各显神威的无人机

董晓白/ 编辑

近年来,无人消防机得到了越来越多国家的重视,不断有新的产品被研发、生产、启用。这些飞翔在高空中的“勇士”有的能在无人区侦察火情,有的能在废墟中寻找生命迹象,还有的能进入高温火场进行灭火,它们的存在,不仅保障了消防员的人身安全,更完成了不少人类不可能完成的任务,开创了灭火救援新局面。

我国无人机探测技术日趋成熟

无标题一声警报响过,上海氯碱化工股份有限公司二层平台泄漏管道发生爆炸起火,有2 名堵漏作业人员受伤被困,火势开始蔓延,装置反应塔面临严重威胁……这一幕,发生在去年上海市119 大型石油化工装置灭火救援综合演练中,面对这样危险的情况,首先登场的便是无人侦察机。
随着螺旋桨“嗡嗡”地响起,特勤支队防化专业队的无人侦察机升空进行高空侦察,侦检分队架起无线气体检测仪,对现场气体进行取样检测,警戒分队运用化学灾害事故处置辅助决策系统划定警戒区域。与此同时,由Ka-32 消防直升机和EC-135 警务侦察直升机组成的空勤救援编队已抵达火场。
EC-135 警务侦察直升机进行实时图像传输,Ka-32 直升机运用机载水箱高空洒水,强化下风方向冷却保护。稍后,在黄浦江完成汲水的Ka-32 消防直升机又回到了事故现场,在装置东侧扑灭高空火点。8 位身着红色防化服的化工专业队攻坚队员向塔顶进发,攀登到塔顶关阀排险、扑灭火势。他们身后是最新型的灭火机器人,主要用于扑救石油化工、大跨度仓储、地下空间等高危复杂火灾,能在易燃易爆、有毒有害、缺氧浓烟等极端情况下进行火情侦察和火灾扑救。在整个过程中,无人消防装备可谓是大展身手。
前不久,中国航天科工三院8358 所无人机红外监测系统参加了公安部消防局在中国消防博物馆举办的优秀成果展。该所无人机红外监测系统通过天津市消防局、天津市公安局的两级审查,最终成为天津市公安局推荐的五个参展产品之一并获奖。8358 所的无人机红外监测系统,是由森林防火项目组自主研发的基于无人机平台的机载红外热成像监测系统,现已完成样机研发工作。在天津港“8.12”爆炸事故发生后,森林防火项目组携带无人机红外监测系统进入天津爆炸核心区,帮助消防人员进行现场侦察作业,为消防人员准确、高效地开展后续救援行动,提供了技术和数据支持,得到了天津市公安局消防局领导和社会各界的高度评价。

加拿大边境开展无人机测试

近日,在加拿大边境以北,B.C. 野火救助部门联合当地的无人机制造商在火灾现场对无人机的测绘能力进行了测试。Hummingbird Drones 公司共派出了3 架无人机参与测试,且为其配备了红外扫描设备。测试在夜间进行,3 架无人机飞到已经被扑灭的火灾现场上空进行扫面,以寻找潜在危险热区,为了更准确地掌握现场情况,无人机飞行高度有时会达到500米。完成扫描工作后,无人机团队将扫描数据整理好交给消防人员,以便于后续工作的展开。
“通常情况下,寻找热区的工作是由搭载了热扫描设备的直升机或者人工手动完成。无人机的出现将有助于提高工作效率,我们正在尝试使灭火工作变得更加高效。”HummingbirdDrones 的联合创始人罗伯特·阿特伍德称,为了使本次测试合法化,阿特伍德和他的无人机团队在测试前已经获得加拿大交通部颁发的特殊飞行作业证书。“没有适当的培训和许可证书可能会导致大问题,无人机从本质上讲只是一个工具,你必须要为人们的生命财产安全负责,如若不然,你将不仅会伤害到消防人员的安全,也可能使无人机在火灾领域一蹶不振。”在本次测试期间,无人机和消防人员进行了有效的通信和协调。无人机具有两面性,既可以协助灭火,也可能延误救援,关键就在于你如何运用。首席火灾信息官员Kevin Skrepnek 表示,尽管本次测试已经证明了无人机的作用,但不列颠哥伦比亚省的消防人员还尚未决定是否将无人机纳入消防体系。“有一点是可以肯定的,和直升机相比,无人机的成本显然更低。目前阿拉斯加和美国森林消防部门也正在测试无人机,相信无人机在不久的将来会大规模普及整个北美消防业。”

无人机技术覆盖英国消防系统

据《爱尔兰时报》报道,爱尔兰都柏林消防队已经完成了无人机的操作部署工作,于2015 年年底投入作战使用。此无人飞行设备将主要负责搜集火灾及其他紧急情况的重要情报。
在2014 年4 月的一次火灾中,无人机第一次亮相现场,它们比普通消防梯到达的位置更高并且拍摄视野更广,有利于在短时间内获取有用信息。目前,整个英国的消防系统都采用了该技术,他们在无人机上安装红外相机装置以穿透烟雾并供夜间行驶,都柏林消防队中已有6 人投入到操作无人机的训练中。
据消防队内部官员介绍,他们十分看重前期的规划制定和对外宣传,并反复强调公众信心的重要性。“我们经常在科幻小说中读到,无人机可以定位灾难中的伤员,就目前的研发情况来看,这一场景即将成为现实。除此之外,无人机还有测火灾范围以及估算所需救援人员数量的能力。在消防一线工作的人员都知道,救灾时有一个高空视角十分有利,尤其是在火势特别猛烈的时候。该技术服务正被考虑应用于都柏林应急指挥部的车辆上。”

美国无人机交通控制系统将助力消防

img1467洛克希德·马丁公司于2015 年12 月2 日的新闻发布会上宣布,他们已经对自行设计的无人机空中交通控制系统进行了测试。这套无人机空中交通管理系统专门为消防行为设计,并且与现有的空中交通管理并行不悖。在测试过程中,洛克希德·马丁采用了两款军用级别的无人机,分别为小型Stalker XE 人机与K-MAX 无人货运直升机。Stalker XE 是洛克希德·马丁生产的小型无人侦察机,翼展12 英尺,飞行速度最高可达每小时45 英里,高度可达15000 英尺,飞行时长可达8 小时。
Stalker 可以在复杂环境中拍摄高清晰度的图像,无论是日间还是夜间,这款无人机都可以很好地工作,该无人机还配备了电光红外线摄像头。K-MAX 由卡曼公司生产,搭载了洛克希德·马丁的系统。这款无人机可以为驻扎在复杂地形的军队提供大量补给,载重量达6000 磅,飞行速度可达每小时115 英里。这款无人机也可适应日夜工作,同时还能应对一些恶劣天气。这两款无人机互相配合可以在消防行动中发挥很大的作用。Stalker 可以定位火灾地点并获取火势情况与蔓延情况相关的数据;而K-MAX 无人机则可以运输水或其他用以灭火的物质。搭载了洛克希德·马丁的交通控制系统后,这两款无人机可以与相互交流并与空管人员进行沟通,从而助力各种消防任务。
由于该系统与现有的空中交通管理系统没有冲突,搭载该系统的无人机或许很快就能被允许进入民航。无人机用于消防行动还有很大的发展空间,如果能够实现24 小时不间断操作无人机检查潜在的火灾威胁,这将大大降低火灾对人们生命与财产的影响。

澳大利亚大学生开发3D 打印钛金属消防无人机

img1469澳大利亚墨尔本大学的工程专业学生开发出了一架具有消防能力的3D 打印无人机。这架无人机重量极轻,能够抵抗高温并能连续飞行45 分钟。开发团队希望它能够被用于扑灭森林大火。
为了满足消防应用的需要,这架3D 打印无人机必须符合一系列严格的要求,并具有一些特别的属性,比如对高温要有很强的抵抗力、坚固的机身、很长的电池寿命,以及能够将热图像实时发送到地面等,这些都在学生们的努力之下一一得到满足。比如为了提高电池寿命和增加飞行时间,学生们希望减少无人机的阻力和改善其空气动力学性能。
为此他们设计出了翼状的臂和其他定制设计的空气动力学部件。在制造的时候,开发团队没有使用碳纤维,由于其对强度、轻质和抗高温等方面的要求,开发团队选择使用了钛金属材料,并找到了澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)下属的3D 打印中心Lab22,将其打印出来。在Lab22 的科学家DarenFraser 的帮助下,学生们还专门针对3D 打印对自己的设计进行了优化。这些翼状臂在一天之内就被3D 打印了出来,剩下的那些部件也在第二天全部3D 打印完成。而在组装之前,每个3D 打印部件都用钛合金粉末进行了喷射,以进行表面处理。最终的结果证明,学生们的设计相当成功,与先前的版本相比,由于翼状臂的使用,其阻力减少了60%,而飞行时间增加到了约45 分钟,这几乎是之前的两倍。根据计划,该钛金属消防无人机将交付给维多利亚州的都市和乡村消防队(MCFB)使用。