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关于航空森林灭火弹 “定高”与“空炸”概念探讨

发布时间: 2023-05-26 作者: 分享到:
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随着我国生态文明的可持续发展,..各地森林覆盖率逐步提高。我们随之要面对的就是森林防灭火的高质量要求及可持续性发展,目前航空森林灭火已经引起了应急管理部等相关权威部门的重视。在这方面我国国内不少企业及科研单位从2020年开始就积极开展了关于航空森林灭火方面的研究,目前无论在消防飞行器技术还是灭火弹技术等方面,均取得了一些发展。近期在航空灭火发展领域,笔者发现某些航空灭火从业者,将本来明确的灭火弹“定高”的“空炸”概念曲解为灭火弹“装定高度”实现“空爆”,就是在灭火弹投放实施灭火前,现场消防员通过有线装定或无线装定的模式,向灭火弹控制系统装定现场消防员主观确定的起爆高度,可为2米、可为3米、可为10米、可为15米等等,从而实现灭火弹空爆灭火。下面笔者就航空灭火弹“定高”及“空炸”两概念与各位同仁做一下探讨,不妥之处请指正。

一、“空炸”概念的由来

“空炸”概念来源于军事。在二战期间,为了提高炮弹的杀伤力,尤其是提高炮弹对躲在战壕深处敌人的杀伤力,野战部队提出炮弹能否在战壕上空爆炸,以实现炮弹爆炸后产生的破片直接冲向躲在战壕内敌人的头上,大大地的提高对敌杀伤力,大家都称其为炮弹“空炸”。随之而来的就是炮弹无线电近炸引信的研发。在这里“空炸”与“近炸”概念没有大的区别,只是表述不同。

二、“定高”概念的由来

随着炮弹无线电近炸引信的研发,就又引出一个概念,那就是炮弹在距地面多高的距离爆炸其杀伤力为..。多高的距离概念逐渐衍变为无线电近炸引信的“定高”概念。这里的“定高”概念是有固定数值的,必须经过试验才能..终确定。在炮弹无线电近炸引信产品检验验收时,“定高”的数值必须经过相应的测试试验才能确定。

三、航空森林灭火弹的“空炸”与“定高”

航空森林灭火弹灭火机理为冲击覆盖灭火,即灭火弹内置有中心药管,当中心药管内抛洒剂火药被引发后,在弹体内急剧产生高温、高压气体,经灭火剂的冷却后变为冷激波,灭火剂在冷激波的推动下,冲破弹体的束缚高速进入火场,在冷激波强大的冲击力、覆盖力、窒息力和灭火剂连续的物理、化学共同作用下快速抑制并扑灭火灾。

从理论上来讲单发灭火弹..的灭火位置就是将其所携带的灭火剂布洒的面积足够大、对火源的冲击力足够强的位置。经我们多次试验确定灭火弹..灭火空间立体位置为灭火弹在距火源1.5米处爆炸,实现灭火剂抛洒有效半径3.5米内的方位。

很显然,灭火弹通过多种方式..终实现或接近..空间立体方位就是我们广大从事森林灭火弹科研人员的研究方向。更进一步说灭火弹通过“定高”的“空炸”后达到..的灭火效果是有具体技术参数指标的。

如此如前文所述的将“定高”及“空炸”概念解释为“定高”就是在灭火弹投放实施灭火前,向其装定一个起爆高度,就是典型的偷换“定高”概念了。以此方式实现灭火弹的“空炸”,亦是不切实际的。我们可试想一下,若航空灭火弹通过投放前以有线或无线装定起爆高度的方式实现5米、或10米、或15米等等位置的“空炸”,能有灭火效果吗?当然你也可以说,我装定起爆高度为1.5米不就能实现灭火弹..灭火位置了吗,针对树冠火不就得有15米或更高的起爆高度呢?初心是好的,可现场是残酷的。我们可按装定起爆高度技术途径推理:要实现其所称之的“装定起爆高度”实现“空炸”,..种情况在地面装定灭火弹起爆高度,这就必须要求消防飞行器准确飞到相对应“起爆高度”的空中悬停,然后投放灭火弹,想想火场千变万化,灭火的前提是必须..消防飞行器在火场上空飞行是安全的,这种固定高度飞行的方式显然是不可行的,况且消防员仅通过气压确定的海拔高度亦是无法真实反映消防飞行器相对火场准确方位的;第二种情况在空中装定灭火弹起爆高度,气压定高咱就不讨论了,即使消防飞行器上装了..的激光测距仪能准确反映灭火弹距火场的相对高度,只要是“装定起爆高度”那也是徒劳的,因为消防飞行器在空中悬停位置受气流影响不可能做到..不变,在你开始执行对灭火弹装定起爆高度至投弹这段时间内,消防飞行器位置是会发生不同程度的改变的,亦就是说此时消防员现场装定的“起爆高度”值是无法实现灭火弹..灭火位置的。当然了从技术途径上分析,实现灭火弹“装定高度”到“空炸”显然比灭火弹“定高”的“空炸”难度要小的多。

我们认为航空森林灭火弹技术指标中的“定高”概念应有具体的指标。航空森林灭火弹灭火功能应表述为“消防飞行器载灭火弹进入火场上空,在其飞行安全的前提下,不论飞行器距火源多高,只要瞄准火源投放灭火弹,灭火弹以固定炸高的模式实现空炸,灭火弹保护面积应大于多少平方米”。

四、航空森林灭火弹现状

目前,我国航空森林灭火弹领域,能实现“空炸”效果的技术途径主要有二种方式,一种是以“装定起爆高度方式”实现灭火弹“空炸”的技术;一种是以“固定高度起爆方式”实现灭火弹“空炸”的技术。

本文中,前面我们已对以“装定起爆高度方式”实现灭火弹“空炸”的技术,结合伪“定高”概念,做了一个简单的介绍,在此我们不再详述。下面我们主要把以“固定高度起爆方式”的灭火弹“空炸”技术作一介绍。

2020年3月,西安大隆含能科技有限公司率先提出了航空森林灭火弹-激光测距装定空爆机理:即激光测距仪安装在无人机上,灭火弹亦悬挂在无人机上,两者通过数据线连接并适时通讯。当灭火弹由飞手遥控释放脱离无人机的瞬间,激光测距装定器会将其所测到的相对火场高度数据,智能装到灭火弹控制芯片中,从而控制灭火弹空爆高度。目前大隆公司的航空激光森林灭火弹已经实现灭火弹释放后距火场地面1.5米空爆灭火。由于激光测距仪测距精度及弹上电容器容量受限,目前这种灭火弹投弹高度受限于火场上方100米以内。

2021年4月,为了提高灭火弹的投弹高度,西安大隆含能科技有限公司再次率先提出了航空森林灭火弹-无线电近炸机理:即灭火弹头部装无线电雷达波收发模块,灭火弹尾部装弹上控制芯片,两者通过导线连接。控制芯片通过接收分析脉冲雷达波信号,从而控制灭火弹空爆高度。目前大隆公司的航空无线电森林灭火弹已经实现灭火弹释放后距火场地面2.5米爆炸。由于无线电近炸引信的电能选用了灭火弹弹上机械式涡轮发电机,故该型号灭火弹的电能不受限。目前这种灭火弹投弹高度要求为80米以上。

考虑到火场的特殊性及灭火弹空炸的失效概率,大隆公司在实现灭火弹空炸的基础上,还在灭火弹结构上设计了冗余碰炸机构,以..灭火弹的发火率在95%以上。


【全文完】

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