[实用新型]刚性连接式机载细水雾森林灭火弹系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机载式森林灭火弹系统，其通过中心装药爆轰形成细水雾云团对立体式森林火灾进行扑救。

背景技术

作为地球上最重要的生态资源之一，森林对人类社会的重要性不言而喻。而频繁爆发的森林火灾，无时无刻不在威胁着森林资源的安全。尤其是近些年来，气候变化和极端高温天气频繁出现，再加之人口膨胀、工业化进程加快，森林资源的安全形势不容乐观。因此，对快速、有效扑灭森林大火的方法及装备进行研究，具有非常重要的现实意义。

由于森林中可燃物分布范围较广，使得森林火灾往往呈立体式燃烧。而在所有的火情中，以树冠火的火势最猛，传播速度最快，危害性也最大。同时，由于森林火场中温度很高，存在空气的强对流现象，普通扑火方式难以压制火头，抑制火势的扩散。对于这种大型立体式森林火灾，目前国内外主要依靠出动航空灭火装备的方式进行扑救。

按照灭火平台的不同，国内外森林航空灭火装备主要有固定翼灭火飞机和灭火直升飞机两种。固定翼灭火飞机是一种在机身下侧配有水箱等载重设备，通过飞临火场上空喷洒灭火剂，从而达到灭火目的的大型消防装备。灭火直升飞机是在机身下悬挂内部装有灭火剂的吊桶(或吊囊)，悬停于火场之上，进行洒水灭火的一种机动性较强的灭火装备。

森林航空灭火方式机动力较强，不受地形限制，且由于消防人员距离火场较远，可以有效地保证人身安全。但其仍然存在以下不足之处：

(1)航空喷洒灭火效果不佳。成灾之后的林火空间范围极大，一般高度能够达到10m 以上，火线沿前进方向的厚度达到50m，温度可达到900℃。为了保证飞机安全，飞机只能在火场上空一定高度进行灭火作业，喷洒高度较高。灭火剂在降落的过程中，受到火场上空强热气流的影响，一部分受热蒸发，一部分被吹散到火场以外，降低了灭火剂的利用效率，灭火效果不佳；

(2)灭火剂补充不便。一次飞行灭火之后，飞机需要返回特定的地点(机场或者水源) 补充灭火剂，而这些地点往往距离火场较远，降低了飞机灭火的效率。

发明内容

为了解决目前航空灭火方式灭火效率低、灭火剂补充不便等问题，我们设计了一种应用于扑救立体式森林火灾的刚性连接式机载细水雾森林灭火弹系统。设计的基本思路是：灭火弹系统由弹体、弹头及弹尾等模块组成。所述的弹体模块包含支撑部、壳体、中心装药等部分。支撑部为笼杆形，主要承受作用于灭火弹上的轴向载荷。灭火弹壳体部分为波纹状薄壁壳体，以保证水剂抛散的各向均匀性。中心装药部分采用阶梯型结构，爆轰时对灭火弹各部位的水剂产生不同的爆轰力，控制细水雾云团形状更为理想。所述的弹头模块由引信、连接套、装药筒和连接板组成，与弹体连接，主要用于引爆灭火弹。所述的弹尾模块由盖壳、U 形螺栓和底板组成，主要用于装载减速伞以及传递伞绳拉力，使灭火弹在下落过程中快速地运动至竖直姿态。各模块之间采用刚性快速连接的方式，可以有效减少灭火弹系统的准备时间。

(1)灭火弹支撑部设计

为使灭火弹达到强度要求，考虑在弹体中增加笼杆形支撑部的设计。如附图2a)所示，支撑部主要由上、下盖板与支撑杆组成。其中支撑杆前端加工外螺纹，与盖板配合后利用螺母进行固定。外螺纹有一定长度，用于和连接模块配合。由于灭火弹内部装载水剂，为保证密封性要求，如附图2b)所示，在盖板与支撑杆的接触面及螺母与盖板的接触面上放置O形密封圈，通过螺母与支撑杆螺纹配合，挤压密封圈使之产生弹性变形，起到密封作用。

(2)灭火弹壳体设计

基于可靠性和对环境保护的考虑，采用薄钢板作为灭火弹壳体材料。如附图3a)所示，弹体形状设计为纺锤形，壳体中部由预先压制应力槽的薄板制成，以保证壳体在爆轰时能够快速、均匀地破裂，达到较好的灭火效果。壳体中部与圆环焊接后再和两端碗状壳体及盖板焊接，其中为便于组装和拆卸，设计环状上盖板结构作为壳体的前端。为保证密封性，在与上盖板装配时，加工与环状上盖板结构相同的密封片放于中间。

灭火弹壳体的上盖板为圆形薄板结构，如附图3b)所示，其外边缘均布6个圆孔，用于和支撑杆连接。中心开有圆孔，用于和装药模块连接，连接时，应在连接头与上盖板之间放置橡胶垫圈，以保证密封性要求。同时，以中心线为轴，在上盖板两侧对称加工两圆形孔，并与连接件焊接，用于向弹体内注水和排出多余的气体。注水完毕后，将旋盖拧紧，密封弹体内部的水剂。

(3)灭火弹中心装药模块设计