CN114681840B - 机载灭火弹 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机载灭火弹，包括弹身、过渡环、弹尾，所述弹身内装有灭火剂，过渡环设于弹身开口部用于封装灭火剂；所述弹尾与过渡环螺接；所述过渡环中部贯穿地设有装药管，装药管内装有起爆药柱，起爆药柱伸入灭火剂内；装药管后部设有限位结构，限位结构与过渡环螺接，装药管后端设有压紧件，压紧件轴向设有开孔；所述弹尾上设有引信机构。采用本发明，储存及运输的安全性高，投放时可靠性高；该机载灭火弹具有安全性高、起爆可靠性好的特点，可确保勤务及使用过程中的安全性，同时可有效避免哑弹危害扑救人员现象发生。

Description

机载灭火弹

技术领域

本发明涉及消防装置技术领域，具体涉及一种机载灭火弹。

背景技术

机载森林灭火弹主要用于森林消防领域，由多旋翼无人机挂载飞至火场上空，择机实施投放。由于机载森林灭火弹内部装有火工品和灭火剂，通过火工品的爆轰波使灭火剂抛洒，完成灭火作业，因此其安全性非常重要，包括勤务过程、挂载飞行、投放过程的安全性和投放后的起爆可靠性，如未起爆，对后续搜救人员安全性带来极大威胁。现有机载灭火弹大多采用电子隔爆的方式，该种方式受环境影响较大，不可靠，起爆大多只有一种起爆方式如定时或红外，特别容易导致哑弹。

专利文献(申请号201721682258X)提供了一种无人机用空投式灭火弹，包括弹体、弹尾以及悬挂机构，其内部设置有智能定高发火机构，通过无人机电源供电，智能定高发火机构还与无人机控制系统连接，控制系统用于定高启动森林灭火弹，该专利没有任何安全措施，同时其起爆方式过于单一，对勤务及使用过程中安全性考虑不足。

专利文献(申请号2929217886326)提供了一种基于航空飞行器的空投式森林灭火弹，该灭火弹主要用于大型飞机，包括弹体、无线电近炸探测机构、弹身、中心药管以及尾翼等部分，尾翼内设置智能炸高控制芯片、隔离保险机构以及发火传爆机构，该专利具有较为完善的安全措施和较为可靠的起爆手段。但是，其隔离保险机构采用保险销式隔离机构，通过拉绳与无人机连接，投放时弹体以自由落体下落，无人机上的拉绳将保险销拉出，该方式不仅会影响弹体下落状态，而且，保险销裸漏在外，存在安全隐患；另外，其起爆机构采用定高和触碰双起爆方式，其内部带有长效电池，通过长效电池给智能定高芯片供电，若灭火弹未起爆，则成为一个威力巨大的哑弹。该专利安全和可靠起爆措施不到位。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机载灭火弹。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的机载灭火弹，包括弹身、过渡环、弹尾，所述弹身内装有灭火剂，过渡环设于弹身开口部用于封装灭火剂；所述弹尾与过渡环螺接；所述过渡环中部贯穿地设有装药管，装药管内装有起爆药柱，起爆药柱伸入灭火剂内；装药管后部设有限位结构，限位结构与过渡环螺接，装药管后端设有压紧件，压紧件轴向设有开孔；所述弹尾上设有引信机构。

所述弹尾上还设有尾翼，尾翼远离弹身一端为双圆筒结构，双圆筒的内筒套在弹尾上，两圆筒之间沿周向均布多个翼片，翼片与弹尾连接。

所述引信机构包括安装座、转动块，安装座与弹尾固定连接，安装座与转动块通过转轴与扭簧连接，转动块上设有电雷管，安装座上设有弧形的第一滑槽，第一滑槽用于容纳电雷管滑动，第一滑槽一端位于安装座中间，转动块与安装座之间设有保险螺钉。

所述第一滑槽的弧度是30°～45°，电雷管与起爆药柱轴向间距不大于3mm。

所述安装座上还设有保险销，保险销用于插入转动块限位；保险销上端伸出安装座，保险销与安装座之间连有弹簧，弹簧用于将保险销向上弹起。

所述起爆药柱为钝感黑索金，钝感黑索金灌装在尼龙管内，尼龙管上下通过带凹槽的T形堵头封堵。

所述引信机构还包括短路触发组件，短路触发组件用于保险状态时保持电雷管短路。

所述短路触发组件包括第一开关、第二开关、延时模块、电容，依次由电容、第一开关、延时模块、第二开关形成回路，第二开关与电雷管并联。

所述短路触发组件还包括电路板，电路板固定于安装座底部，电路板用于电连接第一开关、第二开关、延时模块、电容、电雷管。

所述短路触发组件还包括插座，插座用于连接外部机载电源为电容充电。

所述短路触发组件还包括壳体、绝缘轴，绝缘轴上端与壳体之间设有弹簧，绝缘轴下端贯穿壳体；壳体内侧设有绝缘环，绝缘轴上设有两个导电台肩，绝缘环上设有两个导电环，且两个导电环之间的距离与两个台肩结构之间的距离不同。

所述绝缘轴下端与转动块接触，转动块上设有能使绝缘轴下端通过的通孔或沉孔。

所述转动块上设有能供绝缘轴下端滑动的第二滑槽，所述通孔或沉孔位于第二滑槽一端。

所述壳体的至少一端还设有绝缘螺盖。便于调节壳体内轴向空间大小，便于装配。

所述绝缘轴的侧面与壳体之间还设有导向销，导向销与壳体或绝缘轴滑动连接。

所述短路触发组件还包括触地开关，所述第一开关、延时模块串联后与触地开关并联。

所述短路触发组件还包括滑块、插针，安装座上设有向下开口的空腔，滑块设于该空腔内，空腔下面塞有绝缘板，插针贯穿该绝缘板，绝缘板与滑块之间设有弹簧。

本发明的有益效果在于：

采用本发明，储存及运输的安全性高，投放时可靠性高；

通过转动块与保险螺钉、保险销结构，操作便捷，保险状态时，电雷管偏离起爆药柱，即使电雷管爆炸也不会引爆起爆药柱，安全性高；投射时电雷管对准起爆药柱，可靠性高。

通过短路触发组件的第一开关、第二开关、延时模块等，保险状态时形成了电雷管的双重保险，保障了电雷管的安全，投放时能够精准设定延时，灭火效果好。

通过短路触发组件的触地开关，形成了电雷管的第三重保险，触地时保证电雷管爆炸或放空电能，防止后期哑弹爆炸，降低了人员安全隐患。

以上共有四重保险，该机载灭火弹具有安全性高、起爆可靠性好的特点，可确保勤务及使用过程中的安全性，同时可有效避免哑弹危害扑救人员现象发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的剖面示意图。

图3是引信机构的结构示意图。

图4是引信机构的立体示意图。

图5是图4的A向视图。

图6是短路触发组件的电路图。

图7是短路触发组件的结构示意图。

图中：1-弹身；2-过渡环；3-弹尾；4-尾翼；5-装药管；6-起爆药柱；7-灭火剂；8-压紧件；9-安装座；10-转动块；11-转轴；12-扭簧；13-电雷管；14-第一滑槽；15-保险螺钉；16-保险销；17-短路触发组件；18-第二滑槽；

20-第一开关；21-第二开关；22-延时模块；23-电容；24-电路板；25-插座；26-触地开关；

30-壳体；31-绝缘轴；32-绝缘环；33-导电台肩；34-导电环；35-绝缘螺盖；36-导向销；

40-滑块；41-插针；42-绝缘板；100-机载电源。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

参见图1～7：

本发明提供了一种机载灭火弹，包括弹身1、过渡环2、弹尾3，所述弹身1内装有灭火剂7，过渡环2设于弹身1开口部用于封装灭火剂7；所述弹尾3与过渡环2螺接；所述过渡环2中部贯穿地设有装药管5，装药管5内装有起爆药柱6，起爆药柱6伸入灭火剂7内；装药管5后部设有限位结构，限位结构与过渡环2螺接，装药管5后端设有压紧件8，压紧件8轴向设有开孔；所述弹尾3上设有引信机构。

投放过程中，弹尾3、尾翼4能保持弹体的下落状态；引爆时，通过引信机构引爆起爆药柱6，从而使弹身1在高压下爆裂，完成灭火剂7的抛洒。

所述弹尾3上还设有尾翼4，尾翼4远离弹身1一端为双圆筒结构，双圆筒的内筒套在弹尾3上，两圆筒之间沿周向均布多个翼片，翼片与弹尾3连接。优选地，翼片为4片；便于保持弹体成竖直下落，灭火剂7抛洒效果好；同时能使引信机构触发的故障率最低，例如后文中提到的短路触发组件17、滑块40，弹体下落竖直状态越好，其触发效果越好，故障率越低。

如图3～5所示：

所述引信机构包括安装座9、转动块10，安装座9与弹尾3固定连接，安装座9与转动块10通过转轴11与扭簧12连接，转动块10上设有电雷管13，安装座9上设有弧形的第一滑槽14，第一滑槽14用于容纳电雷管13滑动，第一滑槽14一端位于安装座9中间，转动块10与安装座9之间设有保险螺钉15。

保险状态时，通过保险螺钉15锁住转动块10，使转动块10上的电雷管13与起爆药柱6偏心，同时扭簧12储存预应力，电雷管13冲击波为锥形，中心能量最大，边缘较弱，假如电雷管13发生爆炸，冲击波正面避开了压紧件8上的开孔，可以避免引发起爆药柱6爆炸。投射前，旋下保险螺钉15，转动块10在扭簧12的作用下转动，电雷管13转动至起爆药柱6正上方，此时电雷管13的爆炸冲击波能正面传入压紧件8上的开孔，确保引爆起爆药柱6。

所述第一滑槽14的弧度是30°～45°，电雷管13与起爆药柱6轴向间距不大于3mm。该设置约束了电雷管13偏离角度和间距，电雷管13偏离角度和间距是通过大量试验得到的数据，确保了保险状态时的安全性，以及投射时确保引爆起爆药柱6。

发明人团队对此做了大量试验，摘录部分决定性的试验数据如下：

①角度45°间距4mm：保险状态和投射状态各试验了10次。保险状态均未起爆，但是部分起爆药柱端部损坏；说明继续增大间距会带来一定的隐患。投射状态下(解除保险，即电雷管13对正起爆药柱6)，起爆3次，未起爆7次；未起爆次数较多，表明4mm间距时存在哑弹隐患。

②角度45°间距3mm，保险状态和投射状态各试验了10次。保险状态均未起爆，且起爆药柱端完整；说明该间距、角度能确保保险状态的安全。投射状态下，起爆10次；可以认为没有哑弹隐患。

③角度30°间距3mm，保险状态和投射状态各试验了15次。保险状态均未起爆，且起爆药柱端完整；说明该间距、角度能确保保险状态的安全。投射状态下，起爆15次；可以认为没有哑弹隐患。

④角度25°间距3mm，保险状态和投射状态各试验了15次。保险状态起爆2次，未起爆13次，未起爆的起爆药柱端面破损；说明该角度下，保险状态的走火隐患大。投射状态下，起爆15次，可以认为投射状态不会造成哑弹。

结论：第一滑槽14的弧度是30°～45°，电雷管13与起爆药柱6的轴向间距不大于3mm。此数据是同时保证引信机构保险状态和投射状态安全可靠的关键因素。

所述安装座9上还设有保险销16，保险销16用于插入转动块10限位；保险销16上端伸出安装座9，保险销16与安装座9之间连有弹簧，弹簧用于将保险销16向上弹起。使投射操作更便捷：投射前装弹时，投放装置压紧保险销16，此时旋出保险螺钉15，可以暂时保持电雷管13与起爆药柱6的偏心状态；投射时，灭火弹自由落体运动，保险销16在弹簧的作用下离开转动块10，电雷管13正对起爆药柱6。

所述起爆药柱6为钝感黑索金，钝感黑索金灌装在尼龙管内，尼龙管上下通过带凹槽的T形堵头封堵。尼龙管为装药管5；钝感黑索金稳定性好，不会因为振动而起爆，点燃黑索金需要足够的能量，该设置与上述引信机构的设置相结合，保证了灭火弹运载时的安全性。

如图3～4、6～7所示：

所述引信机构还包括短路触发组件17，短路触发组件17用于保险状态时保持电雷管13短路。确保保险状态时电雷管13不会发生爆炸。

所述短路触发组件17包括第一开关20、第二开关21、延时模块22、电容23，依次由电容23、第一开关20、延时模块22、第二开关21形成回路，第二开关21与电雷管13并联。

运载时，电容23与机载电源100并联充电，初始第一开关20断开，第二开关21闭合将电雷管13短路，形成双重保险防止电雷管13爆炸，若有其他意外造成电路接通(例如电路中还包含有其他元件、支路)，依靠短路状态也能保证电雷管13安全；投放时，第一开关20闭合，第二开关21断开，短路状态解除，同时延时模块22计时，计时结束时电雷管13被接通，爆炸。延时模块22可用若干串联的延时芯片，也可以用现有技术常见的延时模块22，能与终端通信设定延时时间，实现了精准计时爆破，灭火效果好。转动块10、第一开关20、第二开关21形成了三重保险，保障了安全性。

所述短路触发组件17还包括电路板24，电路板24固定于安装座9底部，电路板24用于电连接第一开关20、第二开关21、延时模块22、电容23、电雷管13。使结构紧凑，导线布置有序，减小装置体积，提高结构稳定性。

所述短路触发组件17还包括插座25，插座25用于连接外部机载电源100为电容23充电。

如图7：所述短路触发组件17还包括壳体30、绝缘轴31，绝缘轴31上端与壳体30之间设有弹簧，绝缘轴31下端贯穿壳体30；壳体30内侧设有绝缘环32，绝缘轴31上设有两个导电台肩33，绝缘环32上设有两个导电环34，且两个导电环34之间的距离与两个台肩结构之间的距离不同。导电台肩33和导电环34可分别用于连接导线，一对导电台肩33和导电环34构成了第一开关20或第二开关21，通过该设置，同时只能有一个台肩结构与一个导电环34接触，实现了第一开关20、第二开关21的切换。

如图4：所述绝缘轴31下端与转动块10接触，转动块10上设有能使绝缘轴31下端通过的通孔或沉孔。在转动块10转动，使电雷管13正对起爆药柱6时，通孔或沉孔也相应转至绝缘轴31下方，绝缘轴31下沉，从而使一对导电台肩33和导电环34断开而另一对接触，实现了由第二开关21接触切换为第一开关20接触；该设置联动性好，电雷管13转正即开始延时计时，起爆时间便于准确控制。

所述转动块10上设有能供绝缘轴31下端滑动的第二滑槽18，所述通孔或沉孔位于第二滑槽18一端。绝缘轴31在转动块10上的滑动轨迹准确，便于精准对准通孔或沉孔，防止机械故障。

如图7：所述壳体30的至少一端还设有绝缘螺盖35。便于调节壳体30内轴向空间大小，便于装配。

所述绝缘轴31的侧面与壳体30之间还设有导向销36，导向销36与壳体30或绝缘轴31滑动连接。防止绝缘轴31转动，便于接线，防止导线缠绕在绝缘轴31上导致拉损、接触不良。

如图6：所述短路触发组件17还包括触地开关26，所述第一开关20、延时模块22串联后与触地开关26并联。如果由于延时模块22、其他开关等元件故障，当灭火弹落地时仍没引爆，此时触地开关26闭合发挥作用，直接接通，如果电雷管13没短路且没故障，则直接引爆；如果电雷管13短路或故障，则电容23的存电被放空，避免了哑弹后期爆炸的风险。

如图3：所述短路触发组件17还包括滑块40、插针41，安装座9上设有向下开口的空腔，滑块40设于该空腔内，空腔下面塞有绝缘板42，插针41贯穿该绝缘板42，绝缘板42与滑块40之间设有弹簧。滑块40、插针41用于连接导线，构成了触地开关26；在弹簧的支撑下，滑块40与插针41分离，当灭火弹落地时，在惯性的作用下，滑块40克服弹簧力向下，接触插针41，实现触地开关26闭合。进一步，还可以使绝缘板42与电路板24之间有间距，插针41固定于电路板24上；当滑块40运动时，可借助弹簧反力将绝缘板42推出空腔，使弹簧不能再次将滑块40顶起，延长插针41与滑块40接触的时间，充分放空电容23电能。

Claims (8)

1.一种机载灭火弹，其特征在于：包括弹身(1)、过渡环(2)、弹尾(3)，所述弹身(1)内装有灭火剂(7)，过渡环(2)设于弹身(1)开口部用于封装灭火剂(7)；所述弹尾(3)与过渡环(2)螺接；所述过渡环(2)中部贯穿地设有装药管(5)，装药管(5)内装有起爆药柱(6)，起爆药柱(6)伸入灭火剂(7)内；装药管(5)后部设有限位结构，限位结构与过渡环(2)螺接，装药管(5)后端设有压紧件(8)，压紧件(8)轴向设有开孔；所述弹尾(3)上设有引信机构；

所述引信机构包括安装座(9)、转动块(10)，安装座(9)与弹尾(3)固定连接，安装座(9)与转动块(10)通过转轴(11)与扭簧(12)连接，转动块(10)上设有电雷管(13)，安装座(9)上设有弧形的第一滑槽(14)，第一滑槽(14)用于容纳电雷管(13)滑动，第一滑槽(14)一端位于安装座(9)中间，转动块(10)与安装座(9)之间设有保险螺钉(15)；

所述安装座(9)上还设有保险销(16)，保险销(16)用于插入转动块(10)限位；保险销(16)上端伸出安装座(9)，保险销(16)与安装座(9)之间连有弹簧，弹簧用于将保险销(16)向上弹起。

2.如权利要求1所述的机载灭火弹，其特征在于：所述弹尾(3)上还设有尾翼(4)，尾翼(4)远离弹身(1)一端为双圆筒结构，双圆筒的内筒套在弹尾(3)上，两圆筒之间沿周向均布多个翼片，翼片与弹尾(3)连接。

3.如权利要求1所述的机载灭火弹，其特征在于：所述第一滑槽(14)的弧度是30°～45°，电雷管(13)与起爆药柱(6)轴向间距不大于3mm。

4.如权利要求1或3所述的机载灭火弹，其特征在于：所述起爆药柱(6)为钝感黑索金，钝感黑索金灌装在尼龙管内，尼龙管上下通过带凹槽的T形堵头封堵。

5.如权利要求1所述的机载灭火弹，其特征在于：所述引信机构还包括短路触发组件(17)，短路触发组件(17)用于保险状态时保持电雷管(13)短路。

6.如权利要求5所述的机载灭火弹，其特征在于：所述短路触发组件(17)包括第一开关(20)、第二开关(21)、延时模块(22)、电容(23)，依次由电容(23)、第一开关(20)、延时模块(22)、第二开关(21)形成回路，第二开关(21)与电雷管(13)并联。

7.如权利要求6所述的机载灭火弹，其特征在于：所述短路触发组件(17)还包括插座(25)，插座(25)用于连接外部机载电源(100)为电容(23)充电。

8.如权利要求6所述的机载灭火弹，其特征在于：所述短路触发组件(17)还包括触地开关(26)，所述第一开关(20)、延时模块(22)串联后与触地开关(26)并联。

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