CN213527228U - 一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于消防技术领域，具体涉及一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，包括：弹体，弹体前端安装有无线电近炸探测机构，弹身内部装有水基灭火剂和中心药管，弹体尾部安装有尾翼；尾翼内部设有空腔，空腔内设置有智能炸高控制芯片、隔离保险机构以及发火传爆机构，发火传爆机构与隔离保险机构相连接，隔离保险机构设置于发火传爆机构与弹体之间；智能炸高控制芯片用对发火传爆机构进行点火短路控制以及冗余触发发火；发火传爆机构用于对灭火弹进行点火；隔离保险机构用于确保灭火弹勤务处理和飞机载体本身的安全。采用本方案的空投式森林灭火弹，解决了现有技术中空投式森林灭火弹灭火范围以及灭火时间有限，灭火效率低的问题。

Description

一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹

技术领域

本实用新型属于消防技术领域，具体涉及一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹。

背景技术

随着科技的不断发展，飞机被广泛应用于航拍、农林植保、遥感测绘、地理勘察、电力巡查等方面，被作为一种新生产品融合至各个领域。飞机器装载灭火弹进行森林灭火，也成为目前热议的话题。

对于森林火灾，消防员难以直接靠近大火，之前无人机空投式森林灭火弹由于受无人机有效载荷小及无人机滞空时间短的限制，在面对大型森林火灾时，就显得捉襟见肘。如果能实现大型飞机器高空空投足量的森林灭火弹，将获得传统消防产品无法企及的效果，也大大避免了人员的伤亡。

鉴于此，有必要对现有技术中的森林灭火弹予以改进，以解决上述空投式灭火弹灭火范围以及灭火时间有限，灭火效率低的问题。

针对上述问题，已有相关专利公开：

申请号为201721682258X，申请日：2017年12月6日，专利名称：一种无人机用空投式森林灭火弹。该专利包括装有灭火剂的弹体、与弹体连接的弹尾，弹尾前端设有悬挂机构，该悬挂机构与无人机的消防弹挂架连接；弹尾的内腔设有与无人机电连接的智能定高发火机构，该智能定高发火机构的电源接线端与无人机的电源连接，以实现对智能定高发火机构的供电；智能定高发火机构还与无人机的控制系统电连接，控制系统用于定高启动森林灭火弹。该方案是本公司研发的一代空投式灭火弹，本方案在其基础上进行二代研发，使其灭火范围更广，灭火效率更高。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中空投式森林灭火弹灭火范围以及灭火时间有限，灭火效率低的问题，提供了一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，包括：

弹体，所述弹体包括前端、弹身和尾部，所述弹体前端安装有无线电近炸探测机构，所述弹身内部装有水基灭火剂和中心药管，所述弹体尾部安装有尾翼；

尾翼，所述尾翼内部设有空腔，所述空腔内设置有智能炸高控制芯片、隔离保险机构以及发火传爆机构，所述发火传爆机构与所述隔离保险机构相连接，所述隔离保险机构设置于所述发火传爆机构与所述弹体之间；

所述智能炸高控制芯片用对所述发火传爆机构进行点火短路控制以及冗余触发发火；所述发火传爆机构用于对灭火弹进行点火；所述隔离保险机构用于确保灭火弹勤务处理和飞机载体本身的安全。

更进一步地，所述发火传爆机构包括电点火管和近炸引信，所述尾翼的空腔内设置有本体，所述电点火管设置于所述本体内，所述近炸引信连接电点火管与中心药管。

更进一步地，所述尾翼上端设置有挂环座，所述挂环座上固定有飘带，所述飘带用于调整灭火弹下落时的姿态。

更进一步地，所述隔离保险机构包括保险体和保险销，所述保险体安装于所述本体内部，并位于所述电点火管和中心药管之间，所述保险销从所述挂环座的内孔插入，并穿过所述尾翼内部的智能炸高控制芯片，连接至所述保险体。

更进一步地，所述灭火弹放置于灭火弹舱内，所述保险销通过保险绳固定于所述灭火弹舱的内壁上。

更进一步地，所述尾翼内还设置有长效电池，所述长效电池向所述无线电近炸探测机构和智能炸高控制芯片进行供电。

更进一步地，所述尾翼与弹体之间通过套筒连接。

更进一步地，位于所述弹体与尾翼连接口处的中心药管与弹体之间设置有密封橡胶塞。

更进一步地，所述弹体材料选用PET，所述尾翼材料选用尼龙塑料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，相比与现有技术，本方案的森林灭火弹，采用全弹外形，并搭载于航空飞行器或大型无人机上，通过在其尾翼上安装智能控制芯片，控制发火传爆机构的定高点火，解决了航空飞行器高空空投灭火弹难度大以及远距离、大范围森林火灾小型无人机无法实现空投灭火的难题，实现了灭火效率高，且灭火范围大的效果。

（2）本实用新型的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，在灭火弹尾翼的挂环座上设置飘带，当灭火弹被投放脱离灭火弹舱一定距离后，灭火弹会通过飘带自动调整姿态。

（3）本实用新型的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，长效电池用于向无线电近炸探测机构、智能炸高控制芯片进行供电，由于长效电池在灭火弹贮存期间处于开路状态，不消耗电能，因此长效电池能确保空投式森林灭火弹5年的保质期。

（4）本实用新型的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，在位于弹体与尾翼连接口处的中心药管处设置密封橡胶塞，一方面防止中心药管的晃动，另一方面，可以防止弹体内的灭火剂洒出，起到密封的作用。

附图说明

图1为本实用新型的灭火弹结构示意图；

图2为本实用新型的发火传爆机构结构示意图；

其中，1、飘带；2、保险销；3、挂环座；4、智能炸高控制芯片；5、尾翼；6、长效电池；7、电点火管；8、隔离保险机构；9、套筒；10、弹体；11、中心药管；12、水基灭火剂；13、无线电近炸探测机构；14、灭火弹舱；15、本体；16、保险体。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，包括：弹体10，所述弹体10包括前端、弹身和尾部，所述弹体10前端安装有无线电近炸探测机构13，所述弹身内部装有水基灭火剂12和中心药管11，所述弹体10尾部安装有尾翼5；尾翼5，所述尾翼5内部设有空腔，所述空腔内设置有智能炸高控制芯片4、隔离保险机构8以及发火传爆机构，所述所述发火传爆机构与所述隔离保险机构8相连接，所述隔离保险机构8设置于所述发火传爆机构与所述弹体10之间；所述智能炸高控制芯片4用对所述发火传爆机构进行点火短路控制以及冗余触发发火；所述发火传爆机构用于对灭火弹进行点火；所述隔离保险机构8用于确保灭火弹勤务处理和飞机载体本身的安全。

本方案的空投式森林灭火弹，在弹体10的前端安装无线电近炸探测机构13，使用其接收目标反射形成的回波脉冲，当灭火弹下降到设定目标距离时，无线电近炸探测机构13将信号传递至智能炸高控制芯片4，此时，智能炸高控制芯片4控制发火传爆机构将灭火弹进行引炸。

在所述智能炸高控制芯片4上还设定触发碰炸机构，当灭火弹在下落过程中碰到树冠等高处火灾，确保空投式森林灭火弹发火的高可靠性及特殊情况下的树冠灭火，即为冗余触发发火。

其中，当灭火弹未投放时，通过智能炸高控制芯片4对灭火弹进行短路控制，具体通过智能炸高控制芯片4来控制隔离保险机构8，使发火传爆机构与灭火弹弹体不直接接触，保证在飞行器飞行过程中灭火弹能够安全存放，并且通过智能炸高控制芯片4控制灭火弹的定高解除隔离保险机构8。

弹身内部的灭火剂不局限于水基灭火剂12，也可采用干粉等其他灭火效果好的灭火剂，本方案中优选为水基灭火剂12，是因为在现有的灭火剂中，水基灭火剂12可在燃烧物表面形成长时间的水膜，即便水膜受外界因素（室外、大风等）遭到破坏，其独特的流动性可以迅速愈合，使火焰窒息，有效阻隔火源，控制火灾的蔓延速度。

作为本方案的进一步改进，结合图2，所述发火传爆机构包括电点火管7和近炸引信，所述尾翼5的空腔内设置有本体15，所述电点火管7设置于所述本体15内，所述近炸引信连接电点火管7与中心药管11；所述隔离保险机构8包括保险体16和保险销2，所述保险体16安装于所述本体15内部，并位于所述电点火管7和中心药管11之间；所述尾翼5上端设置有挂环座3，所述挂环座3上固定有飘带1，所述飘带1用于调整灭火弹下落时的姿态；所述保险销2从所述挂环座3的内孔插入，并穿过所述尾翼5内部的智能炸高控制芯片4，连接至所述保险体16；所述尾翼5内还设置有长效电池6，所述长效电池6向所述无线电近炸探测机构13和智能炸高控制芯片4进行供电。

更进一步地，所述灭火弹放置于灭火弹舱14内，所述保险销2通过保险绳固定于所述灭火弹舱14的内壁上。

当森林发生火情后，选定1个或多个灭火弹舱快速到达火灾现场，人工操控或地面遥控灭火弹舱14，输送-开舱门-灭火弹自由下落，其固定于灭火弹舱14顶的保险绳将灭火弹的保险销2拨出，在灭火弹脱离灭火弹舱门14一定距离后，发火通道打开，同时隔离保险机构被解除并接通电路，长效电池6开始向灭火弹智能炸高控制芯片4供电，延时一定时间后（即灭火弹落下几十米之后），智能炸高控制芯片4接通灭火弹无线电近炸探测机构13，探测器开始向周围空间发射窄脉冲，当灭火弹接近地面时，发射出去的脉冲被目标反射形成回波脉冲，并被无线电近炸探测机构13接收。在智能炸高控制芯片4预先设定好距离并给出点火信号或灭火弹在下落过程中碰到树冠等障碍物时触发，引发灭火弹的电点火管7，进而点燃引爆中心药管11，并最终完成灭火剂抛洒功能。依据冲击覆盖灭火机理，灭火弹内装填的水基灭火剂在其中心药管11火药冲击波作用下，变成高压细水雾并迅速抛洒在火源上，火情在灭火弹冲击波的冲击下和高压细水雾的覆盖下被迅速抑制或隔断，在化学及物理反应作用下，迅速将火灾扑灭。由于水基灭火剂有阻燃功能，水基灭火弹灭火效能会更加高效。

其中，近炸引信穿过保险体16，并连接至中心药管11，点火时，保险隔离解除，通过智能炸高控制芯片4控制电点火管7将近炸引信引燃，中心药管11内的产气药柱瞬间产生大量气体，使其内部压力瞬间增大，引爆灭火弹，使得弹身内的灭火剂洒向目标火情地点。

当森林发生火势较大的火情时，可多架次飞行器连续飞行实施灭火，就能实现大型飞行器高空空投足量的森林灭火弹，可以高效解决现有技术中空投式森林灭火弹灭火范围以及灭火时间有限，灭火效率低的问题。此外，大型飞行器具有长距离飞行、快速到达火灾现场的特点，实现无盲区的远距离扑灭火灾，能适应各种森林环境，尤其是人员不能到达的着火区域，确保人员的安全，且灭火高效。

灭火弹水平或竖直放置于灭火弹舱14内，灭火弹舱14挂载于航空飞行器的舱外或舱内位置，具体的，挂载舱外的灭火弹舱14有挂具，灭火弹舱14门的打开由飞手遥控；挂载于舱内的灭火弹舱14在飞行器舱内设置有导轨，灭火弹舱14安装在导轨上，灭火弹舱14舱门的打开由飞行员操控，人工操控或地面遥控灭火弹舱14，然后输送-开舱门-灭火弹自由下落。在灭火弹脱离灭火弹舱门一定距离后，其固定于灭火弹舱顶的保险绳将灭火弹保险销2拨出，发火通道打开。

实施例2

相比于实施例1，本实施例的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，更进一步地，所述尾翼5与弹体10之间通过套筒9连接，具体的，在下降过程中，由于尾翼5的空腔内安装的发火传爆机构距中心药管11之间还有一段距离，套筒9内部与弹体10之间螺纹配合，在重力作用下，灭火弹的自由落体使空气形成气流，带动尾翼5旋转，使发火传爆机构的电点火管7通过近炸引信传递至中心药管11，进而引爆，电点火管7与中心药管11二者之间不相连，但在一条直线上。位于所述弹体10与尾翼5连接口处的中心药管11与弹体10之间设置有密封橡胶塞，一方面防止中心药管的晃动，另一方面，可以防止弹体内的灭火剂洒出，起到密封的作用。

所述弹体10材料选用PET，所述尾翼5材料选用尼龙塑料，弹体10材料采用PET，便于实现灭火弹体加工，有利于降低产品成本，而且弹,10还能具备韧性好、强度高、重量轻、无污染、防水、防震的优点；尾翼5材料采用ABS，便于加工和降低成本。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，包括：

弹体（10），所述弹体（10）包括前端、弹身和尾部，所述弹体（10）前端安装有无线电近炸探测机构（13），所述弹身内部装有水基灭火剂（12）和中心药管（11），所述弹体（10）尾部安装有尾翼（5）；

尾翼（5），所述尾翼（5）内部设有空腔，所述空腔内设置有智能炸高控制芯片（4）、隔离保险机构（8）以及发火传爆机构，所述发火传爆机构与所述隔离保险机构（8）相连接，所述隔离保险机构（8）设置于所述发火传爆机构与所述弹体（10）之间；

所述智能炸高控制芯片（4）用对所述发火传爆机构进行点火短路控制以及冗余触发发火；所述发火传爆机构用于对灭火弹进行点火；所述隔离保险机构（8）用于确保灭火弹勤务处理和飞机载体本身的安全。

2.根据权利要求1所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述发火传爆机构包括电点火管（7）和近炸引信，所述尾翼（5）的空腔内设置有本体（15），所述电点火管（7）设置于所述本体（15）内，所述近炸引信连接电点火管（7）与中心药管（11）。

3.根据权利要求2所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述尾翼（5）上端设置有挂环座（3），所述挂环座（3）上固定有飘带（1），所述飘带（1）用于调整灭火弹下落时的姿态。

4.根据权利要求3所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述隔离保险机构（8）包括保险体（16）和保险销（2），所述保险体（16）安装于所述本体（15）内部，并位于所述电点火管（7）和中心药管（11）之间，所述保险销（2）从所述挂环座（3）的内孔插入，并穿过所述尾翼（5）内部的智能炸高控制芯片（4），连接至所述保险体（16）。

5.根据权利要求4所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述灭火弹放置于灭火弹舱（14）内，所述保险销（2）通过保险绳固定于所述灭火弹舱（14）的内壁上。

6.根据权利要求4所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述尾翼（5）内还设置有长效电池（6），所述长效电池（6）向所述无线电近炸探测机构（13）和智能炸高控制芯片（4）进行供电。

7.根据权利要求6所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述尾翼（5）与弹体（10）之间通过套筒（9）连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，位于所述弹体（10）与尾翼（5）连接口处的中心药管（11）与弹体（10）之间设置有密封橡胶塞。

9.根据权利要求8所述的一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，其特征在于，所述弹体（10）材料选用PET，所述尾翼（5）材料选用尼龙塑料。

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