偵察火源及協助滅火飛行器的設計及研究

張興瑞，郭金花，施京選，王鵬程，宿慶毓

（江南大學機械工程學院， 江蘇 無錫 214122）

偵察火源及協助滅火飛行器的設計及研究

張興瑞，郭金花，施京選，王鵬程，宿慶毓

（江南大學機械工程學院， 江蘇 無錫 214122）

本文主要研究的是具備偵查火源與協助滅火的高空飛行器的研究。通過遙控控制飛行器對火災現場進行偵查，利用飛行器上的監控裝置，了解現場情況，尋找出火源以及被困人員的位置，再加以輔助滅火。

遠程遙控；定點投擲

社會的不斷發展，在社會財富日益增多的同時，各種火災的隱患也越來越多，火災的發生率也越來越大，給社會帶來了巨大的損失和危害。盡管救援人員的專業素養很高，但并不能預測到火場里面的情況，這時便需要一個能夠準確傳達火場內情況的工具。研制一種能夠進入高層火場偵查的滅火飛行器是十分必要。

1 飛行器整體運作方案分析

本飛行器利用了無線電波技術，工作人員在火場外的安全區域內可對其進行遠程操控。由于飛行器體積小，活動靈活，使其能安全、快速找到火源并且將火撲滅，為消防營救工作提供了寶貴的時間。滅火飛行器可以進行360°旋轉，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簡易投擲裝置，通過投擲滅火球從而達到定點滅火的效果。

2 高空飛行器的組成

（1）飛行器結構。保護圈：保護飛機，防止飛機掉落時損壞風葉；主風葉：產生升力，并保持模型橫向安定性；機身：把所有部分連成一個整體；起落架：輔助起飛和降落；接收板：接收發射機信號；電機：產生動力；電源：為電機、接收機、舵機提供能量；攝像頭：使飛機實現攝像效果。

（2）投擲結構。當負重較小時采用密封塑料袋裝載滅火球；采用時間繼電器控制投擲的時間長短；用橡皮筋將滅火球發射至指定滅火點。負重較大時則采用半密封紙盒裝載滅火球。

3 高空飛行器的運作效果

（1）遠程遙控。遠程遙控的原理是發射信號通過脈沖信號發射器發射紅外信號，使接收信號器接受紅外通信，接收機傳給舵機信號和電能，舵機轉動，帶動連桿，操縱飛機飛行。飛行滅弧器有效代替了消防員火場滅火，保障了消防員的安全，對滅火工作具有重要意義。

（2）實時航拍。實時航拍的原理則是飛行器通過wifi（一種高頻無線電信號）發射器把視頻信號傳到地面遙控器的中繼器上，再由中繼器轉發到手機或者平板電腦上，從而看到實時視頻。它可以實時觀察到火災狀況，及時尋找火源，進而實現滅火的效果，對滅火工作也具有重要意義。

（3）定點投擲。飛行器承重較小時需要確定好投擲路線，在飛行器到達指定位置時觸發投擲裝置，將滅火球投出到達滅火點。定時裝置的設置是將密封塑料袋裝入適量水，并在袋底端扎一適當的小孔，測量水流盡所需時間。所需投擲裝置是將橡皮筋固定在飛機下端，并在一段用定時裝置固定，另一端放好滅火球。當飛行器承重較大時可裝一半密封盒子，盒子里裝幾顆滅火球，飛機減速時可將滅火球投擲出滅火點。

4 高空飛行器的功能

探測火源——可以利用高空和行動便利的優勢，提早發現火源，減少火災的損失。搜尋人員——在火災中，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入或無法到達的地方滅火。

5 注意事項

滅火時可用多架飛行器進行同時滅火，使滅火效果更加顯著，也可以為消防員提供更多的救人時間。飛行器外部需涂上一層防火材料，并且注意測試飛機能承受最高溫度。注意飛行器上攝像頭的清晰度，可以在飛行器上安裝一個小型吸煙機，防止在火災發生時濃煙所造成的視線不清，從而無法實現準確滅火的效果。

6 結語

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

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