CN207734492U - 灭火弹及其发射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种灭火弹及其发射系统，包括相互连接的灭火部和推进部；推进部包括填充有液体灭火剂的储仓；因储仓的容积减小而产生的压力，能够驱使液体灭火剂通过储仓的常闭喷射口喷射至推进部的外部。本实用新型利用水推进装置推进灭火弹前行，减少了自身成为二次火源的危险。采用重力投放后空中点火方式，最大程度的降低了对无人载机的冲击干扰。其投放发射方法为：无人载机调整姿态瞄准目标后，依靠重力投放灭火弹；灭火弹在空中下落一定时间后，延时触发机构触发其水推进装置，灭火弹飞向火源。

Description

灭火弹及其发射系统

技术领域

本实用新型涉及消防安全领域，具体地，涉及一种灭火弹及其发射系统。

背景技术

消防安全一直是民生的焦点，其不仅关系到巨大的财产损失也关系到人民的生命安全，同时火灾扑灭也是一项危险性较大的作业，对消防人员的人身安全造成很大威胁。

自改革开放以来，我国高层建筑大量出现，但目前城市消防部队配备的消防车大都在50米以下，对于超过100米以上的高层建筑却束手无策。同时，由于私家车的普及，道路拥堵情况日益严重，对消防车的快速救援造成困难。另外一些急难险重的情况，比如海上船舶灭火、森林灭火、武器库和核电站灭火等等极端情况，常规地面救援手段都有局限，而且对消防人员的人身安全提出了巨大挑战。

除常规灭火装备外，虽然目前市面上也发明了各种类型的灭火系统，但究其原理，大都采用地面喷射或发射方式，由地面设备或人员接近火源喷射灭火剂、投掷或发射灭火弹进行灭火，但考虑到人身安全、运输方便快捷、空间活动受限、投射精度等因素，现有灭火系统对急难险重情况下的火灾救援不够灵活且不一定完全适用。

近年来无人机日益普及，无人机携带灭火弹进行灭火作业具有巨大优势，其通过无人机集群携带大量灭火弹，近距离抵近火源，进行协同灭火作业，可对特殊区域场所的火源进行察打一体、集群协作式灭火作业，因此十分灵活的适用于各类急难险重情况下的火灾扑灭作业，尤其适合城市高层建筑的灭火作业。

但无人机机载不同于地面发射，有其固有弱点，如果采用类似导弹的火药推进或迫击炮发射方式会产生如下问题：第一、火药推进方式产生的尾焰会对无人机产生伤害，同时弹上发动机的火药产生的余焰、高温燃气等可能成为二次火源，造成新的隐患；第二、迫击炮方式产生的后坐力会对无人机稳定控制产生重大影响，若要保证无人机稳定，则反过来会限制动力系统性能，进而限制灭火弹的大小和射程，两者存在互相制约和矛盾；第三、采用火药等火工品成本高，日常贮存、运输的安全性要求高，在民用应用中存在诸多安全性问题，同时也带来火工品资质限制等系列问题。

以上的固有弱点限制了现有技术的无人机载灭火弹的普及和发展。因此，亟待一种安全、无毒、低成本、无后座力、无二次火源危害的灭火弹成为业界的难题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种灭火弹。

根据本实用新型提供的一种灭火弹，包括相互连接的灭火部和推进部；

推进部包括动力源部件、储仓，储仓内存储有水或水溶液，动力源部件驱动储仓容积发生变化，进而使得水或水溶液通过储仓的常闭喷射口喷射至推进部的外部，并同时能够使灭火弹获得向前的推进力。

优选地，所述动力源部件与储仓内的水或水溶液之间隔有活塞，所述动力源部件包括如下任一种部件：

--势能动力部件：通过释放弹性势能，驱使活塞压缩储仓的容积；

--能量致形变部件：通过吸收能量发生形变，驱使活塞压缩储仓的容积。

优选地，势能动力部件采用如下任一种部件：

--压缩气源部件；

--弹性部件；

--磁性部件；

其中，压缩气源部件膨胀后能够产生排气通道，允许压缩气源部件中的气体经由排气通道进入储仓。

优选地，灭火部与推进部之间采用可拆卸方式或者固定方式连接；

相连接的灭火部与推进部的外形构成气动布局结构。

优选地，灭火部包括引信，灭火部还包括：

--一个传感器，所述一个传感器的输出端电连接引信的电触发端；或者

--多个传感器，所述多个传感器的输出端以并联方式直接电连接至引信的电触发端，或者所述多个传感器的输出端通过逻辑门电路电连接至引信的电触发端。

优选地，推进部包括延时触发器；

延时触发器的输出端连接动力源部件的触发端。

优选地，包括挂载部；

挂载部紧固连接灭火部和\或推进部。

优选地，挂载部位于灭火部和推进部所构成结构的质心位置处；

挂载部、灭火部以及推进部构成全弹结构；相对于全弹结构的弹尾，全弹结构的重心位置靠近全弹结构的弹头。

优选地，灭火部的外壳采用贯穿内外壳壁的镂空结构。

根据本实用新型提供的一种发射系统，包括发射平台，还包括搭载于发射平台上的上述灭火弹。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供的灭火弹由载机在空中瞄准并重力投放后，依靠弹上的水推进装置推动灭火弹飞抵火源，通过延时或温敏引信触发灭火组件实施灭火作业，具有无二次火源、无后坐力、无污染、成本低的优点，可以广泛适用于各类急难险重情况下的火灾扑灭作业，尤其适合城市高层建筑的无人机载灭火作业。

2、本实用新型提供的灭火弹采用水推进代替火药推进，减少了自身成为二次火源的危险；

3、本实用新型提供的灭火弹采用的高压气源为汽车安全气囊类民用小型燃气发生器或高压气瓶，成本远低于火药类火工品，贮存、运输和日常使用时的安全性也大大增加，同时也无火工品相关资质限制，便于产品的推广应用；

4、本实用新型提供的灭火弹采用重力投放后空中点火方式，最大程度的降低了对无人载机的冲击干扰，保证载机安全可控。

5、本实用新型提供的灭火弹采用了水推进、静稳定弹体结构设计、延时触发、空中投放发射、气动外形优化等技术。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的灭火弹的结构示意图。

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

首先对本实用新型的基本实施例进行说明。

本实用新型提供一种灭火弹，包括相互连接的灭火部和推进部；推进部包括动力源部件、储仓，储仓内存储有水或水溶液，动力源部件驱动储仓容积发生变化，进而使得水或水溶液通过储仓的常闭喷射口喷射至推进部的外部，并同时能够使灭火弹获得向前的推进力。

具体地，所述灭火部可以采用现有技术中灭火弹的灭火部予以实现，也可以采用下文优选例中的方式予以实现。常闭喷射口可以采用单向阀，也可以采用受压后破损的膜。

更为具体地，相互连接的灭火部和推进部构成弹体结构1，通过推进部3能够使水或者水溶液推进的灭火弹获得向前的推进力，推进部3由延时触发器4适时触发启动喷水推进工作。灭火部、推进部分别构成前弹身11、后弹身12，所述前弹身11通过连接件与后弹身12的一端紧固连接。

下面对本实用新型的基本实施例的优选例进行说明。对于水、水溶液，在本实用新型中的目的，一方面是喷射推进，另一方面是本身不产生助燃作用，尤其最好是阻燃作用，这样，当灭火弹达到着火点时若有存留，至少不会起到助燃作用。下面优选例中就以水为例。水溶液可以同样实现，例如水溶液可以是盐水或者水系灭火剂。

所述动力源部件与储仓内的水之间隔有活塞；所述动力源部件包括如下任一种部件：势能动力部件：通过释放弹性势能，驱使活塞压缩储仓的容积；能量致形变部件：通过吸收能量发生形变，驱使活塞32压缩储仓的容积。势能动力部件采用如下任一种部件：压缩气源部件；弹性部件；磁性部件；其中，压缩气源部件膨胀后能够产生排气通道，允许压缩气源部件中的气体经由排气通道进入储仓。

具体地，弹性部件可以是弹簧、簧片、扭簧或者橡胶块等部件，其中，弹性部件可以通过处于压缩状态来具有弹性势能，也可以通过处于拉伸状态来具有弹性势能；磁性部件可以是永磁体或者电磁体等部件；能量致形变部件可以是电致形变部件、热致形变部件、光致形变部件、磁致形变部件或者湿度致形变部件。

更为具体地，如图1所示，以压缩气源部件为例，压缩气源部件采用高压气源31，储仓构成水室33，由弹头至弹尾方向，所述高压气源31、活塞32和水室33依次设置。所述活塞32，用于将高压气源31和水室33中的水隔开，保证弹体，即灭火弹低头向下时，推进部3仍能正常工作；所述水室33，优选地，采用塑料薄膜水袋形式将水进行储存。所述高压气源31为燃气发生器、高压气瓶或汽车安全气囊这三者中的任一种。所述引信22包括火药引信、碰撞引信或热敏引信这三者中的任一种，但不限于此，从而确保日常安全和可靠触发。所述爆燃药23爆炸时产生高压气体，将灭火剂24喷撒出去，进行灭火。所述灭火剂可以是水，也可以是水系灭火剂，也可以是干粉灭火剂、泡沫灭火剂等。所述爆燃药23、高压气源31均采用无毒、无害、燃温低且低感度的燃气发生剂。所述活塞32上设置有通孔构成所述排气通道，在保证能够顺利推动活塞运动的前提下，能够通过排气通道，即通孔适当放气减轻高压气室，即高压气源31的壁面压力，同时利用放出的气体将水带动高速喷出，从而推进灭火弹运动。

灭火部与推进部之间采用可拆卸方式或者固定方式连接；相连接的灭火部与推进部的外形构成气动布局结构。

具体地，气动布局结构包括导流罩、尾翼、流线型壳体。如图1所示，气动布局结构包括尾翼稳定装置14；所述后弹身12的另一端与尾翼稳定装置14紧固连接。所述尾翼稳定装置14设置在灭火弹尾部，用于调整全弹，即灭火弹的气动压心，确保全弹的静稳定度，进而保证落点散布精度。

灭火部包括引信，灭火部还包括：一个传感器，所述一个传感器的输出端电连接引信的电触发端；或者多个传感器，所述多个传感器的输出端以并联方式直接电连接至引信的电触发端，或者所述多个传感器的输出端通过逻辑门电路电连接至引信的电触发端。

具体地，所述多个传感器的输出端以并联方式直接电连接至引信的电触发端，从而任一个传感器都能够独立触发引信；所述多个传感器的输出端通过逻辑门电路电连接至引信的电触发端，从而可以实现逻辑控制，多个传感器输出电平的一种或者几种组合才能触发引信。

更为具体地，如图1所示，所述灭火部2包括壳体21、引信22、爆燃药23以及灭火剂24；所述引信22、爆燃药23以及灭火剂24均设置在壳体21内；所述引信22与爆燃药23相连接；所述灭火剂24设置在爆燃药23的周围。传感器可以是加速度传感器或者温度传感器，所述加速度传感器设置在弹体结构1的前弹身11内；所述温度传感器设置在灭火部2外侧。

推进部包括延时触发器；延时触发器的输出端连接动力源部件的触发端。

具体地，如图1所示，与无人载机脱离时，延时触发器4开始计时，灭火弹在空中下落一定时间后，具体地说，当延时时间到达预设时间时，即满足与载机的发射安全距离，启动触发程序，延时触发器4触发推进部3的高压气源31开启，所述高压气源31通过活塞32驱动水室33中的水喷出。

所述灭火弹包括挂载部；挂载部紧固连接灭火部和\或推进部。挂载部位于灭火部和推进部所构成结构的质心位置处；挂载部、灭火部以及推进部构成全弹结构；相对于全弹结构的弹尾，全弹结构的重心位置靠近全弹结构的弹头。

具体地，如图1所示，挂载部采用吊挂13；所述灭火弹通过吊挂13与无人机相连接。优选地，所述吊挂13，将灭火弹悬挂在无人机下方的发射平台上，并采用螺纹环套在弹体结构1上，可以将吊挂13通过螺纹调节灭火弹质心位置附近，以保证在空中重力投放后，弹体姿控扰动最小。

所述灭火部的外壳采用贯穿内外壳壁的镂空结构。

具体地，如图1所示，所述弹体结构1的前端为纺锤形的整流罩；所述弹体结构1为镂空结构，从而保证弹体结构1完整性又利于爆开，确保灭火部2内灭火剂24顺利喷出，并有效灭火。镂空结构需考虑能够承受高压气体，即爆燃药23引爆时产生的高压气体的内压能力，需选择合适材料按设计压强峰值设计壁厚。

本实用新型提供一种发射系统，包括发射平台，还包括搭载于发射平台上的所述灭火弹。

具体地，所述发射平台可以是空基平台、陆基平台或者海基平台。空基平台可以是无人飞机，陆基平台可以是消防车或者建筑物，海基平台可以是消防艇或者钻油平台。

下面对本实用新型的工作原理作进一步说明：

无人载机调整姿态瞄准目标后，依靠重力投放灭火弹。此时，吊挂13与无人载机脱离时，延时触发器4开始计时，灭火弹在空中下落一定时间后，具体地说，当延时时间到达预设时间时，即满足与载机的发射安全距离，启动触发程序，延时触发器4触发推进部3的高压气源31开启，所述高压气源31通过活塞32驱动水室33中的水喷出，具体地说，高压气源31推动活塞32做活塞运动，挤压水室33中的水高速喷出，从而使灭火弹获得向前的推进力，飞向火源。同时，所述延时触发器4触发灭火部2，在进入火源范围后，延时触发器4强制触发灭火部2喷出灭火剂24。

具体地说，当灭火弹碰撞到目标时会产生一定的负加速度，此时，加速度传感器检测到该值大于其预设阈值时，温度传感器开启，并开始检测环境温度，当环境温度超过预设温度阈值时，通过引信22引爆爆燃药23，将灭火剂24喷撒出，对火源进行灭火作业。若温度传感器检测到的环境温度小于或等于预设温度阈值时，引信22将重新进入保险状态。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种灭火弹，其特征在于，包括相互连接的灭火部和推进部；

推进部包括动力源部件、储仓，储仓内存储有水或水溶液，动力源部件驱动储仓容积发生变化，进而使得水或水溶液通过储仓的常闭喷射口喷射至推进部的外部，并同时能够使灭火弹获得向前的推进力。

2.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述动力源部件与储仓内的水或水溶液之间隔有活塞，所述动力源部件包括如下任一种部件：

--势能动力部件：通过释放弹性势能，驱使活塞压缩储仓的容积；

--能量致形变部件：通过吸收能量发生形变，驱使活塞压缩储仓的容积。

3.根据权利要求2所述的灭火弹，其特征在于，势能动力部件采用如下任一种部件：

--压缩气源部件；

--弹性部件；

--磁性部件；

其中，压缩气源部件膨胀后能够产生排气通道，允许压缩气源部件中的气体经由排气通道进入储仓。

4.根据权利要求2所述的灭火弹，其特征在于，灭火部与推进部之间采用可拆卸方式或者固定方式连接；

相连接的灭火部与推进部的外形构成气动布局结构。

5.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，灭火部包括引信，灭火部还包括：

--一个传感器，所述一个传感器的输出端电连接引信的电触发端；或者

--多个传感器，所述多个传感器的输出端以并联方式直接电连接至引信的电触发端，或者所述多个传感器的输出端通过逻辑门电路电连接至引信的电触发端。

6.根据权利要求2所述的灭火弹，其特征在于，推进部包括延时触发器；

延时触发器的输出端连接动力源部件的触发端。

7.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，包括挂载部；

挂载部紧固连接灭火部和\或推进部。

8.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，挂载部位于灭火部和推进部所构成结构的质心位置处；

挂载部、灭火部以及推进部构成全弹结构；相对于全弹结构的弹尾，全弹结构的重心位置靠近全弹结构的弹头。

9.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，灭火部的外壳采用贯穿内外壳壁的镂空结构。

10.一种发射系统，包括发射平台，其特征在于，还包括搭载于发射平台上的权利要求1至9中任一项所述的灭火弹。