张鑫，李斐，张靖，张德全，杨志军，张鹏，房克清

(1.山东省龙口市林业技术推广站，山东 烟台 265701；2.山东省招远市林业局，山东 烟台 265701; 3.山东省林业监测规划院，山东 济南 250014)

当今社会经济发展日新月异，人为活动与日俱增，生态建设的开展，植被盖度及生物量的迅猛增加，张德全、杨志军、王文英、王爱东等从2002年开始对山东省森林碳储量、山东植被及其变化态势进行了系统研究，科学地预见在将来山东森林碳储量还会大大增加，植被盖度还会有所增加，结构会变得更加复杂[1-6]，防火形势会愈加严峻，客观上对森林防火灭火扑火工作提出了新要求，带来了更为严峻的挑战。传统的灭火作业方式及工具已远远不能满足新时代的要求了，迫切需要以飞机取水灭火为主的灭火方式成为主流。但是飞机灭火对于山东省来说是一新生事物，为了起到事半功倍的作用，研究其灭火效率尤为重要。

1 资料来源

山东省航空护林站提供的2次吊桶灭火飞行数据和20次吊桶训练数据。飞行时间2017年4—5月。地点为莱芜雪野机场周边地区。飞机型号为AS-350B3(70DY)。

2 研究方法

通过对试验数据进行对比分析，找出油耗与机场距离、取水点距灭火地距离的关系。通过功效分析进而找出影响灭火功效的主要原因。用方差检验的办法进行分析比较。用物理学上的做功原理进行功效分析，进而得出有效功占比及与相对耗油量的关系。

3 结果与分析

通过计算直观分析，飞机航油每公升功效与取水点距离、每次撒水吨数有关系，而与机场距火场距离关联不大，而取水点距离、撒水吨数居于中等水平，则其功效接近于中等水平。不能更加准确表达其相关关系，只有通过方差进行对比分析，方能知晓其是否差异显著。总体差异情况见表1。其中AF、FF、WF、OF、PF、PPF分别代表机场距火场距离A、火场距取水点距离F、洒水吨数W、耗油量O、每公升功效P、每公升功效与均值比PP的F值(下同)。

3.1 总体试验方差分析

表1 总体试验方差分析表

从表1可知，除A与W之间表现差异不显著外、F与O间表现差异较显著(精度90%以上)，其余均表现为差异极显著(精度99%以上)，其中P与F表现最为显著，其次是P与O之间表现较为显著，可见火场距取水点距离F乃是影响灭火功效的主要因素，耗油量的多少乃是第二位的影响因素，依次类推。

3.2 机场距离试验

表2 2km机场距离试验方差分析表

如果用AZF、AQF、ADF分别代表2 km机场距离与总体相比、与其余试验相比、与等距离6 km机场距离试验相比的F值，试验结果如表2所示，其数值均低于90%可靠度的F检验临界值，故由此可见，机场距离对各种试验指标的影响程度无显著性差异，对飞机撒水功效无显著性影响。由表2可知，P与PP的F值是一样的，AZF与AQF是相等的，由于AZF试验样本较多的缘故，其试验结果更可靠、精度更高。因此我们在做类似比较试验时，可以用其中一部样本与总体进行比较，这样可以起到节约科研经费，事半功倍的作用。中国科学院的许多试验已经在此方面广泛应用，在以后科学实践中应推广应用。由此可见，机场到火场距离对灭火功效无显著性影响，它不是影响灭火功效的因素。

3.3 取水点距离试验

如果用WZF、WQF、WDF分别代表1 km取水点距离与总体相比、与其余试验相比、与相对等距离(1.5～3.0 km)取水点距离试验相比的F值，试验结果如表3所示，其中与机场距离理想比的F值均为8，可靠度大于99%。可见机场距离的影响是均一的，它的变化不会影响到其他项目的差异性变化。与洒水吨数W的方差比较值F值均低于90%的可靠度，无显著性差别。WZF、WOF与O项的F值同为1.17，可靠度低于90%，无显著性差异，但WDF对与耗油量有显著影响，关键是样本的选取问题，只有选取比较均一的样本单元组成单元组，才能表现较好的试验效果。由表3可知，P与PP的F值也是一样的，均以99%以上的可靠性通过检验，就是说取水点距离对飞机灭火影响具有极显著影响，差异显著。同样WZF与WQF是相等的，由于WZF试验样本较多的缘故，其试验结果更可靠，精度更高，效果同3.2一样，不再赘述。

表3 1 km取水点距离试验方差分析表

3.4 功效分析

利用物理学原理，通过对功的计算，22次试验飞机总做功为1.235 88×108kg·m，其中有效功为1.995 0×108kg·m,占16.1%，无效功为10.360 8×108kg·m,占83.9%，而有效功相对耗油量为101.25 L,占30.1%，无效功相对耗油量为235 L,占69.9%。可见做有效功的相对耗油量占比几乎是无效功的2倍。这是由于飞机取水动作需要损耗油量造成的。

4 讨论与结论

单从油耗分析，影响其功效的主要因素是火场距取水点距离，因此找到最近取水点，或用消防车相结合，采取人工运水的办法，拉近取水点距离，可起到省油的目的。从表中可以看出，每公升航油撒水量与均值比，50 m远，为1.7，为最大，而相距2 500 m,为最小，仅为0.4，二者相比前者是后者4.25倍，而距离后者是前者的5倍，几乎成反比关系(倍数相等就成反比例关系)。

考虑各地用工条件的千差万别，特地作了功效分析。取水点离火场越远，其功效反而越高，因为这样做的有效功较多，就是克服了周边无灭火水源的困难。取水桷的取水量问题直接关系灭火效果，在条件允许的条件下，尽量采用大容量的取水器，并要满载。火场距机场较近，功效较高，因此机场要尽量设在重点森林火险区。

研究表明，加油的多少对功效的影响可以忽略不计，机场离火场的距离不是影响油耗功效的主要因素；另外，用一部分样本与总体进行比较达到差异性检验的目的，这在实践上是可行的，能够提高试验精度。特别像飞机飞行这样的消耗大量人力物力的试验具有更加重要的意义，在以后的科学试验活动中可以借鉴应用。