專利名稱：一種航空滅火輔助裝置和航空滅火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空滅火裝置和方法，特別涉及機(jī)載航空電子設(shè)備、飛行計(jì)劃、導(dǎo) 航、輔助噴灑滅火物質(zhì)，滅火飛行安全監(jiān)控的航空滅火裝置和方法。
背景技術(shù)：
大范圍內(nèi)擴(kuò)散的火災(zāi)通常難以控制，給人們的財(cái)產(chǎn)和生命安全造成嚴(yán)重的危害。 尤其是森林火災(zāi)，借助風(fēng)的作用可以迅速在草地和森林中蔓延，形成巨大的火場，而且火災(zāi) 現(xiàn)場常常處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，加之地形險(xiǎn)惡，使控制和撲滅火災(zāi)非常困難。當(dāng)前有許多種方式 來控制和阻止火的蔓延，包括傳統(tǒng)的地面消防隊(duì)員和設(shè)備，也包括使用飛機(jī)從空中直接噴 灑滅火物質(zhì)。采用飛機(jī)直接從空中噴灑滅火物質(zhì)的航空滅火技術(shù)，可以直接撲滅火災(zāi)或形 成一段隔離帶，具有很好的效果，特別是對于地面滅火力量難以到達(dá)的地形，或者是遠(yuǎn)距離 的火災(zāi)現(xiàn)場，航空滅火的優(yōu)勢更加明顯。然而由于火的形式多樣，加之地形、風(fēng)的影響使得 火災(zāi)現(xiàn)場的情況非常復(fù)雜，保證飛行的安全和滅火物質(zhì)的有效投放是比較困難的，通常需 要飛行員具備高超的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，否則會造成滅火效果不佳，甚至機(jī)毀人亡。美國 專利 U. S. No. 5，549，259 "Innovative airtankers and innovative methods for aerial fire fighting”提到了一種在煙霧朦朧和夜晚的條件下探測火災(zāi)苗頭，并及時和準(zhǔn)確地噴 灑液體來抑制火災(zāi)的方式，但是該專利中不能針對滅火任務(wù)的特點(diǎn)制定有效的飛行計(jì)劃并 引導(dǎo)飛機(jī)飛行，對于液體的噴灑需要專門的加速液體裝置和專門的軍用瞄準(zhǔn)裝置，造價高 昂，且對于一般的滅火飛機(jī)不通用。美國專利U. S. No. 5，878，819 "Device for assisting with the extinguishing of fires by water-bombing aircraft，，提出了一禾中探測并精 確定位火源，并根據(jù)飛機(jī)位置以及地形數(shù)據(jù)庫規(guī)劃噴灑飛行軌跡和離開火災(zāi)現(xiàn)場的飛行軌 跡。該專利并沒有很好的解決滅火物質(zhì)噴灑準(zhǔn)確性的問題，特別是沒有以直觀的形式顯示， 提供飛行員參考決策，并且沒有與地面控制管理中心地有效配合，方式不靈活，不能更好地 發(fā)揮協(xié)同配合滅火的優(yōu)勢。美國專利U. S. No. 2010/0036549Al“Methods And Systems For Display a predicted distribution of fire retardant material form an aircraft" 提出了一種使用飛行管理系統(tǒng)預(yù)測滅火物質(zhì)落地區(qū)域的方法，能夠在地圖上預(yù)測滅火物質(zhì) 的降落區(qū)域，輔助飛行員投放滅火物質(zhì)，但是該方式?jīng)]有考慮飛機(jī)在垂直剖面上的情況，沒 有針對滅火飛行任務(wù)的特點(diǎn)進(jìn)行性能建議，并且沒有考慮火的特點(diǎn)而制定優(yōu)化的預(yù)測滅火 計(jì)劃。另外，當(dāng)前的航空滅火技術(shù)也沒有在飛機(jī)上提供可以用于滅火飛機(jī)進(jìn)行汲水的水源 信息，并且沒有針對滅火飛行任務(wù)的特點(diǎn)對滅火飛機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，保障飛行安全的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了改變當(dāng)前航空滅火主要依據(jù)滅火飛行員的經(jīng)驗(yàn)，操作復(fù)雜，難于準(zhǔn)確投擲滅 火物質(zhì)，缺乏專門監(jiān)控滅火飛行安全的技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種通用的航空滅火方法及 其輔助裝置，能夠幫助滅火飛行員迅速制定和執(zhí)行滅火計(jì)劃，準(zhǔn)確地進(jìn)行滅火物質(zhì)的投放， 從而提高航空滅火的能力，減輕駕駛員負(fù)擔(dān)，并且提供一種安全監(jiān)控和告警機(jī)制，有效提高
4滅火飛行的安全性。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種航空滅火輔助裝置，該裝置為通用機(jī)載航空電子設(shè)備，包括導(dǎo)航及火源傳感 器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，語音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈，人機(jī)接口，顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)和綜合任務(wù)處 理系統(tǒng)，所述導(dǎo)航及火源傳感器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，語音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈，人機(jī)接口，顯示系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)均和綜合任務(wù)處理系統(tǒng)相連，其中，導(dǎo)航傳感器用來計(jì)算飛機(jī)飛行的必要導(dǎo)航信息；火源傳感器在一定距離內(nèi)探測火災(zāi)區(qū)域和等級；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲機(jī)場、航路點(diǎn)、儀表飛行程序、可用水源等信息；語音通信系統(tǒng)，提供飛行員與地面控制中心、地面滅火力量、其它空中滅火力量之 間語言通信；數(shù)據(jù)鏈，傳輸火情、滅火飛行計(jì)劃和氣象條件等各種數(shù)據(jù)信息；人機(jī)接口，提供飛行員制定修改飛行計(jì)劃和輸入從語言通信系統(tǒng)中傳送的信息的 接口 ；顯示系統(tǒng)，提供飛行計(jì)劃信息，導(dǎo)航信息，火情態(tài)勢信息，噴灑建議的顯示；數(shù)據(jù)接口單元，提供本裝置與飛機(jī)上其它航空電子系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口 ；綜合任務(wù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行所述的各種計(jì)算和信息處理。所述火源傳感器為紅外傳感器或圖像傳感器或其它形式的傳感器。所述導(dǎo)航傳感器為航空滅火輔助裝置內(nèi)置的GPS接收機(jī)，或者是飛機(jī)上已有的慣 性導(dǎo)航系統(tǒng)、無線電導(dǎo)航傳感器。所述顯示系統(tǒng)為多功能控制顯示器或者是飛機(jī)上的電子飛行儀表系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)接口單元是ARINC 429，CAN總線，MIL-STD-1553B等總線形式。所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫和自定義的數(shù)據(jù)庫。所述人機(jī)接口可以耦合飛機(jī)的存儲滅火物質(zhì)裝置，對存儲滅火物質(zhì)裝置的開關(guān)以 及投放過程中的流量進(jìn)行控制。一種航空滅火的方法，包括如下步驟1)飛行員根據(jù)地面控制管理中心的派遣要求，利用導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中的機(jī)場、導(dǎo)航臺、 航路點(diǎn)、水源等數(shù)據(jù)制定飛往火災(zāi)現(xiàn)場的飛行和汲水計(jì)劃；2)當(dāng)飛行計(jì)劃激活后，顯示系統(tǒng)顯示飛行計(jì)劃信息和導(dǎo)航信息，并提供最快速度 建議，飛行員引導(dǎo)飛機(jī)迅速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場；3)到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場后，利用傳感器探測火源并結(jié)合導(dǎo)航傳感器準(zhǔn)確確定火災(zāi)位置及 范圍，向飛行員顯示輔助信息并發(fā)送給其它滅火力量，飛行員根據(jù)輔助信息或通過接收地 面控制管理中心的部署計(jì)劃，制定滅火路徑計(jì)劃和退出火災(zāi)現(xiàn)場的路徑計(jì)劃；4)根據(jù)當(dāng)前飛機(jī)速度、高度、風(fēng)等信息預(yù)測滅火物質(zhì)的落地區(qū)域，并且根據(jù)火災(zāi)區(qū) 域和滅火物質(zhì)的落地預(yù)測區(qū)域提供輔助決策建議信息；5)根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置計(jì)算前方區(qū)域的地形，結(jié)合火的類型，計(jì)算出一個安全的飛 行包絡(luò)線，提供垂直剖面的顯示；6)飛行員參考決策建議信息，控制飛機(jī)沿著滅火路徑計(jì)劃以適當(dāng)?shù)母叨?、速度，?適當(dāng)?shù)臅r機(jī)以合適的流量噴灑，形成防護(hù)帶或直接撲滅火。
在多次往返汲水的過程中，可以存儲自定義飛行計(jì)劃的路徑和航路點(diǎn)，多次往返 過程中直接調(diào)用并執(zhí)行。在噴灑滅火物質(zhì)完畢后，飛行員調(diào)用水源數(shù)據(jù)庫中的信息，選擇提 供的最近水源作為汲水目的地，制定并保持汲水計(jì)劃，重新汲水多次實(shí)施滅火作業(yè)。本發(fā)明基本原理是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，地面控制管理中心部署航空滅火計(jì)劃并派遣滅 火飛機(jī)實(shí)施航空滅火，飛行員根據(jù)部署計(jì)劃制定有效的飛行計(jì)劃飛至指定的可用的水域進(jìn) 行汲水，飛機(jī)完成汲水后飛至火災(zāi)現(xiàn)場，通過機(jī)上的傳感器或通信系統(tǒng)確定飛機(jī)位置，風(fēng)， 火情，飛行員確定火災(zāi)類型，根據(jù)相應(yīng)的性能提示，參考滅火決策信息的建議控制飛機(jī)實(shí)施 滅火物質(zhì)的噴灑。在滅火任務(wù)執(zhí)行過程中對飛行安全進(jìn)行監(jiān)控，增強(qiáng)任務(wù)執(zhí)行的安全性。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)a)在滅火過程中，實(shí)時進(jìn)行空地通信，飛行員能夠知曉火情的變化，戰(zhàn)略部署的變 化。并且提供方便的機(jī)制迅速改變飛行計(jì)劃。b)通過在垂直剖面上監(jiān)視飛機(jī)的狀態(tài)，可以提高飛行的安全性。c)通過保持飛行計(jì)劃的歷史數(shù)據(jù)，可以在多次往返汲水作業(yè)和噴灑滅火物質(zhì)作業(yè) 過程中有效地減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，提高效率。d)通過建立水源分布數(shù)據(jù)庫，并提供最近的水源供選擇，方便制定最佳汲水飛行 計(jì)劃，節(jié)省寶貴的滅火時間和滅火成本。e)通過機(jī)上傳感器或數(shù)據(jù)鏈，以及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和性能計(jì)算，輔助飛行員以合適的高 度、速度進(jìn)行滅火物質(zhì)的準(zhǔn)確噴灑，使滅火物質(zhì)得到有效利用。總之，使用本專利可以顯著的提高航空滅火的效率，提高滅火飛行的安全性。


圖1為飛機(jī)實(shí)施航空滅火的示意圖。圖2為在火災(zāi)現(xiàn)場水平剖面上的輔助滅火信息的顯示。圖3為選擇火災(zāi)類型的人機(jī)接口頁面。圖4為輔助滅火性能建議的人機(jī)接口頁面。圖5為火災(zāi)附近垂直剖面上的監(jiān)控飛行計(jì)劃和飛行安全的頁面。圖6為航空滅火輔助裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖7為航空滅火輔助裝置的功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1-圖7進(jìn)一步說明本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例圖1說明了一種裝備了本發(fā)明裝置的滅火飛機(jī)101實(shí)施航空滅火的方法。當(dāng)有火 災(zāi)102發(fā)生時，地面控制管理中心103制定滅火部署計(jì)劃，然后派遣滅火飛機(jī)101實(shí)施航空 滅火，在派遣時，部署計(jì)劃也可通過數(shù)據(jù)鏈104a傳送給滅火飛機(jī)101。滅火飛機(jī)101在起飛 前根據(jù)地面控制管理中心103的部署計(jì)劃制定具體的包含途中汲水過程的飛行計(jì)劃105a， 然后飛行員根據(jù)飛行計(jì)劃105a引導(dǎo)滅火飛機(jī)101飛至水源106進(jìn)行汲水，完成汲水后裝載 水的飛機(jī)飛至火災(zāi)102實(shí)施航空滅火。飛機(jī)從空中噴灑滅火物質(zhì)107，滅火物質(zhì)107直接撲 滅火災(zāi)102，或者形成火源隔離帶，配合地面人員進(jìn)行滅火。
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飛行員在制定具體的飛行計(jì)劃105a時可以選擇利用存儲于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中的機(jī) 場、導(dǎo)航臺、航線，也可以是自定義的經(jīng)緯度航路點(diǎn)，特殊定位點(diǎn)。本發(fā)明還提供火災(zāi)102附 近的可用水源106供選擇，飛行員根據(jù)具體的情況選擇合適的水源，從而制定出距離最短 的包含途中汲水的滅火飛行計(jì)劃105a。在飛往火災(zāi)102的途中，顯示系統(tǒng)提供飛行計(jì)劃105a的顯示，并提供滅火飛機(jī)101 當(dāng)前位置的顯示，為飛行員提供飛行引導(dǎo)的參考。本發(fā)明可以根據(jù)飛機(jī)性能，提供飛機(jī)最快 到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場的速度建議。圖1中實(shí)施滅火的過程中，滅火飛機(jī)101不斷的通過數(shù)據(jù)鏈104b與地面控制管理 中心103進(jìn)行通信，傳送現(xiàn)場火情給地面控制管理中心103，并接收新的部署計(jì)劃。在多次往返汲水的過程中，可以存儲自定義飛行計(jì)劃的路徑105b，多次往返過程 中直接調(diào)用并執(zhí)行。為駕駛員減輕負(fù)擔(dān)。圖2說明了在到達(dá)火災(zāi)201附近時顯示的輔助滅火信息示意圖。滅火飛機(jī)202上 的傳感器系統(tǒng)探測到火災(zāi)的位置、形狀和范圍，本發(fā)明可以預(yù)測火的蔓延速度。導(dǎo)航傳感器確定滅火飛機(jī)202的位置，高度、速度等導(dǎo)航信息，其它傳感器可以探 測到風(fēng)速、方向。飛行員可以根據(jù)這些輔助的信息制定出實(shí)施滅火物質(zhì)噴灑的滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃 203，如果火災(zāi)201的范圍比較小，可以直接撲滅火災(zāi)201，如果火災(zāi)201范圍較大，則制定出 的戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃可以在地面上形成隔離帶，阻止火災(zāi)201的擴(kuò)散。本發(fā)明根據(jù)飛機(jī)的速度、高度、裝載的滅火物質(zhì)重量、投放流量、風(fēng)的速度和方向 預(yù)測出噴灑出的滅火物質(zhì)的落地區(qū)域204。本發(fā)明根據(jù)輔助信息預(yù)估在飛越火災(zāi)201時滅火物質(zhì)的落地區(qū)域，如果預(yù)測落地 區(qū)域偏離預(yù)定的區(qū)域，則給出偏移量205提示，本發(fā)明提供直接對滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃203進(jìn) 行平行偏移設(shè)置的方式，飛行員可以方便地根據(jù)偏移量205提示在原來的滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì) 劃203的基礎(chǔ)上修改生成偏移的滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃206。從而在橫向上保證滅火物質(zhì)的準(zhǔn) 確投放。本發(fā)明計(jì)算出最佳投放滅火物質(zhì)時刻，并給出一個投放提示，飛行員根據(jù)投放提 示確認(rèn)傾倒滅火物質(zhì)，從而準(zhǔn)確地將滅火物質(zhì)噴灑至預(yù)定的區(qū)域。在另一種實(shí)施中，飛行員 根據(jù)滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃203和落地區(qū)域204確定合適的投放滅火物質(zhì)的時刻將滅火物質(zhì)噴 灑至預(yù)定的區(qū)域。圖3提供了飛行員選擇火災(zāi)類型的人機(jī)接口，將火災(zāi)根據(jù)本身特性分成地面火， 頂部火，蔓延火，悶燃火，火炬火，驟燃火，斑點(diǎn)火，旋風(fēng)火。飛行員根據(jù)觀測或其它外部力量 通信選擇火災(zāi)類型。圖4給出了滅火性能建議的人機(jī)接口，本發(fā)明能夠根據(jù)選擇的火災(zāi)類型計(jì)算合適 的飛行高度、速度、投放流量供飛行員參考。同時提供投放時間的建議和顯示，并提供剩余 滅火物質(zhì)的顯示。飛行員參考飛機(jī)飛行垂直剖面控制飛機(jī)沿著滅火路徑計(jì)劃以適當(dāng)?shù)母?度、速度和滅火物質(zhì)的流量噴灑，形成防護(hù)帶或直接撲滅火。圖4中的參數(shù)可以是本發(fā)明優(yōu)化計(jì)算的，也可以通過飛行員手動輸入，它們將以 不同的顏色加以區(qū)分。圖5中給出了滅火實(shí)施過程中對滅火飛機(jī)202的監(jiān)控和告警的顯示形式。顯示系
7統(tǒng)根據(jù)地形數(shù)據(jù)庫顯示出當(dāng)前沿著滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃205路徑的地形501，本發(fā)明能夠計(jì) 算出一個滅火飛行安全包絡(luò)線503，并且將沿著滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃205的垂直剖面504和滅 火飛行安全包絡(luò)線503顯示出來，一種典型的顯示方式如圖5所示。當(dāng)預(yù)測到飛機(jī)的沿著 滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃205的垂直剖面504的高度低于滅火飛行安全包絡(luò)線503時，飛機(jī)將發(fā) 出告警，告警信息505可以顯示在顯示系統(tǒng)上，也可以以告警聲音的形式提供給飛行員。飛 行員根據(jù)告警，修改滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃505，從而保障飛行安全。在計(jì)算滅火飛行安全包絡(luò)線503時，需要考慮沿滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃205的地形 501、火災(zāi)502情況、植被情況，當(dāng)前氣象條件，以及飛機(jī)本身的性能特點(diǎn)。圖6所示為一種輔助航空滅火的裝置，包括火源傳感器601，能夠在一定距離內(nèi)探測火源的區(qū)域和等級?？梢允羌t外傳感器， 也可以是圖像傳感器或其它形式的傳感器。導(dǎo)航傳感器602，計(jì)算飛機(jī)飛行的必要導(dǎo)航信息，包括飛機(jī)的位置、速度、高度等。 導(dǎo)航傳感器可以是本發(fā)明裝置內(nèi)置的GPS接收機(jī)，也可以是飛機(jī)上已有的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、 無線電導(dǎo)航傳感器。語音通信系統(tǒng)603，提供飛行員與地面控制管理中心、地面滅火力量、其中空中滅 火力量之間的語言通信。數(shù)據(jù)鏈604，能夠傳輸火情、滅火飛行計(jì)劃，氣象條件等各種數(shù)據(jù)信息，信息形式可 為圖形和文本?？梢允巧醺哳l(VHF)、高頻(HF)、衛(wèi)星通信等形式。顯示系統(tǒng)605，提供飛行計(jì)劃信息，導(dǎo)航信息，火情態(tài)勢信息，噴灑建議等的顯示。 顯示的方式可以是圖形符號，文字提示。顯示系統(tǒng)可以是多功能控制顯示器，也可以是飛機(jī) 上的電子飛行儀表系統(tǒng)。數(shù)據(jù)接口單元606，提供本裝置與其它航空電子系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口?？梢允?ARINC 429丄4^總線肩11^-510-15538等總線形式?？偩€接口也可以根據(jù)飛機(jī)平臺的特殊總 線進(jìn)行配置。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)607，存儲機(jī)場、航路點(diǎn)、儀表飛行程序、可用水源等信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 還包括地形數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫可以包含標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，也包含自定義的數(shù)據(jù)庫，特別是水源數(shù)據(jù)庫。人機(jī)接口 608，提供飛行員制定飛行計(jì)劃，確定火情及各種任務(wù)操作的接口。一種 典型的人機(jī)接口是多功能控制顯示的形式。人機(jī)接口 608也可以耦合飛機(jī)的存儲滅火物質(zhì) 裝置，對存儲滅火物質(zhì)裝置的開關(guān)以及投放過程中的流量進(jìn)行控制。綜合任務(wù)處理609，進(jìn)行所述的各種計(jì)算和處理。圖7為所述的輔助航空滅火裝置的一種典型的功能模塊圖?；鹪刺綔y701處理火 源傳感器601信息，確定火的形狀和范圍，濃度等，并且將處理的結(jié)果送給顯示處理710單 元。數(shù)字地圖702從數(shù)據(jù)庫607中提取地形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將結(jié)果送給顯示處理710。導(dǎo) 航計(jì)算703根據(jù)導(dǎo)航傳感器602提供的導(dǎo)航信息，和人機(jī)接口 709提供的輸入進(jìn)行導(dǎo)航管 理計(jì)算，提供合適的導(dǎo)航信息。大氣高度704根據(jù)大氣信息計(jì)算飛機(jī)的高度。數(shù)據(jù)鏈705處 理從地面控制管理中心103傳送的數(shù)據(jù)。接口處理706處理從飛機(jī)上其它航空電子設(shè)備交 聯(lián)的各種信息，包括輸入和輸出。滅火性能預(yù)測/建議707完成前面所述的滅火物質(zhì)的落 地區(qū)域204的計(jì)算和圖4中性能建議的計(jì)算，并計(jì)算輔助決策信息。飛行計(jì)劃708完成前術(shù)飛行計(jì)劃205的建立和修改處理。人機(jī)接口 709處理滅火飛行員與本發(fā) 明的交互信息。顯示系統(tǒng)710將火源探測701、數(shù)字地圖702、導(dǎo)航計(jì)算703、雷達(dá)高度704、 數(shù)據(jù)鏈705、接口處理706、滅火性能預(yù)測/建議707、飛行計(jì)劃708、人機(jī)接口 709的處理結(jié) 果進(jìn)行綜合顯示處理，將各種信息有清楚的呈現(xiàn)給飛行員，輔助飛行員進(jìn)行決策。
權(quán)利要求
一種航空滅火輔助裝置，該裝置為通用機(jī)載航空電子設(shè)備，包括導(dǎo)航及火源傳感器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，語音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈，人機(jī)接口，顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)和綜合任務(wù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)航及火源傳感器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，語音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈，人機(jī)接口，顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)均和綜合任務(wù)處理系統(tǒng)相連，其中，導(dǎo)航傳感器用來計(jì)算飛機(jī)飛行的必要導(dǎo)航信息；火源傳感器在一定距離內(nèi)探測火災(zāi)區(qū)域和等級；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲機(jī)場、航路點(diǎn)、儀表飛行程序、可用水源等信息；語音通信系統(tǒng)，提供飛行員與地面控制中心、地面滅火力量、其它空中滅火力量之間語言通信；數(shù)據(jù)鏈，傳輸火情、滅火飛行計(jì)劃和氣象條件等各種數(shù)據(jù)信息；人機(jī)接口，提供飛行員制定修改飛行計(jì)劃和輸入從語言通信系統(tǒng)中傳送的信息的接口；顯示系統(tǒng)，提供飛行計(jì)劃信息，導(dǎo)航信息，火情態(tài)勢信息，噴灑建議的顯示；數(shù)據(jù)接口單元，提供本裝置與飛機(jī)上其它航空電子系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口；綜合任務(wù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行所述的各種計(jì)算和信息處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，所述火源傳感器為紅 外傳感器或圖像傳感器或其它形式的傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，所述導(dǎo)航傳感器為航 空滅火輔助裝置內(nèi)置的GPS接收機(jī)，或者是飛機(jī)上已有的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、無線電導(dǎo)航傳感ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)為多功 能控制顯示器或者是飛機(jī)上的電子飛行儀表系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接口單元是 ARINC429, CAN 總線或 MIL-STD-1553B 總線形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫和自定義的數(shù)據(jù)庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空滅火輔助裝置，其特征在于，人機(jī)接口可以耦合飛 機(jī)的存儲滅火物質(zhì)裝置，對存儲滅火物質(zhì)裝置的開關(guān)以及投放過程中的流量進(jìn)行控制。
8.一種航空滅火的方法，包括如下步驟1)飛行員根據(jù)地面控制管理中心的派遣要求，利用導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中的機(jī)場、導(dǎo)航臺、航路 點(diǎn)、水源等數(shù)據(jù)制定飛往火災(zāi)現(xiàn)場的飛行和汲水計(jì)劃；2)當(dāng)飛行計(jì)劃激活后，顯示系統(tǒng)顯示飛行計(jì)劃信息和導(dǎo)航信息，并提供最快速度建議， 飛行員引導(dǎo)飛機(jī)迅速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場；3)到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場后，利用傳感器探測火源并結(jié)合導(dǎo)航傳感器準(zhǔn)確確定火災(zāi)位置及范 圍，向飛行員顯示輔助信息并發(fā)送給其它滅火力量，飛行員根據(jù)輔助信息或通過接收地面 控制管理中心的部署計(jì)劃，制定滅火路徑計(jì)劃和退出火災(zāi)現(xiàn)場的路徑計(jì)劃；4)根據(jù)當(dāng)前飛機(jī)速度、高度、風(fēng)等信息預(yù)測滅火物質(zhì)的落地區(qū)域，并且根據(jù)火災(zāi)區(qū)域和 滅火物質(zhì)的落地預(yù)測區(qū)域提供輔助決策建議信息；5)根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置計(jì)算前方區(qū)域的地形，結(jié)合火的類型，計(jì)算出一個安全的飛行包絡(luò)線，提供垂直剖面的顯示；6)飛行員參考決策建議信息，控制飛機(jī)沿著滅火路徑計(jì)劃以適當(dāng)?shù)母叨?、速度，在適當(dāng) 的時機(jī)以合適的流量噴灑，形成防護(hù)帶或直接撲滅火。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種航空滅火方法，其特征在于，在多次往返汲水的過程中， 存儲自定義飛行計(jì)劃的路徑和航路點(diǎn)，多次往返過程中直接調(diào)用并執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔助飛機(jī)進(jìn)行航空滅火的裝置和方法。該裝置是一個機(jī)載航空電子系統(tǒng)，包括導(dǎo)航及火源傳感器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，語音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈，人機(jī)接口，顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)和綜合任務(wù)處理系統(tǒng)，所有系統(tǒng)均和綜合任務(wù)處理系統(tǒng)相連。利用該設(shè)備可以方便地制定飛往火災(zāi)現(xiàn)場的飛行計(jì)劃、滅火戰(zhàn)術(shù)飛行計(jì)劃和往返汲水飛行計(jì)劃。同時該裝置可以進(jìn)行火情顯示、滅火物質(zhì)噴灑建議、滅火物質(zhì)噴灑預(yù)測以及滅火飛行任務(wù)的監(jiān)控和告警。本發(fā)明通過研究一種實(shí)施航空滅火的方法和裝置，可以有效地輔助飛行員滅火，提高滅火成功率，節(jié)約成本，增強(qiáng)任務(wù)執(zhí)行過程中的安全性。
文檔編號B64D1/16GK101927068SQ201010223529
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者孫曉敏, 王娜, 齊林 申請人:中國航空無線電電子研究所