CN103212170A - 森林灭火航弹投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供森林灭火航弹投放装置，包括投放单元，投放单元包括框架、灭火航弹、控制机构，框架包括两块横向焊板和两块纵向焊板，两块横向焊板和两块纵向焊板相互连接构成方形筒体，方形筒体里设置有四个航弹投放筒，四个航弹投放筒中间安装圆形筒，灭火航弹安装在航弹投放筒里，控制机构安装在圆形筒里，控制灭火航弹的投放。本发明可应用于直八直升机，考虑到了直八直升机的外挂载重以及其他参数，航弹投放装置采取了双层设计，避免因航弹数量大而造成的装置长度、宽度与高度比过大。

Description

森林灭火航弹投放装置

技术领域

本发明涉及的是一种灭火装置，具体地说是森林灭火装置。

背景技术

森林火灾是一种严重的世界性自然灾害，给人类的资源和环境造成了不可估量的损失。在森林火灾现场，最先起火的往往是矮小的灌木丛和地面植被，称之为地面火。当地面火伴有大风时，或遇到树干上缠绕着藤蔓植物和低垂下来的树枝，火便上升到树冠，成为树冠火。火借风势、风助火威，传播、蔓延极其迅速，1987年中国大兴安岭、2008年美国加州、澳洲的森林大火，都是树冠火起主导作用。

随着人类科技的进步，直升机这一先进的，具有较大承载力的运输工具正在森林防火、灭火的领域中发挥着越来越重要的作用。目前，在国内外，对于扑灭森林树冠火主要由固定翼飞机或直升机携带灭火剂或水从高空喷洒。由于火场上空强烈的上升气流以及紊流影响，灭火剂被强力高温气流驱散，落到树冠上的灭火剂很少，灭火效果并不好，森林灭火航弹的出现，克服了上述缺点。因此，使用飞机投放森林灭火航弹进行森林灭火具有重要的应用前景。为达到更好的灭火效果，需要尽可能的将森林灭火航弹准确投放在森林火场之内。由于直升机具有起降条件要求低、载荷大、机动灵活等特点，目前越来越多地装备于森林灭火第一线。因此，需要设计一种适合于直升机的灭火航弹投放装置。

发明内容

本发明的目的在于提供便于直升机吊挂、运输、投弹的森林灭火航弹投放装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明森林灭火航弹投放装置，其特征是：包括投放单元，投放单元包括框架、灭火航弹、控制机构，框架包括两块横向焊板和两块纵向焊板，两块横向焊板和两块纵向焊板相互连接构成方形筒体，方形筒体里设置有四个航弹投放筒，四个航弹投放筒中间安装圆形筒，灭火航弹安装在航弹投放筒里，控制机构安装在圆形筒里，控制灭火航弹的投放。

本发明还可以包括：

1、所述的控制机构包括滑块件、牵引电磁铁支撑座和位于牵引电磁铁支撑座下方的并与其相连的导杆，牵引电磁铁支撑座上安装牵引电磁铁并设置有挡板，挡板上水平方向开有用于安放牵引电磁铁的轴端挡块的方形孔，挡板竖直方向开有穿过导杆的通孔，导杆上部设置导杆件槽、下部设置导杆件螺纹孔，滑块件上设置有第一、第二滑块件螺纹孔，滑块件套在导杆上，通孔里安装控制轴，第一螺栓穿过滑块件螺纹孔、导杆件槽和控制轴，使滑块件与控制轴为一体同时沿导杆件槽滑动，第二螺栓穿过第二滑块件螺纹孔和导杆件槽，第三螺栓穿过导杆件螺纹孔，控制轴上端与牵引电磁铁的轴端挡块下端面接触，通孔下部安装两端有圆环的拉伸弹簧，下端圆环套在第三螺柱上，上端圆环套在第二螺柱上，滑块件周围的四个航弹投放筒方向上分别设置有连接套筒，每个连接套筒分别通过各自的销轴连接各自的航弹支撑板。

2、所述的控制机构通过固定盘安装在圆形筒下部。

3、所述的投放单元与投放单元之间安装上下、左右、前后三种方式排列；当按照上下方式排列时，位于上方的投放单元的方形筒体的下端与位于下方的投放单元的方形筒体的上端通过连接螺栓相连，位于上方的投放单元的横向焊板上设置吊环；当按照左右方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用纵向焊板；当按照前后方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用横向焊板。

本发明的优势在于：

1.投放装置控制智能化，控制系统可以精确控制吊舱的投弹动作。

2.整体结构简单紧凑，从而降低风阻，提高的灭火航弹投放的准确性与稳定性。

3.制造安装方便，降低了制造成本，实用性强。

4.投放装置结构简单，各部件质量轻便，最大化的提高了灭火剂的携带数量。

5.本发明可应用于直八直升机，考虑到了直八直升机的外挂载重以及其他参数，航弹投放装置采取了双层设计，避免因航弹数量大而造成的装置长度、宽度与高度比过大。

附图说明

图1为总装主视图；

图2为总装俯视图；

图3为直升机吊载航弹投放装置示意图；

图4为总装半载俯视图；

图5为最小单元剖视图；

图6a为控制机构主视图，图6b为控制机构侧视图，图6c为控制机构俯视图；

图7a为导杆件主视图，图7b为导杆件俯视图，图7c为滑块件主视图，图7d为滑块件俯视图；

图8为控制机构控制灭火航弹投放动作1示意图；

图9为控制机构控制灭火航弹投放动作2示意图；

图10为控制机构控制灭火航弹投放动作3示意图；

图11为控制机构复位示意图；

图12为本发明三维图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

直八直升机是一款中国生产的中型直升机，是森林防火部门装备最多机种。因此，有必要根据其特点设计一种与其适配的智能森林灭火航弹投放装置。这种投放装置，区别于以前的灭火子母弹投放装置，将其母弹部分的功能整合到投放装置内，相当于直接投放子母式灭火航弹的子弹，从而能使其载荷与有效载弹量之比、挂载装弹、投放等工作过程达到优化配置。

本发明满载弹量重量略小于3000kg，单颗灭火弹重量20kg，总载弹量96颗，实际装载ABC超细干粉灭火剂1296kg。适合于直八型直升机或类似参数直升机，如米171使用。每架次满载飞行，可完全控制重特大森林火灾70-140米火线。

结合图1～12，本发明主要包括投放装置整体框架1、灭火航弹2和控制机构11等。

投放装置整体框架1用于固定安装控制机构11及灭火航弹2，如图1，2所示，包括上层框架3和下层框架4两层，其中单层框架主要由横向焊板5、纵向焊板6、吊环7、航弹投放筒9以及连接螺栓8等组成。航弹投放筒9安装于由横向焊板5和纵向焊板6构成的单层框架中。上层框架3与下层框架4通过均匀分布的连接螺栓8固连为一整体框架1，横向焊板5与多个吊环7固连，通过吊环7与吊索13使投放装置吊载于直升机12上，见图3。

航弹投放筒9主要用以安放和保护灭火航弹2。如图4，5所示，圆形筒10分别与四个筒腔固连，形成整体。一组灭火航弹2分别安放于单个航弹投放筒9的四个筒腔中。控制机构11安装于四个筒腔中间部位的圆形筒10下部。

控制机构11用于控制灭火航弹2的投放。如图6所示，主要由控制轴14、牵引电磁铁16、导杆件19、滑块件21、螺柱117、螺柱222、螺柱323、拉伸弹簧18、航弹支撑板26、销轴27、连接套筒28等组成。

导杆件19和滑块件21的结构如图7所示。导杆件19上端设有牵引电磁铁支撑座32，用于安装牵引电磁铁16。牵引电磁铁支撑座32上设有一方形孔29，用于安放牵引电磁铁16的轴端挡块。导杆件19截面圆心处设有通孔31贯穿整个结构。导杆件19中部设有如图所示的槽20，下部设有螺纹孔30。滑块件21上下设有两个螺纹孔33。

如图6所示，牵引电磁铁16安装在导杆件19上部的牵引电磁铁支撑座32中。滑块件21从导杆件19下方穿入。螺柱117和螺柱222穿过滑块件21上的螺纹孔33和导杆件19中部的槽20，使滑块件21相对于导杆件19径向固定，且导杆件19中部的槽16固定了滑块件21的行程，从而实现了滑块件21在导杆件19的定位。

控制轴14从导杆件19通孔31的上端穿入。螺柱117穿过位于控制轴14下端的通孔15，使控制轴14与滑块件21固连，实现二者共同运动。控制轴14上端面与牵引电磁铁16轴端挡块下端面接触，使其上移运动受到牵引电磁铁16的控制。拉伸弹簧18安装于导杆件19内部的通孔31中，其两端有圆环，下端圆环套在螺柱323上，并与螺柱323一起固定在导杆件19下部的螺纹孔30中，上端圆环套在螺柱222上，随滑块件21一体运动。航弹支撑板26通过连接套筒28和销轴27连接在滑块件21上。

如图5所示，整个控制机构11通过固定螺栓24以及固定盘25安装在航弹投放筒9四个筒腔中间部位的圆形筒10下部。

一、灭火航弹的安装

航弹投放装置最小单元剖视图如图5所示：将航弹投放装置稳定安放于地面。通过起吊装置将森林灭火航弹2以弹头朝下方向竖直吊起，吊运到需装载的航弹投放装置的上方。

控制起吊设备将森林灭火航弹2装载于下层框架4的航弹投放筒9中。上层框架3的航弹投放筒9中安装的控制机构11通电，运动状态如图9所示。其中，牵引电磁铁16通电运动，内部铁芯受到磁力的作用向内部运动，带动轴端挡块脱离牵引电磁铁支撑座32上的方形孔29，实现控制轴14与滑块件21的自由上下滑动运动。当吊载的灭火航弹2经过上层航弹投放筒9时，航弹支撑板26受灭火航弹2自身重力作用而向内侧平移，使灭火航弹2穿过上层框架3的航弹投放筒9到达下层框架4的航弹投放筒9中。

下层框架4的航弹投放筒9中安装的控制机构11断电，运动状态如图8所示。其中，牵引电磁铁16的轴端挡块位于牵引电磁铁支撑座32上的方形孔29中，阻止控制轴14与滑块件21向上运动。由于机构间的相互作用，使得航弹支撑板26在受到航弹重力作用下而不能平移运动，从而使得安放在下层航弹投放筒9中的灭火航弹2得以支撑。此时，下层灭火航弹安装完毕。

将森林灭火航弹2装载于上层框架3的航弹投放筒9中。上层框架3的航弹投放筒9中安装的控制机构11断电，运动状态如图11所示。在拉伸弹簧18的作用下，控制机构11的部件回到原位，控制轴14与滑块件21下移运动，牵引电磁铁16中的内部铁芯在自身的弹性势能作用下运动，将轴端挡块推放入牵引电磁铁支撑座32上的方形孔29中，阻止控制轴14与滑块件21向上运动。由于机构间的相互作用，使得航弹支撑板26在受到航弹重力作用下而不能平移运动，从而使得安放在上层航弹投放筒9中的灭火航弹2得以支撑，如图8所示。此时，上层灭火航弹2安装完毕。同理，根据实际灭火任务需要，依次安装灭火航弹。

二、投放装置的吊载和灭火航弹的投放

航弹投放装置的运载工具为直八型直升机或类似参数直升机。直升机上装有卷扬机，将直升机上垂下的吊索挂钩钩挂在投放装置的吊环7上。当发生森林火灾时，直升机12将装载好的航弹投放装置吊运至森林火场上空，通过控制机构11按照设定好的投放顺序进行灭火航弹的顺序投放，从而完成灭火任务。

具体的投放过程如下：如图5所示，在航弹投放装置最小单元中按照先下后上的顺序依次投放灭火航弹2。

当投放下层框架4的灭火航弹2时，控制机构11控制灭火航弹投放动作1如图8所示，上位机发出指令至需投放的灭火航弹2相对应的牵引电磁铁16，使其通电工作。内部铁芯受到磁力的作用向内部运动，带动轴端挡块脱离牵引电磁铁支撑座32上的方形孔29，实现控制轴14与滑块件21的自由上下滑动运动。在灭火航弹2自身重力的作用下，推动航弹支撑板26向内侧平移，灭火航弹2下落。如图9所示，此时航弹支撑板26向内侧平移，带动控制轴14与滑块件21向上运动，拉伸弹簧18处于拉伸状态，直到完成灭火航弹2投放动作见图10。至此，下层框架4的灭火航弹2投放完毕。

当投放上层框架3的灭火航弹2时，对应下层框架4灭火航弹2相应的牵引电磁铁16依然通电工作，上位机发出指令至需投放的上层框架3灭火航弹2相对应的牵引电磁铁16，投放动作与投放下层灭火航弹2动作相同。在如图5所示的航弹投放装置最小单元中，上下两层灭火航弹2全部投放完毕后，两层的牵引电磁铁16断电，在拉伸弹簧18的作用下，控制机构11实现复位动作见图10，为下一轮投放做好准备。

如图4所示，当不需满载投放时，可由控制机构11依据任务现场环境控制航弹投放数量。当完成灭火任务后，直升机挂载航弹投放装置回到装载基地，重新装载灭火航弹2或者卸载。

三、灭火航弹的卸载

当直升机吊载航弹投放装置回到装载基地时，若森林火灾仍未扑灭，则继续装载灭火航弹2以便下次投放灭火。若森林火灾扑救完毕，而航弹投放装置中仍有未投放的灭火航弹2，则需要进行卸载。

具体的卸载过程如下：控制机构11断电，卸载上层框架3中的灭火航弹2，由起吊装置将森林灭火航弹2以弹头朝下方向从上层航弹投放筒9中竖直吊起，吊至地面航弹安放处完成卸载。当上层框架3中的灭火航弹2全部卸载完毕后，拧开连接上层框架3和下层框架4的连接螺栓8，使得上下两层的投放装置分离，将上层的投放装置吊运至别处安放，由起吊装置继续卸载下层框架4的灭火航弹2，至完成整个航弹投放装置中灭火航弹2的卸载。

Claims (5)

1.森林灭火航弹投放装置，其特征是：包括投放单元，投放单元包括框架、灭火航弹、控制机构，框架包括两块横向焊板和两块纵向焊板，两块横向焊板和两块纵向焊板相互连接构成方形筒体，方形筒体里设置有四个航弹投放筒，四个航弹投放筒中间安装圆形筒，灭火航弹安装在航弹投放筒里，控制机构安装在圆形筒里，控制灭火航弹的投放。

2.根据权利要求1所述的森林灭火航弹投放装置，其特征是：所述的控制机构包括滑块件、牵引电磁铁支撑座和位于牵引电磁铁支撑座下方的并与其相连的导杆，牵引电磁铁支撑座上安装牵引电磁铁并设置有挡板，挡板上水平方向开有用于安放牵引电磁铁的轴端挡块的方形孔，挡板竖直方向开有穿过导杆的通孔，导杆上部设置导杆件槽、下部设置导杆件螺纹孔，滑块件上设置有第一、第二滑块件螺纹孔，滑块件套在导杆上，通孔里安装控制轴，第一螺栓穿过滑块件螺纹孔、导杆件槽和控制轴，使滑块件与控制轴为一体同时沿导杆件槽滑动，第二螺栓穿过第二滑块件螺纹孔和导杆件槽，第三螺栓穿过导杆件螺纹孔，控制轴上端与牵引电磁铁的轴端挡块下端面接触，通孔下部安装两端有圆环的拉伸弹簧，下端圆环套在第三螺柱上，上端圆环套在第二螺柱上，滑块件周围的四个航弹投放筒方向上分别设置有连接套筒，每个连接套筒分别通过各自的销轴连接各自的航弹支撑板。

3.根据权利要求1或2所述的森林灭火航弹投放装置，其特征是：所述的控制机构通过固定盘安装在圆形筒下部。

4.根据权利要求1或2所述的森林灭火航弹投放装置，其特征是：所述的投放单元与投放单元之间安装上下、左右、前后三种方式排列；当按照上下方式排列时，位于上方的投放单元的方形筒体的下端与位于下方的投放单元的方形筒体的上端通过连接螺栓相连，位于上方的投放单元的横向焊板上设置吊环；当按照左右方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用纵向焊板；当按照前后方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用横向焊板。

5.根据权利要求3所述的森林灭火航弹投放装置，其特征是：所述的投放单元与投放单元之间安装上下、左右、前后三种方式排列；当按照上下方式排列时，位于上方的投放单元的方形筒体的下端与位于下方的投放单元的方形筒体的上端通过连接螺栓相连，位于上方的投放单元的横向焊板上设置吊环；当按照左右方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用纵向焊板；当按照前后方式排列时，投放单元的横向焊板上设置吊环，两个相邻投放单元共用横向焊板。

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