西工大研發(fā)消防滅火無人機(jī) 進(jìn)一步提高滅火效率

向火而行，在濃煙和烈焰之中以生命護(hù)衛(wèi)生命……消防員無疑最危險(xiǎn)的職業(yè)之一。能否用現(xiàn)代科技產(chǎn)品直接代替人工滅火？西工大科研團(tuán)隊(duì)研制的“消防滅火救援無人機(jī)”把這個(gè)想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。日前，在山東青島舉辦的2019中國通用航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽上，“消防滅火救援無人機(jī)”榮獲大賽科技創(chuàng)新組一等獎(jiǎng)。

西北工業(yè)大學(xué)消防滅火救援無人機(jī)項(xiàng)目獲團(tuán)隊(duì)

由西工大航空學(xué)院李占科老師團(tuán)隊(duì)研制的 “消防滅火救援無人機(jī)”還有著響亮的名字：“天龍1號”、“天雷1號”。“通俗地講，‘消防滅火救援無人機(jī)’是利用航空多旋翼無人機(jī)技術(shù)與微型火箭彈技術(shù)、消防滅火技術(shù)相結(jié)合，研發(fā)出一種機(jī)動(dòng)靈活、操縱簡單、響應(yīng)迅速、投彈精準(zhǔn)、“察滅”一體、成本低廉且安全可靠的新型消防救援裝備?！崩钫伎平榻B說，他們研制的“消防滅火救援無人機(jī)”的最大優(yōu)勢在于：可以直接代替人在各種復(fù)雜的環(huán)境中，出現(xiàn)在任何火情現(xiàn)場；可垂直起降和懸停，不受樓宇高度、樓間距以及森林復(fù)雜地形環(huán)境限制，響應(yīng)速度快，發(fā)射/投彈精度和滅火效率高，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的“察滅一體化”。

“我們團(tuán)隊(duì)依托西北工業(yè)大學(xué)多年的無人機(jī)及相關(guān)技術(shù)研究積淀，在高抗風(fēng)穩(wěn)定飛行平臺設(shè)計(jì)技術(shù)、高精度滅火彈發(fā)射技術(shù)、高效滅火劑彌散技術(shù)和避障技術(shù)等方面開展了大量富有成效的工作，使得“天龍1號”和“天雷1號”滅火無人機(jī)具有明顯的優(yōu)勢?！睋?jù)李占科介紹， “天龍1號”特點(diǎn)是高精度射彈式滅火，主要應(yīng)用不同的高層建筑，其難度在于一是要保證無人機(jī)可以靈活、準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確到達(dá)火情點(diǎn)；二是發(fā)射滅火彈時(shí)，要保證高的命中率和滅火彈的有效破窗效率、爆破率。

為保證無人機(jī)可以適應(yīng)復(fù)雜的建筑環(huán)境，團(tuán)隊(duì)在飛行器平臺設(shè)計(jì)上充分考慮不同樓層、樓群的風(fēng)力影響，包括無人機(jī)的穿越、避障，在飛行器外形設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制等方面做了大量的創(chuàng)新與改進(jìn)，保證了無人機(jī)可以在各類復(fù)雜的建筑環(huán)境中完成任務(wù)。

同時(shí)在復(fù)雜的環(huán)境中穿越飛行，懸停瞄準(zhǔn)后高速發(fā)射滅火彈，這一系列的操作都是在空中進(jìn)行的，在保證高命中率的前提下，巨大的“后坐力”沖擊對設(shè)備提出了極大的挑戰(zhàn)?！皥F(tuán)隊(duì)在無數(shù)次的試驗(yàn)嘗試中，創(chuàng)新性的提出‘滑軌式無后座力’的發(fā)射技術(shù)，徹底解決了這一難題?！崩钫伎聘嬖V記者。

目前高層窗戶絕大多數(shù)采用的是“鋼化玻璃”，無人機(jī)由于動(dòng)力和載重有限，會遇到無法穿透窗戶的情況。針對這一難題，團(tuán)隊(duì)改良了滅火彈彈頭，發(fā)明滅火彈的二次沖擊破窗技術(shù)，在不增加動(dòng)力載重的情況下實(shí)現(xiàn)滅火彈的高“破窗率”。同時(shí)，為了避免“啞彈”的出現(xiàn)，提出了“雙保險(xiǎn)”的導(dǎo)爆技術(shù)，保證 高“爆破率”。

“它是‘轟炸’投彈式滅火，主要針對類似森林火災(zāi)的火情現(xiàn)場”談到另一款產(chǎn)品“天雷1號”的特點(diǎn)，李占科介紹說，針對大規(guī)模火情，團(tuán)隊(duì)采用多架無人機(jī)“編隊(duì)集群”式滅火。同時(shí)還采用了高精度激光瞄準(zhǔn)測距、輕質(zhì)脆性可降解阻燃彈殼和任意高度滅火劑彌散技術(shù)等，保證了滅火的效率和效果。

團(tuán)隊(duì)還為設(shè)備設(shè)計(jì)了“彈藥”，經(jīng)檢測試驗(yàn)，這種特制的“彈藥”的滅火效果遠(yuǎn)超一般的滅火劑。李老師還告訴我們，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的設(shè)備不僅僅只是滅火，還可以在火場等特殊環(huán)境中投放藥品、食品等救援物資。

據(jù)了解，“消防滅火救援無人機(jī)”無論從滅火的效率效果，還是在成本上，對于傳統(tǒng)的滅火方式具有明顯優(yōu)勢。目前團(tuán)隊(duì)研制的設(shè)備已經(jīng)在多地的森林火災(zāi)、高層建筑火災(zāi)測試中出色的完成了任務(wù)，各項(xiàng)指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的消防滅火方式。

談到團(tuán)隊(duì)后繼研發(fā)規(guī)劃，李占科表示說，將重點(diǎn)開發(fā)大載重?zé)o人機(jī)，進(jìn)一步提高滅火效率，發(fā)展更便攜、更易于操控的小型化滅火無人機(jī)?！拔磥砻恳粋€(gè)高層住宅小區(qū)都可以配備和使用滅火無人機(jī)，這樣在專業(yè)消防人員到達(dá)前，可以有效抑制火情或滅火?！崩钫伎坪蛨F(tuán)隊(duì)對無人機(jī)滅火的應(yīng)用前景充滿期待。