偵察火源及協(xié)助滅火飛行器的設(shè)計(jì)及研究

張興瑞，郭金花，施京選，王鵬程，宿慶毓

（江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 江蘇 無錫 214122）

偵察火源及協(xié)助滅火飛行器的設(shè)計(jì)及研究

張興瑞，郭金花，施京選，王鵬程，宿慶毓

（江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 江蘇 無錫 214122）

本文主要研究的是具備偵查火源與協(xié)助滅火的高空飛行器的研究。通過遙控控制飛行器對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行偵查，利用飛行器上的監(jiān)控裝置，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，尋找出火源以及被困人員的位置，再加以輔助滅火。

遠(yuǎn)程遙控；定點(diǎn)投擲

社會(huì)的不斷發(fā)展，在社會(huì)財(cái)富日益增多的同時(shí)，各種火災(zāi)的隱患也越來越多，火災(zāi)的發(fā)生率也越來越大，給社會(huì)帶來了巨大的損失和危害。盡管救援人員的專業(yè)素養(yǎng)很高，但并不能預(yù)測(cè)到火場(chǎng)里面的情況，這時(shí)便需要一個(gè)能夠準(zhǔn)確傳達(dá)火場(chǎng)內(nèi)情況的工具。研制一種能夠進(jìn)入高層火場(chǎng)偵查的滅火飛行器是十分必要。

1 飛行器整體運(yùn)作方案分析

本飛行器利用了無線電波技術(shù)，工作人員在火場(chǎng)外的安全區(qū)域內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。由于飛行器體積小，活動(dòng)靈活，使其能安全、快速找到火源并且將火撲滅，為消防營(yíng)救工作提供了寶貴的時(shí)間。滅火飛行器可以進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，在飛行器上裝有高清航拍攝像，可以在滅火過程中通過攝像頭反饋的信息判斷火源位置，是否達(dá)到滅火效果等等。飛行器外面涂一層防火涂料，并且在飛行器下方安裝一個(gè)簡(jiǎn)易投擲裝置，通過投擲滅火球從而達(dá)到定點(diǎn)滅火的效果。

2 高空飛行器的組成

（1）飛行器結(jié)構(gòu)。保護(hù)圈：保護(hù)飛機(jī)，防止飛機(jī)掉落時(shí)損壞風(fēng)葉；主風(fēng)葉：產(chǎn)生升力，并保持模型橫向安定性；機(jī)身：把所有部分連成一個(gè)整體；起落架：輔助起飛和降落；接收板：接收發(fā)射機(jī)信號(hào)；電機(jī)：產(chǎn)生動(dòng)力；電源：為電機(jī)、接收機(jī)、舵機(jī)提供能量；攝像頭：使飛機(jī)實(shí)現(xiàn)攝像效果。

（2）投擲結(jié)構(gòu)。當(dāng)負(fù)重較小時(shí)采用密封塑料袋裝載滅火球；采用時(shí)間繼電器控制投擲的時(shí)間長(zhǎng)短；用橡皮筋將滅火球發(fā)射至指定滅火點(diǎn)。負(fù)重較大時(shí)則采用半密封紙盒裝載滅火球。

3 高空飛行器的運(yùn)作效果

（1）遠(yuǎn)程遙控。遠(yuǎn)程遙控的原理是發(fā)射信號(hào)通過脈沖信號(hào)發(fā)射器發(fā)射紅外信號(hào)，使接收信號(hào)器接受紅外通信，接收機(jī)傳給舵機(jī)信號(hào)和電能，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿，操縱飛機(jī)飛行。飛行滅弧器有效代替了消防員火場(chǎng)滅火，保障了消防員的安全，對(duì)滅火工作具有重要意義。

（2）實(shí)時(shí)航拍。實(shí)時(shí)航拍的原理則是飛行器通過wifi（一種高頻無線電信號(hào)）發(fā)射器把視頻信號(hào)傳到地面遙控器的中繼器上，再由中繼器轉(zhuǎn)發(fā)到手機(jī)或者平板電腦上，從而看到實(shí)時(shí)視頻。它可以實(shí)時(shí)觀察到火災(zāi)狀況，及時(shí)尋找火源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滅火的效果，對(duì)滅火工作也具有重要意義。

（3）定點(diǎn)投擲。飛行器承重較小時(shí)需要確定好投擲路線，在飛行器到達(dá)指定位置時(shí)觸發(fā)投擲裝置，將滅火球投出到達(dá)滅火點(diǎn)。定時(shí)裝置的設(shè)置是將密封塑料袋裝入適量水，并在袋底端扎一適當(dāng)?shù)男】祝瑴y(cè)量水流盡所需時(shí)間。所需投擲裝置是將橡皮筋固定在飛機(jī)下端，并在一段用定時(shí)裝置固定，另一端放好滅火球。當(dāng)飛行器承重較大時(shí)可裝一半密封盒子，盒子里裝幾顆滅火球，飛機(jī)減速時(shí)可將滅火球投擲出滅火點(diǎn)。

4 高空飛行器的功能

探測(cè)火源——可以利用高空和行動(dòng)便利的優(yōu)勢(shì)，提早發(fā)現(xiàn)火源，減少火災(zāi)的損失。搜尋人員——在火災(zāi)中，幫助消防員更快的搜尋人員，能夠讓人員獲得更快的救援，大大提高救援效率。滅火——能夠在消防員不易進(jìn)入或無法到達(dá)的地方滅火。

5 注意事項(xiàng)

滅火時(shí)可用多架飛行器進(jìn)行同時(shí)滅火，使滅火效果更加顯著，也可以為消防員提供更多的救人時(shí)間。飛行器外部需涂上一層防火材料，并且注意測(cè)試飛機(jī)能承受最高溫度。注意飛行器上攝像頭的清晰度，可以在飛行器上安裝一個(gè)小型吸煙機(jī)，防止在火災(zāi)發(fā)生時(shí)濃煙所造成的視線不清，從而無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確滅火的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

滅火飛行器實(shí)用性較強(qiáng)，便于操作，可以增加人身安全，到達(dá)消防員所不能及的地方，更加快速有效的達(dá)到滅火的效果。并且飛行器上裝有攝像頭，同時(shí)也可以更加準(zhǔn)確地觀察和判斷火災(zāi)情況，使滅火過程更高效。

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