一种新型空投式森林灭火弹

1.本发明涉及森林消防领域，尤其涉及一种新型空投式森林灭火弹。


背景技术：

2.近年来，受全球气候变暖影响，森林火灾呈高发频发态势，造成巨大的经济损失和人员伤亡。受益于我国科技水平和综合国力的发展，森林消防逐步从“以人为主”的传统灭火方式转变为机械化程度更高的现代化灭火方式。随着装备水平和技术战术的不断发展，为更好应对复杂的森林火环境，地空协同作战方式使用愈加频繁。因此，利用航空手段投放灭火弹成为目前森林灭火的主要手段之一。
3.现有空投式森林灭火弹主要利用爆炸瞬间产生的负压效应破坏燃烧链，起到灭火效果。但此类森林灭火弹存在诸多问题：一是打击精准度不高，一旦投放不准就会威胁到地面扑火队员的生命安全；二是爆炸后的灭火弹不能重复利用，制造成本高；三是爆炸易对森林生态环境造成危害，不利于环境保护。
4.为更好解决上述问题，高效、安全完成森林灭火任务，有必要设计一款新型空投式森林灭火弹。


技术实现要素：

5.本发明提供一种新型空投式森林灭火弹，旨在解决现有森林灭火弹打击精度差、制造成本高、灭火效率低、爆炸易对地面人员安全和森林生态环境造成危害等技术问题，提供结构升级。所述新型森林灭火弹可以实现精准打击、回收再利用，达到成组投放、协同使用的目的，大范围执行灭火任务。
6.为解决上述技术问题，本发明设计一种新型空投式森林灭火弹，包括：弹体、控制装置、喷洒装置、螺旋桨和方向舵。
7.所述弹体包括圆柱形的主体部分和近似半球形的弹体头部，内部中空；自尾部一端起，所述弹体内部依次装有控制装置、喷洒装置、储药舱和弹体头部的平衡锤。
8.所述弹体尾部包括所述方向舵和螺旋桨；本发明采用重力方式驱动，通过方向舵和螺旋桨控制抵近目标火场的方向和速度。
9.进一步地，所述弹体外壳应具有较好的导热性，优选铝合金；所述弹体内部的控制装置、喷洒装置和储药舱采用保温隔热材料包裹，并采取放晃、减震的固定措施，防止因火场高温或落地的冲击力受损、失灵，保护灭火弹功能稳定；所述弹体，其圆柱形主体部分和近似半球形弹体头部为可分离的两部分，通过螺纹形式固定，便于维修和更换灭火药剂，并可根据填装药剂的密度更换不同平衡锤；所述弹体尾部位置有一凹槽，用于固定所述螺旋桨。
10.所述控制装置包括定位装置、蓝牙装置、温度传感器、控制器和电池组，所述控制器分别与所述定位装置、蓝牙装置、温度传感器和电池组连接。
11.所述控制器用于接收所述定位装置、所述蓝牙装置和所述温度传感器的各类电子
信号，并传回灭火作战指挥中心。所述控制器能够发出动作指令，通过调整翼片纵向位置，使灭火弹保持纵向静稳定性或按新的方向抵近目标火场；当温度传感器获得的探测温度或定位装置获得的离地高度超过动作阈值时，控制器能够发出动作指令，使喷洒管由固定姿势变为喷射姿势，同时螺旋桨旋叶由固定姿势(如图4)变为旋转姿势(如图1)；当旋叶处于旋转状态时，灭火弹的下降速度减缓，滞空时间延长，有利于增加灭火剂的喷洒范围，提升灭火效率。
12.进一步地，所述电池组为控制装置和其它组件提供电力支持。
13.所述喷洒装置包括一组或多组传输管、弹射装置和喷洒管，所述传输管一端分别与所述储药舱和所述喷洒管相连。
14.进一步地，所述喷洒管包括沿弹体对称分布的多个喷射口，所述喷射口间隔相同。
15.进一步地，所述弹射装置根据所述控制器指令做出弹射喷洒的动作，所述弹射动作由固定姿势(如图4)变为喷射姿势(如图1)。
16.其中所述喷洒管为固体姿势时，以一定倾角紧贴弹体外壳表面，其中所述倾角β1＝β2＝β3，此时灭火弹无法通过喷射口向地面喷洒所述储药舱中的灭火剂；所述喷洒管为喷射姿势时，所述喷洒管被弹射至预设角度α1＞α2＞α3，并向地面喷洒所述储药舱中灭火剂。由于喷洒管以倾角β的形式布置，喷射口喷洒灭火剂时产生的推力使灭火弹能够以弹体中心线为轴旋转，环形喷洒灭火剂。
17.进一步地，所述储药舱，可以通过多种方式储存灭火剂，优选储压式。
18.所述螺旋桨包括圆环结构、旋叶和释放装置。
19.所述螺旋桨通过其圆环结构以套环的形式固定在弹体的凹槽处，并能够围绕弹体外壳旋转。
20.所述螺旋桨包括多片旋叶，优选两片，旋叶具有一定倾角，确保释放后能以弹体中心线为轴旋转，旋转方向与灭火弹相反，旋叶通过铰链销与所述圆环构件连接。
21.所述释放装置根据所述控制器指令，做出释放螺旋桨的动作，释放动作将使旋叶由固定姿势(如图4)变为旋转姿势(如图1)。
22.其中所述的圆环构件，包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分为尺寸相同的半圆结构，通过螺丝固定，形成所述的圆环结构。
23.其中所述圆环结构内径和宽度与所述凹槽匹配，能够满足所述圆环结构固定在所述凹槽部位，并在风力作用下由旋叶带动自由旋转；与弹体凹槽固定部位应涂抹润滑油。
24.所述方向舵包括多个翼片，优选四个，沿弹体外壳周向对称布局；所述控制装置能够精确调整所述翼片纵向位置。
25.本发明所述的一种新型空投式森林灭火弹，当探测到火情时，所述控制装置接收到灭火指令后，调整所述方向舵，配合所述蓝牙装置实现防误撞。同时所述控制装置打开所述螺旋桨和喷洒管，实施灭火作业。在实施灭火作业时，所述灭火弹灭火范围大、灭火效率高、不发生爆炸、安全系数高。完成作业后，可重复利用、绿色环保、节约成本。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的结构示意图；
28.图2为本发明的内部结构示意图；
29.图3为本发明圆环构件拆分结构示意图；
30.图4为本发明螺旋桨未展开时的结构示意图。
31.其中，1为方向舵，2为螺旋桨，3为圆环构件，4为喷洒装置，5为弹体，6为控制装置， 7为定位装置，8为蓝牙装置，9为温度传感器，10为控制器，11为喷洒管，12为传输管，13为储药舱，14为平衡锤，15为凹槽，16、17分别为圆环构件的第一部分和圆环构件的第二部分，18、19、20分别为第一弹射装置、第二弹射装置和第三弹射装置，21、22、23分别为第一喷洒管、第二喷洒管和第三喷洒管。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述地实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种新型森林灭火弹，包括方向舵1、螺旋桨2、喷洒装置4、弹体5和控制系统6，所述方向舵1、所述螺旋桨2、所述控制系统6和所述喷洒装置 4依次固定在所述弹体5上。
36.所述方向舵1沿所述弹体外壳周围向对称分布，所述螺旋桨2通过其圆环结构3以套环的形式固定在所述弹体的凹槽处。
37.进一步地，所述方向舵1和所述螺旋桨2用于调节灭火弹灭火位置和滞空时间，其中所述螺旋桨能延长滞空时间，可配合所述定位系统7实现精准指控方位。
38.所述喷洒装置4包括喷洒管11、传输管12和弹射装置18、19、20。所述传输管12与所述喷洒管11和所述弹射装置18、19、20连接。
39.所述喷洒管12包含所述弹射装置18、19、20和沿弹体对称分布的多个喷射口，优选两个喷射口，每组间隔相同，即h1＝h2＝h3(如图2)。所述传输管12和所述喷洒管11和所述
储药舱13 连接。
40.进一步地，所述弹射装置18、19、20根据所述控制器10指令，做出弹射喷洒管的动作，弹射动作由固定姿势(如图4)变为喷射姿势(如图1)。
41.所述固定姿势的喷洒管，以一定倾角紧贴弹体外壳表面倾角β1＝β2＝β3，此时灭火弹无法通过喷射口向地面喷洒所述储药舱中的灭火剂；喷射姿势的喷洒管，被弹射至预设角度α1＞α2 ＞α3，此时灭火弹能够向地面喷洒所述储药舱中的灭火剂；由于喷洒管以倾角β的形式布置，喷射口喷洒灭火剂时产生的推力使灭火弹能够以弹体中心线为轴旋转，环形喷洒灭火剂。
42.进一步地，所述对称分布的多个喷洒管21、22、23，其喷射口有多种形式(直流式、开花式、喷雾式等)，可针对不同林火强度，选择喷射口类型。
43.在本实施方案中，所述储药舱13用于储存灭火剂。
44.现有灭火剂按其物质状态主要分为固体灭火剂、液体灭火剂和气体灭火剂。根据森林火灾的实际需求对上述灭火剂进行选择或搭配，这种搭配方式有很多种，无论采用哪种搭配方式，只要该搭配对林火高效率扑灭同时达到绿色环保的目的，都可以避免现有技术中灭火弹爆炸对生态环境造成的不利影响，都可以解决现有技术中的问题。
45.所述圆环构件3包括所述圆环构，第一部分16和所述圆环构件第二部分17，所述第一部分和第二部分为尺寸相同的半圆结构，通过螺丝固定，形成所述的圆环结构；所述的圆环结构内径和宽度与所述凹槽匹配，能够满足所述圆环结构固定在所述凹槽部位，并在风力作用下由旋叶带动自由旋转。
46.进一步地，所述圆环结构3用于固定所述螺旋桨2，在实施灭火作业时，确保所述螺旋桨2 能自由旋转，防止脱落。
47.所述弹体5外壳应具有较好的导热性，优选铝合金。其内部采用保温隔热材料包裹所述控制装置6、喷洒装置4和储药舱，防止所述控制装置、喷洒装置、储药舱等结构因火场高温受损，并采取放晃动的固定措施，防止冲击力破坏弹体内部结构，保护灭火弹功能稳定；弹体的圆柱形主体部分和近似半球形弹体头部为可分离的两部分，通过螺纹形式固定，便于维修和更换灭火药剂，并可根据填装药剂的密度更换不同平衡锤；弹体尾部位置有一凹槽，用于固定所述螺旋桨。
48.所述控制装置6包括所述定位装置7、所述蓝牙装置8、所述温度传感器9、所述控制器10(含电池组)。
49.所述定位装置7用于灭火弹的精准定位和计算具体位置信息，通过灭火弹在下降过程中离地高度，精准释放所述螺旋将2，以及确定回收灭火弹的具体位置，并将该位置数据传输至所述控制装置6。
50.所述蓝牙装置8用于判断多个森林灭火弹空中的相对位置，并将所述森林灭火弹空中的相对位置信息传输至控制系统6。
51.所述温度传感器9与所述弹体5的金属外壳连接，感知外部温度，所述温度传感器9用于配合定位装置7，通过两者的相互配合，判断是否释放所述螺旋桨2进行灭火作业，实现及时处理火情，减轻由火情导致的损失。
52.所述控制器10用于接收所述定位装置7、所述蓝牙装置8和所述温度传感器9的各类电子信号，并传回指挥中心。
53.所述电池组为所述控制装置6和其它组件提供电力支持。
54.在本实施方式中，根据实际火场情况所述控制器10对所述螺旋桨2起到控制作用，释放动作将使旋叶由固定姿势(如图4)变为旋转姿势(如图1)。
55.进一步地，当所述温度传感器9显示的温度达到所述弹体5外壳临界值时，所述温度传感器9将优先于所述定位装置7给定的最优离地高度，优先传输信号给所述控制器10释放所述螺旋桨2。
56.在本实施方式中，当所述灭火弹完成灭火作业，将缓慢降落在地上，等待消防人员进行回收，达到可重复利用，实现绿色环保、降低成本。
57.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。