[发明专利]一种用于高层楼宇灭火系统的灭火弹抛射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灭火弹抛射方法，特别是一种用于高层楼宇灭火系统的灭火弹抛射方法。

背景技术

高层楼宇灭火系统是针对我国城市环境下高层、超高层建筑物消防灭火的严峻形势研制的一种可在城市环境普通路面快速机动部署，具备高效率、大面积扑灭或压制高层、超高层建筑火灾的特种消防灭火系统，其采用向火源目标投放灭火弹的方式。灭火弹的投放精度决定着高层楼宇灭火系统整体灭火效率。现有的灭火弹抛射方法并未使用精确的弹道解算方式，而是通过消防队员根据现场火情的目测判断和实战经验实现，向特定区域“盲发”，存在灭火剂用量大、投放精度低、灭火效率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高层楼宇灭火系统的灭火弹抛射方法，解决灭火剂投放精度低、灭火效率低的问题。

一种用于高层楼宇灭火系统的灭火弹抛射方法，其具体步骤为：

第一步  搭建灭火弹抛射系统

灭火弹抛射系统，包括：探测装置、指挥控制单元、灭火弹组装架、转塔系统、通讯总线A、通讯总线B、通讯总线C；其中，指挥控制单元，包括：指挥控制计算机、时序控制模块、角度解算模块、液晶显示屏、控制手柄。时序控制模块、角度解算模块驻留于指挥控制计算机内，时序控制模块用于控制指挥控制单元的工作流程，该工作流程包括探测装置初始化、发控执行电路自检、通讯总线的配置、与转塔系统通讯；角度解算模块用于解算灭火弹抛射角度。

探测装置置于灭火弹组装架的下方，灭火弹组装架固定在转塔系统上。探测装置通讯接口端与指挥控制单元通讯接口端通过通讯总线A连接；指挥控制单元通讯端与转塔系统通讯接口端通过通讯总线B连接；指挥控制计算机与控制手柄通过通讯总线C连接。

第二步  探测装置对准目标火源

探测装置在控制手柄的控制下，对准目标火源，该对准过程在液晶显示屏上显示，由指挥控制单元通过通信总线A向探测装置发出测距指令，探测装置通过通信总线A向指挥控制计算机回传目标火源到灭火弹的斜线距离                                               ，同时，转塔系统向指挥控制计算机回传目标的俯仰角。

第三步  角度解算模块计算目标火源的位置信息

角度解算模块根据目标的斜线距离、俯仰角求解得到目标火源相对于灭火弹的高度信息和目标距离发射点的水平距离。求解公式如下：

                             （a）

                                 （b）

式中：为灭火弹组装架的俯仰角，为斜线距离，为目标火源相对于灭火弹的高度信息，为目标与发射点的水平距离。

第四步  角度解算模块进行灭火弹抛射角的求解

角度解算模块求解得到灭火弹抛射角度。角度解算模块依据的动力学和运动学方程如下： 

动力学方程

                              （1）

                  （2）

                  （3）

                                     （4）

                                      （5）

运动学方程

   （6）

   （7）

                                     （8）

                                            （9）

                                                  （10）

                                                           （11）

式中：u，v，w弹体坐标系下三个轴向的速度分量； 

X，Y，Z发射坐标系下三个轴向的距离分量；

弹体绕质心转动三个轴向的角速度分量；

φ，ψ，γ弹体的俯仰角，偏航角和滚转角；

q：动压；  参考面积；  气流入射角；  ：压心到质心的距离； 

:全弹长度；   ：偏航阻尼力矩系数；   俯仰阻尼力矩系数。