史磊

（國家林業(yè)局南方航空護(hù)林總站，云南昆明，650021）

K-MAX直升機(jī)在高原林區(qū)開展直接滅火的展望

史磊

（國家林業(yè)局南方航空護(hù)林總站，云南昆明，650021）

通過對K-MAX直升機(jī)的性能研究，對比南方林區(qū)現(xiàn)用的航空直接滅火主力機(jī)型進(jìn)行分析，從直升機(jī)性能、技術(shù)條件和高原林區(qū)的實(shí)際情況，對K-MAX直升機(jī)引進(jìn)國內(nèi)開展航空直接滅火作業(yè)做出展望。關(guān)鍵詞：K-MAX直升機(jī)；森林航空消防；直接滅火；高原林區(qū)

K-MAX（圖1）是美國卡曼宇航公司研制的單座單發(fā)并列雙旋翼中型起重調(diào)運(yùn)直升機(jī)，是目前世界上唯一采用這種雙旋翼并列布局、專門為執(zhí)行外部吊掛任務(wù)而設(shè)計(jì)的直升機(jī)。K-MAX（卡曼）直升機(jī)可以完成如伐木、滅火、架線、設(shè)備吊裝和建筑構(gòu)件吊裝等多種任務(wù)，并且可靠性高。目前使用K-MAX直升機(jī)的國家除美國外，還有日本、加拿大、瑞士、德國和列支敦士登等。

在我國廣大的南方林區(qū)中，高原林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)相對脆弱，樹木生長極為緩慢，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，不僅撲救十分困難，而且植被恢復(fù)緩慢，可對高原林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性的打擊。目前我國在高原林區(qū)（四川甘孜、阿壩、攀西高原、云南迪慶等地）的森林航空消防仍停留在航空巡護(hù)、巡邏報(bào)警的初級階段，受制于直升機(jī)高原減載嚴(yán)重，無法開展航空直接滅火。因此，使用高原性能優(yōu)越，性能穩(wěn)定且減載較小的直升機(jī)開展航空直接滅火顯得尤為重要。

圖1 K-MAX消防直升機(jī)

11K-MAXK-MAX型直升機(jī)性能數(shù)據(jù)

1.1總體布局

K-MAX型直升機(jī)采用并列雙旋翼式無尾槳結(jié)構(gòu)，兩旋翼軸在機(jī)體上方相距很近，且均向機(jī)體外側(cè)傾斜，槳葉與調(diào)整片采用結(jié)構(gòu)重量輕，強(qiáng)度大的石墨纖維加強(qiáng)塑料和纖維加強(qiáng)塑料，并且主槳葉上帶有伺服襟翼操縱系統(tǒng)，取消了常規(guī)直升機(jī)復(fù)雜而笨重的液壓式槳葉操縱系統(tǒng)。K-MAX直升機(jī)裝備一臺霍尼韋爾渦輪軸發(fā)動機(jī)，起落裝置為前三點(diǎn)固定式起落架。

1.2性能數(shù)據(jù)

K-MAX型直升機(jī)旋翼直徑14.73m，機(jī)長（旋翼轉(zhuǎn)動時(shí)）15.85m，主輪距3.56m，縱向輪距4.11m，動力裝置為一臺霍尼韋爾T-53-17A-1渦輪軸發(fā)動機(jī)，功率為1350kW，最大總重5443kg，最大起飛/著陸重量3175kg，最大吊掛2722kg，最大飛行速度185km/h，最大續(xù)航時(shí)間2小時(shí)41分，最大航程495km。K-MAX直升機(jī)在高原地區(qū)飛行，在氣溫約15℃時(shí)，其理論減載情況為海拔1500m，可載2574kg；海拔3000m，可載2347kg；海拔4500m，可載1960kg。減載曲線相對目前南方林區(qū)護(hù)林的K-32、M-171直升機(jī)要緩和，相同條件下，其商載能力較強(qiáng)。

1.3附屬裝置

K-MAX直升機(jī)可外掛吊桶和外掛U型水箱等設(shè)備開展航空直接滅火。U型水箱采用電腦自動控制，也可定時(shí)或人工控制噴灑裝置，水箱容量2660升，使用液壓電動泵，可在小型野外儲水池中，25秒懸停汲滿水（圖2、圖3）。

1.4作業(yè)條件及其他

K-MAX型直升機(jī)，機(jī)體較小，采用無尾翼設(shè)計(jì)，對起降場地、凈空條件的要求比K-32、M-171直升機(jī)要低得多，野外只要有25m×25m的空地即可降落。K-MAX直升機(jī)靈活性高，機(jī)動性能好，高原減載較小，燃油經(jīng)濟(jì)性較高，維護(hù)簡便，無需定檢，出勤率高。

圖2 K-MAX直升機(jī)使用U型水箱在野外小型儲水池汲水

圖3 K-MAX直升機(jī)正在使用U型水箱灑水

2 對比分析

南方林區(qū)目前使用的航空直接滅火主力機(jī)型有K-32、M-171等機(jī)型，均為俄制直升機(jī)，兩種機(jī)型均未在3000m以上的機(jī)場和3500m以上的機(jī)場起降和開展航空直接滅火任務(wù)。目前能在3000m以上灑水作業(yè)的只有M-26直升機(jī)，但其高昂的價(jià)格和國內(nèi)頗為緊張的機(jī)源，無法滿足幅員遼闊的南方高原林區(qū)，為滿足3000m以上林區(qū)的航空直接滅火需求，根據(jù)K-MAX直升機(jī)的理論數(shù)據(jù)可以有效地填補(bǔ)3000m以上航空直接滅火的能力。K-MAX、K-32、M-171三種機(jī)型的性能對比見表1。

2.1吊掛能力

根據(jù)圖4，在海平面上，K-MAX和M-171直升機(jī)吊掛能力不相上下，約為K-32的一半。從表2看出，隨著海拔的增加，K-32、M-171直升機(jī)急劇減載，而K-MAX減載較為緩和，在3000m以上，K-32、M-171幾乎無法形成有效的航空直接滅火，而K-MAX仍能有2t左右的有效載荷。在4500m，K-32、M-171直升機(jī)已接近于升限，已不能開展航空直接滅火作業(yè)。

圖4 K-MAX、K-32、M-171直升機(jī)減載對比

2.2燃油經(jīng)濟(jì)性

由于K-MAX采用鋁和復(fù)合材料制造機(jī)體，且機(jī)體較小，使用單一發(fā)動機(jī)，其單位小時(shí)燃油量并不高，再根據(jù)表1的小時(shí)耗油量可知，K-MAX直升機(jī)的單位小時(shí)耗油量不到K-32、M-171直升機(jī)的一半，有較高的經(jīng)濟(jì)性。

表1 K-MAX、K-32、M-171直升機(jī)主要性能比較[1]

2.3出勤率和易用性

在南方林區(qū)的實(shí)際作業(yè)中，K-32直升機(jī)300小時(shí)以下定檢一般3天內(nèi)可完成，而300小時(shí)及以上定檢約需要12天以上的時(shí)間，與M-171直升機(jī)的定檢時(shí)間相當(dāng)。根據(jù)kaman公司提供的資料，K-MAX直升機(jī)維護(hù)簡單，無需定檢，出勤率和備勤率顯著高于K-32、M-171直升機(jī)，可以達(dá)到全天候備勤的狀態(tài)。

2.4運(yùn)營成本和機(jī)組配套

K-MAX直升機(jī)的采購價(jià)格相對K-32、M-171直升機(jī)較為低廉，其機(jī)組配套僅為1名飛行員和1名機(jī)務(wù)，相對于K-32、M-171需要4～6人的機(jī)組配套，其運(yùn)營成本相對較低，加之其燃油經(jīng)濟(jì)性較高，無需定檢等優(yōu)點(diǎn)，使得運(yùn)營的公司能獲取更大的利潤空間。

2.5K-MAX直升機(jī)的不足之處

雖然K-MAX直升機(jī)優(yōu)點(diǎn)突出，但也有不可忽略的不足之處。首先，K-MAX巡航速度較慢，在緊急轉(zhuǎn)場作業(yè)中，相比其他機(jī)型較為緩慢。其次，K-MAX直升機(jī)僅能容納1名飛行員，其他工作人員無法上機(jī)，飛行員專注于飛行技術(shù)，對林情、火情并不熟悉，因此需要配置偵察指揮機(jī)用以指揮K-MAX直升機(jī)開展航空直接滅火，并完成空中火情偵察和傳輸任務(wù)。最后，KMAX續(xù)航時(shí)間較短，更多的適合于移動模式作業(yè)，無法長距離奔襲。

3 小結(jié)

我國南方林區(qū)，特別是西南林區(qū)，地處青藏高原、橫斷山脈，地勢從西北向東南傾斜，高差大，地形切割強(qiáng)烈，地勢十分險(xiǎn)峻，由于山高坡陡，地形復(fù)雜，交通不便，森林火災(zāi)的預(yù)防和撲救工作異常困難[1]。

目前，國內(nèi)還沒有引進(jìn)K-MAX直升機(jī)，南方林區(qū)開展高海拔航空直接滅火僅依靠現(xiàn)有的M-26直升機(jī)。K-MAX直升機(jī)的理論性能完全能滿足3000m以上的林區(qū)開展航空直接滅火，如果引進(jìn)，勢必會為四川甘孜、阿壩、攀西高原、云南迪慶甚至是西藏等高原林區(qū)的森林航空消防工作開辟新的篇章。

[1]史磊.西南林區(qū)引進(jìn)K-32A型直升機(jī)的適用性研究[J].森林防火,2008,(2)：42-43

（責(zé)任編輯：陳小華）

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2015-07-23