专利名称：远程红外自动寻的灭火导弹的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供户外、旷野和林区应用的远程灭火器具，特别是藉以装设在弹体前端的红外线传感器，能够导引灭火导弹在飞行过程中自动地追寻着火物的火源目标的远程红外自动寻的灭火导弹。
背景技术：
火灾是人类的大敌，自亘古到如今，它一直都在危害着人们的财产和生命。时至今日，现代科技与现代文明都有了高度的发展，但是，每年仍有上十万次的火灾在我国乃至世界各地肆虐，对人们造成极大的殒殁。近多年来，虽有不少室内近距离的自动喷洒灭火剂的灭火器具问世，(如实用新 型专利ZL01247004. X《红外线诱导寻的全自动灭火装置》等)，和若干为提高其寻的瞄准精度的技术出现，(如实用新型专利ZL200720114296. 5《分段补偿式水平扫描定位装置》等)，使室内大空间的自动化寻的灭火技术得到发展，对及时扼灭近程的火灾确有较大的进步。然而，对于户外大旷野和露天环境下的火灾，如造纸厂、中药厂、棉绒厂的露天仓储，炼油厂、化工厂的反应塔群，火车、汽车、轮船货物集运场，城市高层建筑，草原、山林……等众多火灾就显然无能为力。武汉某厂制造了一种用飞机运载到火灾区上空而从空中投下的“灭火炸弹”，用来进行户外、旷野和山林灭火。众所周知，当森林发生火灾时，其上空所产生的大量高温、高速气流会上升高达数千米，而飞机本身载有燃油，非常惧怕这种高温气流，为了自身的安全，它不能低飞靠近火源投弹，不得不远离火源从高空投掷灭火炸弹。其一，从高空投下的灭火炸弹在下落时，受到高速高温上升气流的冲击，往往会被吹落火区之外，无法达到灭火目的。其二，即使灭火炸弹喷洒出灭火剂来，也被气流吹散，飘落它方，难以灭火。其三，它靠飞机运载，起降用费不菲，成本太高。且不谈飞机属非常规器械，不能成群执行灭火任务，若只用几架飞机去灭火又难以奏效，所以飞机灭火尚难普及。此外，还存在着载运成本高、危险性大、灭火效力低下、浪费灭火剂等的劣势。湖北宜昌、山西晋东、重庆XX公司制造的森林灭火弹，其本身是一种载有灭火剂的火箭炮弹，虽然装有动力装置可以飞行，近者为80-100米，远者约I千米，尚因只是一种“炮弹”，概无自动寻的的能力，其发射的准确性完全依赖“炮手”的瞄准和经验来决定，中的性甚差，故灭火能力也差。另外，作用距离仅I千米，的确难以在大山旷野条件下使用。因为森林火灾大多发生在荒丘野岭山区，多为沟壑纵横、悬崖绝壁、无路可寻的境地，山山相隔，谷谷相阻，灭火人员难以靠近，仅有1-2千米的射程，确难付之实用。实用新型专利ZL99234830. 7《红外线被动引导飞掷式灭火导弹》虽是具有“自动引导”自动寻的找寻火源的能力，但只能飞行1000-3000米，鉴于同上原因，也难以在山林及大旷野场合条件下应用
实用新型内容
[0007]本实用新型就是为克服现有技术存在的不足，提供一种能够在远距离自动准确追寻火灾火源，并且能在进入火源后播撒灭火剂进行灭火，适合户外、林区等远距离扑灭火灾的远程红外自动寻的灭火导弹。本实用新型的技术解决方案是这种远程红外自动寻的灭火导弹包括弹体和储藏在弹体内的灭火剂以及播撒触发器，导向翼固定在弹体前部，可调转向翼与固定在弹体后部的平衡翼活动连接，红外透镜装在弹头前端，四象限敏感元件矩阵装于弹头内，所说的四象限敏感元件矩阵是以中心敏感元件Gtl为圆心，而敏感元件GKG2、G3、G4、分别间隔90°设在与中心敏感元件Gtl平面十字相交的轴线上，每个敏感元件GKG2、G3、G4、与中心敏感元件Gtl之间的距离均完全相等。本实用新型的进一步技术解决方案是所说的红外透镜将火灾红外线投射在四象限敏感元件矩阵上形成一个光斑，每个 敏感元件GKG2、G3、G4根据是否被光斑覆盖而与中心敏感元件Gtl的电势相比较。所说的敏感元件61、62、63、64的电势都是与中心敏感元件Gtl的电势相比较，而中心敏感元件Gtl的电势是与一个设定的Uw电势相比较。所说敏感元件GkG2、G3、G4与中心敏感元件Gci电势相比较后产生的电信号经信号放大电路、比较电路、逻辑鉴别电路传递给中心处理器CPU发出控制可调转向翼转动的指令。本实用新型所产生的积极效果在于红外透镜除了具有透过并会聚火灾红外线的功能外，还有排除和阻止其他杂散光线的功能，以此抵御非火灾红外光线的搅扰，对日常所见的如太阳光、电焊强光、日光灯、白炽灯、高压汞灯等的光线均不敏感。极端地说，如若把灭火导弹偶然发向了无火灾区，那么中心敏感元件Gtl无红外光照射，中心敏感元件Gtl无电动势，相较时它小于Uw，因之就不会触发播撒器，也不会喷洒灭火剂。这个弹回收后装上动力燃料就可以重新使用。即使导弹飞达目的地，还有“认识”、“识别”目标的能力。灭火导弹到达目的地后，即是它飞行的末端仍有区别“是火”、“非火”的能力，如不是火，它不驱动播撒器，也不会喷洒出灭火剂。由于在弹体上装有推进动力，可以飞达十至三十千米，故能顺利地扑灭远程之外的火源。对减轻消防人员劳动强度和确保消防人员的安全有重要的意义；尤其是在扑灭有毒有害物和具有爆炸进射物的危险火源时，对保障消防官兵的生命安全更有着不可低估的意义。
图I是本实用新型的整体结构示意图。图2是弹头内部结构示意图。图3是光斑与敏感元件矩阵完全吻合的示意图。图4是光斑偏左的示意图。图5是光斑偏右的示意图。图6是光斑偏上的示意图。图7是光斑偏下的示意图。图8是自动寻的的电原理图。[0025]图9是弹体尾部动力装置的结构示意图。图10可调转向翼控制部分结构示意图。
具体实施方式
如图1，本实用新型所说的远程红外自动寻的灭火导弹主要是由弹头2前端的红外透镜I、装在弹头2内部的四象限敏感元件矩阵11、弹体4、装在弹体4内部的灭火剂6和播撒触发器5、固定在弹体4前部的导向翼3、位于弹体4尾部的尾翼9以及与尾翼9活动连接的可调转向翼10、可使可调转向翼10转动的控制机构7、装在弹体4尾部内的动力装置8和喷嘴16构成。其中，曲面状的红外透镜I装在弹头2的最前端，弹头2内还设有与红外透镜I形成的光斑A互相作用的敏感元件矩阵11和由信号放大、比较、逻辑鉴别电路构成的电路板(PCB) 12 (参见图2)。弹体4后部内设有控制执行机构7和动力装置8，对称的尾翼9固定在弹体4后部外面，可调转向翼10又与尾翼9铰接。喷嘴16位于弹体4的 最后端。参见图9，所说的动力装置8由壳体15、装在壳体15内的燃料柱14以及点火器13和喷嘴16构成。发射时，由发射装置触发点火器13引燃燃料柱14，高速气流便从喷嘴16喷出，所产生的反作用力驱使整个弹体4向前飞去。参见图10，所说的控制执行机构7主要是为了调整可调转向翼10动作的电磁机械结构。由电磁线圈18和铁芯19及触发电路17组成电磁铁，电磁铁的顶端通过牵引索20又与曲柄21及拉杆22连接，拉杆22的端头与可调转向翼10连接。由触发电路17发出的电信号驱动电磁铁动作，通过牵引索20及曲柄21及拉杆22带动可调转向翼10动作，进而调整弹体4的飞行角度。如图2所示，安装在最前端的是一只特制的红外线透镜1，经过特殊处理后，它除了具有透过并会聚火灾红外线的功能外，还有排除和阻止其他杂散光线的功能，以此抵御非火灾红外光线的搅扰，对日常所见的如太阳光、电焊强光、日光灯、白炽灯、高压汞灯等的光线均不敏感。透过红外透镜I的火灾红外光线在敏感元件矩阵11上会聚为一个直径约Φ25πιπι的光斑Α，该光斑A与敏感元件矩阵11的关系在图3-7中得到明晰的显示。敏感元件矩阵11排列为一个“十”字形的矩阵，其中间为Gtl ;上下各一为GpG2 ;左右各一为G3、G4 ；如图3所示，红外光斑A恰好覆盖了该敏感元件的“十”字矩阵，此时即是弹头2正确对准了火灾火源。所以’^^^^匕全部敏感元件上所获得的电动势全都相同’经过各自的放大器放大增益后亦都相同。从图8电原理图中得知，Gi、G2、G3、G4的信号在经过放大后都与Gtl放大后的信号去相比较的。此时,全都相同，比较器IVB2、B3、B4的输出全都为“0”，经电路板12中的CPU进行逻辑判断认为此时灭火导弹飞行正确，无需干预，无需调整，所以也不会发出任何驱动信号来转动可调转向翼10，整弹直奔火源飞去。当弹体不是直对火源时，则可能出现如图4-图7中的几种情况，即红外光斑A未能覆盖这个四象限的十字矩阵，而是露出了某一敏感元件。现以图4为例，说明其原理。当红外光斑A露出了 G4感光元件时，此时Gc^GpGy G3皆被光斑A覆盖，其获得电势相同，G0 = G1 = G2 = G3.经放大比较后[0036]Gtl = G1 相较为 “O”；Gtl = G2 相较为 “O”；Gq = G3 相较为 “O”;唯G4因未受到红外光照，所获感应电势甚小，当Gtl与G4相较时，二者差异巨大，比较器B4输出为高电平(“I”)。经CPU判断，给Q4输出驱动讯号，从而对可调转动翼10进行调整，改变飞行状态，使整弹恢复到直对火源，直至达到如图3的状态时才停止调整。同上状况，如图5状态时，所露出的感光元件为G3，其电原理过程与图4原理是类同的，只是所调整的可调转向翼10的角度方向不同而已，但其最终效果完全是相同的。图6、图7均与上述原理相同。 从图8还可以看到，四个象限的敏感元件电势都是与中心敏感元件Gtl的电势相比较的，而中心敏感元件Gtl的电势却是与一个设定的Uw电势相比较的。由于灭火导弹正对着火源在快速飞去，此时从火源辐射所得到的红外信号就愈来愈强，当达到一定电位(这个电位由可调电阻R处可以得到人为的预设、调整)时，中心敏感元件Gtl与设定电位相较，就发出触发散播器5的讯号，然后，引发喷洒灭火剂6来迅速灭火！极端地说，如若把灭火导弹隅然发向了无火灾区，那么中心敏感元件Gtl无红外光照射，中心敏感元件Gtl无电动势，相较时它小于比，因之就不会触发播撒器5，也不会喷洒灭火剂6。这个弹回收后装上动力燃料就可以重新使用。所谓“末敏”，就是灭火导弹即使飞达目的地，仍然还有“认识”、“识别”目标的能力。譬如灭火导弹到达目的地后，即是它飞行的末端仍有区别“是火”、“非火”的能力，如不是火，该灭火导弹不会喷洒灭火剂6。由于在弹体4上装有动力装置，所以该灭火导弹可以飞达十至三十千米，故能顺利地扼灭远程之外的火源。对减轻消防人员劳动强度和确保消防人员的安全有着特别的意义；尤其是在扑灭有毒有害物和有爆炸进射物的火源时，消防人员完全可以处在绝对安全的远距离处，对火灾进行消除，这对保障消防官兵的自身安全确有特别不可低估的重要意义。
权利要求1.一种远程红外自动寻的灭火导弹，包括弹体(4)和储藏在弹体(4)内的灭火剂(6)以及播撒触发器(5)，导向翼(3)固定在弹体⑷前部，可调转向翼(10)与固定在弹体(4)后部的平衡翼(9)活动连接，红外透镜(I)装在弹头(2)前端，其特征是弹头(2)内具有四象限敏感元件矩阵(11)，所说的四象限敏感元件矩阵(11)是以中心敏感元件Gtl为圆心，而敏感元件61、62、63、64、分别间隔90°设在与中心敏感元件Gtl平面十字相交的轴线上，每个敏感元件GKG2、G3、G4、与中心敏感元件Gtl之间的距离均完全相等。
2.根据权利要求I所述的远程红外自动寻的灭火导弹，其特征是所说的红外透镜(I)将火灾红外线投射在四象限敏感元件矩阵(11)上形成一个光斑A，每个敏感元件Gk G2、G3、G4根据是否被光斑A覆盖而与中心敏感元件Gtl的电势相比较。
3.根据权利要求I所述的远程红外自动寻的灭火导弹，其特征是所说的敏感元件GKG2、G3G4的电势都是与中心敏感元件Gtl的电势相比较，而中心敏感元件Gtl的电势是与一个设定的比电势相比较。
4.根据权利要求I所述的远程红外自动寻的灭火导弹，其特征是所说敏感元件GKG2、G3iG4与中心敏感元件Gtl电势相比较后产生的电信号经信号放大电路、比较电路、逻辑鉴别电路(12)传递给中心处理器CPU发出控制可调转向翼(10)转动的指令。
专利摘要一种远程红外自动寻的灭火导弹，红外透镜(1)和四象限敏感元件矩阵(11)位于弹头(2)内，其特征是所说的四象限敏感元件矩阵(11)是以中心敏感元件G0为圆心，而敏感元件G1、G2、G3、G4、分别间隔90°设在与中心敏感元件G0平面十字相交的轴线上。红外透镜除了具有透过并会聚火灾红外线的功能外，还有排除和阻止其他杂散光线的功能，以此抵御非火灾红外光线的搅扰，对日常所见的如太阳光、电焊强光、日光灯、白炽灯、高压汞灯等的光线均不敏感。该弹能顺利地扼灭远程之外的火源，对减轻消防人员劳动强度和确保消防人员的自身安全有着特别的意义。
文档编号A62C19/00GK202516206SQ201220171919
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者卢钦一 申请人:卢钦一