灭火系统及具备其的消防飞行器的制作方法

本发明涉及灭火系统及具备其的消防飞行器。

背景技术：

1、近年来，全世界范围内持续不断发生大型森林火灾，并且随着全球变暖影响的加剧，未来持续发生此类火灾的可能性也在增加。

2、森林火灾与任何形态的火灾一样，初期扑灭非常重要，若错过这个初期扑灭时期，则会扩大为蔓延到数座山林的大型森林火灾，直接对生态方面、经济方面、社会方面造成巨大损失，甚至还造成消防员和平民的死亡。从长远来看，因这样的森林火灾烧毁的山林需要40年到100年的漫长时间才能重新恢复原貌，并且需要持续不断的努力和成本。但是，更大的问题是，这种大型森林火灾近年来近乎每年都会反复发生，而且很可能会变得更加频繁。

3、为了扑灭这种森林火灾，无论哪个国家，都会出动消防员、消防车等，还会出动消防专用直升机、消防专用飞行器等，甚至出动平民来灭火，但往往会扩大为大型森林火灾，让消防部门的努力显得微不足道，这就是现实。换句话说，在某些大型森林火灾的情况下，很多消防车和消防员、许多直升机和平民参与森林火灾灭火，但现实情况是，似乎不足以扑灭森林火灾。森林灭火之所以如此困难是因为目前使用的灭火方式存在难点。

4、目前，扑灭森林火灾时使用的主要灭火装备有消防专用直升机、消防专用飞行器。然而，它们主要存在三大缺点。首先，存在地理性限制的缺点。对于消防专用飞行器来说，必须往返于飞行器起降场，即使对于直升机来说，水源地(河流或湖泊)与火灾区域之间的距离也是决定森林火灾扑灭的有效性的一个重要因素。此时，如果水源地近则还好，但如果远的话则来回会浪费很多时间。此外，即使在接到初期森林火灾报警后争分夺秒的情况下，也无法将水直接运到火灾现场，而且如果水源地非常远，则必须途经该非常远的水源地后才能去。其次，是灭火方式本身的低效。这种方式与一般的陆地上的火灾现场的消防水灭火过程不同，不能一边看着火势一边瞄准消防水带喷水，而只是简单地向火上浇水，效率极低。这种方式容易在树枝或其他任何地方留下余烬，因为留下的余烬，直升机需要再次前往水源地，因此在水和直升机燃料方面都是低效的。第三，是低空飞行的危险。消防直升机每次都面临着必须飞得很低才能从水源地获取水的危险。由于直升机的特性，极低飞行是非常危险的。

5、在气候变化导致的森林火灾日益增多的趋势下，包括美国和韩国在内的世界许多国家都设立了自己独立的森林火灾灭火装备研究部门来研发森林火灾灭火装备，但不知为何仍然使用着已有50年或更久历史的方式。换句话说，即便对于消防直升机而言，除了增强直升机的性能使其可以比过去负荷更多的水之外，也没有任何重大的发展。这可能形成一个慢慢增强的恶性循环，即，当世界上许多国家的森林被森林火灾烧毁时，与被烧毁的森林区域相应地地球净化二氧化碳的能力下降，这又进一步加剧了全球变暖，进一步提高了森林火灾的频率。因此，必须尽快开发克服上述三个缺点的技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服上述的现有技术的三个缺点，首先是森林火灾的初期扑灭，但即使由于大风或其它原因导致初期扑灭失败使森林火灾扩大为大型，也通过比现有的森林火灾灭火方式更有效的方式扑灭森林火灾。其中，初期扑灭是指在森林火灾的发生和其报警几乎同时发生的前提下，飞行器在2小时或最多3小时内完全扑灭森林火灾。

2、因此，为了克服本发明的上述实际困难，必须解决如下所述的问题。首先，为了克服地理性限制的困难，消防部门必须能够选定可以自行供水的供水地位置。只有这样，才能与河流或湖泊的位置无关地，建立系统、高效的森林火灾灭火计划。其次，需要更先进的技术以克服简单地向火上浇水的低效。换句话说，需要像地面消防员在观察火势的同时利用消防车的水带高效灭火那样的高效的灭火方式。第三，为了降低消防直升机的危险性，必须首先消除在水面上极低空飞行的危险，并尽可能降低飞行次数。

3、根据本发明的一个方面的灭火系统是一种设置在飞行器的货舱来灭火的灭火系统，包括：灭火剂容器，装载在上述货舱，储存灭火剂；泵，通过第一消防水带与上述灭火剂容器连接，泵送上述灭火剂；以及发射装置，发射从上述泵被泵送的上述灭火剂来灭火，上述发射装置可以包括：发射管，具备喷嘴，该喷嘴通过第二消防水带与上述泵连接，喷射或喷洒从上述泵被泵送的上述灭火剂；支撑部，设置在上述货舱；旋转部，设置在上述支撑部与上述发射管之间，供上述发射管能够向上下左右旋转；操纵部，设置成包围上述发射管，向上下左右控制上述发射管的上述喷嘴的方向；以及控制部，与显示各种功能按钮并通知当前情况的显示器连接，且与检测上述操纵部的操纵和上述灭火剂容器所存储的上述灭火剂的剩余量的各种传感器连接。

4、具体而言，上述旋转部可以包括：旋转齿轮箱，固设在上述支撑部的上部；以及旋转构件，设置在上述旋转齿轮箱与上述发射管之间，能够按照上述操纵部的操纵而前后左右旋转。

5、具体而言，上述控制部可以通过在上述显示器选择上述泵的动作与否(开或关)来控制上述泵，通过在上述显示器选择上述旋转部的前后左右旋转功能(手动功能或半自动功能)来控制上述旋转部，通过在上述显示器选择通过上述喷嘴喷射的上述灭火剂的发射方式(喷射方式或喷洒方式)来控制上述喷嘴，通过在上述显示器选择通过上述喷嘴喷射的上述灭火剂的发射压力(高压、中压或低压)来控制上述喷嘴。

6、具体而言，上述控制部可以在将上述旋转部的前后左右旋转功能在上述显示器选择成手动功能时，控制上述旋转齿轮箱的动作使其成为关闭状态，来使上述旋转构件按照上述操纵部的操纵而自由旋转。

7、具体而言，上述控制部可以在将上述旋转部的前后左右旋转功能在上述显示器选择成半自动功能时，控制上述旋转齿轮箱的动作使其成为打开状态，来控制上述旋转构件使其按照上述操纵部的操纵与否而被强制旋转或被强制固定。

8、具体而言，上述控制部可以在由检测上述操纵部的操纵的传感器检测到操纵时，控制上述旋转齿轮箱使其实现齿轮旋转，而使上述旋转构件对应于上述操纵部的操纵方向而向前后左右方向中的任一方向强制旋转，由此使上述发射管的上述喷嘴向上下左右方向中的任一方向移动，在未由检测上述操纵部的操纵的传感器检测到操纵时，控制上述旋转齿轮箱使其齿轮旋转停止，而使上述旋转构件在没有上述操纵部的操纵的期间被强制固定，由此使上述发射管被固定为保持了上述喷嘴方向的状态。

9、具体而言，上述控制部可以将检测上述灭火剂容器所存储的上述灭火剂的剩余量的传感器所测定出的剩余量值实时显示在上述显示器，并且在测定出的剩余量值达到预设值时发出警报。

10、具体而言，上述支撑部可以设置在上述货舱所具备的导轨，且能够沿上述导轨前后滑动以调节位置，且在灭火时被导轨所具备的限制器固定。

11、具体而言，上述灭火剂容器可以包括：主体，储存上述灭火剂；流入口，设置在上述主体的上表面，以在上述主体的内部储存上述灭火剂；流出口，设置在上述主体的侧面并与上述第一消防水带连接，以将上述主体所储存的上述灭火剂供应到上述发射装置；以及多个轮子，设置在上述主体的下表面，以从陆地上向上述飞行器的上述货舱搭载。

12、具体而言，上述灭火剂容器可以通过设置在上述货舱的装载装置而从陆地上装载到飞行器，并且能够装拆地搭载到设置在上述货舱的容器固定装置。

13、具体而言，上述灭火剂容器还可以包括设置在上述主体的内部的晃动抑制装置，以防止由于储存在上述主体中的上述灭火剂的晃动而妨碍上述飞行器的移动。

14、具体而言，上述晃动抑制装置可以形成为，从上述主体的下表面朝向上方以一定高度设置有至少一个以上的多孔板、以及从上述主体的内侧面向内侧方向以一定高度设置有多个的缓冲板中的任一种或它们的组合。

15、具体而言，上述晃动抑制装置可以包括：浮力板，覆盖上述灭火剂的上表面，具有多个流动孔；多个引导构件，沿着纵向设置在上述主体的侧面，且在横向上隔开一定间隔配置；以及多个滑动构件，一端以能够根据上述灭火剂的上表面液位升降的方式连接于上述多个引导构件每一个，另一端固接于上述浮力板的边缘。

16、具体而言，上述泵可以为在上述飞行器的上述货舱或上述灭火剂容器的一部分设置的排水供水兼用泵，在灭火时，上述泵作为排水泵动作，通过与上述灭火剂容器的上述流出口连接的上述第一消防水带、和与上述发射装置的发射管连接的上述第二消防水带使上述灭火剂从上述喷嘴发射，在上述灭火剂容器被搭载到上述货舱的状态下，在飞行过程中补充新的灭火剂时，上述泵作为供水泵动作，将上述第一消防水带与上述流出口分离后连接到上述灭火剂容器的上述流入口，并将上述第二消防水带与上述发射管分离后连接到第三消防水带，由此补充上述新的灭火剂。

17、具体而言，上述第三消防水带可以为其一端连接于上述第二消防水带并具有延伸至陆地上的水源地的长度，另一端具备内部空的筒形的本体，并且在本体的一侧上部具备供上述新的灭火剂流入的流入管以防止异物的流入。

18、根据本发明的另一方面的消防飞行器可以包括：根据权利要求1所述的上述灭火系统；以及设置上述灭火系统的上述飞行器，上述飞行器包括：驾驶室；上述货舱，通过隔墙分隔，搭载上述灭火剂容器；装载坡道，设置在上述货舱的后方，用于将上述灭火剂容器从陆地上装载或向陆地上卸载；以及出入部，设置在上述货舱的侧方，供上述发射装置定位。

19、具体而言，还可以包括装载装置，该装载装置设置在上述货舱的上述隔墙侧，以将上述灭火剂容器从陆地上装载到货舱，上述装载装置为用钢丝绳连接上述灭火剂容器并将其拽入上述货舱内部的卷绕机。

20、具体而言，还可以包括设置在上述货舱的底部并固定上述灭火剂容器的容器固定装置，上述容器固定装置包括：前方紧固部，设置成对应于上述灭火剂容器的前方宽度，并且以固定方式设置在上述货舱的底部，使上述灭火剂容器的前方固定；后方紧固部，设置成对应于上述灭火剂容器的后方宽度，并且以可变方式设置在上述货舱的底部以避免将上述灭火剂容器装入上述货舱的内部时发生干扰，并且使上述灭火剂容器的后方固定；以及轮子紧固部，设置成对应于设置在上述灭火剂容器的主体下表面的多个轮子，并且以可变方式设置在上述货舱的底部以避免将上述灭火剂容器装入上述货舱的内部时发生干扰，并且使上述多个轮子固定。

21、具体而言，还可以包括从上述装载坡道向上述隔墙侧延伸的轮子引导部，以在将上述灭火剂容器装入上述货舱时，引导设置在上述灭火剂容器的主体下表面的多个轮子。

22、具体而言，还可以包括导轨，该导轨设置成从上述出入部向上述货舱的内侧延伸一定长度，供上述发射装置前后滑动来调节位置，并且设置有在上述发射装置的位置调节后使其固定的限制器。

23、根据本发明的灭火系统及具备其的消防飞行器可以克服前文提到的现有的森林火灾灭火方式的三个缺点。

24、首先是地理性限制的缺点。根据本发明的灭火系统及具备其的消防飞行器可以克服现有灭火方式的地理性限制。即，本发明的消防飞行器通过在飞行器内设置可搭载和更换的灭火剂容器，可以直接将装填灭火剂的灭火剂容器运送到森林火灾灭火现场，因此在森林火灾报警初期可以与水源地无关地直接迅速地携带灭火剂去往森林火灾灭火现场。就像陆地上的救火车在发出火灾报警的同时直接带水去往火灾现场一样。这虽然是消防部门在森林火灾报警初期与水源地无关的应对方式，但消防部门也可以针对整个森林火灾潜在区域制定与水源地无关的灭火计划。例如，假设存在一个巨大的森林火灾潜在区域，那么，在该森林火灾潜在区域周围或其域内会有若干个城市或村庄。如果假设本实施例的消防飞行器也像陆地上的救火车那样使用自来水作为灭火剂，那么产生自来水的那些城市或村庄就成为灭火剂(水)供应地对象地区。在这些对象地区中适当地选择若干区域来配置本实施例的消防飞行器。此时，如果待配置的地方必须负责的区域不可避免地较大，则按比例配置多台本实施例的消防飞行器，如果负责的区域较小，则按比例减少配置。当然，在该选定的区域设置本实施例的消防飞行器的起降场，并且建设装填空的灭火剂容器31即可以起到大的水龙头作用的泵设施。为了应对大的森林火灾，优选建造几个泵设施。这是为了同时装填多个空的灭火剂容器。此外，还预备大量多余的灭火剂容器。这也是同样的原因。因此，如果接到森林火灾报警，则在选定的灭火剂供应地中由地点最近的本实施例的消防飞行器出动灭火。此外，在它们进行灭火期间，其它更远地点的本实施例的消防飞行器赶来帮助灭火。如果是这种程度，鉴于本实施例的消防飞行器的速度，大概率是可以灭火的。然而，如果率先出动的本实施例的消防飞行器第一次起飞没能扑灭森林火灾而必须进一步进行灭火作业，则需要再次返回灭火剂供应地，迅速更换装填有灭火剂的灭火剂容器，并再次去往森林火灾区域。此外，在灭火剂供应地，利用多个供水设施(泵设施)同时装填空的灭火剂容器。因此，即使第二次到达森林火灾现场进行灭火作业的本实施例的消防飞行器也未能完成灭火，也同样会到附近的区域更换灭火剂容器。当然，如果距离森林火灾区域最近的灭火剂供应地的灭火剂供应设施(泵设施等)没有足够的时间向返回的本实施例的消防飞行器的空的灭火剂容器装填灭火剂，则在与森林火灾区域第二近的灭火剂选定地重复进行相同的作业。这足以通过驾驶员之间或灭火剂供应地之间的无线通信来实现。

25、其次是低效的灭火方式的缺点。根据本发明的灭火系统及具备其的消防飞行器可以克服现有的灭火方式的低效灭火方式。即，在本发明的消防飞行器中，为了与消防员在陆地上灭火的方式类似，而在飞行器中配备了灭火系统，诸如灭火剂容器、泵和消防水带，在森林火灾灭火时，消防员一起搭乘本飞行器。因此，消防员在森林火灾现场的空中直接通过直升机窗口观察火势蔓延情况，并且只在必要地点集中喷射或喷洒水之类的灭火剂。此灭火方式与现有的方式相比，相当有效。这是因为这与陆地上的消防员只在陆地上需要的地点喷水的方式没有什么不同。此外，由于这种有效的灭火方式，还大大减少了灭火剂(水)的浪费。

26、第三，低空飞行的危险性缺点。根据本发明的灭火系统及具备其的消防飞行器可以降低现有的灭火方式的飞行危险。即，与现有的方式不同，本发明的消防飞行器的驾驶员只专注于驾驶，而不执行从水源地取水或将水喷洒到火上的作业。换句话说，由于灭火本身是由一同搭乘飞行器的消防员负责，驾驶员可以只专注于驾驶，因此大幅降低了飞行事故。而且，由于灭火方式本身比现有的方式更有效，因此不仅减少了水的浪费，还减少了相应的飞行次数，最重要的是，消除了必须在水面上极低飞行的危险。