보유 헬기 탈부착식 가변형 방수포 설치 검토 결과

◆ 도심지역 고층건물 화재의 효과적 대응을 위하여 현재 서울소방에서 보유중인 헬기에 화재진압장비(Water Cannon)의 설치․활용가능검토 보고임

□ 보유 소방헬기 현황

○ 총 3대                                    (2013. 9월 현재 기준)

구분	기종	도입일자	최대이륙중량	기본중량	탑재가능중량	엔진마력	체공시간
서울1호기	AS365N2 (더핀2)	`97.9.10	4,250kg	2,707kg	1,543kg	763HP×2	3시간15분
서울2호기	AS365N2 (더핀2)	`99.10.26	4,250kg	2,660kg	1,590kg	763HP×2	3시간15분
서울3호기	BELL206L3 (벨206)	`90.4.30	1,928kg	1,127kg	801kg	650HP×1	2시간50분

□ 방수포 활용여건 검토

○ 방수포(Water Cannon)의  요구성능 검토

- 안전거리, 바람, 연기, 내부화점까지의 거리를 고려하여 수평방수거리 40m 이상 성능요구

- 화재 확산속도, 재급수 소요시간 고려하여 최대한 장시간 방수 가능물탱크 장착 유리 ⇒ 1회 방수 후 재급수 최소 10분 소요

- 화점 집중방수, 배풍 발생을 고려한 측면 방수 방식이 유리

□ 건물과 헬기가 정면으로 마주볼 경우 배풍 발생(정풍이 안전)

○ 헬기활용 고층건물 화재진압 시 고려사항

- 빠른 화재확산 속도를 고려 장비 장착시간 최소화 필요

- 안전한 화재진압을 위한 헬기․빌딩간 충분한 안전거리 확보 필요

- 하강풍, 날개 끝단 와류로 인한 화재확산 등 2차 피해방지 대책 필요

- 화재진압에 필요한 소화용수 및 장비적재하고 안전하게 운용 할 수

있는 헬기

□  적용 방수포와 헬기 검토

❖ 검토대상 방수포(Water Cannon)장비

	- 제 작 사 : SIMPLEX mfg (심플렉스 / 미국) - 품 명 : 하이드라 폼 캐논(HYDRA foam CANNON) - 중 량 : 245kg (소화용수 중량 900kg 별도) - 가 격 : 약15억원 ※ 전 기종 장착가능 Water Cannon System

❖ 보유헬기 중 검토 기종

구분	기종	도입일자	최대이륙중량	기본중량	탑재가능중량	엔진마력	체공시간
서울2호기	AS365N2 (더핀2)	`99.10.26	4,250kg	2,660kg	1,590kg	763HP×2	3시간15분

□ 방수포 설치를 위한 검토

○ 방수포 설치 방법과 운용

- 기 확보된 물탱크 활용과 기내에 탈부착식으로 설치하여 측면 방수

※ 고정식 설치 시 인명구조 등 타 업무수행 곤란

-물탱크 용량 : 900ℓ  -방수량 : 600ℓ/분  -방수시간 : 1분30초

○ 보유 헬기능력 분석

- 이륙가능 최대중량 : 4,250kg

- 방수포 설치 시 중량 : 5,163kg (913kg 초과)

□ 헬기 자체 중량 : 2,660kg
□ 기본 적재 중량 : 1,358kg			5,163kg
□ 방수포 운용 중량 : 1,145kg

(소화용수 900kg 포함)

○ 헬기능력 초과 해소를 위한 검토 ⇒ 692kg 감축

- 인명구조용 호이스트 제거(30분 소요) : 72kg

- 고정용 EMS장비 탈착(20분소요) : 40kg

- 구조장비 (들것, 공기호흡기) 제거 : 50kg

- 헬기연료 50% 감축 적재 : 450kg

- 탑승인원 감축(진압대원 2명 ⇒ 1명) : 80kg

○ 국내․외 헬기용 방수포 설치 동향

- 일본 동경 소방청 설치구매 계약 : 2013. 4 ～ 2015. 3

※ AS365N2기종 적용 불가  ⇒ EC225기종 적용 개발

기종	제작사	엔진출력	최대 이륙중량	기본중량	탑승인원	국내보유
EC225	유로콥터 (프랑스)	2,450HP×2	11,000kg	5,310kg	28인	중앙 구조단

- 중앙119구조단은 추가 구매추진 중인 대형헬기 1대에 방수포시스템    적용 추진(2015년 하반기 납품 및 인수 예정)

□ 방수포 설치 검토 결과

○ 기존 보유 헬기에 장착 시 이륙 중량초과로 불가

- 서울소방에서 보유중인 AS365N2 기종의 헬기에 기술적으로 장착은 가능    하나  운용 시 최대이륙 중량인 4,250kg 보다 913kg을 초과하고

- 출동 시간이 다소 지연 되더라도 구조․구급 장비 제거 등 최대 감축 가능    중량은 692kg으로 최대이륙 중량 221kg초과하여 헬기 능력을 초과 함

○ 장․단기 대책

- 장기대책 : 23년 경과한 노후 헬기(3호기) 교체 시 다목적 대형헬기 도입                추진하고 방수포 시스템 적용

- 단기대책 : 방수포 설치 헬기 보유기관과 MOU체결 및 협조체제 구축

(4대 : 대구소방본부1, 산림청3)

구분	기종(대수)	최대 이륙중량	기본중량	탑재 가능중량	엔진마력	담수능력	체공시간
대구 소방본부	까모프 KA32T (1대)	12,600kg	6,600kg	5,000kg	2,200HP×2	3,000ℓ	3시간30분
산림청	스카이크레인 S-64 (3대)	19,051kg	8,585kg	9,072kg	4,500HP×2	8,000ℓ	2시간30분

※ 산림청 S-64배치 : 익산, 진천, 강릉

< 참 고 자 료 >

○ 최대이륙 중량 : 4,250kg

○ 헬기자체 중량 : 2,660kg

○ 가용 여유중량 : 1,590kg(최대이륙중량 - 헬기자체 중량)

○ 방수포 운용소요 중량 산출 근거

구 분		산출내역	중량
기본 필수 중량	헬기연료	1,135리터 × 0.8	908kg
	탑승인원	5명×80kg	400kg
	필수구조장비	들것, 공기호흡기 등	50kg
방수포 운용 중량	물탱크 및 펌프	SIMPLEX 501	145kg
	방수포 세트	HYDRA FOAM CANNON	100kg
	적재 소화용수	900리터	900kg
계			2,503kg

○ 타 시․도 적용 사례(대구)

- 기    종 : 카모프(KA-32T), 러시아, 크메르타우사

	- 최대이륙 중량 : 12,600kg / 헬기중량 : 7,200kg - 탑재가능 중량 : 약3,000kg (※ 최대 : 5,400kg) - 카모프 전용 Water Gun System 장착 ∙소화용수 중량 : 3,000리터(워터건 사용 2천리터) ∙Water Gun 중량 : 200kg ∙헬기연료 : 2,150리터(1,720kg) ∙필수 인원 및 장비 중량 : 약420kg

○ 현재 개발된 물대포(Water Cannon) 성능 비교

구 분	독일 IFEX	미국 Simplex	러시아 Kamov	미국 Erickson	일본 동경소방청
임무전환시간	5분 이내	20분 이내	고정형	고정형	30분 이내
유효방수거리	10~40m	40m	45m	30m	20 ~ 30m
방 수 방 식	전면방수	측면방수	전면방수	전면방수	좌우 측면방수
탱 크 용 량	310ℓ	900ℓ	3,000ℓ	8,000ℓ	1,200ℓ

※ 일본은 1997～2007년까지 개발 장착한 물대포를 효율성 문제로 사용 중단

하고 2013년 신형장비 배치계획을 확정, 물대포 개발예산 44억원을 확보하여

향후 2년간 개발예정

【 참 고 문 헌 】

○ 미국 Simplex사 Metropolitan Aerial Fire Fighting System (http://www.simplexmfg.com)

○ 독일 IFEX technology사 High Rise Fire fighting System (http://www.ifex3000.com)

○ 미국 Erickson사 s-64 Aircrane제원 (http://www.ericksonaircrane.com)

○ 이탈리아 Zanenga, Leonello, Bottasso의 :「헬기를 이용한 고층건물화재 진압에 관한 타당성 연구」

○ 미국 연방소방방재청 : 「고층건물화재에 관한 연구」

○ 네덜란드 소방방재청 :「헬기를 이용한 고층건물화재 진압에 관한 연구」

【 안전고려사항 】

< 안전거리 산출 시 고려사항 > ◇ 건물외벽과의 거리(SDf) ◇ 화재, 연기와의 거리(SDs) ◇ 복사열 (SDr) ◇ 로타반경 (RF) ◇ 인접건물과의 거리(ED) ※ 일본 동경소방청은 최소건물간격이 헬기길이 의 3배 이상을 적용 (대형기 최소20m 이상)
< 로타 하강풍 > ◇ 전방향으로 로터직경의 3배까지 영향 ◇ 익단와류(Rotor Tip Vortex)에 의한 연소확대 ◇ 헬기보다 낮은 위치의 화재는 하강풍에 의한 연소 확대 ※ 헬기로타직경 이상을 적용함 (최소 10m 이상)
< 연기 > ◇ 화재규모, 풍향풍속에 따라 다양 ◇ ‘10년 우신골드스위트화재 연기분출 분석 ․ 건물좌측에서 화점까지 거리는 40m ․ 사진분석 결과 외벽에서 40m 이상 분출
< 복사열 > ◇ 화재규모, 풍향풍속에 따라 다양 ◇ 전면접근 시 연기보다 복사열을 고려해야함 ◇ 헬기기체와 승무원의 열손상 유발 ․ 항공기 기체를 구성하는 복합소재(유리섬유, 탄소섬유 등)는 내열성이 약 300℃로 열에 취약 ◇ 고온에 노출 시 엔진성능 저하

【 일본 방수포(Water Cannon) 자료 】

< 동경 소방청 물대포 > - 동경 소방청에서 1997～2007년까지 장착사용 - 장비가격 33억원 - 개발업체 「신명화 공업」 - 물대포 사용실적은 없음 - 효용성의 문제로 전량 사용 중단
< 동경 소방청 신형물대포 계획 > - 2013년 동경 소방청에 신형물대포 배치계획 확정 - 개발예산 44억원 - 향후 2년간 개발 예정 - 탱크 용량 2500리터