一种抢险救灾飞行载具的制作方法

本发明涉及抢险救灾飞行载具，尤其是一种适用于建立空中救援生命通道、森林灭火、大型油库灭火、山区救援、水面救援、公安处特、组建群发事件空中指挥平台、处置超高层建筑突发事件、以及能运用于清洗超高层建筑外立面的抢险救灾飞行载具。

背景技术：

随着社会的高速发展楼房越建越高，各国也以能建造世界第一高楼为荣，楼房建的越高所存在的安全隐患也就越大，国内最高的云梯车所能攀登的极限高度为100米超过100米就要出动直升机救援，但是在现实中由于楼宇间的间距以及一些车辆的违停云梯车想找到一个能完全展开的场地十分困难，导致了100米的极限攀登高度只能发挥80米左右，极端情况下可能不足60米；至于出动直升机救援首先救援成本直线上升，其次直升机螺旋桨所产生的风力会加大火势蔓延，在高空救援时风力会让救援任务难度重重，每次救援需要经过专业训练的人员降下然后把被救人员安置好后再拉上，完成一次救援，不仅效率低危险性也十分的大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有云梯车攀登高度受限，直升机救援成本高、效率低、危险性大的问题，提供一种抢险救灾飞行载具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抢险救灾飞行载具，包括飞行系统、飞行控制装置和多功能仓，所述飞行系统由多个飞行单元连接组成，每个飞行单元包括支架、叶桨、电机和控制器，电机垂直固定安装在支架上，叶桨安装在电机输出轴上，控制器控制电机的功率输出，飞行控制装置与每个飞行单元中的控制器连接并独立控制每个控制器，飞行系统固定安装在多功能仓中；

飞行系统中的每个飞行单元可以产生50～100kg的上升力，通过导线连接多个飞行单元组成飞行系统；

多功能仓中安装有电源系统、灭火系统和救援设备，电源系统包括主电源和后备电源，主电源通过供电电缆与地面供电设备连接，后备电源为设置在多功能仓中的能源设备；灭火系统包括高压水枪、灭火弹发射器、二氧化碳灭火装置、水基型灭火剂和灭火水枪，高压水枪通过管路与地面高压泵出口连接，高压泵进口与水源连接，灭火弹发射器、二氧化碳灭火装置、水基型灭火剂和灭火水枪使用的灭火介质预先存储在多功能仓上的相应容器中；救援设备包括一条向内收紧的柔性逃生滑道和水平伸缩的救援通道，柔性逃生滑道一端固定安装在救援通道的底部，另一端垂下与地面救援设备连接。

作为优选的，所述飞行系统相对固定安装在多功能仓的两侧，每侧飞行单元的数量相同。

为了方案的最优化本发明采用16轴或20轴飞行单元，所述多功能仓的每侧各有八到十个飞行单元，每四个或六个飞行单元以二乘以二或二乘以三的形式连接成一个飞行组，待机状态下两飞行组一上一下叠在一起，展开状态下为二乘以四或二乘以五的方式设置。

为了节省空间，所述飞行组之间通过铰链实现翻转折叠，或通过伸缩滑道完成伸缩折叠。

为了节省救援时间和保证救援质量，所述柔性逃生滑道为防火尼龙通道或柔性玻璃纤维通道，柔性逃生滑道具有弹性并向内收紧，在向内收紧的作用力下可以让单体体重为25～200kg的被施救人员平稳下滑。

为了保障安全，所述柔性逃生滑道单次最大负荷为5000kg。

为了防止人员意外跌落到柔性逃生滑道中，所述救援通道底部、与柔性逃生滑道连接处上方设置有一个闸门或一块盖板。

为了适应火势巨大的环境以及为了防止在高空中隔热罩晃动过大影响隔热效果，所述柔性逃生滑道外还套有一层隔热罩，隔热罩长度与柔性逃生滑道长度相等，隔热罩内壁与柔性逃生滑道外壁之间存在3～10cm的间隙，间隙间均匀的设置有连接线，连接线一端与隔热罩的内壁固定连接、另一端与柔性逃生滑道的外壁连接。

为了提高飞行载具的整体强度和减轻整体重量，所述多功能仓和飞行系统的支架采用航空铝材制造而成。

为防止突发情况的发生，所述后备电源为蓄电池、燃油发电机、燃气发电机或复合式发电机。

本发明的有益效果是，本发明的一种抢险救灾飞行载具，在当前科技环境下选用16轴或20轴飞行单元组成飞行系统为目前最优的方案，体积适中、携带救援物资适中、飞行高度在1000米左右能满足国内所有超高层建筑的救援高度，在体积方面本发明的飞行系统采用收缩设计来减小待机下的体积问题，在重量和强度方面考虑本发明采用航空铝材和碳纤维材料制造；救援时针对一般火情下，利用多功能仓中预先携带的灭火介质就行扑灭即可，灭火介质包括灭火弹、二氧化碳灭火剂、水基型灭火剂和水，在火势巨大的情况下可以采用高压水枪进行灭火，高压水枪的进水口与设置在地面的高压泵出口连接，高压泵进口和水源连接，由地面提供水源；高压水枪的进水管在高压状态下被撑的结结实实的不但不会给飞行载具带来重量负担，还能为飞行载具分担一部分重量，在飞行控制装置的帮助下飞行载具能很好的保持整体平稳，方便灭火；

同时本发明的一种抢险救灾飞行载具，在高空救人时针对不同的被救援人数可以采取不同的救援方式，如被救援人数为一人且无生命危险，那么被救下后可以等火势扑灭后同载具上的消防员一起回落到地面，最多救援极限为1000kg，如被救人员较多且超过1000kg时，抢险救灾飞行载具上的消防员打开救援通道底部连接有柔性逃生滑道的盖板或闸门，让救下的人员一个接一个的从通道中滑向地面的气垫床上，柔性逃生滑道具有弹性如果感觉下滑速度过快其中的人员可以抬起手臂来减缓下降速度，柔性逃生滑道所能承受的单个安全重量为25～200kg，不足25kg的儿童由大人抱紧，大人与儿童总重量不超过200kg跳入柔性逃生滑道中，体重超过200kg的人站在多功能仓上，等待飞行器降落后再下去。

当柔性逃生滑道为柔性玻璃纤维通道时，它是由内、中、外三层组成的，内层是承重导滑层，它带有特殊橡胶漏斗状设计，使其松紧性能让下滑的人产生一定的阻力缓冲，让他们以每秒3～5米的速度下降直至安全达到地面。中层的抗热层还有隔烟的作用，而最外层的防火层则采用的是柔性玻璃纤维制成的，可以抵抗800℃的高温，而通常明火温度也只有700℃。它的每一层都经过高抗拉力以及静电处理，可以承受5吨的重力，能够适用于100米高度内的任何场所。由于逃生者在逃生时看不到地面景物，所以不会有恐惧感。这种滑道不仅占地小，不用电力，还操作简便上手就会，一分钟可供15～20人使用。要是住20层的高楼遇到火宅时，立刻跳进这个长长的布袋里，只需要10秒钟左右就能安全到达地面逃生。

总的来说本发明一种抢险救灾飞行载具，具有体积小，救援能力强、适用场景广、尤其在超高空层救援时所体现的优势十分明显。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明16轴展开状态下的结构示意图。

图2是本发明16轴收缩状态下的结构示意图。

图3是本发明20轴展开状态下的结构示意图。

图4是本发明20轴展开状态下的正视图。

图5是本发明20轴展开状态下的俯视。

图中:1.多功能仓，2.支架，3.叶桨，4.电机，5.伸缩滑道，6.飞行控制装置，7.后备电源，8.供电电缆，9.高压水枪，10.灭火弹发射器，11.灭火水枪，12.二氧化碳灭火装置，13.水基型灭火剂，14.柔性逃生滑道，15.救援通道，16.大功率航空发动机，17.油箱，18.大功率发电机，19.配电箱，20.顶仓，21.蓄电池。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1到图2所示的一种抢险救灾飞行载具，在当前科技环境下选用十六轴或二十轴飞行单元组成飞行系统为目前最优的方案，每个飞行单元包括支架2、叶桨3、电机4和控制器，电机4垂直固定安装在支架2上，叶桨3安装在电机4输出轴上，控制器控制电机4的功率输出，飞行控制装置6与每个飞行单元中的控制器连接并独立控制每个控制器，每个飞行单元可以产生50～100kg的上升力，通过导线连接多个飞行单元组成飞行系统，日后如果研发出体积和功率更优的飞行单元十六轴可以改为八轴、四轴等，当然也可以为了能提高实用性提高飞行单元的个数，如二十四轴、三十轴等；本发明所采用的十六轴或二十轴在现有的科技环境下体积适中、携带救援物资适中、飞行高度在1000米左右能满足国内所有超高层建筑的救援高度，在体积方面本发明的飞行系统采用收缩设计来减小待机下的体积问题，具体的在多功能仓1的两侧各具有八个或十个飞行单元，每四个或六个飞行单元又以二乘以二或二乘以三的方式由四个或六个飞行单元通过导线连接成一个飞行组，每侧都有两个飞行组，分别是上飞行组和下飞行组，上飞行组和下飞行组之间可以铰接也可以通过伸缩滑道5连接，铰接时通过液压装置完成翻转式展开或收回，伸缩滑道5连接时通过液压装置完成水平伸展和水平收缩；在重量和强度方面考虑本发明的多功能仓1和飞行系统的支架2采用航空铝材制造。

在救援时针对一般火情下，利用多功能仓1中预先携带的灭火介质就行扑灭即可，灭火介质包括灭火弹、二氧化碳灭火剂、水基型灭火剂和水，四种介质的总重量约在200kg～500kg，随科技发现在体积变化不大的情况下起飞重量的增加四种介质的总重量也能有所提升，毕竟体积过大一些街道或小巷不方便进入；

在火势巨大的情况下可以采用高压水枪9进行灭火，高压水枪9的进水口与设置在地面的高压泵出口连接，高压泵进口和水源连接，由地面提供水源；高压水枪9的进水管在高压状态下被撑的结结实实的不但不会给飞行载具带来重量负担，还能为飞行载具分担一部分重量，在飞行控制装置6的帮助下飞行载具能很好的保持整体平稳，方便灭火。

在高空救人时针对不同的被救援人数可以采取不同的救援方式，如被救援人数为一人且无生命危险，那么被救下后可以等火势扑灭后同载具上的消防员一起回落到地面，最多救援极限为1000kg，如被救人员较多且超过1000kg时，抢险救灾飞行载具上的消防员打开盖找救援通道15底部且连接着柔性逃生滑道14的盖板或闸门，让救下的人员一个接一个的从通道中滑向地面的气垫床上，柔性逃生滑道14具有弹性如果感觉下滑速度过快其中的人员可以抬起手臂来减缓下降速度，柔性逃生滑道14所能承受的单个安全重量为25～200kg，不足25kg的儿童由大人抱紧，大人与儿童总重量不超过200kg跳入柔性逃生滑道中，体重超过200kg的人站在多功能仓上，等待飞行器降落后再下去。

实际使用时，以火灾为例：

抢险救灾飞行载具到达火灾现场后，消防员登上抢险救灾飞行载具的多功能仓1中，通常情况下消防员人数为一名，最多两名或不超过200kg，启动主电源供电，主电源为地面供电设备通过供电电缆8与抢险救灾飞行载具连接，通电后上飞行组向外侧展开，展开到位后飞行控制装置6启动控制抢险救灾飞行载具平稳起飞，当抢险救灾飞行载具飞到失火楼层高度后悬浮在该高度，同时针对火势大小采取不同的灭火方式，一般火情或火势较小的情况下，利用多功能仓1中预先携带的灭火介质就行扑灭即可，灭火介质包括灭火弹、二氧化碳灭火剂、水基型灭火剂和水，在火势巨大的情况下可以采用高压水枪9进行灭火，高压水枪9的进水口与设置在地面的高压泵出口连接，高压泵进口和水源连接，由地面提供水源；高压水枪9的进水管在高压状态下被撑的结结实实的不但不会给飞行载具带来重量负担，还能为飞行载具分担一部分重量，在飞行控制装置6的帮助下飞行载具能很好的保持整体平稳。

发现楼层中有人被困时，利用高压水枪9或其他灭火设备开辟出一条救援通道后抢险救灾飞行载具平稳靠上大楼外壁，飞行载具和楼之间的间距是3～5米，此时伸出救援通道15，并将救援通道15与大楼外墙的暂时固定，让被救人员进到多功能仓1中或沿着柔性逃生滑道14滑下，在风力较小或无风的情况下飞行载具和楼面外墙可以处于短时间的贴合状，间距控制在1米以内，然后多功能仓1中的消防员用安全绳索、勾爪或其他能固定抢险救灾飞行载具的工具将抢险救灾飞行载具扣在救火通道口处，保证抢险救灾飞行载具的稳定，通常情况下救火通道口为窗户口上，也可能是护栏；当被救援人数为一人且无生命危险，那么被救下后可以等火势扑灭后同载具上的消防员一起回落到地面，最多救援极限为1000kg，如被救人员较多且超过1000kg时，抢险救灾飞行载具上的消防员打开救援通道15底部连接有柔性逃生滑道14的盖板或闸门，让救下的人员一个接一个的从通道中滑向地面的气垫床上，柔性逃生滑道14具有弹性如果感觉下滑速度过快其中的人员可以抬起手臂来减缓下降速度，柔性逃生滑道14所能承受的单个安全重量为25～200kg，不足25kg的儿童由大人抱紧，大人与儿童总重量不超过200kg跳入柔性逃生滑道14中，体重超过200kg的人站在多功能仓上，等待飞行器降落后再下去。

当柔性逃生滑道14为柔性玻璃纤维通道时，它是由内、中、外三层组成的，内层是承重导滑层，它带有特殊橡胶漏斗状设计，使其松紧性能让下滑的人产生一定的阻力缓冲，让他们以每秒3～5米的速度下降直至安全达到地面。中层的抗热层还有隔烟的作用，而最外层的防火层则采用的是柔性玻璃纤维制成的，可以抵抗800℃的高温，而通常明火温度也只有700℃。它的每一层都经过高抗拉力以及静电处理，可以承受5000kg的重力，能够适用于100米高度内的任何场所。由于逃生者在逃生时看不到地面景物，所以不会有恐惧感。这种滑道不仅占地小，不用电力，还操作简便上手就会，一分钟可供15～20人使用。要是住20层的高楼遇到火宅时，立刻跳进这个长长的布袋里，只需要10秒钟左右就能安全到达地面逃生。

飞行控制装置6是一种基于陀螺仪、gps或其他定位装置来保证飞行器在飞行时的稳定性和操纵性、提高完成任务的能力与飞行品质、增强飞行的安全及减轻驾驶员负担，根据需要飞行控制装置6还可以具有一键返航的功能；飞行控制装置6为现有的技术，仅对本发明做了些针对性的修改基本原理不变；为了节省多功能仓1中的空间飞行载具的操控系统可以安装在地面操控台或地面指挥车中由地面完成。

多功能仓1中的主电源、后备电源7、高压水枪9、灭火弹发射器10、二氧化碳灭火装置12、水基型灭火剂13和灭火水枪11以及存放灭火介质的储罐分别排列在多功能仓1的两侧，中间为可伸缩的救援通道15，具体分布情况视各地消防机构需求安装。

为了节省多功能仓1的内部空间，后备电源7和飞行控制装置6安装在多功能仓1的上部顶仓20中，图中所示的后备电源7包括一个大功率航空发动机16，一个给大功率航空发动机16提供燃料的油箱17，大功率航空发动机16带动大功率发电机18发电，配电箱19将一部分电量提供给电机4多出来的电量存储在蓄电池21中，蓄电池21挂在多功能仓1上。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。