全球消防行业引入新型消防飞机,提升全年灭火能力和多用途特性

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Aviation Week 2024-10-15

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几十年来,消防行业一直依赖 20 世纪 50 年代和 60 年代的飞机机队,现在,该行业正在引进新技术和新机队,以使消防作业更加安全、高效,并能满足日益增长的需求。

野火威胁日益严重,越来越成为全年关注的问题。空中灭火业内人士不再谈论火灾季节,而是谈论火灾年,要求飞机全年都可供调度。

  • 气候变化导致传统野火季节延长至全年
  • 德哈维兰加拿大公司开始生产 DHC-515 两栖飞机
  • 莱昂纳多在 C-27J 上测试 UAC 的 MAFFS 2 消防系统
  • Coulson 在 737-700 基础上开发了新型 737 Fireliner

总部位于蒙大拿州的布里杰航空航天公司宣布,该公司于 2 月派出一架飞机前往俄克拉荷马州扑灭森林火灾,这是该公司历史上最早的一次派飞机出动。在欧洲,4 月份希腊开始出现山火。

欧盟的数据显示,2023年欧洲山火焚烧面积约为卢森堡面积的两倍,相当于50多万公顷(120万英亩)的土地,这是自2000年以来欧洲山火最严重的年份之一。

多项研究将山林火灾的数量和严重程度加剧与气候变化联系起来——气温升高、春季变暖以及夏季旱季延长、土壤和植被更加干燥或干旱,导致火灾季节延长。

美国空中消防协会主席、10 Tanker 总裁兼首席执行官约翰·古尔德 (John Gould) 告诉《航空周刊》:“我们从未见过火灾的地方也开始发生火灾,其中一些是真正的问题火灾——烧伤比以往更大、更严重。”10 Tanker 是一家总部位于新墨西哥州的运营商,运营改装的麦克唐纳道格拉斯 DC-10。现在,向澳大利亚等国家部署飞机比 10 年前更加频繁,而在欧洲,消防飞机已部署在德国和瑞典,而这些国家在五年前并不需要这种能力。

库尔森集团总裁兼首席运营官布里顿·库尔森表示,灭火没有单一的正确方法,有些火灾需要多种资产。该公司的消防飞机种类繁多,从西科斯基 UH-60 黑鹰直升机和波音 CH-47 奇努克直升机到改装的洛克希德 C-130 大力神和波音 737 客机。

“你会听到人们谈论工具箱里的各种工具,”库尔森说。“旋翼机和铲车(两栖飞机)将直接扑灭大火,而大型陆基空中加油机通常会间接扑灭大火,在火前投放阻燃剂以阻止其蔓延。”

野火对国家经济的影响越来越大,促使各国政府扩大消防能力,越来越多地签订合同或为其民间机构和空军购买新的机队。

新款超级铲子

欧洲正在进行大规模的现代化改造,六个国家正在采购德哈维兰加拿大 515,这是独特的加拿大 CL-215 系列消防两栖飞机的最新发展成果。德哈维兰加拿大公司于 10 月更改了这款两栖飞机的营销名称,以识别其常用的加拿大名称。

克罗地亚、希腊、法国、意大利、葡萄牙和西班牙联合采购了 22 架飞机,并获得了欧盟委员会的资金支持。这笔资金使加拿大德哈维兰公司得以重启飞机生产,而维京航空(现为加拿大德哈维兰公司的一部分)购买 CL-215 系列飞机型号合格证已八年,最后一架 CL-415 飞机下线已九年。

德哈维兰加拿大公司向《航空周刊》透露,目前该公司正在生产零部件并从供应商处订购组件,以支持欧洲订单的生产。

不过,与涡轮螺旋桨飞机 CL-415 相比,变化并不大。DHC-515 将使用与早期型号相同的机身,但会进行一些改进以提高飞机的可靠性和耐腐蚀性。它将配备由 Universal 提供的全新航空电子设备套件,并对空调系统和水滴控制装置进行改进。

由于 DHC-515 使用相同的机身,它将保留现有的型号合格证;加拿大德哈维兰公司正在为这些变化申请补充型号合格证。该公司尚未透露飞机将使用哪种发动机,但考虑到低风险,普惠加拿大 PW123AF(CL-415 的动力来源)是最有可能的选择。

由于山火趋势,德哈维兰加拿大公司预计未来几年机队规模将有所增长。目前约有 160 架 CL-215 和 CL-415 投入使用。该公司预计将用更多 DHC-515 替换和扩充这些飞机,预计未来几年全球机队规模将达到约 200 架。

德哈维兰加拿大公司表示,它“开始与其他现有和潜在运营商接洽”,以确保该款飞机的更多订单。

然而,消防人员表示,使用专用的两栖消防飞机成本高昂,而且其效用最终取决于火灾的地理位置。如果火灾靠近开阔水域,两栖飞机可以改变游戏规则,因为它们可以投放的水量很大。然而,它们的有效性会随着距离水源的距离而减弱,因为投下的水可能会干涸并再次开始燃烧。

此外,该飞机实际上只能用于一项任务。一些业内人士指出,大型直升机(如改装的 CH-47)可以并越来越多地承担两栖飞机的角色,并携带类似数量的水。与许多固定翼平台不同,直升机的另一个优势是它们还可以携带阻燃剂并在夜间使用。

改装空运飞机

业界越来越认识到,两栖飞机的一些明显缺陷使得改造现有的陆基飞机变得更具吸引力。

空中客车、巴西航空工业公司和莱昂纳多公司均已将其运输机改装用于灭火任务,作为一种潜在的新能力。

莱昂纳多公司一直在测试联合航空公司 (UAC) 模块化空中消防系统 (MAFFS) 2 的托盘化、滚装式版本,并且已经为该配置找到了第一位客户。

MAFFS 长期与 C-130 相关联,自 1970 年代以来被美国空军国民警卫队广泛用于消防,但该系统目前正在进行现代化改造并适用于其他平台。

MAFFS 由一系列托盘式储罐和泵组成,它们可以通过安装在飞机侧面伞兵舱门上的 S 形管道输送水或阻燃剂,然后以可变速率输送。使用 S 形管道尤为重要,因为它将液体输送与飞机完全分开;一些阻燃剂可能会腐蚀飞机蒙皮。

在为阿莱尼亚 C-27J 开发 MAFFS 2 之前,莱昂纳多曾试验过一种更为简单的系统。Caylym Guardian 系统使用装满水的箱子,水箱在撞击地面时会爆裂——这是最基本的燃烧弹。

相比之下,莱昂纳多公司运输机和特殊版本业务高级副总裁克里斯蒂安·阿门多拉金 (Christian Amendolagine) 说,C-27J 的 MAFFS 2 可以向火中喷射约 7,500 升(1,980 加仑)的水或阻燃剂,并且可以在大约 90 分钟内安装到飞机上或从飞机上拆除。

新技能

阿门多拉金指出:“我们的平台功能非常强大,性能卓越。我们的分析表明,消防能力可以成为加拿大航空等飞机的补充解决方案。”

安装 2 公吨重的 MAFFS 套件不需要对飞机进行任何改装,只需在驾驶舱内增加一些开关来操作系统,并修改现有的伞兵舱门以便安装 MAFFS 喷嘴即可。该系统已在意大利南部的格罗塔列和都灵的莱昂纳多飞机公司工厂进行了飞行试验。

工程团队证明,该飞机能够充分展示六级覆盖能力(CL6)——在 100 平方英尺的面积内喷射的加仑数——并且接近 CL8。Amendolagine 表示,为 C-27J 增加消防能力将为该飞机锦上添花,并使其对寻求多用途飞机的运营商更具吸引力。

对于许多军事和商业客户来说,一架专门用于灭火但一年中只在部分时间执行任务的飞机是一项不太有吸引力的投资。

“C-27J 可重新配置,这是我们产品的优势……你可以快速卸下一套装备,再安装另一套装备,”莱昂纳多飞机公司营销和战略活动高级副总裁托马索·帕尼 (Tommaso Pani) 表示。“我们的策略不是只卖飞机用于消防……我们的商业方法是让飞机可以执行多种任务。”

巴尔干的需求

莱昂纳多已经将 MAFFS 2 与斯洛文尼亚订购的 C-27J 一起出售,这是卢布尔雅那在巴尔干国家发生一系列山火烧毁了数千公顷土地上的财产和房屋后进行的一项更广泛投资的一部分。斯洛文尼亚大部分是内陆国家,可供两栖动物降落的大型湖泊很少,因此依赖陆基消防飞机。莱昂纳多表示,C-27J 保持了其粗犷的野外性能,并已证明能够在短短 15 分钟内为 MAFFS 2 油箱重新加满。

C-27J MAFFS 2 开发的下一步是与意大利当局合作,在明年初进行初步认证之前,对该系统进行真实(尽管是受控)火力试验。全面认证计划于 2025 年底完成,为民用运营商购买飞机和套件铺平了道路,因为 C-27J 拥有欧盟航空安全局型号合格证。

空客此前已展示了其双涡轮螺旋桨飞机 C295 的灭火能力,最近又展示了其 A400M 的灭火能力。空客防务与航天公司空中力量负责人 Jean-Brice Dumont 在 7 月的范堡罗国际航空展上表示,一架具备灭火能力的 A400M 飞机可以在白天或晚上向火灾现场喷洒 20 吨水。

杜蒙特说:“这可能是对传统加拿大航空公司的补充或附加能力。”他补充说,空客正在与客户国家讨论如何进一步发展这一任务。

巴西航空工业公司还与 UAC 合作,为 KC-390 开发了 MAFFS 2,能够投下约 12,000 升水或阻燃剂。该系统在最近几周的潘塔纳尔二号行动中经常使用,用于扑灭巴西马托格罗索州的野火。8 月 19 日,巴西空军报告称,自 6 月底以来,配备 MAFFS 的 KC-390 已向火灾投下了约 100 万升水。

火焰线进化

购买新飞机对商业运营商来说是一笔昂贵的开支,因此许多公司转而对现有飞机进行改装。正在进行的最激进的项目之一是 Coulson 的项目,该公司已开始将波音 737-700 改装为这家加拿大公司所称的 737 Fireliner,以借鉴其先前改装波音 737-300 的经验。

库尔森的第一架 737-700 飞机(前西南航空飞机)于 5 月投入公司设施。该飞机将配备库尔森的阻燃剂空中输送系统 (RADS),使其能够携带 19,000 升水或阻燃剂,比 737-300 型多出约 4,000 升。

“[737-700] 是未来的大型空中加油机,”库尔森指出。“当你看到像 737 这样的飞机时,你会发现它能做很多事情……它可以随时飞往世界任何地方,并且在不用于灭火时还可以执行其他任务。”

这些改动不会影响飞机的客舱,客舱仍可加压并在需要时载客。在 737-300 改装取得早期成功后,两架 Fireliner 被出售给政府,一架卖给了阿根廷圣地亚哥德尔埃斯特罗省,另一架卖给了新南威尔士州乡村消防局,后者由 Coulson 的澳大利亚公司为他们运营。

库尔森表示,他预计 -700 型飞机将取得更大的成功——尤其是考虑到该飞机的剩余使用寿命以及可供运营商使用的大量机身和潜在备件来源。

“737 是世界上生产时间最长的商用客机,”库尔森补充道。“大多数国家都有一两家 737 本地运营商,而且总会有当地人被雇佣来驾驶和维护它。……它是政府机构的完美飞机。”

库尔森指出,在首架飞机交付之前,-700 机身的工程设计已经进行了 18 个月。他说,公司的工程师一直在“微调”设计并“融入许多其他改进,使其更容易、更快地制造”。他补充说,需求信号表明将有更多的订单。

该公司还为加州林业和消防局将美国海岸警卫队前洛克希德 HC-130H 改装为消防配置。在加拿大,Conair 继续改装 Dash-8 Q400,而 Air Tractor AT-802 改装为轻型空中加油机正作为一种经济高效的系统越来越受欢迎。

未来思考

在欧洲,三家初创公司正在探索开发用于空中灭火的新一代两栖飞机。法国的 Hynaero 公司提出了一款名为 Fregate-F100 的双涡轮螺旋桨两栖飞机,可向火灾现场喷洒 10,000 升水。比利时 Roadfour 公司的 Seagle 计划将喷洒 12,000 升水,并使用电传操纵和复合材料。意大利公司 19-01 提出了其 WF-X Waterfall 两栖飞机设计,可喷洒大约相同数量的水。Hynaero 已经开始筹集资金,并预计到 2031 年其飞机将能够飞上天空。

中国的中航工业 AG600 四引擎两栖飞机也设计用于向火灾现场喷射 12,000 升水,但该平台的开发进展缓慢。

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