项目名称:车载大口径气动远程灭火系统
所属分类:大型气动远程灭火系统,
项目背景:目前高危大火频发造成巨大生命财产损失,同时,消防产业存在明显能力不足和技术短板,面对大型火灾时缺乏有效的技术手段,且消防人员面临巨大的生命威胁。根据世界火灾中心(WFSC)统计结果,全球年均发生火灾约700多万起,死亡人数约70000人。在很多发达国家,火灾造成的直接损失约占全年国民生产总值0.2%,全部火灾损失约占国民经济总值1.0%,火灾造成人员死亡率约为十万分之二。近年来,国内火灾频发,表1.1为应急管理部消防救援局发布的近10年国内火灾统计数据。由表1.1知,我国今年火灾伤亡事件发生频率高,造成人员伤亡数和经济财产损失巨大。其中,2009-2012年火灾起数递增缓慢,但2013年后开始陡增,随后逐年放缓并逐渐呈下降趋势。2013-2014年平均火灾次数达39.2万起,年均伤亡人数达3539人,年均经济损失高达47.75亿元。近年来,火灾起数、伤亡人数和经济损失有所下降,既有公众防火意识加强、消防环境改善的原因,也有监管防控布局更加科学、消防措施手段更加先进的功劳,但火灾防控和救援技术仍亟待提升。
现有技术手段:现有灭火技术,要么极端初级,采用扫把、灭火瓶、鼓风机、高压水枪等,这在面对大火时无能为力,且伤亡事故屡见不鲜,每年均为此牺牲许多消防官兵;要么极端昂贵,采用直升机进行灭火,其操作和维护的成本都非常高,且我国也不具备大规模列装的基层建设设施条件,无人机灭火不可能在我国大规模使用。这两种主流灭火手段中间存在明显的技术断层,为填补这一技术断层,近年来发展了诸如无人机灭火、迫击炮、火箭弹灭火等手段,无人机灭火目前主要采用旋翼无人机,极易受火场不稳定气流影响,造成飞行稳定性威胁的同时,也大大降低了其灭火效能,灭火效果欠佳;迫击炮、火箭弹灭火与气动远程灭火属于同类灭火手段,但这两类灭火炮技术均为部队在列装的武器装备,含有大量的火工品,不可能到基层大规模猎装,同时,由于直接将武器装备弹体改为装填灭火剂,其灭火剂装填量很少,大大降低了灭火效果,因此也很难得到推广运用。
项目目的:综合分析上诉所有灭火手段的优缺点,确定以安全、有效、低成本、零火工品为目标,实现填补现有灭火技术断层,开辟新型远程灭火手段,实现低成本、安全有效,同时全程零火工品,方便运输、储存、管理和列装,可在基层大规模配备。
基本原理:气动远程灭火系统为一种采用气源为动力,搭载大量灭火剂实现远程灭火的一种新型灭火技术。系统由灭火炮系统、灭火弹系统、控制系统、弹道系统等多个分系统组成。灭火炮系统主要用于发射灭火弹,其原理为:将灭火炮内充入高压空气,瞬间释放填充的高压空气并以此为动力推动灭火弹在其内部迅速加速并高速飞出。灭火炮采用气源作为动力,除了成本低、易存取外,还可根据灭火弹直径、重量,以及射程等参数,定制化的设计和选择发射压力、发射角,实现对射程2km范围内的全覆盖。灭火弹系统主要用于:1.确保飞行稳定性;2.装填大量灭火剂;3.搭载控制系统和内部机构,实现在控制系统的介入下延时打开灭火弹抛撒灭火剂的功能。控制系统和弹道系统分别用于控制灭火弹延时打开,和规划灭火弹的飞行弹道实现精准打击、可重复打击等。在四个分系统的共同作用下,灭火弹的工作流程如图1所示:1.发现和识别火源;2.遥感或激光测距;3.弹道规划,通过弹道系统设置发射压力、发射角等发射参数;4.设置控制系统的延时参数以确定灭火弹打开并抛撒灭火剂的位置;5.向灭火炮内充入高压空气,瞬间释放并发射灭火弹;6.灭火弹稳定飞行之火源上方,到达预定的打开位置时,在控制系统控制下偃师出发;7.引信触发后,灭火弹打开并抛撒灭火剂,实现灭火的效果。
项目先进性:项目采用空气作为动力实施远程灭火,是一种全新的灭火途径,技术的新颖性、先进性和独特性明显,目前尚无同类灭火技术,相比传统灭火、直升机灭火、迫击炮灭火、火箭弹灭火、无人机灭火等,具有低成本、更安全、更高效,零火工品易于运输、储存、管理、列装等技术先进行,极具竞争优势。
项目进展情况:项目自2018年底立项以来,已经与清华大学等单位签订了两期的合作研发合同,一期远程灭火弹项目已交付并通过验收,二期项目车载干粉机远程灭火项目目前正在研制中,已完成样炮、样弹的试制。同时,公司也根据规划进行了自研,确定了小型、中型、大型和超远程气动远程灭火系统四个研发方向,已投入研发经费400万元,目前技术成熟,已经具备了向产品转化的技术条件。