射击气瓶泄压：阻断火灾爆炸连锁反应的关键手段
2014 年波兰启动 “BLOW” 研究项目，在军事射击和爆破场对含乙炔、氧气、氢气、甲烷、LPG、LNG、CO₂等气体的 100 多个气瓶开展实验，记录气瓶温度、压力及乙炔分解时的氢气浓度，对比气瓶自然爆炸与狙击手射击中和的效果，发现射击高温气瓶不会比其自然爆炸更危险，多数被射穿气瓶以相对安全方式释放气体；同时筛选出适合穿刺不同气瓶的子弹（如.308 Winchester、.338 Lapua Magnum 口径的 FMJ、Match 弹、曳光弹及 AP 弹），并提供射击技术实用信息，该射击中和技术在部分欧洲国家成功应用，能为消防救援提供快速、相对安全的气瓶中和方案。 01.研究背景与核心问题 含乙炔、氧气、氢气、压缩天然气（CNG）、液化石油气（LPG）、二氧化碳（CO₂）等气体的气瓶，在火灾中短期受热易爆炸，碎片可飞数百米，破坏性极强；其中乙炔瓶存在延迟爆炸风险，冷却后数小时仍可能爆炸。部分气瓶（如 CO₂、液化天然气 LNG 瓶）虽配备超压安全阀，但高易燃或有毒气体从安全阀意外泄放仍具危险性。乙炔瓶传统处理需喷水冷却 1 小时，并监控表面温度达 24 小时，且需设置 200 米危险区，该过程繁琐、干扰救援，还需消防员近距离操作，暴露于高风险中。探索更高效、安全的气瓶中和方法，评估射击技术的可行性。 02.研究项目概况 波兰 “BLOW” 研究项目（2014 年启动）探究火灾对工业及家用气瓶的影响机制。评估 “步枪射击穿刺气瓶” 技术的有效性与安全性。实验地点：军事射击和爆破场，仪器具备抗恶劣天气能力。实验对象：共测试100 多个含不同气体的气瓶，气体类型包括乙炔、氧气、氢气、甲烷（CNG）、LPG、LNG、CO₂。监测参数：气瓶温度、内部压力；针对乙炔瓶，额外监测氢气浓度（反映乙炔分解程度）。 03.实验系统与设备详情 （一）测量系统测量系统分为两个单元，布局如下表所示：单元位置 核心设备 功能 靠近气瓶处 压力传感器、温度传感器、氢气传感器、燃气火炬控制阀 实时监测气瓶状态，控制加热火炬（部分实验用丙烷火炬加热） 距气瓶 200 米安全处（战壕内） 数据采集系统、远程点火器、高速相机 收集监测数据，远程点燃气瓶周围火焰，记录实验过程 （二）氢气传感器设计单位：格但斯克理工大学（TUG）工作原理：利用氢气（声速 1207m/s）与乙炔（声速 323m/s）的声速差异，通过超声波测距仪 “虚假读数” 反算混合气体声速，进而确定氢气浓度。性能：经校准后精度极高，可测量低于 1% 的氢气浓度，配备过滤器去除碳黑和丙酮蒸汽，且有电动阀控制采样间隔以减少乙炔消耗。 （三）枪械与弹药 弹药测试结果：有效弹药：全金属被甲弹（FMJ）、比赛弹（Match）、曳光弹，若命中气瓶中部，可穿刺多数气瓶；.338 Lapua Magnum 口径弹药的有效穿刺区域更大。低效 / 无效弹药：猎弹（如 Lapua Naturalis）仅能穿刺 LPG 瓶，无法用于其他气瓶中和。特殊弹药：穿甲弹（AP）有效穿刺区域大，可穿刺气瓶顶部（阀门区）和底部，但可能穿透气瓶，子弹远距离仍具危险性；穿刺氧气瓶时，AP 弹会因氧化在瓶内完全燃烧。 04.分气体类型的实验结果 （一）乙炔瓶（核心关注对象） 指标 自然爆炸 射击中和 测试数量 13 个 8 个 平均碎片数 1 块（气瓶破裂） 1 块（无爆炸） 碎片最远飞行距离 64 米（前期试点达 146 米） 0 米 平均碎片飞行距离 24 米 0 米 爆炸 / 中和时最大压力 39bar 31bar 爆炸 / 中和时最小压力 28bar 19bar 爆炸 / 中和时平均压力 32bar 28bar 平均火球直径 15 米 -（无火球） 平均喷气火长度 7 米 3 米 关键结论：射击可完全防止乙炔瓶自然爆炸，喷气火更短（2-3 米）；但需至少射击 3 次，以防乙炔分解过深导致单孔泄压不足。（二）氧气瓶指标 自然爆炸 射击中和 测试数量 3 个 4 个 平均碎片数 3 块 1 块 碎片最远飞行距离 198 米 48 米 平均碎片飞行距离 101 米 31 米 爆炸 / 中和时最大压力 329bar 262bar 爆炸 / 中和时最小压力 262bar 164bar 爆炸 / 中和时平均压力 294bar 202bar 火球直径 -（无易燃物时无火球） - 平均喷气火长度 - 5 米 关键结论：自然爆炸产生强冲击波（8 米处达 10kPa，等效 0.5kg TNT）；射击时子弹能量引发局部钢氧化，形成 “小型火箭发动机”，气瓶旋转（可能弹起），但碎片飞行距离大幅缩短；穿刺孔会从 6-8mm 扩大至 70-80mm。 （三）氢气瓶 指标 自然爆炸 射击中和 测试数量 1 个 5 个 平均碎片数 2 块 1 块 碎片最远飞行距离 21 米（能量可支持更远） 0 米 平均碎片飞行距离 13 米 0 米 爆炸 / 中和时最大压力 290bar 240bar 爆炸 / 中和时最小压力 290bar 164bar 爆炸 / 中和时平均压力 290bar 203bar 平均火球直径 10 米 - 平均喷气火长度 - 6 米 关键结论：射击中和安全，气瓶无位移，喷气火长 4-8 米；自然爆炸碎片动能大，仅 1 次实验数据，不具完全统计性。（四）甲烷瓶（CNG） 指标 自然爆炸 射击中和 测试数量 1 个 4 个 平均碎片数 3 块 1 块 碎片最远飞行距离 >500 米（碎片丢失） 3 米 平均碎片飞行距离 250 米 1 米 爆炸 / 中和时最大压力 459bar 430bar 爆炸 / 中和时最小压力 313bar 459bar 爆炸 / 中和时平均压力 390bar 459bar 平均火球直径 20 米 - 平均喷气火长度 10 米 10 米 关键结论：自然爆炸碎片速度极高（如 “牛仔帽” 大小碎片飞超 500 米），火球大；射击可防止爆炸，仅产生 10 米长喷气火。 （五）LPG 瓶（11kg 家用常见型） 指标 自然爆炸 射击中和 测试数量 3 个 4 个 平均碎片数 3 块 1 块 碎片最远飞行距离 134 米 11 米 平均碎片飞行距离 117 米 2 米 爆炸 / 中和时最大压力 76bar 58bar 爆炸 / 中和时最小压力 66bar 69bar 爆炸 / 中和时平均压力 69bar 65bar 平均火球直径 20 米（汽油加热时） 与自然爆炸相当 平均喷气火长度 3 米 8 米 关键结论：射击无碎片风险，但燃气点燃后火球大小与自然爆炸相近；自然爆炸碎片飞距远，部分场景（如汽油加热）产生大火球。（六）其他特殊情况 现实中常用于焊接 / 切割，易同时受火影响。实验表明，先射乙炔瓶（更稳定，不干扰氧气瓶），再射氧气瓶（1 发 AP 弹），可成功中和；射击氧气瓶后其移动 92 米，仅推翻乙炔瓶，无严重危险。 自然爆炸压力达 500bar，碎片飞 200 米；射击可使其安全泄压，无破裂或位移。 05.结论与建议 （一）核心结论射击中和技术安全性：射击高温气瓶不会比其自然爆炸更危险，多数情况下气瓶以相对安全方式释放气体，危险区范围更小。技术有效性：射手在 200 米内、多数天气条件下，使用合适弹药（FMJ/Match 弹用于常规，AP 弹用于复杂情况），命中率极高（实验中 250 + 次射击无失误、无跳弹）。效率优势：相比传统冷却监控（需数小时），射击中和快速可控，救援团队仅需短暂隐蔽，不延误整体救援。（二）建议解决法律与组织问题：波兰目前无 civilian 或消防员消防时用枪的法规，建议将射手纳入消防团队，步枪作为消防车标准装备。推广应用：该技术不仅适用于乙炔瓶（瑞典、匈牙利已成功应用），也适用于氧气、氢气、甲烷、LPG、CO₂等非毒性气体瓶，应进一步推广。操作规范：射击前需确认子弹弹道安全（避免穿透后误伤），针对组合气瓶制定先后射击顺序（如先乙炔后氧气）。 06.关键问题 问题 1：在 “BLOW” 项目中，针对乙炔瓶的射击中和技术与传统冷却处理方式相比，核心优势是什么？这些优势如何提升消防救援的安全性与效率？答案：核心优势及对救援的提升体现在三方面：传统方式需消防员在 200 米危险区内，近距离（<30 米）喷水冷却 1 小时，且冷却后需监控 24 小时，消防员暴露于乙炔延迟爆炸风险中；而射击中和时，射手可在 200 米外安全位置操作，无需近距离接触，实验中射击乙炔瓶无碎片飞行（自然爆炸碎片最远 64 米），且喷气火仅 2-3 米（远短于自然爆炸的 7 米），大幅降低消防员伤亡风险。传统冷却监控总耗时超 24 小时，严重干扰其他救援行动；射击中和可快速完成（需至少 3 次射击），救援团队仅需短暂隐蔽，能更快恢复受影响区域的救援或疏散工作，掌握救援主动权。传统方式无法完全消除乙炔延迟爆炸风险；射击中和可直接防止乙炔瓶自然爆炸，通过监测氢气浓度确认乙炔分解程度，且实验证明射击不会引发更危险情况，风险更易把控。问题 2：“BLOW” 项目实验中，不同口径步 枪和弹药在穿刺不同类型气瓶时的表现有何差异？针对不同气瓶（如乙炔瓶、氧气瓶、厚壁的氢气 / 甲烷瓶），应如何选择合适的枪械与弹药？答案：不同枪械与弹药的表现差异及选择建议如下：乙炔瓶、LPG 瓶（薄壁）：优先选用.308 Winchester 口径步 枪，搭配 FMJ 弹或 Match 弹，成本低且安全性较高（无需担心 AP 弹穿透风险）。氧气、氢气、甲烷瓶（厚壁）：选用.338 Lapua Magnum 口径步 枪，若需穿刺阀门区或底部，可搭配 AP 弹，但需提前确认子弹弹道安全（避免误伤）。不确定气瓶类型时：优先选用.338 Lapua Magnum 口径步 枪搭配 FMJ 弹，兼顾穿刺能力与安全性。有效弹药：FMJ 弹、Match 弹、曳光弹，可穿刺多数气瓶（若命中中部）；AP 弹有效穿刺区域最大，可穿刺气瓶顶部阀门区和底部，但穿透气瓶后子弹远距离仍具危险，且穿刺氧气瓶时会在瓶内完全燃烧。无效弹药：猎弹（如 Lapua Naturalis）仅能穿刺 LPG 瓶，无法用于其他气瓶。.308 Winchester（如 Oberland Arms OA-10）：为欧洲常见口径，可穿刺乙炔、LPG 等薄壁气瓶，但有效穿刺区域较小，对厚壁气瓶（如氧气、氢气、甲烷瓶）穿刺能力有限。.338 Lapua Magnum（如 Sako TRG42）：虽普及率较低，但有效穿刺区域更大，适合在远距离、强风或穿刺厚壁气瓶（氧气、氢气、甲烷瓶）的复杂条件下使用。问题 3：在火灾现场遇到乙炔瓶与氧气瓶组合的情况时，“BLOW” 项目的实验给出了怎样的射击策略？该策略的制定依据是什么？答案：针对乙炔瓶与氧气瓶组合的射击策略及制定依据如下：气瓶稳定性差异：乙炔瓶射击后仅产生短喷气火，无明显位移（实验中未出现 destabilize 情况），先射击不会干扰氧气瓶位置；而氧气瓶射击后，子弹能量引发局部钢氧化，形成 “小型火箭发动机”，气瓶会旋转甚至弹起（实验中曾移动 92 米），若先射击氧气瓶，其位移可能推翻乙炔瓶或遮挡乙炔瓶视线，增加后续射击难度。气体特性差异：乙炔瓶存在延迟爆炸风险，优先中和可消除该隐患；氧气瓶无延迟爆炸风险，但自然爆炸碎片飞距远（198 米）、冲击波强，需及时中和，且 AP 弹可有效穿刺氧气瓶（虽会燃烧，但不影响中和效果）。实战可见性考虑：火灾现场烟雾大，先射击可见的乙炔瓶，可避免后续因烟雾遮挡无法识别目标，通过辅助参照物偏移瞄准，能解决视线受阻问题，确保氧气瓶顺利中和。应先射击乙炔瓶，间隔数秒后再射击氧气瓶；射击乙炔瓶需至少 2 次，射击氧气瓶用 1 发 AP 弹；若射击过程中氧气瓶因烟雾等因素视线受阻，可基于可见的辅助参照物设定水平 / 垂直偏移量，瞄准参照物完成射击。本文参考：Shooting Gas Cylinders to Prevent Their Explosion in Fire来源：气瓶设计的小工程师
