[发明专利]输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法

权利要求书

1.一种输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)模拟无人机高空灭火试验，获得在选定灭火喷头条件下灭火水剂最佳的喷出压力P范围和灭火水剂流量Q范围，根据试验获得的最佳的喷出压力P范围和灭火水剂流量Q范围，设计满足该喷出压力P范围和灭火水剂流量Q范围的灭火水剂供给系统；

(B)获得扑救80平方米以下输电线路山火所需的灭火水剂总量S，取0.6的裕量，获得无人机灭火装置所需携带的灭火水剂量为1.6S；根据无人机灭火装置所设计扑救火场的数量，设定无人机灭火装置的续航时间T；

(C)根据步骤(B)计算获得的无人机灭火装置所需携带的灭火水剂量以及无人机灭火装置的自重，选择无人机灭火装置的发动机型号；

(D)根据步骤(C)选择的发动机型号选择无人机灭火装置的旋翼方式和旋翼转速。

2.根据权利要求1所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述步骤(A)中获得在选定灭火喷头条件下灭火水剂最佳的喷出压力P范围和灭火水剂流量Q范围具体采用以下分步骤：

(a1)搭建模拟无人机高空灭火试验平台，该试验平台包括模拟火场(1)、高度及水平位移调节装置(2)、安装在高度及水平位移调节装置(2)上的灭火水枪(3)、安装在灭火水枪(3)上的灭火喷头、与灭火水枪(3)相连的灭火水剂高压源(4)以及用于调节灭火水剂高压源输出压力的压力调节模块；

(a2)利用高度及水平位移调节装置调整灭火水枪的对地高度H，每次调整步长为1m，调整范围为0-10m；在灭火水枪处在各个对地高度H时，启动灭火水剂高压源，并调节灭火水剂高压源的输出压力使喷出压力P依次达到0.5MPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa和6MPa，记录在各对地高度H和喷出压力P情况下灭火水剂的水平喷射距离L_ij和射流通道落地处的覆盖宽度W_ij；

(a3)在各对地高度H和喷出压力P情况下，在离灭火水枪对应的水平喷射距离L_ij处设置模拟火场，启动灭火水剂高压源进行灭火，记录灭火所用灭火水剂流量Q和灭火时间t；

(a4)比较在各对地高度H和灭火压力P情况下灭火所用灭火水剂流量Q和灭火时间t，选择最佳的对地高度H、喷出压力P和灭火水剂流量Q，并获得步骤(B)中的无人机灭火装置所需携带的灭火水剂量为1.6S＝1.6*Q*t。

3.根据权利要求2所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述灭火水剂供给系统包括所述灭火水剂高压源(4)和所述压力调节模块，所述灭火水剂高压源(4)包括灭火水剂箱(41)、初级电动微型入流泵(42)和二级电动微型增压泵(43)，所述初级电动微型入流泵(42)的入口通过管路与灭火水剂箱(41)相连，所述二级电动微型增压泵(43)的入口通过管路与初级电动微型入流泵(42)的出口相连，所述二级电动微型增压泵(43)的出口通过管路与灭火水枪(3)相连；所述压力调节模块包括调节初级电动微型入流泵(42)输出压力的第一调节模块和调节二级电动微型增压泵(43)输出压力的第二调节模块。

4.根据权利要求3所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述灭火水剂箱(41)包括具有内腔的箱体，所述箱体设有将内腔分隔成多个独立腔室的隔板(411)，各独立腔室相互连通。

5.根据权利要求3所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述灭火水剂箱(41)安装在使灭火水剂箱(41)、燃油箱空载重心和满载重心均处于重心锥面内的位置，以满足为人机灭火装置整个飞行包线的静态平衡性要求。

6.根据权利要求3所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述灭火水剂箱(41)上部设置有气压平衡口。

7.根据权利要求3所述的输电线路山火大载重高效无人机灭火装置的设计方法，其特征在于，所述灭火水剂箱(41)整体由厚度为1.5mm的高强度5A02铝合金制成。