消防车在灭火战斗中射出的大部分灭火剂坠落地面流失掉了，未能充分发挥其灭火效能，灭火的同时还造成了武器装备的水渍损失和对环境的污染。针对上述缺点，军方课题组将航空气体喷射技术与消防灭火剂喷射技术相融合，和有关消防企业合作开发出喷射微粒化灭火剂射流的系列化新型消防装备。新型消防装备可在城市火灾扑救中大幅缩短灭火时间，减少兵力和装备投入，实现快速灭火。新型装备喷射灭火剂的新方式，有望成为21世纪消防灭火新模式。
一、喷射灭火剂的现有模式
现役消防车在灭火救援中发挥了重要作用，是当前主战消防装备。但其喷射灭火剂的模式存在如下缺点。
1、灭火剂的一维喷射模式。射水消防车的灭火方式是发挥水射流对火焰的冲击、冷却作用，迫使火焰熄灭，从消防车的水枪出口到水的落点形成水射流的一条连线，这种以“点对点”喷射灭火剂的方式，大幅度提高了扑灭A类火灾的能力，被称为“灭火剂的一维喷射模式”。
2、灭火剂的二维喷射模式。在第一次世界大战前出现大量炼油厂，为20万架参战的飞机和大量坦克引擎提供燃油。水射流无法扑灭燃油大火。大战前后依次诞生了泡沫消防车和干粉消防车，消防车射出的泡沫和干粉灭火剂在燃烧物质上形成一个面状覆盖层，利用物理和化学阻燃作用迫使火焰熄灭并阻止其复燃。这种从喷枪出口到火区落点以“点对面”喷射灭火剂的方式，大幅度提高了扑灭燃油和易燃物质火灾的效率，被称为“灭火剂的二维喷射模式”，至今仍是扑灭燃油火灾、易燃品火灾的主要灭火方式。
但是，灭火剂的上述喷射模式存在三大缺点。
一是喷射出的灭火剂的弥散性差。大部分灭火剂很快坠落于地上流失掉了，未能参与灭火。为扑灭大火，维持灭火剂在燃烧区的灭火浓度而不得不持续不断地喷射，以致造成了严重的水渍损失和对环境的化学污染；
二是未能实现灭火剂的多剂联射。如同服用单一中药成份疗效不足一样，组合配方能大幅增强治愈效果。多剂联射可实现不同性质灭火剂的综合灭火优势，实现快速灭火，减少火灾损失。
三是缺少驱散有毒烟雾的能力。现代城市建筑火灾，地铁站台等地下空间火灾，以及飞机、车船中发生的火灾，有众多高分子合成物质参与燃烧，产生大量有毒烟雾，烟气中的毒性成分复杂，比吸入单一有毒气体的危害严重，是火灾中造成人员伤亡的主要杀手。火灾中85%以上的死亡者是由于有毒烟气所致，现有消防车缺少驱散有毒烟雾的能力。近年来研发出多型大功率排烟车，但排烟不当也会造成火灾燃烧加剧。
二、喷射灭火剂的新模式
新一代消防车射出大流量的微粒化的灭火剂，微粒化灭火剂悬浮于空气中成为占据火场三维空间的气溶胶态灭火剂，这种有极高灭火效能的气溶胶灭火剂被卷吸入火焰内迅速扑灭各个角落燃烧的火灾。气溶胶灭火剂还可随热气流上升，快速扑灭上层空间的火灾。消防车喷射气溶胶灭火剂射流的方式，称为“灭火剂的三维喷射模式”。它大幅度地提高了扑灭城市建筑物火灾、石化工厂火灾、地下空间火灾、飞机火灾的效率，实现快速灭火，减少了水渍损失和对环境的污染。
经过多年研究，将航空气体喷射技术与消防灭火剂喷射技术相融合，研发成功喷射气溶胶灭火剂和多剂联射的系列化消防装备。
▲.水基气溶胶灭火剂喷射装置。以高速气体射流为驱动力喷射出大流量的水基气溶胶灭火剂射流，在扑救大容积室内火灾时具有显著的降温、驱烟、提高火场能见度的优势。以高速气体射流为驱动力喷射出的大流量水基气溶胶灭火剂射流，可改变火场局部烟气流速流向，掩护消防人员抵近灭火，掩护被困人员撤离火区。图1为涡喷消防车喷射出大流量超细水雾射流。
图1、喷射40kg/s的大流量水基气溶胶灭火剂射流
▲.固基气溶胶灭火剂喷射装置。高速射出的大流量的超细干粉灭火剂，形成云状气溶胶，充满室内空间，快速扑灭无人值守的室内空间火灾，抑制爆燃爆轰发生。图2为推车式超细干粉灭火器喷射出流量为1kg/s的气溶胶灭火剂射流。
图2高速射出的超细干粉灭火剂射流形成云状气溶胶
▲.双气溶胶灭火剂喷射装置。高速射出的超细水雾射流和有极好斥水功能的超细干粉灭火剂射流混合，形成大流量的“水基-固基”双气溶胶灭火剂射流，以“全淹没”的方式快速扑灭城市建筑物、石化工厂的火灾。图3为多剂联用涡喷消防车喷射出的“水基-固基”双气溶胶灭火剂射流。图中将超细干粉灭火剂染为黄色，是为了与水雾产生颜色上的区别。
图3、喷射“超细水雾-超细干粉”双气溶胶灭火剂
“水-粉”联用喷射装置。将有极好斥水功能的不溶解于水的超细干粉灭火剂与水或泡沫灭火剂射流从同一支喷枪中射出，斥水的超细干粉灭火剂微粒在射程的未端飘飞出来，形成云状气溶胶灭火剂，笼罩火区快速扑灭火焰，水或泡沫灭火剂射流阻止火焰复燃。大幅度提高射水消防车和高喷消防车的灭火效率。图4为“水-粉”双灭火剂喷枪射出的水和超细干粉灭火剂(染黄)的混合射流。
图4超细灭火剂粉体与水射流从同一支枪中射出
三、气溶胶灭火剂制备取得新进展
近些年来，课题组和有关消防企业合作，在大流量“固基气溶胶灭火剂”射流喷射，大流量“水基-固基”双气溶胶灭火剂射流喷射技术研究方面取得重大进展的同时，对具有斥水功能的固体灭火剂粒子进行了功能化设计，解决了超细粒子生产中的复杂工艺问题，研制成功多种基料的有极好流动性的超细灭火剂粉体，增强了灭火粒子的催化、消烟、斥水、抑爆功能。超细粒子避开了PM≤2.5µm的对人体产生显著危害的区域，为大批量生产、运输、喷射创造了有利条件。新型超细粒子粉体适合与水或泡沫灭火剂实现多剂联用喷射，快速灭火。未参与灭火的超细粒子吸附火灾产生的大量碳粒，产生极好的消烟功能，有利于环境保护。灭火后的粉体易于清理。
上述研究正在逐步形成灭火剂三维喷射理论和工程技术方法，为研制大功率高机动性的新概念消防装备奠定基础，将使新一代城市主战灭火救援装备的灭火救援性能获得显著改进。
