一種用于森林地表火高效細(xì)水霧滅火航彈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種滅火裝置，尤其是一種用于森林地表火高效細(xì)水霧滅火航彈。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球每年森林火災(zāi)的發(fā)生次數(shù)約在22萬次以上，每年燒毀的森林面積超過640萬 公頃，約占世界森林覆蓋率的0. 23%以上。我國的森林面積為1億2千萬公頃，而每年被火 災(zāi)吞噬的森林面積為110萬公頃，占全國森林面積的0. 8%~0. 9%，因此森林的消防滅火 工作一直是全國防災(zāi)減災(zāi)工作的主要內(nèi)容之一。
[0003] 森林火災(zāi)按其燃燒物和燃燒部位的不同，通常分為地表火、樹冠火和地下火3種。 地表火是森林火災(zāi)中最常見的一種林火，它占整個(gè)森林火災(zāi)的94%。地表火按其蔓延速 度可分為：急進(jìn)地表火和穩(wěn)進(jìn)地表火。急進(jìn)地表火的火頭向前推進(jìn)的速度是4 一 8km/h， 穩(wěn)進(jìn)地表火火頭向前推進(jìn)速度4km/h以下。地表火按強(qiáng)度又可分為：低強(qiáng)度火、中強(qiáng)度火和 高強(qiáng)度火?；饛?qiáng)度按火焰高度劃分時(shí)，低強(qiáng)度火火焰高度為1.5m以下，中強(qiáng)度火火焰高 1.5 - 3m，高強(qiáng)度火火焰高度3m以上。目前，利用輕型滅火裝備時(shí)只能對低強(qiáng)度火和中強(qiáng) 度林火采取直接滅火手段，對高強(qiáng)度火應(yīng)采取間接滅火方法或使用重型滅火機(jī)具作戰(zhàn)。
[0004] 對于撲滅森林地表火，實(shí)踐表明風(fēng)水滅火機(jī)滅火時(shí)間最長，噴水量較小，主要靠 風(fēng)力將火吹散；水栗噴淋滅火是最原始的滅火方法，耗時(shí)最短，而且滅火效果也最佳，但是 設(shè)備體積大，運(yùn)輸和補(bǔ)水困難，這在森林消防中也是難以解決的弊?。凰畼寽缁疠^之水栗雖 然省水，但是水流量小，滅火時(shí)間長，操作人員手動(dòng)操作，容易疲勞，只能用于撲救小規(guī)?；?場，不適合用來撲救林火。采用飛機(jī)或直升機(jī)吊水或干粉的方法實(shí)施滅火時(shí)，由于樹冠火的 高溫氣浪，很難有滅火劑落在地面，且滅火成本極高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于森林地表火高效細(xì)水霧滅 火航彈。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明提供一種用于森林地表火高效細(xì)水霧滅火航彈，包括彈體（2)和尾翼（6)， 所述彈體（2)與彈尾（6)螺紋連接，所述彈體（2)包括氣體發(fā)生器（1)和水系滅火容納部 (4)，且均設(shè)置在所述彈體（2)的內(nèi)部，所述氣體發(fā)生器（1)與彈體（2)的頭部端螺紋連接； 所述彈尾（6)設(shè)置有細(xì)水霧噴頭組件（5)，其包括導(dǎo)液管（3)和設(shè)置有壓力閥（11)的噴頭 (12)，所述導(dǎo)液管（3)的一端與所述噴頭連接，所述導(dǎo)液管（3)的開口端設(shè)置在所述彈體頭 部端。
[0008] 優(yōu)選地，所述氣體發(fā)生器（1)包括慣性機(jī)構(gòu)（7)，煙火藥劑室（8)和導(dǎo)氣管（10)， 所述慣性機(jī)構(gòu)（7)內(nèi)置于所述氣體發(fā)生器（1)的內(nèi)部螺紋連接，所述慣性機(jī)構(gòu)（7)的輸出 端對應(yīng)煙火藥劑室（8)的底端面，所述煙火藥劑室（8)的上端面對應(yīng)壓力膜組件（9)，所述 導(dǎo)氣管（10)的一端與所述氣體發(fā)生器（1)的殼體螺紋連接，其開口端設(shè)置在靠近彈體尾部 端。
[0009] 優(yōu)選地，所述壓力膜組件（9)由壓力薄膜銅片和過濾網(wǎng)組成，壓力膜組件（9)內(nèi)置 于氣體發(fā)生器（1)殼體上端。
[0010] 優(yōu)選地，所述壓力閥（11)內(nèi)置于細(xì)水霧噴頭組件（5)內(nèi)腔且螺紋連接，所述導(dǎo)液 管⑶與壓力閥（11)螺紋連接。
[0011] 優(yōu)選地，所述慣性機(jī)構(gòu)（7)內(nèi)置慣性擊針及發(fā)火體，所述煙火藥劑室（8)內(nèi)設(shè)排氣 孔。
[0012] 優(yōu)選地，所述彈體（2)和尾翼（6)的材料均為玻璃鋼模壓。
[0013] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)液管（3)導(dǎo)氣管（10)、氣體發(fā)生器（1)殼體和噴頭均為不銹鋼材 料。
[0014] 優(yōu)選地，所述水系滅火容納部（4)裝有水系滅火劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述噴頭采用2~3MPa的XWT型中高壓細(xì)水霧噴頭（12)，壓力閥（11)選 用2MPa常開式機(jī)械壓力閥，所述水系滅火劑（4)為含無機(jī)鹽阻燃抗復(fù)燃的滅火劑。
[0016] 本發(fā)明中煙火藥劑室（8)中的煙火藥是一種緩燃燒型大氣量的藥型，可根據(jù)配方 的結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生速率，當(dāng)細(xì)水霧噴射時(shí)間為45s時(shí)的最佳配方組成為：LLM-10530%、硝酸 銨39%、相對穩(wěn)定劑10%，氧化銅17%，可溶性氟橡膠粘貼劑4%，最佳中心孔徑為:02Omm ;. 當(dāng)中心孔距增大時(shí)，其噴射時(shí)間縮短，反之依然。
[0017] 本發(fā)明采用的水系滅火劑形成的細(xì)水霧滅火不僅同時(shí)具有冷卻和絕氧的作用，而 且采用的水系滅火劑還有防止二次復(fù)燃的功效。因此，是一種很好的抑制火勢，切斷火焰手 段。
[0018] 目前，世界各國己研制出大量森林消防裝備。這些設(shè)備種類繁多，功能各異，在森 林消防中發(fā)揮了積極的作用。但由于地表火的特殊性，尚無對其進(jìn)行遠(yuǎn)程迅速壓制性撲救 的消防裝備，因此地表火往往成為樹冠火形成的主要因素。該類地表火滅火航彈尚未在國 內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和報(bào)道出現(xiàn)，屬于整體性發(fā)明創(chuàng)新，具有廣闊的發(fā)展與應(yīng)用空間。
[0019] 將緩燃型氣體發(fā)生器技術(shù)與細(xì)水霧技術(shù)，運(yùn)用于新型消防裝備，能有效的、遠(yuǎn)距離 對付大面積的火災(zāi)，從理論技術(shù)到工程實(shí)踐都是可行的。因此，對于撲滅森林地表火，采用 細(xì)水霧滅火技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用前景。
[0020] 森林地表火滅火航彈設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的航空炸彈形式，利用直升機(jī)或飛機(jī)在火場上 空投放，可人工投放，亦可機(jī)械投放，投放密度可依據(jù)火情而變，投放點(diǎn)高度不受限制，以安 全飛行高度為宜。設(shè)計(jì)采用落地觸發(fā)點(diǎn)火的模式，能夠?qū)缁饎┩斗旁诘乇砘鸨砻妫纬筛?約5米，直徑約12米的細(xì)水霧場。
[0021] 設(shè)計(jì)采用藥劑型氣體發(fā)生器，合理設(shè)置壓力閥域值（2MPa)，通過高壓霧化噴頭，將 滅火劑霧化成直徑小于l〇〇um的細(xì)水霧，解決了裝填容積比小的難題，能夠形成覆蓋滅火 航彈落點(diǎn)附近百余平方米的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對森林火災(zāi)抑制或高效撲滅。
[0022] 專為森林地表火滅火航彈研發(fā)的緩燃燒型氣體發(fā)生器及藥劑配方，可根據(jù)裝填容 積的大小以及噴射時(shí)間、噴射距離的不同，通過調(diào)整配方組成成分和中心孔尺寸實(shí)現(xiàn)形成 細(xì)水霧的功能。
[0023] 全彈無火工爆炸品，結(jié)構(gòu)采用全彈密封設(shè)計(jì)并裝填安全無揮發(fā)性水系滅火劑，以 及高過載慣性激活機(jī)構(gòu)，高可靠性的機(jī)械壓力閥，有效的保證了航彈的長貯性，安全性及使 用可靠性。
[0024] 根據(jù)地表火滅火航彈的工作特點(diǎn)，細(xì)水霧噴頭采用專有壓力擠出結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)采用 導(dǎo)氣管出氣口上置至滅火劑上端面，使工作時(shí)上端面先形成壓力，導(dǎo)液管進(jìn)水口在彈頭部， 利用等壓強(qiáng)原理，將滅火劑擠出。滅火航彈空投著地時(shí)速度達(dá)100~150m/s，總體設(shè)計(jì)時(shí)重 心置于彈頭頭部，且有較大的穩(wěn)定儲(chǔ)備量，彈體幾乎垂直著地，因此確保了慣性激活機(jī)構(gòu)的 可靠作用，同時(shí)前端采用的加厚玻璃鋼結(jié)構(gòu)保證彈藥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0025] 本發(fā)明的工作原理：從直升機(jī)投放，下落飛行過程保持頭部朝下的穩(wěn)定飛行姿態(tài)； 滅火航彈空投著地瞬間，慣性大過載激活氣體發(fā)生器激活機(jī)構(gòu)，煙火藥劑室內(nèi)火藥型氣體 藥劑迅速燃燒，在煙火藥劑室內(nèi)形成高壓氣體；當(dāng)煙火藥劑室內(nèi)壓力值達(dá)到一定值時(shí)（如 2MPa)時(shí)剪切密封金屬薄片，高壓氣體進(jìn)入彈體內(nèi)密封（水系）滅火劑容積，當(dāng)密封氣液混 合物的壓力達(dá)到工作壓力值（如3Mpa)時(shí)，滅火劑經(jīng)內(nèi)部導(dǎo)液管進(jìn)入高壓細(xì)水霧噴頭，然后 通過數(shù)個(gè)細(xì)水霧噴嘴將滅火劑霧化成直徑不大于l〇〇um的細(xì)水霧噴撒出去；在氣體發(fā)生器 持續(xù)工作時(shí)間（長約20s)內(nèi)，高壓細(xì)水霧噴頭不斷地將彈內(nèi)滅火劑霧化、噴撒出去，最終形 成以噴嘴為中心，半徑為8-12m的，角度為120度的錐形體，霧化后的細(xì)水霧將在空間懸 浮、吸附、混合，實(shí)現(xiàn)對地表火的有效撲滅。
[0026] 地表火滅火航彈使用方式：從直升機(jī)投放，下落飛行過程保持頭部朝下的穩(wěn)定飛 行姿態(tài)；航彈頭部著地并侵入地表數(shù)十厘米，著地慣性力