无(wú)人机系统(tǒng)具有机动(dòng)快速、使(shǐ)用成本(běn)低、维护(hù)操(cāo)作简(jiǎn)单的技(jì)术特点。利用固定翼无人机续航(háng)时间长、使用成本低的优势,对某(mǒu)一林(lín)区进行巡护或卫星热点侦察,能大大提(tí)高防扑火能力;利用旋翼无人(rén)机飞行方式灵活、飞(fēi)行气象条(tiáo)件要求不高(gāo)的优势(shì)进行火场(chǎng)侦(zhēn)察,和有人机进行配合进行火场(chǎng)扑(pū)救,能大大(dà)提高地面指挥部的(de)指挥效率和有人机吊桶洒水的效益。
一、无人机在森林(lín)消防应用(yòng)上的优势(shì)
(一)弥补有人机(jī)数量少、机种单一的问题
受我国通用航空发展技术的影响,我国(guó)通用航(háng)空飞机数量(liàng)较少,用在(zài)森林防火(huǒ)的飞机少之(zhī)又(yòu)少,并且(qiě)受国(guó)家统一调配。往往(wǎng)一架直(zhí)升机要(yào)承担林区(qū)巡护、火(huǒ)场侦察、兵(bīng)力运送、领导巡视(shì)、防(fáng)火宣(xuān)传、吊桶(tǒng)灭火等多(duō)种任务。火灾的(de)前(qián)期发现和(hé)火(huǒ)灾扑救不能(néng)同时(shí)兼(jiān)顾。如果能利用无(wú)人机技术对林区进(jìn)行巡护监测(cè),使有(yǒu)人机更(gèng)多地(dì)应用 在火场(chǎng)扑救上,这样森林航空消(xiāo)防的优势会(huì)将更全面(miàn)的发挥。
(二)弥(mí)补(bǔ)有人机扑火(huǒ)综合效(xiào)益问题
由于(yú)受有人机数量和油量(liàng)得影响,有人机(jī)真正在火场上空作业时间较短,火场前线(xiàn)指挥部很少能获(huò)得有(yǒu)人机空中洒水(shuǐ)实时(shí)图像,影响(xiǎng)了火场前线指挥部对火场的判断(duàn)、吊桶灭火时的实施指挥、地空(kōng)配合等扑火效益。利用无人(rén)机参与火场扑救,可以将火场(chǎng)实时图像传到(dào)火场前线指挥部,指挥部可以根(gēn)据火场(chǎng)情况现场指挥飞机(jī)扑火,并且(qiě)可以(yǐ)指(zhǐ)挥地面(miàn)扑火力量配合(hé)空中扑救,使(shǐ)森林(lín)航空(kōng)消(xiāo)防空中(zhōng)优势得到充分发挥。
(三)弥补森林航空消防航期较短的问(wèn)题
我(wǒ)国各省航期一般在11月份(fèn)到来(lái)年(nián)的3月(yuè)中旬,而火灾高发期从3月初开始到(dào)4月(yuè)底(dǐ)结束,往往(wǎng)在森林火灾高发期,直升机已经被调走,严重制约着(zhe)森林(lín)航空消防优(yōu)势的充分发挥。特别是近(jìn)几(jǐ)年,夏季森林防(fáng)火工作也受到各级政(zhèng)府的(de)重视,因此,利(lì)用(yòng)无人机在重点林区或风景(jǐng)区进行巡护(hù)和(hé)监测,可以弥补(bǔ)航期较(jiào)短的问题,并且也可以在夏季继(jì)续开展森林(lín)航空(kōng)消防。
三、固定翼(yì)和旋翼无人机在森林航空消(xiāo)防中的具体应(yīng)用
森林消防对(duì)无人(rén)机(jī)的需求(qiú)主要集中在(zài)林区巡护(卫星热点侦察)和火场(chǎng)侦(zhēn)察上。林(lín)区巡(xún)护或热点侦察主要要求(qiú)飞机有较长(zhǎng)时间的续航能力,和(hé)较快的巡航速(sù)度,在这方面固定翼无人机有较大的优势。火(huǒ)场侦察主要(yào)是(shì)对(duì)火场进行灵活、方便的监(jiān)测,在这方面直(zhí)升机比较有优势(shì)。
固定(dìng)翼型无人机机动(dòng)灵活、外场展(zhǎn)开迅速,操作使用简便(biàn),自成体(tǐ)系执行巡护(hù)、监测、定(dìng)位等(děng)任务,其中的长航时无人机,具(jù)有(yǒu)超长续航能力,可对指(zhǐ)定区域实施不间断覆盖巡护(hù)或卫星热点侦(zhēn)察。旋翼(yì)型(xíng)无人机(无人直升机(jī))可以垂直(zhí)起降、空中悬停、原地转弯(wān)、侧飞、倒飞(fēi),其性能可靠、结构紧(jǐn)凑、便于携带(dài)、使用成本(běn)低、维护(hù)便利,操作(zuò)人员(yuán)经过培训(xùn)即可以灵活(huó)操控(kòng)直升机飞行。
(一)固定(dìng)翼无人机在林区巡护或卫星热点侦察上的应用(yòng)
固定翼无人机可以(yǐ)在目前有人机数量较少的情(qíng)况下,参与林区巡护或(huò)热(rè)点侦察(chá)。它可以按照预设的航线飞(fēi)行,同时使用任务载荷对林区作大面积的扫描、录像、拍照,可以将重点区域(yù)的图像信息传(chuán)回地面,由地面传回指(zhǐ)挥部。受(shòu)目前我国无人机技术影响,市(shì)场上(shàng)的无人机(jī)控制(zhì)半径最大在150Km内,虽然无人机(jī)理论上可以按照有人机(jī)一样飞(fēi)大航线,但(dàn)超出控制半径(jìng)范围,飞机完全是自主飞行,完全不可控(kòng),不可控(kòng)因素太多(duō)。因此(cǐ),在控制半径(jìng)以内,派出固定翼无人机对某一区域(yù)进行(háng)长时间(jiān)的巡(xún)查或热点侦察是其优(yōu)势。加(jiā)上无人机(jī)在飞行时成(chéng)本(běn)低,特别(bié)是(shì)在某一地区出现高(gāo)森林火险等级时,派出无人机对(duì)此地(dì)区进行连(lián)续的(de)、不间断的巡查,对火情(qíng)进行早(zǎo)发现(xiàn)、早(zǎo)预报(bào),变有灾为无灾、变大灾为(wéi)小灾,更是有人机不可比拟的。
(二)旋翼无人(rén)机在(zài)火场侦察(chá)方(fāng)面上(shàng)的应用
森林消防有(yǒu)人机(jī),在对(duì)火场进行侦(zhēn)察或扑救时,飞机空(kōng)中作业有(yǒu)效(xiào)时间短,优势不(bú)能充分发挥(huī)。而利用旋翼无人机(直(zhí)升机)在有人机扑救火(huǒ)场时,承担(dān)火(huǒ)场侦(zhēn)察 任务,不仅能增(zēng)加有(yǒu)人机直接扑(pū)火(huǒ)时(shí)间,使有(yǒu)人机空中(zhōng)扑(pū)火能力得以(yǐ)充分发(fā)挥。而且还可(kě)以把火场适时图(tú)像(xiàng)传至指挥部,使指挥(huī)部全方位了解(jiě)火场蔓延和扑救情况, 从而及时调配兵力和指挥(huī)飞机进行扑救,真正实现地(dì)空配合。火灾扑灭后,在留守扑火队员清理火(huǒ)场,防止复燃(rán)的情况下,无人机可以搭(dā)载红外(wài)探(tàn)测任务载荷,对(duì)火(huǒ)烧迹地(dì)进行(háng)红外探测,获取(qǔ)火场内完整的地面温度分布状态图像(xiàng),从而(ér)及时发现存在暗(àn)火,使指挥部能及时调配扑(pū)火队员清理暗火,保证(zhèng)扑火队员的(de)生命(mìng)安全,有效(xiào)防止火灾(zāi)复燃。
四、森林消防无(wú)人机(jī)实际配(pèi)置
一般无人机系统实(shí)现基(jī)本的应(yīng)用任(rèn)务、日常维护(hù)及维修,标准机组至少需要(yào)设置3个岗位(wèi),分(fèn)别是飞行指挥员(yuán)、飞行操作员(yuán)、地勤人员。如果野外起降条件较复杂,特(tè)别(bié)是固定翼无人机还(hái)应在专门(mén)的车辆上安装弹射装置,以便安全、快速起飞。无人(rén)机操作(zuò)人员还(hái)应接受专门飞行(háng)操作(zuò)培训,包括基本的飞行原(yuán)理(lǐ)、系统通晓、操作员维修、模(mó)拟操作(zuò)等。
云南昆明劲鹰无人机的森林防火无人机解决(jué)方案将无人机(jī)技术(shù)、GPS技术、高清数(shù)字图像传输技术等(děng)高新技术(shù)综合应用于森林资源管理(lǐ),以国(guó)内(nèi)价格提供国际品质的优(yōu)质、稳定的森林防火无人机系(xì)统。自主设计的劲鹰1型汽油航(háng)测航拍无人机、劲鹰2型垂(chuí)直起飞固定翼无人机、劲鹰3型可(kě)垂直起飞悬停固定翼无人机、劲鹰650航拍专用飞行器(qì)、劲鹰1000型八轴航(háng)拍航测无人机、劲鹰1600大型载重旋翼飞行平台、劲鹰X8120和劲鹰S1型汽油航测航拍水上无人机等多种型号的无人机,避免了原始人工了望观察火情的局限,实现了林区管(guǎn)理数字化、科学化(huà),大大减少了林业部门的费用支出(chū)和管理(lǐ)成本,提高了林区(qū)企业的(de)效应。在(zài)监控森林火(huǒ)情的同时,还可(kě)以对森林资源、生态环境、森(sēn)林(lín)病虫害及野生(shēng)动(dòng)物等进行有效监控。
其无人机系统有如下优点:
1、飞机(jī)造价低(dī),维护(hù)方便,自主(zhǔ)知识产权,价格更便(biàn)宜;
2、点哪飞哪,具(jù)备傻瓜式(shì)操作(zuò),一(yī)键式回收;
3、清晰摄像(xiàng)头,清晰成像,实时了解火险数据;
4、无(wú)线数字传输,避免野外架线;
5、可以组合成(chéng)空(kōng)中(zhōng)飞(fēi)行监控(kòng)系(xì)统,可大范围、多区域在森林区域进行防火侦察(chá);
6、数字云台(tái)结合GPS,火点精确定位,险情现场(chǎng)回馈,辅助抢(qiǎng)险救(jiù)灾指(zhǐ)挥决策;
7、人机分离,安(ān)全性高。
五、无人机空中(zhōng)管制情况
无人机小巧,也是(shì)一种飞行器,在空中(zhōng)飞行也需要报空管部门审批(pī)。但是(shì)无人(rén)机更多(duō)的(de)是在某一区(qū)域低空活(huó)动,因此需向空管部门申请区(qū)域飞(fēi)行。特别(bié)是火灾扑救(jiù)时,由于无人机和有人机都在同一空域进行低空(kōng)作(zuò)业,为(wéi)保证安(ān)全应成立专门的(de)指(zhǐ)挥小组,对无人机、有人机进(jìn)行统一指挥(huī)。劲鹰无人机是空军航(háng)管政策宣传人(rén)及手(shǒu)续(xù)办(bàn)理人,只要不影响(xiǎng)民(mín)航、军事保密及(jí)飞出国界(jiè),航飞均可(kě)获得审批和支持。
图(tú)示:劲鹰X8120,大起飞(fēi)重量80KG,空机自重11KG,任务(wù)载荷5-40KG,留空时(shí)间30-60分钟,测试起(qǐ)吊10公斤的(de)灭火器,不(bú)费吹灰(huī)之力(lì)。

参考文献(xiàn):
[1]李春锦,文(wén)泾,《无人机系统的运行管理(lǐ)》;
[2]都基焱,《无人机电视侦察目标定位原理》;
[3]郭少(shǎo)东,《浅(qiǎn)议无人机在森林航空消(xiāo)防中的应用》。
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