[发明专利]一种航空精准灭火评估方法及其评估系统

权利要求书

1.一种航空精准灭火评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取航空灭火装置的内部参数以及火场的外部参数；

综合所述内部参数和所述外部参数计算火场单位面积内灭火水剂的落地剂量；

根据火场单位面积内灭火水剂的落地剂量评估灭火效果。

2.根据权利要求1所述的一种航空精准灭火评估方法，其特征在于，所述内部参数包括灭火水剂的射出速度、灭火水剂的流量、灭火水剂的配比、航空灭火装置的飞行速度以及航空灭火装置的喷嘴数量，外部参数包括火场风速、火场风向、火场温度以及植被类型。

3.根据权利要求2所述的一种航空精准灭火评估方法，其特征在于，综合所述内部参数和所述外部参数计算火场单位面积内灭火水剂的落地剂量包括以下步骤：

根据灭火水剂的射出速度以及火场风速计算出灭火水剂在不同高度、不同时间的速度和加速度；

根据航空灭火装置所处的环境温度、灭火水剂的分散状态、灭火水剂接触面积以及灭火水剂的蒸发潜热计算灭火水剂在下落过程中的蒸发总量；根据灭火水剂在不同高度、不同时间的速度和加速度计算灭火水剂在下落过程中未落入山火区域的漂移总量；根据火场植被类型、灭火水剂的流量以及蒸发总量计算得到灭火水剂的利用量；

根据灭火水剂的流量、灭火水剂的蒸发总量、灭火水剂的漂移总量以及灭火水剂的利用量计算火场单位面积内灭火水剂的落地剂量。

4.根据权利要求3所述的一种航空精准灭火评估方法，其特征在于，灭火水剂在不同高度、不同时间的速度和加速度的计算方法为：

将灭火水剂的射出速度分解为水平速度v_x0和垂直速度v_y0；火场风速分解为水平风速v_w1和垂直羽流速度v_w2；

将灭火水剂分为两层，分别为投影锥角层和投影矩形层，其中，投影锥角层水平风速作用于灭火水剂的加速度和速度为：

v_x1＝v_x0-∫α_x1dt

式中，C为空气阻力系数，取值为0.5-1.0，L₁为锥角层底部圆面的半径，v_x1为灭火水剂在投影锥角层的末端水平速度，ρ_a为空气密度，ρ_j为灭火水剂的密度；

投影矩形层水平风速作用于灭火水剂的加速度和速度为：

v_x2＝v_x1-∫α_x2dt

式中，L₂为投影矩形层底部正方形的边长，v_x2为灭火水剂在投影矩形层的末端水平速度；

投影锥角层垂直方向风阻、重力作用于水体的加速度和速度为：

其中投影锥角层垂直方向风阻力为：

式中，H为投影锥角层的垂直高度，v_1y为灭火水剂在投影锥角层末端的垂直速度，g为重力加速度，C_d为空气阻力系数，其中，空气阻力系数C_d与流体的雷诺数有关：

l为与物体横截面积相联系的特征长度，ρ为流体密度，η为流体的黏度，则：

从而计算得到投影锥角层垂直方向风阻、重力作用于水体的加速度和速度；

投影矩形层垂直方向风阻、重力作用于水体的加速度和速度为：

其中投影矩形层垂直方向风阻力为：

则：

从而计算得到投影矩形层垂直方向风阻、重力作用于水体的加速度和速度，v_2y为灭火水剂在投影矩形层末端的垂直速度。