CN108744354A - 一种机载灭火弹 - Google Patents

Abstract

一种机载灭火弹，包括破窗锥、主弹体和微型火箭发动机。其中，破窗锥通过弹体头锥安装在主弹体前端的端面；该破窗锥的破窗撞针头部钝化，加工防滑纹路，以防止破窗撞针与玻璃间发生打滑。微型火箭发动机安装在该主弹体另一端的端面。主弹体的装填舱内有中心药柱和环形药包。环形药包用于破开灭火剂装填舱、支撑套和壳体；中心药柱在灭火剂内部引爆，以释放灭火剂。本发明可实现空中平台的挂载和发射、不受灭火高度限制；质量轻、灭火剂装载质量大、作用范围大；飞行速度快，下降率小；使用快捷简单。

Description

一种机载灭火弹

技术领域

本发明属于灭火弹技术领域，具体涉及一种机载灭火弹。

背景技术

在消防领域中，高层灭火一直是一个世界难题，高层建筑的火灾危险性与灭火难度远远大于一般低层建筑。对于一般高层建筑起火时，传统的灭火方法是通过消防梯让消防员攀爬至几十米高度处，消防员再利用水枪对着火点实施灭火，显然这种方法在效率和安全性上有所欠缺且有灭火高度限制，一旦灭火高度超出一定范围传统方法便无能为力了，而空中灭火机器人在高层灭火上具有先天性优势，不过尽管各种空中灭火平台层出不穷，但机载灭火设备的发展稍显滞后，发展相应的高性能的机载灭火装备才能真正发挥空中灭火机器人在高层灭火上的优势。

申请号为201410710362.X的发明创造中提出了一种灭火弹。该灭火弹采用高压气体推进装置较为笨重，而空中平台一般载重能力有限，灭一处火需要多次往返，这会大大降低灭火效率，此外该弹使用时需要不断进行气体填充，不适于消防现场。

申请号为201610930267.X的发明创造中提出了一种基于空中抛洒模式的灭火弹。该发明创造重点阐述了灭火弹破窗后延时爆炸抛洒灭火剂的理念，并未涉及灭火弹的推进、破窗以及空中平台的挂载等，更侧重抛洒模式的叙述。

申请号为201610990378.X的发明创造中提出了一种灭火弹。该灭火弹由火药爆炸产生的推力将灭火剂推向着火处以熄灭火源，弹使用火药爆炸本身就存在二次火灾隐患；此灭火弹虽然可由空中平台挂载投掷，但并没有破窗能力，与实际高层一般有钢化玻璃保护的现实不符，限制了其在高层灭火的应用。

申请号为200420009379.4的发明创造中提出消防用的灭火弹。该灭火弹亦由爆炸产生的推力将灭火剂推向着火处，导致潜在次生火灾隐患，灭火效率不高，采用发炮机射出，灭火效率和精度难以保证。

发明内容

为克服现有技术中存在的灭火效率低、存在次生火灾隐患的不足，本发明提出了一种机载灭火弹。

本发明包括破窗锥、主弹体和微型火箭发动机。其中，所述破窗锥通过弹体头锥安装在主弹体一端的端面；所述微型火箭发动机安装在该主弹体另一端的端面。所述主弹体包括灭火剂装填舱、前连接盖、后连接盖、壳体、导轨滑块、中心药柱、环形药包和后盖。其中，前连接盖和后连接盖分别卡装固定在壳体的两端。后盖位于主弹体的一端并套装在所述后连接盖上。所述支撑套位于壳体内，灭火剂装填舱位于所述支撑套内；并使该支撑套的外表面与该壳体的内表面粘接，使该支撑套的内表面与灭火剂装填舱的外表面粘接。

在该装填舱内有中心药柱和环形药包；其中所述中心药柱位于该装填仓的中轴线上，并将该中心药柱的两端分别与所述的前连接盖的内端面粘接；所述环形药包位于装填舱轴向长度的中段，并粘接在该装填舱的内表面。在该壳体外圆周表面固定有两个导轨滑块，并且所述两个导轨滑块沿该壳体的轴向排布；所述两个导轨滑块与位于主弹体端面的微型火箭发动机的垂尾处于同一垂直面上。

所述支撑套采用鼠笼结构。

所述支撑套两端的端面分别与所述前连接盖的内端面和后连接盖的内端面螺纹连接；灭火剂装填舱一端的端面与前连接盖的内端面通过卡槽固定，另一端的端面与后连接盖的内端面通过卡槽固定。导轨滑块与壳体之间螺纹连接。所述灭火剂装填舱一端有灭火剂的装填孔。所述环形药包用于破开灭火剂装填舱、支撑套和壳体；中心药柱在灭火剂内部引爆，以释放灭火剂。

所述前连接盖的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外圆周表面为与支撑套内表面配合的卡槽。该前连接盖外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该环状凸台的外圆周表面为与弹体头锥内表面配合的螺纹面。所述的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外径小于该后连接盖的外径，形成了与所述主弹体连接的止口。在该后连接盖的外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该凸台的外圆周表面与后盖内端凹槽的内表面螺纹配合。

所述后盖的外圆周表面为锥面。该后盖内端的内孔与后连接盖螺纹连接，该后盖外端端面中心有与微型火箭发动机的前接头配合内螺纹盲孔。

所述破窗锥包括破窗撞针、二次破窗撞杆、二次撞击底板和弹体头锥，其中的破窗撞针通过二次破窗撞杆安装在所述弹体头锥锥端的锥顶处，二次撞击底板安装在所述弹体头锥平面端的中心。所述的破窗撞针前端为锥段，后端为等径段；所述等径段通过螺纹安装在所述弹体头锥前端的内孔中。所述二次撞击底板的外径与所述弹体头锥后端内径相同，并使二者之间通过卡槽固连。二次破窗撞杆的前端面与所述破窗撞针的内端面贴合，该二次破窗撞杆的后端装入所述二次撞击底板的中心孔内，并使二者之间通过卡槽固连。位于弹体头锥内部的二次破窗撞杆能够提高弹体破窗能力。所述破窗撞针的头部为锥段，并将该头部钝化，在该头部加工有防滑纹，以防止破窗撞针与玻璃间发生打滑，影响破窗。

所述微型火箭发动机包括前接头、发动机壳体、喷管座、三个药柱、垂尾、平尾和夹环；其中：在该发动机壳体的外圆周表面均布有四个轴向的夹环。前接头的一端装入所述发动机壳体的一端，喷管座的一端装入所述发动机壳体的另一端；喷管座又分别由进气段、收缩段、扩张段组成。所述三个药柱以“品”字形组合后装入在入所述发动机壳体内，并使所述药柱的一端与前接头的内端面相接。四片尾翼分别经夹环固定在发动机壳体外圆周表面上，分别形成了微型火箭发动机的垂尾和平尾；垂尾为梯形尾翼，下底长度为135mm，上底长度为100.29mm，高度为27mm,垂尾为矩形翼，长为135mm，宽度为50mm。

所述前接头圆周表面的中部有径向突出的定位台阶，该台阶的外径与所述发动机壳体的外径相同。所述前接头内端面与药柱相接。

所述喷管座的内表面由进气段、收缩段、过渡段和扩张段组成。所述进气段位于该喷管座的前端，其内径为18mm，长度为5.5mm。所述收缩段的一端与进气段衔接，该收缩段的长度为5.5mm，收缩角为45°。所述扩张段位于该喷管座的后端，并使该扩张段的一端与收缩段另一端通过过渡段衔接；所述扩张段的长度为39mm，扩张角为24°。

本发明中包括破窗锥，该破窗锥的破窗撞针头部钝化，加工防滑纹路，以防止破窗撞针与玻璃间发生打滑，影响破窗。在弹体头锥内部设置二次破窗撞杆，提高弹体破窗能力。

本发明中，在灭火剂装填舱中部有环形药包。通过该环形药包破开灭火剂装填舱、支撑套和壳体；中心药柱安置在灭火剂装填舱3内部，用于引爆后释放灭火剂。

与现有技术相比较，本发明提具有以下优点：

一、可实现空中平台的挂载和发射、不受灭火高度限制。

常规灭火弹一般由消防人员携带进入火场进行灭火或者由地面发射车从楼底瞄准发射，消防人员携带的方式受限于消防人员无法大范围和大量使用，而发射车发射则受限于发射车的发射角无法用于太高的楼层。本发明的灭火弹可由空中平台挂载，飞至着火高楼进行灭火，消除灭火高度的限制，且考虑到高层一般有钢化玻璃保护，本发明的灭火弹还专门设计了破窗锥，更加符合现实状况。

二、质量轻、灭火剂装载质量大、作用范围大。

本发明结构采用的材料均为轻质材料，灭火弹采用干粉灭火剂，其密度小、质量轻，因此弹体结构可以装载更多灭火剂。由于空中灭火平台载重能力和续航时间有限，灭火弹质量轻意味着可以空中平台可以装载更多数量的灭火弹，灭火剂装载质量大意味着单枚灭火弹灭火的作用范围和效果更好，这些对提高灭火效率至关重要。

三、使用快捷简单。

本发明的灭火弹为一次性使用，无需其他多余准备，与配套导轨配合使用，发射完毕后即可重新挂载灭火弹在空中平台上进行下次发射操作，准备时间短，操作简单。

四、飞行速度快，下降率小。

本发明提出的灭火弹的发动机平均推力为500N，最大加速度达到166.7m/s²，飞行过程中最大速度可达50m/s，本发明的灭火弹弹体外形设计可以保证其有良好的空气动力性能和弹道特性，飞行过程中气动阻力小，飞行速度快，飞行稳定性高，同时尾翼的设计使灭火弹在一定距离飞行过程中弹体的下降率小。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为灭火弹前端的结构示意图，其中图3a是前端的轴测图，图3b是前端的分解图，图3c是前端的剖视图；

图4为灭火弹中部的结构示意图，其中图4a是灭火弹中部的轴测图，图4b是灭火弹中部的分解图，图4c是灭火弹中部的剖视图，图4d是图4c中A部位的局部放大图；

图5为灭火弹后端的结构示意图，其中图5a是灭火弹后端的轴测图，图5b是灭火弹后端的分解图，图5c是灭火弹后端的剖视图；

图6为前连接盖的结构示意图；

图7为后连接盖的结构示意图；

图8为喷管座的结构示意图；

图9为夹环结构示意图。图中：

1.破窗锥；2.主弹体；3.灭火剂装填舱；4.微型火箭发动机；5.破窗撞针；6.二次破窗杆；7.二次撞击底板；8.弹体头锥；9.支撑套；10.前连接盖；11.后连接盖；12.壳体；13.导轨滑块；14.中心药柱；15.环形药包；16.后盖；17.前接头；18.发动机壳体；19.喷管座；20.药柱；21.垂尾；22.平尾；23.夹环；24.进气段；25.收缩段；26.扩张段。

具体实施方式

本实施例是一种机载灭火弹，包括破窗锥1、主弹体2和微型火箭发动机4。其中，所述破窗锥1通过弹体头锥8安装在主弹体2一端的端面；所述微型火箭发动机4安装在该主弹体另一端的端面。

所述主弹体2包括灭火剂装填舱3、前连接盖10、后连接盖11、壳体12、导轨滑块13、中心药柱14、环形药包15和后盖16。前连接盖10和后连接盖11分别位于所述壳体的两端，并卡装固定在壳体的两端。所述支撑套9位于壳体12内，并将该支撑套的外圆周表面与该壳体的内圆周表面粘接；所述灭火剂装填舱3位于所述支撑套9内，并将该支撑套的内圆周表面与该灭火剂装填舱的外圆周表面粘接。所述支撑套两端的端面分别与所述前连接盖的内端面和后连接盖的内端面贴合；所述灭火剂装填舱两端的端面亦分别与所述前连接盖的内端面和后连接盖11的内端面贴合。

在该装填舱内有中心药柱14和环形药包15；其中所述中心药柱位于该装填仓的中轴线上，并将该中心药柱的两端分别与所述的前连接盖10的内端面粘接；所述环形药包15位于装填舱轴向长度的中段，并粘接在该装填舱的内表面。在该壳体12外圆周表面固定有两个导轨滑块13，并且所述两个导轨滑块沿该壳体的轴向排布；所述两个导轨滑块与位于主弹体端面的微型火箭发动机4的垂尾处于同一垂直面上。

所述支撑套9采用鼠笼结构。在该支撑套的圆周上均布有四个条形的减重通孔，并且各通孔轴向沿伸。

本实施例中，所述壳体12采用酚醛布棒管材料，壳体12和支撑套9使用胶粘接，前连接盖10、后连接盖11与支撑套9使用螺纹连接，装填灭火剂时，只需要将后连接盖11打开，将灭火剂装填进灭火剂装填舱3即可，导轨滑块13与壳体12之间通过螺纹连接。所述灭火剂装填舱3与前连接盖10、后连接盖11通过卡槽固定，所述灭火剂装填舱3呈圆柱形，一端打有圆孔以进行灭火剂的装填。所述环形药包15用于破开灭火剂装填舱3、支撑套9和壳体12；中心药柱14在灭火剂内部爆炸，用于释放灭火剂。

所述前连接盖10的外径与所述主弹体2的外径相同。在该前连接盖的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外圆周表面为与支撑套9内表面配合的卡槽。该前连接盖外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该环状凸台的外圆周表面为与弹体头锥8内表面配合的螺纹面。

所述的后连接盖11的外径与所述主弹体的外径相同。在该后连接盖的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外径小于该后连接盖的外径，形成了与所述主弹体连接的止口。在该后连接盖的外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该凸台的外圆周表面与后盖16内端凹槽的内表面螺纹配合。

所述后盖16的外圆周表面为锥面。该后盖内端的内孔与后连接盖11螺纹连接，该后盖外端端面中心有与微型火箭发动机4的前接头17配合内螺纹盲孔。

所述破窗锥1包括破窗撞针5、二次破窗撞杆6、二次撞击底板7和弹体头锥8，其中的破窗撞针5通过二次破窗撞杆6安装在所述弹体头锥8锥端的锥顶处，二次撞击底板7安装在所述弹体头锥8平面端的中心。所述的破窗撞针5前端为锥段，后端为等径段；所述等径段通过螺纹连接的方式安装在所述弹体头锥8前端的内孔中。所述二次撞击底板7的外径与所述弹体头锥8后端内径相同，并使二者之间通过卡槽固连。二次破窗撞杆6的前端面与所述破窗撞针的内端面贴合，该二次破窗撞杆6的后端装入所述二次撞击底板7的中心孔内，并使二者之间通过卡槽固连。位于弹体头锥8内部的二次破窗撞杆6能够提高弹体破窗能力。

所述的破窗撞针5为回转体，采用45号钢材制成。该破窗撞针5的头部为锥段，并将该头部钝化，在该头部加工有防滑纹，以防止破窗撞针5与玻璃间发生打滑，影响破窗。

所述微型火箭发动机4位于所述机载灭火弹的后端，为该机载灭火弹的动力装置。所述微型火箭发动机包括前接头17、发动机壳体18、喷管座19、三个药柱20、垂尾21、平尾22和夹环23；其中：前接头17的一端装入所述发动机壳体的一端，喷管座19的一端装入所述发动机壳体的另一端；喷管座19又分别由进气段24、收缩段25、扩张段26组成。所述三个药柱20以“品”字形组合后装入在入所述发动机壳体18内，并使所述药柱的一端与前接头17的内端面相接,该药柱长度为直径为19mm，长度为80mm。四片尾翼分别经夹环23固定在该发动机壳体外圆周表面上，并使所述四片尾翼均布在所述发动机壳体的外圆周表面，分别形成了微型火箭发动机的垂尾21和平尾22，所述垂尾和平尾均采用铝合金材料制成；垂尾21为梯形尾翼，下底长度为135mm，上底长度为100.29mm，高度为27mm,垂尾22为矩形翼，长为135mm，宽度为50mm；夹环23胶接在发动机壳体外圆周表面上。

所述发动机壳体18内表面两端的内表面均为螺纹面，分别用于连接前接头17和喷管座19。在该发动机壳体的外圆周表面均布胶接四个轴向的夹环23。

所述前接头17圆周表面的中部有径向突出的定位台阶，该台阶的外径与所述发动机壳体的外径相同。所述前接头内端面与药柱20相接。

所述喷管座19为中空回转体。该喷管座的外圆周表面为台阶状。在该喷管座前端头的外圆周表面有与发动机壳体内表面台阶配合的止口；在该喷管座后端的外圆周表面有与所述发动机壳体端面配合的止口。该喷管座前端的外圆周表面为与发动机壳体内表面配合的螺纹面。所述喷管座19的内表面由进气段24、收缩段25、过渡段和扩张段26组成。所述进气段24位于该喷管座的前端，其内径为18mm，长度为5.5mm。所述收缩段25的一端与进气段24衔接，该收缩段的长度为5.5mm，收缩角为45°。所述扩张段26位于该喷管座的后端，并使该扩张段的一端与收缩段另一端通过过渡段衔接；所述扩张段的长度为39mm，扩张角为24°。

Claims (9)

1.一种机载灭火弹，其特征在于，包括破窗锥、主弹体和微型火箭发动机；其中，所述破窗锥通过弹体头锥安装在主弹体一端的端面；所述微型火箭发动机安装在该主弹体另一端的端面；所述主弹体包括灭火剂装填舱、前连接盖、后连接盖、壳体、导轨滑块、中心药柱、环形药包和后盖；其中，前连接盖和后连接盖分别卡装固定在壳体的两端；后盖位于主弹体的一端并套装在所述后连接盖上；所述支撑套位于壳体内，灭火剂装填舱位于所述支撑套内；并使该支撑套的外表面与该壳体的内表面粘接，使该支撑套的内表面与灭火剂装填舱的外表面粘接；

在该装填舱内有中心药柱和环形药包；其中所述中心药柱位于该装填仓的中轴线上，并将该中心药柱的两端分别与所述的前连接盖的内端面粘接；所述环形药包位于装填舱轴向长度的中段，并粘接在该装填舱的内表面；在该壳体外圆周表面固定有两个导轨滑块，并且所述两个导轨滑块沿该壳体的轴向排布；所述两个导轨滑块与位于主弹体端面的微型火箭发动机的垂尾处于同一垂直面上。

2.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述支撑套采用鼠笼结构。

3.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述支撑套两端的端面分别与所述前连接盖的内端面和后连接盖的内端面螺纹连接；灭火剂装填舱一端的端面与前连接盖的内端面通过卡槽固定，另一端的端面与后连接盖的内端面通过卡槽固定；导轨滑块与壳体之间螺纹连接；所述灭火剂装填舱一端有灭火剂的装填孔；所述环形药包用于破开灭火剂装填舱、支撑套和壳体；中心药柱在灭火剂内部引爆，以释放灭火剂。

4.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述前连接盖的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外圆周表面为与支撑套内表面配合的卡槽；该前连接盖外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该环状凸台的外圆周表面为与弹体头锥内表面配合的螺纹面；所述的内端面有轴向凸出的连接环，该连接环的外径小于该后连接盖的外径，形成了与所述主弹体连接的止口；在该后连接盖的外端面亦有轴向凸出的环状凸台，该凸台的外圆周表面与后盖内端凹槽的内表面螺纹配合。

5.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述后盖的外圆周表面为锥面；该后盖内端的内孔与后连接盖螺纹连接，该后盖外端端面中心有与微型火箭发动机的前接头配合内螺纹盲孔。

6.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述破窗锥包括破窗撞针、二次破窗撞杆、二次撞击底板和弹体头锥，其中的破窗撞针通过二次破窗撞杆安装在所述弹体头锥锥端的锥顶处，二次撞击底板安装在所述弹体头锥平面端的中心；所述的破窗撞针前端为锥段，后端为等径段；所述等径段通过螺纹安装在所述弹体头锥前端的内孔中；所述二次撞击底板的外径与所述弹体头锥后端内径相同，并使二者之间通过卡槽固连；二次破窗撞杆的前端面与所述破窗撞针的内端面贴合，该二次破窗撞杆的后端装入所述二次撞击底板的中心孔内，并使二者之间通过卡槽固连；位于弹体头锥内部的二次破窗撞杆能够提高弹体破窗能力；所述破窗撞针的头部为锥段，并将该头部钝化，在该头部加工有防滑纹，以防止破窗撞针与玻璃间发生打滑，影响破窗。

7.如权利要求1所述机载灭火弹，其特征在于，所述微型火箭发动机包括前接头、发动机壳体、喷管座、三个药柱、垂尾、平尾和夹环；其中：在该发动机壳体的外圆周表面均布有四个轴向的夹环；前接头的一端装入所述发动机壳体的一端，喷管座的一端装入所述发动机壳体的另一端；喷管座又分别由进气段、收缩段、扩张段组成；所述三个药柱以“品”字形组合后装入在入所述发动机壳体内，并使所述药柱的一端与前接头的内端面相接；四片尾翼分别经夹环固定在发动机壳体外圆周表面上，分别形成了微型火箭发动机的垂尾和平尾；垂尾为梯形尾翼，下底长度为135mm，上底长度为100.29mm，高度为27mm,垂尾为矩形翼，长为135mm，宽度为50mm。

8.如权利要求7所述机载灭火弹，其特征在于，所述前接头圆周表面的中部有径向突出的定位台阶，该台阶的外径与所述发动机壳体的外径相同；所述前接头内端面与药柱相接。

9.如权利要求7所述机载灭火弹，其特征在于，所述喷管座的内表面由进气段、收缩段、过渡段和扩张段组成；所述进气段位于该喷管座的前端，该进气段的内径为18mm，长度为5.5mm；所述收缩段的一端与进气段衔接，该收缩段的长度为5.5mm，收缩角为45°；所述扩张段位于该喷管座的后端，并使该扩张段的一端与收缩段另一端通过过渡段衔接；所述扩张段的长度为39mm，扩张角为24°。