本發(fā)明涉及無人機滅火彈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)及試驗方法。

背景技術(shù)：

隨著我國城市化進程的不斷加快，高層建筑的發(fā)展日新月異。而與此同時，高層建筑火災事故也不斷呈現(xiàn)上升態(tài)勢。高層建筑一旦發(fā)生火災，其自身配套的消防設(shè)施對火勢的控制效果并不明顯，并且消防部隊撲救難度很大，造成相當嚴重的損失。傳統(tǒng)消防安裝的升級遠遠趕不上大城市建筑“長高”的速度。鑒于此，亟需研制一種滅火效率高、反應速度快、機動性能好的新型滅火系統(tǒng)，以能夠及時、有效撲救高層火災。無人機滅火彈正是基于這一需求而產(chǎn)生。無人機可以滿足高層建筑滅火高度的要求，快速到達火災現(xiàn)場，通過無人機掛載發(fā)射裝置發(fā)射滅火彈，滅火彈以一定速度穿過發(fā)生火災樓層玻璃幕墻進入著火房間，第一時間實現(xiàn)滅火，降低火勢，搶奪黃金救援時間。因此，無人機滅火彈在高層樓宇消防救援方面具有非常廣闊的市場前景。

而無人機滅火彈的實施效果，則必須要通過無數(shù)次的力學試驗驗證后才能批量生產(chǎn)，大規(guī)模使用。如何利用地面試驗實現(xiàn)低成本、高效率的驗證無人機滅火彈工作性能，保證滅火彈發(fā)射后，既要能穿透玻璃進入室內(nèi)實施藥劑拋撒，又不能破壞建筑結(jié)構(gòu)，也不能碎片傷人，是一項亟待解決的工程難題。只有當無人機滅火彈的實施效果得到了充分驗證后，其在高層樓宇消防救援上的應用才算真正的起步。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了實現(xiàn)無人機滅火彈的地面試驗，本發(fā)明提供一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)及實驗方法。通過地面力學試驗的設(shè)計和實施檢驗滅火彈的實施效果，獲取相關(guān)參數(shù)，進行數(shù)據(jù)分析及安裝調(diào)整改進，以推進無人機滅火彈的發(fā)展。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)，包括：無人機；發(fā)射裝置，設(shè)置于無人機上，用于發(fā)射滅火彈；測量裝置，設(shè)置于無人機上，用于獲取發(fā)射時刻無人機獲取的干擾速度和干擾角速度；接收裝置，設(shè)置于無人機上，用于接收來自地面指揮中心的指令；玻璃7，在試驗時所述滅火彈投射在所述玻璃上；攝像機，用于拍攝記錄試驗全過程。

優(yōu)選地，所述攝像機至少包括：設(shè)置于滅火彈彈頭處的第一攝像機，用于拍攝記錄滅火彈發(fā)射過程，獲取出筒速度參數(shù)；設(shè)置于玻璃投射面?zhèn)冗吘壷行奶幍牡诙z像機，用于拍攝記錄滅火彈擊穿玻璃過程；和設(shè)置于玻璃能拍攝到滅火彈拋灑的滅火劑的位置處的第三攝像機。

優(yōu)選地，該試驗系統(tǒng)還包括：瞄準工裝，設(shè)置于發(fā)射裝置上，用于提供滅火彈發(fā)射基準。更優(yōu)選地，所述發(fā)射基準由設(shè)置于瞄準工裝上的激光筆提供。

優(yōu)選地，所述玻璃由玻璃安裝支架固定和調(diào)節(jié)高度。

無人機作為載體，攜帶發(fā)射裝置、測量裝置和接收裝置按照地面指揮中心的指令飛行至玻璃中心位置附近；通過設(shè)置在瞄準工裝上的激光筆進行瞄準；地面指揮中心實時控制無人機調(diào)整姿態(tài)，確保滅火彈呈90°入射角，并啟動發(fā)射指令，同步激活攝像機工作按鈕，通過發(fā)射裝置完成滅火彈的發(fā)射；滅火彈擊穿玻璃并按照預定時間拋灑滅火劑。通過測量裝置記錄的數(shù)據(jù)信息獲取發(fā)射時刻無人機平臺獲得的干擾加速度和干擾角速度等參數(shù)。

一種使用上述試驗系統(tǒng)進行的無人機滅火彈玻璃侵徹試驗方法，包括以下步驟：

s1、無人機接收指令飛行至指定位置；

s2、發(fā)射裝置發(fā)射滅火彈侵徹玻璃；

s3、滅火彈飛行至預定位置拋灑滅火劑；

s4、數(shù)據(jù)分析。

進一步地，以上試驗方法還包括：更換不同厚度的玻璃，重復所述s1-s4試驗步驟。

優(yōu)選地，s1中無人機飛行至玻璃中心位置。

優(yōu)選地，無人機飛行至指定位置，同時開啟攝像機工作按鈕。

優(yōu)選地，s2中激光筆提供滅火彈發(fā)射基準。

優(yōu)選地，滅火彈侵徹玻璃的入射角為90度。確保滅火彈呈水平侵徹玻璃。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明所提供的一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)進行的無人機滅火彈玻璃侵徹試驗方法，通過地面力學試驗的設(shè)計和實施檢驗滅火彈的實施效果，獲取相關(guān)參數(shù)，進行數(shù)據(jù)分析及安裝調(diào)整改進，以推進無人機滅火彈的發(fā)展。試驗成本低、易于操作、效果好，且可以保證人員和設(shè)施的安全。

還可以通過地面試驗建立數(shù)據(jù)庫，以供實際滅火應用中進行數(shù)據(jù)匹配調(diào)用，方便滅火實施，爭取在最短的時間里最好地完成滅火營救任務。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)示意圖

圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選的無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)示意圖

圖3為本發(fā)明一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗方法流程圖

附圖標記說明：1-無人機，2-發(fā)射裝置，3-滅火彈，4-測量裝置，5-接收裝置，6-地面指揮中心，7-玻璃，8-攝像機，801-第一攝像機，802-第二攝像機，803-第三攝像機，9-瞄準工裝，10-激光筆。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)以上發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。

一種無人機滅火彈玻璃侵徹試驗系統(tǒng)，如圖1，包括：無人機1；發(fā)射裝置2，設(shè)置于無人機上，用于發(fā)射滅火彈3；測量裝置4，設(shè)置于無人機上，用于獲取發(fā)射時刻無人機獲取的干擾速度和干擾角速度；接收裝置5，設(shè)置于無人機上，用于接收來自地面指揮中心6的指令；玻璃7，在試驗時所述滅火彈投射在所述玻璃上；攝像機8，用于拍攝記錄試驗全過程。

本發(fā)明提供一種優(yōu)選的實施例，如圖2，所述高速攝像機至少包括：設(shè)置于滅火彈彈頭處的第一攝像機801，用于拍攝記錄滅火彈發(fā)射過程，獲取出筒速度參數(shù)；設(shè)置于玻璃投射面?zhèn)冗吘壷行奶幍牡诙z像機802，用于拍攝記錄滅火彈擊穿玻璃過程；和設(shè)置于玻璃能拍攝到滅火彈拋灑的滅火劑的位置處的第三攝像機803。

進一步地，該試驗系統(tǒng)還可以有瞄準工裝9，設(shè)置于發(fā)射裝置上，用于提供滅火彈發(fā)射基準。本發(fā)明提供優(yōu)選的實施例中，所述發(fā)射基準由設(shè)置于瞄準工裝上的激光筆10提供。

所述玻璃7由玻璃安裝支架固定和調(diào)節(jié)高度。

無人機1作為載體，攜帶發(fā)射裝置2、測量裝置4和接收裝置5按照地面指揮中心6的指令飛行至玻璃7中心位置附近；通過設(shè)置在瞄準工裝9上的激光筆10進行瞄準；地面指揮中心實時控制無人機調(diào)整姿態(tài)，確保滅火彈3呈90°入射角，并啟動發(fā)射指令，同步激活攝像機工作按鈕，通過發(fā)射裝置完成滅火彈的發(fā)射；滅火彈擊穿玻璃并按照預定時間拋灑滅火劑。通過測量裝置記錄的數(shù)據(jù)信息獲取發(fā)射時刻無人機平臺獲得的干擾加速度和干擾角速度等參數(shù)。

一種使用上述試驗系統(tǒng)進行的無人機滅火彈玻璃侵徹試驗方法，如圖3所示流程，包括以下步驟：

s1、無人機接收指令飛行至指定位置；

s2、發(fā)射裝置發(fā)射滅火彈侵徹玻璃；

s3、滅火彈飛行至預定位置拋灑滅火劑；

s4、數(shù)據(jù)分析。

具體地，s1中無人機飛行至玻璃中心位置。無人機飛行至指定位置，同時開啟攝像機工作按鈕，開始拍攝。

s2中激光筆提供滅火彈發(fā)射基準。

滅火彈侵徹玻璃的入射角為90度。

s4中數(shù)據(jù)分析包括：通過第一攝像機記錄的影像分析計算出滅火彈的出筒速度；通過第二攝像機記錄的影像分析計算出滅火彈的侵徹玻璃的入射角；通過第三攝像機記錄的影像分析計算出滅火劑噴灑位置離玻璃的距離，以及滅火劑噴灑的范圍；通過測量裝置記錄的數(shù)據(jù)分析計算出發(fā)射滅火彈時刻無人機獲得的干擾速度和干擾角速度。

根據(jù)分析結(jié)果對無人機滅火彈的效果進行驗證，進而進行調(diào)整改進和設(shè)計優(yōu)化。根據(jù)出筒速度、第二攝像機記錄的玻璃侵徹畫面和滅火劑噴灑位置離玻璃的距離判斷無人機發(fā)射滅火彈的發(fā)射力度是否合適，如果不夠，則需要改進發(fā)射裝置提高發(fā)射力度，相反則需要減小發(fā)射力度。根據(jù)發(fā)射時刻無人機獲得的干擾速度和干擾角速度選擇合適的無人機，以使得這兩項參數(shù)盡可能的小。

至此完成一次無人機滅火彈玻璃侵徹試驗。重復多次試驗已獲得多組平行試驗數(shù)據(jù)，獲得更加準確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以更好地進行無人機滅火彈的調(diào)整改進。

進一步的，更換玻璃，使用不同厚度的玻璃進行上述試驗，已獲得不同玻璃厚度情況下的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫；當實際應用時根據(jù)已知的情況直接在數(shù)據(jù)庫里進行數(shù)據(jù)匹配調(diào)用，方便滅火實施，爭取在最短的時間里最好地完成滅火營救任務。