侦察火源及协助灭火飞行器的设计及研究

张兴瑞，郭金花，施京选，王鹏程，宿庆毓

（江南大学机械工程学院， 江苏 无锡 214122）

侦察火源及协助灭火飞行器的设计及研究

张兴瑞，郭金花，施京选，王鹏程，宿庆毓

（江南大学机械工程学院， 江苏 无锡 214122）

本文主要研究的是具备侦查火源与协助灭火的高空飞行器的研究。通过遥控控制飞行器对火灾现场进行侦查，利用飞行器上的监控装置，了解现场情况，寻找出火源以及被困人员的位置，再加以辅助灭火。

远程遥控；定点投掷

社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，各种火灾的隐患也越来越多，火灾的发生率也越来越大，给社会带来了巨大的损失和危害。尽管救援人员的专业素养很高，但并不能预测到火场里面的情况，这时便需要一个能够准确传达火场内情况的工具。研制一种能够进入高层火场侦查的灭火飞行器是十分必要。

1 飞行器整体运作方案分析

本飞行器利用了无线电波技术，工作人员在火场外的安全区域内可对其进行远程操控。由于飞行器体积小，活动灵活，使其能安全、快速找到火源并且将火扑灭，为消防营救工作提供了宝贵的时间。灭火飞行器可以进行360°旋转，在飞行器上装有高清航拍摄像，可以在灭火过程中通过摄像头反馈的信息判断火源位置，是否达到灭火效果等等。飞行器外面涂一层防火涂料，并且在飞行器下方安装一个简易投掷装置，通过投掷灭火球从而达到定点灭火的效果。

2 高空飞行器的组成

（1）飞行器结构。保护圈：保护飞机，防止飞机掉落时损坏风叶；主风叶：产生升力，并保持模型横向安定性；机身：把所有部分连成一个整体；起落架：辅助起飞和降落；接收板：接收发射机信号；电机：产生动力；电源：为电机、接收机、舵机提供能量；摄像头：使飞机实现摄像效果。

（2）投掷结构。当负重较小时采用密封塑料袋装载灭火球；采用时间继电器控制投掷的时间长短；用橡皮筋将灭火球发射至指定灭火点。负重较大时则采用半密封纸盒装载灭火球。

3 高空飞行器的运作效果

（1）远程遥控。远程遥控的原理是发射信号通过脉冲信号发射器发射红外信号，使接收信号器接受红外通信，接收机传给舵机信号和电能，舵机转动，带动连杆，操纵飞机飞行。飞行灭弧器有效代替了消防员火场灭火，保障了消防员的安全，对灭火工作具有重要意义。

（2）实时航拍。实时航拍的原理则是飞行器通过wifi（一种高频无线电信号）发射器把视频信号传到地面遥控器的中继器上，再由中继器转发到手机或者平板电脑上，从而看到实时视频。它可以实时观察到火灾状况，及时寻找火源，进而实现灭火的效果，对灭火工作也具有重要意义。

（3）定点投掷。飞行器承重较小时需要确定好投掷路线，在飞行器到达指定位置时触发投掷装置，将灭火球投出到达灭火点。定时装置的设置是将密封塑料袋装入适量水，并在袋底端扎一适当的小孔，测量水流尽所需时间。所需投掷装置是将橡皮筋固定在飞机下端，并在一段用定时装置固定，另一端放好灭火球。当飞行器承重较大时可装一半密封盒子，盒子里装几颗灭火球，飞机减速时可将灭火球投掷出灭火点。

4 高空飞行器的功能

探测火源——可以利用高空和行动便利的优势，提早发现火源，减少火灾的损失。搜寻人员——在火灾中，帮助消防员更快的搜寻人员，能够让人员获得更快的救援，大大提高救援效率。灭火——能够在消防员不易进入或无法到达的地方灭火。

5 注意事项

灭火时可用多架飞行器进行同时灭火，使灭火效果更加显著，也可以为消防员提供更多的救人时间。飞行器外部需涂上一层防火材料，并且注意测试飞机能承受最高温度。注意飞行器上摄像头的清晰度，可以在飞行器上安装一个小型吸烟机，防止在火灾发生时浓烟所造成的视线不清，从而无法实现准确灭火的效果。

6 结语

灭火飞行器实用性较强，便于操作，可以增加人身安全，到达消防员所不能及的地方，更加快速有效的达到灭火的效果。并且飞行器上装有摄像头，同时也可以更加准确地观察和判断火灾情况，使灭火过程更高效。

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