西工大研发消防灭火无人机 进一步提高灭火效率

向火而行，在浓烟和烈焰之中以生命护卫生命……消防员无疑最危险的职业之一。能否用现代科技产品直接代替人工灭火？西工大科研团队研制的“消防灭火救援无人机”把这个想法变为现实。日前，在山东青岛举办的2019中国通用航空创新创业大赛总决赛上，“消防灭火救援无人机”荣获大赛科技创新组一等奖。

西北工业大学消防灭火救援无人机项目获团队

由西工大航空学院李占科老师团队研制的 “消防灭火救援无人机”还有着响亮的名字：“天龙1号”、“天雷1号”。“通俗地讲，‘消防灭火救援无人机’是利用航空多旋翼无人机技术与微型火箭弹技术、消防灭火技术相结合，研发出一种机动灵活、操纵简单、响应迅速、投弹精准、“察灭”一体、成本低廉且安全可靠的新型消防救援装备。”李占科介绍说，他们研制的“消防灭火救援无人机”的最大优势在于：可以直接代替人在各种复杂的环境中，出现在任何火情现场；可垂直起降和悬停，不受楼宇高度、楼间距以及森林复杂地形环境限制，响应速度快，发射/投弹精度和灭火效率高，可实现真正意义上的“察灭一体化”。

“我们团队依托西北工业大学多年的无人机及相关技术研究积淀，在高抗风稳定飞行平台设计技术、高精度灭火弹发射技术、高效灭火剂弥散技术和避障技术等方面开展了大量富有成效的工作，使得“天龙1号”和“天雷1号”灭火无人机具有明显的优势。”据李占科介绍， “天龙1号”特点是高精度射弹式灭火，主要应用不同的高层建筑，其难度在于一是要保证无人机可以灵活、准时、准确到达火情点；二是发射灭火弹时，要保证高的命中率和灭火弹的有效破窗效率、爆破率。

为保证无人机可以适应复杂的建筑环境，团队在飞行器平台设计上充分考虑不同楼层、楼群的风力影响，包括无人机的穿越、避障，在飞行器外形设计、动力设计、自动控制等方面做了大量的创新与改进，保证了无人机可以在各类复杂的建筑环境中完成任务。

同时在复杂的环境中穿越飞行，悬停瞄准后高速发射灭火弹，这一系列的操作都是在空中进行的，在保证高命中率的前提下，巨大的“后坐力”冲击对设备提出了极大的挑战。“团队在无数次的试验尝试中，创新性的提出‘滑轨式无后座力’的发射技术，彻底解决了这一难题。”李占科告诉记者。

目前高层窗户绝大多数采用的是“钢化玻璃”，无人机由于动力和载重有限，会遇到无法穿透窗户的情况。针对这一难题，团队改良了灭火弹弹头，发明灭火弹的二次冲击破窗技术，在不增加动力载重的情况下实现灭火弹的高“破窗率”。同时，为了避免“哑弹”的出现，提出了“双保险”的导爆技术，保证 高“爆破率”。

“它是‘轰炸’投弹式灭火，主要针对类似森林火灾的火情现场”谈到另一款产品“天雷1号”的特点，李占科介绍说，针对大规模火情，团队采用多架无人机“编队集群”式灭火。同时还采用了高精度激光瞄准测距、轻质脆性可降解阻燃弹壳和任意高度灭火剂弥散技术等，保证了灭火的效率和效果。

团队还为设备设计了“弹药”，经检测试验，这种特制的“弹药”的灭火效果远超一般的灭火剂。李老师还告诉我们，团队研发的设备不仅仅只是灭火，还可以在火场等特殊环境中投放药品、食品等救援物资。

据了解，“消防灭火救援无人机”无论从灭火的效率效果，还是在成本上，对于传统的灭火方式具有明显优势。目前团队研制的设备已经在多地的森林火灾、高层建筑火灾测试中出色的完成了任务，各项指标都远远优于传统的消防灭火方式。

谈到团队后继研发规划，李占科表示说，将重点开发大载重无人机，进一步提高灭火效率，发展更便携、更易于操控的小型化灭火无人机。“未来每一个高层住宅小区都可以配备和使用灭火无人机，这样在专业消防人员到达前，可以有效抑制火情或灭火。”李占科和团队对无人机灭火的应用前景充满期待。