CN109603031A - 一种定高自爆式民用航空灭火炸弹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定高自爆式民用航空灭火炸弹，包括低阻塑料弹体、化学药柱、保险销、延时控制器、温度传感器、超细干粉灭火剂和航空插头。低阻塑料弹体为纺锤体外形的薄壁壳体，化学药柱设置在壳体内腔中，并与弹体上携带的电源电连接，保险销安装在连接所述化学药柱的电路上，用以物理切断电路，温度传感器安装于弹体头部，用以测量火场温度，其与电路开关控制器信号连接，航空插头安装在弹体尾部，延时控制器安装在壳体内壁上，其经由所述航空插头与无人机通信连接，并与电路开关控制器信号连接，壳体内腔中充满超细干粉灭火剂。本发明可由无人机或固定翼飞机挂载空投灭火，可靠安全成本低。

Description

一种定高自爆式民用航空灭火炸弹

技术领域

本发明涉及一种定高自爆式民用航空灭火炸弹，主要用于森林灭火。通过无人机挂载投放，延时控制实现定高度自爆。

背景技术

森林火灾发生地一般山势险峻，地形复杂，交通不便，扑救条件困难。林场一旦发生火灾，地面消防力量很难迅速机动到达火灾现场。目前主要依靠消防人员近距离接触火场进行灭火，不仅效率低，而且容易错过灭火最佳时机，而且人员安全性也得不到保障。

基于这种情况，利用迫击炮、火箭炮等发射装置发射灭火弹的新式灭火手段应运而生。通过远距离发射灭火弹，可以避免消防人员近距离接触火场，减少人员的伤亡；同时灭火弹携带方便，便于消防人员快速机动，在第一时间做出快速的响应。虽然火箭炮能多发联射和发射弹径较大的火箭弹，发射速度快、火力猛、突袭性好，但由于其射弹散布大、弹道低伸，不利于穿越茂密的森林，顺利到达火场。

近年来，民用无人机发展势头迅猛，无人机具有续航时间长、智能化水平较高等优点，依靠其成本低，易操作，安全性高等特点，已在诸多行业开展应用。通过无人机挂载灭火弹，到达指定火源地点，实施空中定点投放，并在火源上方一定高度通过定姿态高压喷射，形成一定面积的灭火面，从而达到灭火效果。不仅适用于森林复杂的地形，而且能够对火情作出快速反应，在最佳时机实施灭火作业，人员安全性也能得到最大保障。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种定高自爆式民用航空灭火炸弹，采用化学药剂代替炸药作为爆炸物；设计低阻塑料弹体和薄壁结构增强灭火剂散布效果；用延时起爆的方式引爆炸弹；用保险销作为物理开关确保安全；干电池作为引爆电源和控制电源；考虑安全裕度，引爆逻辑判断都用双裕度设计。设计纺锤体外形的弹体，采用普通炸弹的挂载方式，无需重新设计挂架；通过大型固定翼无人机挂载新型灭火炸弹，到达指定火源地点/高度后，按照计算好的弹道实施空中投放，通过固定弹道滑翔到火源上空，延时定高度引爆，通过灭火剂覆盖火源的方式实现灭火。

本发明的技术解决方案是：本发明的定高自爆式民用航空灭火炸弹包括：低阻塑料弹体、化学药柱、延时控制器、保险销、温度传感器、航空插头和超细干粉灭火剂；所述低阻塑料弹体为纺锤体外形的薄壁壳体，所述化学药柱设置在壳体内腔中，并与弹体上携带的电源电连接，所述保险销安装在连接所述化学药柱的电路上，用以物理切断电路，所述温度传感器安装于弹体头部，用以测量火场温度，其与电路开关控制器信号连接，所述航空插头安装在弹体尾部，所述延时控制器安装在壳体内壁上，其经由所述航空插头与无人机通信连接，并与电路开关控制器信号连接，所述壳体内腔中充满超细干粉灭火剂。

优选所述化学药柱作为灭火炸弹的爆炸物，其采用无惧冲击、高温、暴晒，且日常存储、运输、安装均没有安全风险的普通的工业产品。

优选启动炸弹的电路都采用双裕度设计，即，延时控制器启动时由两个信号判断灭火弹是否脱钩，所述温度传感器启动也要判断两个温度传感器数据是否都达到启动阈值。

优选所述低阻塑料弹体采用3D打印或整体注塑的方法制成。

优选所述化学药柱采用1欧姆的标准电阻作为激发源，与超过3V的直流电源电连接。

优选所述电源为配置于电池舱内的干电池。

优选所述启动阈值为200℃。

优选所述化学药柱包括四个，均通过固定在壳体内壁上的支架，架设在壳体内腔中，四个所述化学药柱相互平行地间隔配置。

优选灭火炸弹采用普通炸弹的挂载方式配置在无人机上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

全弹采用民品设计，所有零部件都是民用品，无需军品资质即可采购和使用该灭火弹。

采用化学药剂作为爆炸物，此药剂是普通的工业产品，无惧冲击、高温、暴晒等，日常存储、运输、安装都没有安全风险。无需作为危险品保管，且使用年限长。

启动炸弹的电路都采用双裕度设计。即，延时控制启动时是由两个信号判断灭火弹是否脱钩，温度开关启动也要判断两个温度传感器是否都达到启动阈值。该设计极大地保障了炸弹的可靠性和安全性。

薄壁塑料弹体结构设计降低了炸弹结构重量，增大了灭火剂的有效装载。塑料薄壁结构强度和刚度都较低，相对而言增强了化学药剂的爆炸效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明灭火弹外形示意图；

图3为本发明灭火弹结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种航空灭火炸弹，包括：低阻塑料弹体1、化学药柱2、保险销3、延时控制器4、温度传感器5、超细干粉灭火剂6和航空插头7。

化学药柱2、保险销3、延时控制器4、温度传感器5和超细干粉灭火剂6都按照图1所示安装在低阻塑料弹体1内。

低阻塑料弹体1采用3D打印或整体注塑的方法加工。由于本灭火弹不用炸药作为爆炸源，炸弹整体的爆炸效果相对弱一些。采用塑料制作弹体，并采用薄壁结构，使得弹体轻、脆，可极大增强爆炸效果。

化学药柱2用1欧姆的标准电阻作为激发源，接通超过3V的直流电后产生的高温即可激发化学药剂。化学药剂在几毫秒内完全激发，释放出大量气体，继而发生爆炸。

延时控制器4在启动前处于开放接收授时状态，接收无人机下发的延时时间。在启动脱钩程序后，延时控制器判断到脱钩的动作后开始倒计时。时间到达后接通化学药柱内的电路，瞬间点燃化学药柱，引爆炸弹。

保险销3是保护飞机和人员安全的装置。可以在安装和拆卸灭火弹的过程中从物理上断掉灭火弹的电路，保证安全。

保险销3安装在延时控制器的电路端，控制延时电路和温度传感器电路的通断。安装完灭火弹后，经检测无误，在无人机起飞前拔掉保险销，接通灭火弹内的电路，使其可以正常工作。

本发明的工作原理是：灭火弹挂在无人机挂架下，通过航空插头7与无人机通讯。航空插头7与延时控制器4连接，延时控制器4在启动前处于开放接收授时状态，接收无人机下发的延时时间。在启动脱钩程序后，延时控制器4判断到脱钩的动作后开始倒计时。炸弹滑翔下落的过程中在空气阻力和升力的作用下从横卧状态迅速变换到竖直状态，倒计时结束时炸弹达到完全竖直。此时化学药柱2内的电路接通，瞬间点燃化学药柱，引爆炸弹，灭火剂达到最佳散布效果。

温度传感器5作为延时控制器4的备份。若延时控制失效，灭火弹头部的温度传感器5在接近或落入火源时达到200℃的启动阈值，即可接通灭火弹的爆炸电路，引爆灭火弹。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：包括低阻塑料弹体、化学药柱、保险销、延时控制器、温度传感器、超细干粉灭火剂和航空插头；所述低阻塑料弹体为纺锤体外形的薄壁壳体，所述化学药柱设置在壳体内腔中，并与弹体上携带的电源电连接，所述保险销安装在连接所述化学药柱的电路上，用以物理切断电路，所述温度传感器安装于弹体头部，用以测量火场温度，其与电路开关控制器信号连接，所述航空插头安装在弹体尾部，所述延时控制器安装在壳体内壁上，其经由所述航空插头与无人机通信连接，并与电路开关控制器信号连接，所述壳体内腔中充满超细干粉灭火剂。

2.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述化学药柱作为灭火炸弹的爆炸物，采用无惧冲击、高温、暴晒，且日常存储、运输、安装均没有安全风险的工业产品。

3.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：启动炸弹的电路都采用双裕度设计，即，延时控制器启动时由两个信号判断灭火弹是否脱钩，所述温度传感器启动也要判断两个温度传感器数据是否都达到启动阈值。

4.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述低阻塑料弹体采用3D打印或整体注塑的方法制成。

5.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述化学药柱采用1欧姆的标准电阻作为激发源，与超过3V的直流电源电连接。

6.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述电源为配置于电池舱内的干电池。

7.根据权利要求3所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述启动阈值为200℃。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：所述化学药柱包括四个，均通过固定在壳体内壁上的支架，架设在壳体内腔中，四个所述化学药柱相互平行地间隔配置。

9.根据权利要求1所述的定高自爆式民用航空灭火炸弹，其特征在于：灭火炸弹采用普通炸弹的挂载方式配置在无人机上。