空中灭火能手,从炸弹到

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  近日,中国自主研制的大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600成功实现水上首飞,其船体部分有4个水密箱,滑行中一次最多可汲水12吨,最快仅需20秒,单次投水救火可覆盖近10个篮球场大小面积。可以说,AG600具有超强的救火能力,特别是比较难应付的山林火灾。那么,还有那些飞机可以进行山林灭火呢?

  出品:科普中国

  其实,为了扑灭山林火灾,美国人常常出动以商业客机改装而成的灭火飞机才能奏效——这些诸如麦道DC-10、波音747、洛克希德C-130等庞然大物改造的特大号消防车一次能向火场投放上万升的灭火剂,效率十分可观。

  作者:兰顺正

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  监制:光明网科普事业部

  图为在火场上空撒下红色阻燃剂的波音747灭火机。(来源:San Bernardino
Sun)

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  但在商业化的大型飞机尚不普及,大型客机和货机价格仍非常昂贵的上个世纪的七八十年代,面对动不动漫山遍野的烈火,美国人是如何在地面灭火手段难以到达的前提下扑灭火灾的呢?

  连日以来,蔓延希腊的大火让这个“欧洲的阳台”变得焦黑一片,而这场灾难也让一款装备博得了世人的眼球,那就是水上飞机。据相关媒体报道,日本政府已开始讨论向希腊出口海上自卫队装备的水陆两用救援飞机“US2”。报道指出,希腊设想将之作为消防飞机使用,已向日本表达了推进采购谈判的意向,双方今后将展开正式磋商。

  今天的人们自然很难想象,眼下静静地停留在博物馆里的二战古董军用飞机们,正是在那时活跃于火场上空,承担起将数千升灭火剂投放在烈火头顶上的重任。

  下海为鲲,上天为鹏

  “飞行堡垒”和“解放者”:鞠躬尽瘁的二战老兵

  水上飞机指的是利用水面、包括海洋、湖泊与河川起飞,降落与停靠的飞机。第一架水上飞机是由法国工程师法布尔于1910年3月展示的Le
Canard,该机总重量为475千克,装有一台50马力的内燃发动机。其翼展14米,机长为8.5米,最大的特点就是在机头和左右翼的下部装有三个浮筒。一战期间,水上飞机已经被搭载于大型舰艇上担任侦查与协助舰炮射击的任务,同时也担任反潜、船团护航、沿海巡逻与轰炸等各种任务。二战时期水上飞机的使用与发展达到了一个巅峰,各参战国大量装备军用水上飞机,除了继续一战时的任务外,也担任对其他海上目标的鱼雷攻击,或者是对其他的水上飞机进行空战等。

  作为总产量达到数万的美国重型轰炸机代表,“战略意义”不如B-29那般浓郁的B-17“飞行堡垒”和B-24“解放者”(后者也包括海军型号PB4Y“私掠船”,本文一并以B-24代称),在战后也被大量售卖给民间用户和政府部门。

  经过这么多年的发展,可以视需要在水面或者是陆上机场起降的水陆两栖式水上飞机尤其受到重视。水陆两栖飞机不但有其独特的水陆起降特性,同时具备航程远、低空低速性能优越、安全性高、地面辅助设施较经济,飞机吨位不受限制等特点。这些独特的优点,不但使其在军事上可用于侦察、反潜活动;在民用方面如森林灭火、水上救援、水上运输等领域也存在着广阔的应用空间。

  考虑到它们的容载能力依旧非常出色,它们继续服役的很大一部分用途,就是在山火蔓延时载着多达数吨重的水或阻燃剂出动,将这些液体泼在烈焰的头顶上。

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  通常来说,B-17“飞行堡垒”在改装水箱后能装载6000升液体,而B-24“解放者”则要更好一些,其装载量最大能达到一万升以上,和DC-10之类的喷气式灭火飞机也毫不逊色,只是在波音747的七万升面前望尘莫及罢了。

  飞行的“消防车”

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  以森林灭火为例,此次的希腊大火让该国付出了巨大代价,漫山遍野的熊熊大火让地面上的消防力量举步维艰,而水陆两栖飞机可从火场附近的河流、湖泊、水库等水域汲水,或直接携带水及阻燃剂奔赴火场,直接在火场中心“降雨”,有效配合地面消防力量控制火情,阻止火势蔓延,降低火灾造成的损失。无疑,此次希腊政府打算向日本采购此类飞机,就是痛定思痛的结果。

  图为隶属美国林务局的B-17消防轰炸机,该机后来被移交到西雅图飞行博物馆,注意远处还有一架B-24。(来源:goodall)

  目前,世界各国已研发出多款水陆两栖飞机,大都具备空中灭火的能力。如加拿大庞巴迪宇航公司的水陆两栖灭火飞机
CL-215/415 是首架专为灭火而设计的飞机,
CL-215的投水高度30米,载水量4.5吨,可在水面汲水和在机场注水。CL-415是在CL-215的基础上改进的,载水6吨,投水速度
200 千米/时,投水高度为30 米。俄罗斯的别-200
是一款灭火救援多用途两发涡扇飞机, 1998 年首飞,该飞机在水面用 14
秒的时间可汲水 12 吨,最小投水速度 220千米/时,投水时间 0.8~1.0
秒,一次满油可投水 310 吨。

  优异的性能,是美国民间和政府灭火单位将这些老伙计作为“消防轰炸机”沿用多年的最大原因。以现存于西雅图飞行博物馆,被称作“波音蜜蜂”的B-17F藏品为例,在1991年递交波音原厂进行修复之前,该机曾在消防机的位置上勤勤恳恳地工作了长达17年之久。

  本文开头提及US-2是日本在20世纪70年代研制的US-1的改进型,据称正在进行灭火型改进,最大载水量达到12吨。2017年12月24日,中国自主研制、全球在研最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海成功首飞,AG-600最大起飞重量为53.5吨,可在20秒内汲水12吨,并在树梢之上30—50米的高度上进行投水。

  而遍历现存的,在各博物馆颐养天年的B-17轰炸机,有类似经历的其实并不在少数:在亚利桑那州皮马博物馆展出的“与你常在”号B-17G轰炸机、在马萨诸塞州展出的“909”号B-17G轰炸机、乃至大名鼎鼎的,出演过电影的“孟菲斯美女”号B-17F等飞机,都有曾在消防单位服役多年的经历。

   水上救援与运输的新星

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