)用了很多中型和大型以水滅火的新式設(shè)備，品種眾多，撲火效率高。但分析國情，針對(duì)我國撲火人員眾多，撲火戰(zhàn)術(shù)安排等方面分析，小型手動(dòng)噴水工具——滅火水槍是較為理想的單兵滅火工具。

各大林區(qū)目前所使用的單兵作戰(zhàn)滅火水槍，多為往復(fù)式滅火水槍，打水方式為單次推打，單次打水，多在撲滅輕度火或清理火場(chǎng)中使用，具有撲滅中小度明火效果好、清理火場(chǎng)有效、方便攜帶、購置價(jià)格和使用成本低等特點(diǎn)。然而這種水槍如果實(shí)現(xiàn)持續(xù)噴水，必須不停地進(jìn)行推打，長(zhǎng)時(shí)間地推打，會(huì)消耗撲火隊(duì)員大量的體力，易疲勞，打水量減少，降低了撲火效率。

為此，由黑龍江省森林保護(hù)研究所和北京九州尚陽科技有限公司聯(lián)合研發(fā)的新型儲(chǔ)壓式余火清理水槍，就能夠解決這兩點(diǎn)重要問題，使打水省力高效，減少對(duì)撲火人員體力的消耗，提高撲火效率，將余火快速撲滅，且不會(huì)對(duì)森林造成二次污染。

2 新型儲(chǔ)壓式余火清理水槍的研究與設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

新型儲(chǔ)壓式余火清理水槍，從以水滅火的思路為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)我國國情和以往單兵滅火水槍存在的問題，在一定前期研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新的技術(shù)轉(zhuǎn)變思路，引入了“提前儲(chǔ)壓”的設(shè)計(jì)理念，即在撲火隊(duì)員奔赴火場(chǎng)的過程中，邊走邊進(jìn)行打壓，將壓力儲(chǔ)存在水箱中，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定火場(chǎng)后，扣動(dòng)開關(guān)，用儲(chǔ)存的壓力推出水柱進(jìn)行滅火。

首先，從手動(dòng)推壓方面來說，傳統(tǒng)的滅火水槍采用的是平行往復(fù)推拉打壓，打壓時(shí)一手扶住槍體，另一只手沿著槍體方向推拉打壓，水柱噴射距離較遠(yuǎn)，損耗體力較多。新型儲(chǔ)壓式滅火水槍改變了推打壓力的方向，將平行推打改為沿著垂直地面方向推打，并且以推為主，即向下推壓時(shí)，氣壓儲(chǔ)存量大，并將氣壓儲(chǔ)存在水箱儲(chǔ)壓結(jié)構(gòu)中。這種打壓方式最大限度地發(fā)揮了人體習(xí)慣用力方式，大大節(jié)省了打壓所消耗的體力。

其次，是對(duì)打火整個(gè)過程中，撲火人員體力的合理分配。傳統(tǒng)滅火水槍如果要實(shí)現(xiàn)持續(xù)打水，必須要不停地往復(fù)推拉打壓，時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)消耗撲火人員大量體力。動(dòng)作停止，噴水停止。本項(xiàng)目研究的水槍將整個(gè)打壓過程合理地分配開來，在撲火隊(duì)員奔赴火場(chǎng)的過程中，可以邊走邊進(jìn)行打壓，并且沒有速度和頻率的限制。慢慢地將水箱內(nèi)的壓力儲(chǔ)存到一定程度，當(dāng)?shù)竭_(dá)火場(chǎng)后，根據(jù)撲火指揮安排，可集中、準(zhǔn)確、快速地將指定火源撲滅。并且噴射準(zhǔn)確，無擺頭現(xiàn)象，即關(guān)即停，節(jié)約水源。

2.2 性能特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

(1)打水省力。手動(dòng)加壓桿可按照使用者的需要，任意設(shè)置在左右兩側(cè)，將水桶背好固定后，垂直向下推壓加壓桿5～7次后，就能夠進(jìn)行噴水作業(yè)了。這種推壓方式巧妙利用了臂膀的杠桿原理，使撲火人員可按照人體習(xí)慣用力方式進(jìn)行打壓，大大節(jié)省了打壓所消耗的體力。

(2)可控噴水。水槍噴射控制開關(guān)設(shè)置在手柄部位，可根據(jù)火場(chǎng)情況，采取點(diǎn)式噴水或連續(xù)噴水，節(jié)省了不必要的浪費(fèi)，提高用水效率。

(3)體力分配合理。撲火隊(duì)員在到達(dá)火場(chǎng)之前或上山打火途中，手動(dòng)打壓，儲(chǔ)存能量。一旦到達(dá)火場(chǎng)，直接可將水噴射出去。合理分配了體力，提高了撲火隊(duì)員持續(xù)作戰(zhàn)的能力。

(4)儲(chǔ)壓式滅火水槍本身也是一種創(chuàng)新。在我國森林消防滅火水槍領(lǐng)域里，并沒有類似產(chǎn)品研發(fā)或使用過，本課題的立項(xiàng)，是一種新的嘗試。

(5)剝離可燃物。在加長(zhǎng)槍桿部位，設(shè)置了一個(gè)撥針，使用時(shí)可不必彎腰，就能夠剝離地表可燃物或覆蓋物，將水直接噴淋在可燃物表面，再次提高水利用率。

2.3 應(yīng)用試驗(yàn)

2012年7月—10月下旬，新型儲(chǔ)壓式余火清理水槍曾在阿城、佳木斯、嘉蔭、黑河等地，與基層撲火隊(duì)員一起進(jìn)行了攜行測(cè)試、模擬撲救等測(cè)試試驗(yàn)。參與測(cè)試的人員2人為一組，進(jìn)行了攜行測(cè)試，在水箱滿水的情況下，邊走邊進(jìn)行打水，測(cè)試打水是否省力，行走是否方便。基層參與測(cè)試人員普遍反映該新型儲(chǔ)壓水槍攜帶方便，并且可以在行進(jìn)中進(jìn)行打壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定火點(diǎn)后可立即進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)，非常方便實(shí)用。

在模擬撲救測(cè)試中，3人一組展開了撲打地表火的測(cè)試，可燃物為干草，可燃物面積約8m2。整個(gè)撲火過程歷時(shí)5min，通過3人組合的方式將地表火撲滅。試驗(yàn)后，測(cè)試人員反映，雖然新型水槍沒有傳統(tǒng)水槍噴打得遠(yuǎn)，但很節(jié)水，而且打壓也很省力，槍桿前端的撥針很方便剝離地表可燃物，直接將余火撲滅。

2.4 技術(shù)指標(biāo)

(1)水箱工作壓力(即儲(chǔ)能器工作壓力):0.15～0.4MPa；

(2)水箱容量：10～12L；

(3)噴水最大射程：6m；

(4)噴射方式：開花水霧、柱狀水流；

(5)裝備凈重：≤15kg。

3 總結(jié)

作為一種新型余火清理工具，儲(chǔ)壓式余火清理水槍從使用者的角度出發(fā)，本著節(jié)約用水，提升撲火效率的宗旨，不但可以撲滅林火，還可以滋養(yǎng)火燒跡地，幫助土壤恢復(fù)養(yǎng)分，提高森林修復(fù)能力。并且新型提前儲(chǔ)壓的打水方式，不僅可以優(yōu)化撲火隊(duì)員的體力分配，減少水資源浪費(fèi)，相比較其他化學(xué)、機(jī)械動(dòng)力來講，沒有二次污染和更換藥劑、汽油等的浪費(fèi)，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志芳，尹曉東.滅火水槍是當(dāng)前較為理想的滅火工具[J].森林防火，1994，(3).

[2]郭文禮.水槍的改良結(jié)構(gòu)[J].森林防火，2003，(4).

[3]叢靜華.森林消防設(shè)備研制方向定位的研討[J].農(nóng)機(jī)化研究,2004,(11).

[4]姚慶學(xué).世界先進(jìn)森林撲火裝備概述[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2002,(10).

[5]張德成,祁勇.消防產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2003,(12).

[6]孫少輝.世界典型地區(qū)森林火災(zāi)狀況與防火技術(shù)展望[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2008，36(3).

[7]李鵬鵬.森林消防水泵滅火系統(tǒng)倍受業(yè)內(nèi)專家青睞[J].森林防火，2006，(2).

[8]湯宛地.試述近年森林防火技術(shù)新進(jìn)展[J].森林防火，2009，(1).

[9]舒立福,田曉瑞,寇曉軍.林火研究熱點(diǎn)與進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究,2003，(3).

[10]姚樹人,韓煥金.中國森林防火的現(xiàn)狀及其對(duì)策的研究[J].森林防火，2002,75(4):14～16.

[11]張曉慶.淺談便攜式森林消防水泵在撲救森林火災(zāi)中的應(yīng)用[J].武警學(xué)術(shù)，2006,(4).