CN111380422A - 一种卫星制导灭火子母弹 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星制导灭火子母弹，本发明通过头罩、泡沫前壳体、泡沫中壳体、泡沫后壳体和控制舱壳体组成空腔，并在空腔内放置若干灭火子弹，装配上驱动装置使本装置到达着火点上空后，能够抛洒灭火子弹，本发明从空中对起火点进行抛洒灭火剂，其覆盖范围较大，并且能兼顾树冠火和地表火。
Description
技术领域
本发明属于灭火弹领域，具体涉及一种卫星制导灭火子母弹。
背景技术
火灾是最经常、最普遍地威胁公共安全和社会发展的主要灾害之一。随着社会的发展，人们对火灾的预防、扑救等技术措施也是多种多样。
随着近年来科技的发展，无人机应用于各行各业，在消防领域也展现出了其机动灵活、操作简单、安全可靠等优点。无人机最大的优势是可以最快速的进入人员无法迅速到达的火灾现场，从而进行灭火作业，可以有效地防止火灾蔓延。现有的与灭火无人机相配的空投式灭火弹有采用水系或水基灭火剂填装的灭火弹，其抛洒效果和灭火面积大小相较干粉灭火剂存在差距。也有采用干粉灭火剂，整个弹身的内部全部装填干粉灭火剂，采用定高引爆机构用于树冠火势或采用触地引爆机构用于地表火，两者单独所能应对的火灾情况比较单一。并且因为无人机投放精度的原因，并不能有效地在火灾初期进行精确灭火，减少资源浪费。因此需要一种能精确制导，并能同时兼顾树冠火和地表火，且灭火面积较大的灭火弹。
申请号为201910663499.7的发明创造中提出了一种撑开延时的森林灭火弹，通过飞机高度，弹体落地加速度两个参数控制灭火弹在树冠10-20米处破裂并释放灭火剂。其控制方式没考虑阻力和飞机速度等因素，所以误差较大，难以在火灾初期进行精确空投灭火。
申请号为201911094989.6的发明创造中提出了一种双保险导爆的空投式森林灭火弹。该发明重点阐述采用双保险导报技术，防止哑弹产生，确保灭火剂有效释放弥散和灭火。它的不足之处在于无法兼顾树冠火，并且无法精确投放灭火。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有灭火弹不能精确制导、不能同时兼顾树冠火和地表火等不足，提供一种卫星制导灭火子母弹。
为了达到上述目的，本发明包括头罩、泡沫前壳体、泡沫中壳体、泡沫后壳体和控制舱壳体，头罩、泡沫前壳体、泡沫中壳体、泡沫后壳体和控制舱壳体依次连接共同组成柱形空腔，柱形空腔内设置有若干灭火子弹，控制舱壳体上设置有舵，控制舱壳体内设置有控制系统。
头罩和泡沫前壳体间设置有前隔框，泡沫前壳体和泡沫中壳体间设置有承力隔框，泡沫中壳体和泡沫后壳体间设置有后隔框，泡沫后壳体和控制舱壳体间设置有连接隔框，承力隔框和后隔框间设置有弹翼支座，弹翼支座上设置有弹翼，泡沫中壳体置于承力隔框、后隔框和弹翼支座形成的框架之间。
前隔框、承力隔框和后隔框上开设有若干相同的圆形通孔，若干灭火子弹相叠设置组成柱形的灭火子弹组，灭火子弹组穿过前隔框、承力隔框和后隔框上的通孔，一端与连接隔框接触，另一端置于头罩内。
前隔框、承力隔框和后隔框上均开始有若干通孔，通孔内插设有碳管，碳管的一端固定在连接隔框上，碳管使前隔框、承力隔框、后隔框和连接隔框同轴设置。
承力隔框两侧的碳管上均设置有止动压块，两个止动压块固定在承力隔框上。
承力隔框设置有吊耳。
控制舱壳体与泡沫后壳体间设置有气体发生器，气体发生器连接气囊，气囊充气后能够挤压灭火子弹。
控制系统包括GPS天线、GPS定位模块、惯性测量模块、飞控计算机和起爆高度控制装置，飞控计算机连接惯性测量模块和起爆高度控制装置，GPS天线连接GPS定位模块，飞控计算机用于采集惯性测量模块的数据，并控制起爆高度控制装置的开启。
GPS天线倾斜放置。
控制舱壳体顶部设置有分离连接器。
与现有技术相比，本发明通过头罩、泡沫前壳体、泡沫中壳体、泡沫后壳体和控制舱壳体组成空腔，并在空腔内放置若干灭火子弹，装配上驱动装置使本装置到达着火点上空后，能够抛洒灭火子弹，本发明从空中对起火点进行抛洒灭火剂，其覆盖范围较大，并且能兼顾树冠火和地表火。
进一步的，本发明设置有惯性测量模块和GPS定位模块，能够在飞行中根据惯性测量单元的数据和GPS模块测量到的当前坐标纠正飞行姿态，保证灭火弹不偏离预定弹道。
进一步的，本发明的GPS天线倾斜放置，确保灭火弹在负攻角飞行时的GPS信号稳定。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是本发明中泡沫后壳体和控制舱壳体的局部剖视示意图；
图4是本发明中泡沫壳体结构示意图；
图中，1-头罩，2-前隔框，3-泡沫前壳体，4-承力隔框，5-吊耳，6-弹翼，7-泡沫后壳体，8-泡沫中壳体，9-控制舱壳体、10-舵、11-灭火子弹、12-碳管、13-连接隔框、14-止动压块、15-后隔框、16-弹翼支座、17-气囊、18-气体发生器、19-电池、20-舵机、21-GPS天线、22-GPS定位模块、23-惯性测量模块、24-飞控计算机、25-起爆高度控制装置、26-分离连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1至图4，本发明包括头罩1、泡沫前壳体3、泡沫中壳体8、泡沫后壳体7和控制舱壳体9，头罩1、泡沫前壳体3、泡沫中壳体8、泡沫后壳体7和控制舱壳体9依次连接共同组成柱形空腔，柱形空腔内设置有若干灭火子弹11，控制舱壳体9上设置有舵10，控制舱壳体9内设置有控制系统。头罩1和泡沫前壳体3间设置有前隔框2，泡沫前壳体3和泡沫中壳体8间设置有承力隔框4，泡沫中壳体8和泡沫后壳体7间设置有后隔框15，泡沫后壳体7和控制舱壳体9间设置有连接隔框13，承力隔框4和后隔框15间设置有弹翼支座16，弹翼支座16上设置有弹翼6，泡沫中壳体8置于承力隔框4、后隔框15和弹翼支座16形成的框架之间。
头罩1的材质为EPS泡沫，可以减轻整个弹的质量，其和前隔框2之间用泡沫胶进行粘接；头罩1的形状为椭球形，可以减小灭火弹飞行时的阻力，还可以限制灭火子弹11前移。泡沫前壳体3、泡沫中壳体8和泡沫后壳体7的材质均为EPS泡沫。
灭火子弹11为一次性干粉灭火弹，呈圆柱形，外部有导火索，遇火后快速引爆内部爆炸装置，将灭火剂向外抛洒。
参见图2和图4，前隔框2、承力隔框4和后隔框15上开设有若干相同的圆形通孔，若干灭火子弹11相叠设置组成柱形的灭火子弹组，灭火子弹组穿过前隔框2、承力隔框4和后隔框15上的通孔，一端与连接隔框13接触，另一端置于头罩1内。前隔框2、承力隔框4和后隔框15上均开始有若干通孔，通孔内插设有碳管12，碳管12的一端固定在连接隔框13上，碳管12使前隔框2、承力隔框4、后隔框15和连接隔框13同轴设置。承力隔框4两侧的碳管12上均设置有止动压块14，两个止动压块14固定在承力隔框4上，承力隔框4设置有吊耳5。吊耳5为不锈钢材质，其用两个M8沉头螺钉固定在承力隔框4顶部，其作为飞机挂载灭火弹的挂点，要承受整弹的重量。
主要承重结构由前隔框2、承力隔框4、后隔框15、连接隔框13和4根碳管12组成，所有的隔框都是铝合金材料，四根碳管12在上下左右均匀分布，插入四个隔框上的对应的孔内，碳管12和隔框用环氧树脂粘接，保证结构稳定性。
止动压块14为铝合金材质，作用为承受载机上武器挂架止动臂的压力，其套在上方碳管12上，有两个，分别位于承力隔框4两侧，并用螺钉固定在承力隔框4上。
承力隔框4和后隔框15间设置有若干弹翼支座16，弹翼6固定在弹翼支座16上，弹翼支座16为铝合金材质，呈长条形，有4个，呈X型均匀分布在承力隔框4和后隔框15之间，两端用4颗螺钉固定在两侧隔框上。弹翼6为阻燃塑料材质，底部有T型座，其有四个，呈X型均匀分布并用螺钉固定于弹翼支座16上。
参见图3，控制舱壳体9与泡沫后壳体7间设置有气体发生器18，气体发生器18连接气囊17，气囊17充气后能够挤压灭火子弹11。控制系统包括GPS天线21、GPS定位模块22、惯性测量模块23、飞控计算机24和起爆高度控制装置25，GPS天线21、GPS定位模块22、惯性测量模块23、飞控计算机24和起爆高度控制装置25作为一个整体用支架固定于控制舱壳体9内，飞控计算机24连接惯性测量模块23和起爆高度控制装置25，GPS天线21连接GPS定位模块22，飞控计算机24用于采集惯性测量模块23的数据，并控制起爆高度控制装置25的开启。GPS天线21倾斜放置。控制舱壳体9顶部设置有分离连接器26，用于和载机通信，其通过重力分离。
气囊17和气体发生器18一起组成了灭火子弹抛洒分离装置，它们固定于连接隔框的中心位置，气囊囊袋放在灭火子弹排列后的空心部位。
控制舱壳体9内设置有舵机20，舵机20有四个，用螺钉呈X型分布固定在控制舱壳体9上，舵10采用铝合金材料，是用来控制灭火弹飞行姿态的，其固定在舵机20的舵盘上，受舵机20驱动。控制舱壳体9内固定有电池19。
当载机发现着火点时，将测量到的经纬高坐标写入已上电自检的灭火弹的飞控系统中。随着操作人员给出发射命令，载机挂架脱钩，灭火弹投下，分离连接器26依靠重力拉脱，灭火弹朝着目标坐标按照预定弹道飞行，中途根据惯性测量单元的数据和GPS模块测量到的当前坐标纠正飞行姿态，保证灭火弹不偏离预定弹道。
当灭火弹依靠卫星制导到达目标上空的预定高度位置时，起爆高度控制装置25启动并激活气体发生器18。气体发生器18产生大量燃气，迅速将气囊17吹起，气囊17鼓起所产生的压力将灭火子弹11向四周挤压，直至泡沫壳体破碎，灭火子弹11向四周抛洒。上述过程将会在非常短的时间内完成，肉眼所见就是灭火弹在目标上空爆炸，灭火子弹11在着火点上空抛洒。四散的灭火子弹11触碰到树冠火的就在树冠爆炸并抛洒灭火剂扑灭树冠火，其落地后，在地面碰到火就在地面爆炸并抛洒灭火剂扑灭地表火。
Claims (10)
1.一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，包括头罩(1)、泡沫前壳体(3)、泡沫中壳体(8)、泡沫后壳体(7)和控制舱壳体(9)，头罩(1)、泡沫前壳体(3)、泡沫中壳体(8)、泡沫后壳体(7)和控制舱壳体(9)依次连接共同组成柱形空腔，柱形空腔内设置有若干灭火子弹(11)，控制舱壳体(9)上设置有舵(10)，控制舱壳体(9)内设置有控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，头罩(1)和泡沫前壳体(3)间设置有前隔框(2)，泡沫前壳体(3)和泡沫中壳体(8)间设置有承力隔框(4)，泡沫中壳体(8)和泡沫后壳体(7)间设置有后隔框(15)，泡沫后壳体(7)和控制舱壳体(9)间设置有连接隔框(13)，承力隔框(4)和后隔框(15)间设置有弹翼支座(16)，弹翼支座(16)上设置有弹翼(6)，泡沫中壳体(8)置于承力隔框(4)、后隔框(15)和弹翼支座(16)形成的框架之间。
3.根据权利要求2所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，前隔框(2)、承力隔框(4)和后隔框(15)上开设有若干相同的圆形通孔，若干灭火子弹(11)相叠设置组成柱形的灭火子弹组，灭火子弹组穿过前隔框(2)、承力隔框(4)和后隔框(15)上的通孔，一端与连接隔框(13)接触，另一端置于头罩(1)内。
4.根据权利要求2所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，前隔框(2)、承力隔框(4)和后隔框(15)上均开始有若干通孔，通孔内插设有碳管(12)，碳管(12)的一端固定在连接隔框(13)上，碳管(12)使前隔框(2)、承力隔框(4)、后隔框(15)和连接隔框(13)同轴设置。
5.根据权利要求4所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，承力隔框(4)两侧的碳管(12)上均设置有止动压块(14)，两个止动压块(14)固定在承力隔框(4)上。
6.根据权利要求2所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，承力隔框(4)设置有吊耳(5)。
7.根据权利要求1所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，控制舱壳体(9)与泡沫后壳体(7)间设置有气体发生器(18)，气体发生器(18)连接气囊(17)，气囊(17)充气后能够挤压灭火子弹(11)。
8.根据权利要求1所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，控制系统包括GPS天线(21)、GPS定位模块(22)、惯性测量模块(23)、飞控计算机(24)和起爆高度控制装置(25)，飞控计算机(24)连接惯性测量模块(23)和起爆高度控制装置(25)，GPS天线(21)连接GPS定位模块(22)，飞控计算机(24)用于采集惯性测量模块(23)的数据，并控制起爆高度控制装置(25)的开启。
9.根据权利要求8所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，GPS天线(21)倾斜放置。
10.根据权利要求1所述的一种卫星制导灭火子母弹，其特征在于，控制舱壳体(9)顶部设置有分离连接器(26)。
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