一种垂直发射制导消防弹的灭火系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种垂直发射制导消防弹的灭火系统，该系统包括：目标锁定及地面控制站、贮存及垂直发射装置、制导消防弹以及制导通信链路；制导消防弹贮存在贮存及垂直发射装置中，且制导消防弹和贮存及垂直发射装置分别通过制导通信链路与目标锁定及地面控制站无线通信；目标锁定及地面控制站用于瞄准起火点，计算起火点的坐标，并通过制导通信链路向制导消防弹发送起火点坐标，同时向制导消防弹以及贮存及垂直发射装置发送发射指令，从而控制制导消防弹飞向起火点。本实用新型专利技术可以满足百米以上楼宇的消防灭火需求，具有操作简便、成本较低且自动化程度高等特点。

A Fire Extinguishing System of Vertical Launch Guided Fire Bomb

The utility model discloses a fire extinguishing system for vertical launching guided fire bombs, which includes target locking and ground control stations, storage and vertical launching devices, guided fire bombs and guidance communication links; guided fire bombs are stored in storage and vertical launching devices, and guided fire bombs and storage and vertical launching devices are locked with targets through guidance communication links respectively. And ground control station wireless communication; target locking and ground control station is used to aim at the fire point, calculate the coordinates of the fire point, and send fire point coordinates to the guided fire-fighting bomb through the guidance communication link, at the same time to the guided fire-fighting bomb and the storage and vertical launching device to send launching instructions, so as to control the guided fire-fighting bomb flying to the fire point. The utility model can meet the fire fighting and extinguishing requirements of buildings over 100 meters, and has the advantages of simple operation, low cost and high automation.

【技术实现步骤摘要】
一种垂直发射制导消防弹的灭火系统
本技术涉及消防灭火
，尤其涉及一种垂直发射制导消防弹的灭火系统。
技术介绍
火灾是现代城市面临的主要灾害之一，随着现代建筑越建越高、越建越密集，火灾的危害性也越来越大。近年来我国发生火灾的比例明显增多，高层建筑火灾事故死伤人数、经济损失均呈现明显上升趋势。高层楼宇，特别是100m以上的高楼的消防灭火一直是非常棘手的问题。由于高度和压力限制，消防云梯灭火系统很难达到100m以上的高度。另一方面，我国消防直升机保有量有限且费用高昂，空中灭火又很难实现。因此社会公众对发展高层建筑消防技术提出了迫切需求。现有专利文献CN205652362U、CN107388891A、CN106267637A以及CN107297040A分别公开了无人机及灭火弹发射系统、机载灭火弹发射装置、机载灭火弹以及机载灭火弹的垂直投放装置，构成了以无人机为载具，搭载火箭灭火弹对高层楼宇实施灭火的方案。其中，无人机搭载火箭灭火弹的问题：1、多旋翼无人机的载重能力有限，续航时间不足。因此使用多旋翼无人机搭载的火箭灭火弹的数量不多，灭火作业时间短。2、火箭灭火弹无制导。命中精度受到发射时无人机姿态、飞行速度和目标距离等弹道诸元等影响。在没有弹道计算机和发射管姿态控制的情况下，完全由地面操作人员控制发射，命中精度无法保证。3、地面遥控操作需要操作人员具有丰富的无人机驾驶经验，不利于大规模普及使用。4、火箭灭火弹在爆破时弹身破片会造成二次伤害。此外，现有专利CN102785778B公开了一种管式发射灭火无人机及灭火控制方法。该方案依托成熟的管式发射巡飞弹技术，将武器战斗部改为灭火剂，使用自主寻的或电视遥控制导的方式飞向目标，投放灭火剂完成灭火任务。巡飞灭火弹的问题：1、结构复杂、成本高昂。巡飞弹由可折叠翼面、弹身、可折叠尾翼、推进器、寻的制导系统等构成，折叠部件多，伺服动作机构多，结构复杂。巡飞灭火弹生产工艺和加工成本与武器级巡飞弹区别不大。单一枚灭火弹的成本高昂，使大量使用受到限制。2、固定翼飞行方式限制使用场所。巡飞弹是以固定翼方式飞行的，在高楼林立的商业区楼宇之间的距离狭窄，巡飞灭火弹要垂直建筑物立面进入着火点，其飞行航迹需要特别规划、制导方式需要改进，机动性的需要提高。3、采用电视遥控制导的方式飞向目标，需要地面遥控人员具有丰富的飞行经验。4、由于火焰温度高，在着火点附近形成强烈对流，加之高空风强烈，较大的气动面积会受到气流严重扰动，使得巡飞灭火弹在接近着火点的瞬间突然偏离目标。因此，总体而言，现有技术普遍存在投放灭火剂精度低、可操作性和经济性差，自动化程度低，离实际使用距离甚远等问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种垂直发射制导消防弹的灭火系统，该垂直发射制导消防弹的灭火系统包括贮存及垂直发射装置、制导消防弹、制导通信链路，以及用于瞄准起火点，计算起火点坐标，并通过所述制导通信链路向所述制导消防弹发送起火点坐标，同时向所述制导消防弹和贮存及垂直发射装置发送发射指令，从而控制制导消防弹飞向起火点的目标锁定及地面控制站；其中，所述制导消防弹贮存在所述贮存及垂直发射装置中，且所述制导消防弹和所述贮存及垂直发射装置分别通过所述制导通信链路与所述目标锁定及地面控制站无线通信。进一步地，所述目标锁定及地面控制站为便携式装置，其包括观瞄器、测距仪、定位单元以及地面控制站；其中，所述定位单元采用GPS/惯导定位，所述地面控制站为手持终端，所述测距仪和所述定位单元通过数据总线通信连接，所述定位单元和所述地面控制站通过数据总线通信连接。进一步地，所述观瞄器由光学望远镜和可见光或红外传感器构成。进一步地，所述制导通信链路由无线通信链路和中继网络组成。进一步地，所述制导消防弹包括撞击角、电动机、旋翼、灭火药柱、控制舱以及方向舵；其中，所述灭火药柱内储存有灭火剂，所述旋翼的叶片数量不少于两片，所述方向舵的叶片数量不少于三片；所述电动机和所述控制舱分别固定在所述灭火药柱的两端，所述旋翼通过弹性铰链与所述电动机连接且所述旋翼的叶片环绕所述电动机均匀分布；所述撞击角设置在所述电动机的顶端；所述方向舵通过弹性铰链连接在所述控制舱的尾部且所述方向舵的叶片环绕所述控制舱均匀分布。进一步地，所述制导消防弹还包括降落伞；所述控制舱的尾部设置有容纳仓，所述降落伞被收纳在所述容纳仓内。进一步地，所述撞击角包括帽状壳体以及镶嵌在所述帽状壳体顶端的破坏尖端；其中，所述帽状壳体采用碳纤维复合材料或碳碳复合材料制成，所述破坏尖端采用不锈钢、人工金刚石、碳化硅以及陶瓷中的任意一种材料制成。进一步地，所述旋翼采用单旋翼结构或共轴反转双旋翼结构。进一步地，所述贮存及垂直发射装置包括单个或并联的多个管状贮存发射器；所述管状贮存发射器的顶端设置有顶部密封盖板，所述管状贮存发射器的上部设置有用于向贮存在其内部的制导消防弹充电的电源管理器，下部设置有用于检测所述制导消防弹各部件工作状态的消防弹健康检测器；所述管状贮存发射器底部设置有用于向上推动所述制导消防弹的顶杆机构，所述顶杆机构位于所述管状贮存发射器的内部，并与作动器传动连接。本技术相对于现有技术具有以下优点：1、自动化程度高，人员介入少，操作人员培训简单；通过目标锁定及地面控制站即可锁定起火点并自动计算起火点坐标；发出发射指令后，制导消防弹可依据起火点坐标自主飞向起火点完成灭火任务；2、低成本；本技术的灭火系统中除制导消防弹外，其他高成本设备均可多次重复使用。并且使用模块化设计、电机驱动及降落伞回收等措施降低了制导消防弹的成本。最终使系统的整体使用成本降低。3、垂直发射，可以满足狭小空间使用要求；本技术的灭火系统可以由单人携带进入狭小空间，从而可以在高层楼宇稠密，楼间距小的商业区内使用，进而提高了该灭火系统的适用性。4、集束群体发射，投送量大，灭火剂喷洒时间集中，灭火力强；该灭火系统的贮存及垂直发射装置可以由并联的多个管状贮存发射器组成，并采用集束车辆搭载，从而可以一次发射多枚制导消防弹，进而增强灭火能力。5、制导消防弹采用管状贮存发射器运输，具有高安全性和高可靠性；贮存及垂直发射装置采用模块化设计，即可单兵单只携带，也可以集束车辆搭载，也可以采用固定点布置。且制导消防弹贮存在管状贮存发射器中时，管状贮存发射器可以对所贮存的制导消防弹进行充电以及工作状态检测，从而保证其中的制导消防弹可以随时使用。附图说明图1为本技术实施例提供的垂直发射制导消防弹的灭火系统的结构框图；图2为旋翼和方向舵分别展开时的制导消防弹的结构示意图；图3为旋翼和方向舵分别收拢时的制导消防弹的结构示意图；图4为本技术实施例提供的制导消防弹的撞击角的结构示意图；图5为制导消防弹贮存在管状贮存发射器中的示意图；图6为制导消防弹被部分推出管状贮存发射器的示意图；图7为利用本技术实施例提供的采用垂直发射制导消防弹的灭火系统进行灭火的操作流程图。附图标记说明：100：垂直发射制导消防弹的灭火系统，200：目标锁定及地面控制站，300：制导消防弹，400：制导通信链路，500：贮存及垂直发射装置，1：撞击角，2：电动机，3：旋翼，4：灭火药柱，5：控制舱，6：方向舵，7：降落伞，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述垂直发射制导消防弹的灭火系统包括贮存及垂直发射装置、制导消防弹、制导通信链路，以及用于瞄准起火点，计算起火点坐标，并通过所述制导通信链路向所述制导消防弹发送起火点坐标，同时向所述制导消防弹和贮存及垂直发射装置发送发射指令，从而控制制导消防弹飞向起火点的目标锁定及地面控制站；其中，所述制导消防弹贮存在所述贮存及垂直发射装置中，且所述制导消防弹和所述贮存及垂直发射装置分别通过所述制导通信链路与所述目标锁定及地面控制站无线通信。

【技术特征摘要】
1.一种垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述垂直发射制导消防弹的灭火系统包括贮存及垂直发射装置、制导消防弹、制导通信链路，以及用于瞄准起火点，计算起火点坐标，并通过所述制导通信链路向所述制导消防弹发送起火点坐标，同时向所述制导消防弹和贮存及垂直发射装置发送发射指令，从而控制制导消防弹飞向起火点的目标锁定及地面控制站；其中，所述制导消防弹贮存在所述贮存及垂直发射装置中，且所述制导消防弹和所述贮存及垂直发射装置分别通过所述制导通信链路与所述目标锁定及地面控制站无线通信。2.如权利要求1所述的垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述目标锁定及地面控制站为便携式装置，其包括观瞄器、测距仪、定位单元以及地面控制站；其中，所述定位单元采用GPS/惯导定位，所述地面控制站为手持终端，所述测距仪和所述定位单元通过数据总线通信连接，所述定位单元和所述地面控制站通过数据总线通信连接。3.如权利要求2所述的垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述观瞄器由光学望远镜和可见光或红外传感器构成。4.如权利要求1所述的垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述制导通信链路由无线通信链路和中继网络组成。5.如权利要求1所述的垂直发射制导消防弹的灭火系统，其特征在于，所述制导消防弹包括撞击角、电动机、旋翼、灭火药柱、控制舱以及方向舵；其中，所述灭火药柱内储存有灭火剂，所述旋翼的叶片数量不少于两片，所述方向舵的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗景琳，侯洪宁，黄迪，王鑫，李磊，杨亚博，
申请(专利权)人：西安智侍创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61