说说福航乌龙失火事件

12月12日发生的福航乌龙失火事件，表面上是现场指挥员发生的误判，深层次的原因是非职业化消防队员的培训不足和常识不足的问题，这里我来解释几个技术性问题。

为什么发动机会失火？

一台航空发动机，是非常复杂的，有高温的环境（因此不缺乏点火源），有各种燃料（润滑剂和燃料），有充分的氧气供应（对外部开放，外部蒙皮仅仅是遮挡，没有封闭作用），因此很容易失火。自从1943年喷气发动机开始出现以来，航空发动机着火一直是困扰飞行安全的重要隐患，是飞行稳定性的重要指标。俄国第四代军机T-50第二号机，就曾经因为发动机失火而大修，最近刚修好投入训练。

图1. 发动机的复杂内部管路，高温的环境和易燃易泄漏的油料，是灭火工程的重大挑战。

图2.世界第一种喷气式战斗机德国He 280，携带着裸露的发动机首飞，这是为了避免泄漏的燃料积聚起来引发火灾。

为什么是福航而不是国航发现火情？

这一事故的奥妙在于，是福航和塔台发现的国航飞机发动机失火，而不是国航自身发现发动机失火，两者有很大区别。如果国航自身检测到火情，立即回触发灭火剂排放，几分钟后，火势就会被扑灭。这一次，没有失火，仅仅是一点燃料的闪燃，没有被内部检测到，而是被外人看到。当事人立即关闭发动机，故障就算排除了。

通常航空发动机是用哈龙1301灭火剂，本来1301灭火只需要3%的体积浓度，航空发动机不能完全密封，因此在关闭所有的挡板之后，在发动机内部喷入6%的哈龙1301，并维持一段时间，是可以灭掉大部分火灾的。由于这种灭火系统设计是基础性的，统一的，所以历史上很少发生发动机失火导致的损失。华航飞机在日本那霸机场失火烧毁事件，是燃油泄漏造成的损失，并不能算发动机失火。所以，当国航飞行员听到无线信道中的告警信号之后，关上发动机，事故就处理完了。而别人的失误就开始了。

为什么会发生误判？

这一事件的发生，从表面上看，是沟通不良的问题（其实航空调度信道是共享的，所有飞行员都能听到塔台的声音，即使塔台不是对你说话，所以，理论上不存在沟通不良）；更重要的是，当时的消防指挥员不懂得航空发动机只能气体灭火的道理，属于典型的常识不足、理论素养不足的问题。发动机是高度精密的设备，这种设备是不允许中断运行的，所以灭火只能靠气体。气体灭火剂被称为清洁灭火剂，是因为气体过后没有残渣，因此不会对内部带来任何危害，可以在灭火后立即恢复运行。而扑灭油类火灾的AFFF泡沫，则需要清扫工作，产生了大量的维护成本问题，比如这一次需要更换2台CFM56发动机，每台1000万美元，按照消防的内部术语，这是灭火的代价，叫做水损（water damage），本来是可以避免的。

福州机场误判事件，与天津港大爆炸的性质是相似的，都是消防队员缺乏足够的培训，临时上场发生误判，是我国非职业化消防制度带来的培训不足的问题，需要从深处挖掘原因，绝不仅仅是沟通不良的问题。一架飞机的机舱（引擎舱）、油舱、干舱、货舱、客舱的灭火系统都是不同的，拿泡沫对付引擎火灾，这本身就是违反了航空灭火的基本原则。除非是坠机事故，一般情况下是不能把泡沫送入机舱的，消防队员犯如此明显的错误，唯一的解释是，他们缺乏足够的培训。也就是说，当时的指挥员把正常的发动机失火问题，当作坠机事故来处理了，因此是典型的决策失误。而决策失误本身，说明当事人的培训不足。

按照常规，福州机场的消防队和天津港大部分消防队一样，是企业消防队，是合同制消防队，是我国兵役制消防队伍的后补队伍和杂牌军。这种理论上的职业化队伍，在中国却是待遇不足、培训不足和地位不足的群体，因此是我国消防制度的牺牲品。对此，我不便多说。

附录：

航空发动机灭火小史

自从二十世纪中期以来，主动式发动机灭火系统的作用越来越重要。Hansberry在1943年提出的研究报告中提到很早之前就有专用灭火系统，目前的航空安全水平的发展一直是一个渐进的横跨半个世纪的过程，这个过程中涉及到的对许多化学品及相关技术的发展。使问题更复杂的是，在此期间飞机推进方式本身是变化的。 

在Hansberry发表于1943年的报告中建议采用主动手段保护飞机发动机，当时有两种灭火剂的设计信息：二氧化碳和哈龙1001（甲基溴，或溴化甲烷）。释放这些化学物质是通过位于发动机动力部分上环管四周多个喷嘴进行的。应该注意到，这两种灭火剂是可压缩流体。现在仍然如此，用可压缩流体灭火技术在概念上相对固定的。当时的推进模式是径向活塞式引擎。Hansberry的报告报道了3000次消防测试结果，涉及DC-3，Curtiss –Wright-20，WacoWK-37。 

第一种在设计阶段就考虑消防设计的飞机是洛克希德的Constitution（海军的XR60-1）。这架飞机是具有径向活塞式发电单元。在这项工作涉及评估的化学品为二氧化碳、哈龙1001和哈龙1011（溴氯甲烷）。此外，在这一评估期间，考虑了飞机发动机机舱的多种灭火的灭火剂输送方法。也就是说，当前保护机舱的灭火的主要方法都已经提出并得到评估。

对洛克希德Constitution的工作，首要重点是涉及找到一更简单更有效的方式来送放灭火剂。在此之前，多孔管是一种相对复杂的送放方式，一直是早期的标准做法。灭火剂位于机舱内部发动机活塞之间的多个小气包内，通过爆炸气包的方式释放。这种气包的方法确定需要做更多的工作，但却没有得到广泛的接受。另一种气体送放的方法通称为高速送放（HRD）。HRD方法消除了复杂的分布管路，但保持了灭火剂存储硬件。第四种方法是，引入处理后的废气进入机舱，以惰性化受保护的空间。在后续报告中由于缺乏明显的工作也显示了尾气概念并没有在航空界得到广泛的兴趣。目前，航空发动机使用的还是复杂管路的输送办法。 

由于效率高，干粉化学灭火剂在两种不同场合得到评估。但后来的评估工作并没有进一步表示出对这一方法的兴趣，因为释放后的灭火剂清理工作基于运行的考虑而过于繁琐（也就是说，待机时间长，无法立即在灭火后投入使用）。在灭火剂释放时限制机舱气流供应也有人建议。这种方法被认为是通过减少到机舱的空气供应而增加灭火系统的使用效果。经评估，测试中虽然可以窒息火势，但重新点火现象持续存在。这样，放弃了这一选择。 

在1940～1950年代期间，一个新型推进方法涡喷发动机出现了，就是现在的RyanFireball（海军FR-4）。涡喷技术的迅猛发展和FR-4发电单元在工作刚开始已经过时。发动机灭火工作，后来转变到评估当时的灭火剂。这项工作包括二氧化碳和几种卤化剂，其中包括三种之前没有的新灭火剂，包括哈龙104，1003，1202。从这一项工作中，送放系统又一次被确定为主要影响系统性能的因素。从这一点出发，对各种卤代灭火剂进行了更多的工作，送放系统演变为一种简单的以管道为基础的安排方式，使喷嘴数量减少到最低限度。哈龙1301出现在1956年年初，在诺斯罗普F-89 Scorpion的工作中是简单地提到。由于上一次施放的影响，灭火剂释放效果的完整性收到怀疑，所以这项工作没有得到重视。 

在这一时间段附近的另一项重大的变化是推进方法再次发生变化。在1960年代，民航部门进入了涡扇发动机的时代。为发现未知的复杂性，一项为期两年的工作是评价了普惠发动机JT3D-1的防火保护。从这项工作中，对灭火剂有效性排名由高到低为哈龙1301，1202，1211，1011。从这个时候起，哈龙1202和1301年经历了持续的评估。大约十年以后，两项额外的工作比较了哈龙1301和1202 。这项工作的结果表明，哈龙1301的性能优于哈龙1202。

当考虑气体灭火剂扑灭未知动态环境下的火灾时，最有效的方法是量化其施放区域的气体浓度。在20世纪50年代中期，美空军资助的一项气体分析仪的研制，后者能够记录发动机机舱的气体排放事件。Statham实验室生产的该装置测量已知温度下二元气体通过一多孔塞时产生的压降。由于一部份的二元气体是空气，第二中气体成分可以通过已知的校正曲线计算出来。第一代气体分析器就是众所周知的GA-1，拥有18个数据采集通道。该Statham实验室分析仪后来改进成有12个数据收集渠道的GA-2。这个装置俗称为statham分析器。今天，一种熟悉的衍生设备是HalonyzerII，用于测量灭火剂释放效率。 

在飞机发动机舱的灭火系统，如其他灭火系统一样，包括两个组成部分：检测和灭火剂送放。发动机的消防特殊之处在于，高温，多油，结构复杂，开放空间。高温导致燃料油，润滑油超过闪点，一点就着。发动机内油料复杂，都是可燃的类型。结构复杂意味着有可能在某个犄角旮旯保持火种，因此很难灭火。很多灭火剂都可以用来灭火，但经过经济性，生理毒性，物理特征，化学特征，臭氧危害，温室效应，大气生存周期，运输障碍等评判准则筛选下来，只有哈龙和CF3I两种灭火剂可以用于发动机保护，而后者有毒。目前发动机防火保护的安全水平定义为在整个保护区内哈龙1301最小的6％体积浓度维持半秒。怎么让气体在发动机中多待一会儿呢，需要机械方面的设计，尽可能收缩进气口，防止灭火剂泄漏。 

哈龙不是对环境有害么？不错，那是对外行大众的说法。民航和军方，对空中的重量非常敏感，多带一磅重量上天，一年下来就是几千美元的燃料费。所以，美国的哈龙都在向军方和航空业集中，一磅哈龙5美元，一磅替代产品七氟丙烷12美元，你该选择哪一个？从供货稳定性考虑，选后者；从军方安全性考虑当然是前者，军方干活不计来源不计成本。哈龙的灭火效率高，适应性极好（不怕严寒酷暑，上天入地），因此在军方仍然使用。某些飞机一旦靠近战区（有可能作战），就需要使用哈龙惰性化油箱，防止油箱被一粒子弹击中，产生油箱爆炸的悲剧，如TWA800的空中油箱爆炸事故，就是电线老化，短路放电造成的。美国已经花了很多钱去改进大飞机的安全性，中国对此的认识还停留在“拿来主义”上，有很多科研工作需要展开。