一種基于渦噴發動機的消防無人機的制作方法

本發明屬于無人機，具體涉及一種基于渦噴發動機的消防無人機。

背景技術：

1、傳統滅火方式中，往往存在隨著樓層的提高而滅火效果不斷下降的情況；常見的云梯車受到結構、通行性等影響，越來越不能滿足高樓滅火的需要。車載的消防水帶也受到長度、水壓等問題的影響，難以滿足高樓層位置的消防滅火的需求。樓內自備的消防系統設施在火災真正來臨時，效果往往并不理想。一般的滅火方法需要耗費一定的人力，對于一些滅火人員不方便到達的區域來說，增加了滅火的困難程度。

2、隨著無人機技術的日趨成熟，已被廣泛應用于各種領域，在國內已有不少消防機構使用無人機成功進行過火場偵查監測、拋投救援物資等嘗試，效果非常明顯。當前，我國消防部隊面臨著日益復雜的滅火救援和社會救助形勢，對各類地震救援、抗洪搶險、山岳救助及大跨度或高層火災等情況，傳統現場偵查手段的局限性已日益凸顯。

3、了解到了無人機在消防領域的重要性和應用，結合消防部隊的實戰需求，無人機在消防部隊當中可以發揮許多作用。無人機憑借其靈活、高效、精準、成本低等優勢，廣泛應用至滅火救援、災情分析、隱患巡查、醫療物資保障、求助受困人員等作業中，能夠有效彌補了傳統消防救援的不足與缺陷。

4、但是，目前市場上存在的高空滅火無人機，由于負載重量和續航有限，當高層建筑火勢較大時，無人機需要反復起降裝載滅火劑、更換電池等，在“時間就是生命”的救火現場極大制約了滅火效率。

5、針對這一現狀，迫切需要設計和生產一種能夠具有大負載重量和長續航時間的無人機結構。

技術實現思路

1、為了解決現有技術存在的上述問題，本方案提供了一種基于渦噴發動機的消防無人機。

2、本發明所采用的技術方案為：

3、一種基于渦噴發動機的消防無人機，包括圓環形的動力系統安裝平臺；在動力系統安裝平臺的上部中心處嵌裝安裝有圓餅狀的燃油油箱；在動力系統安裝平臺的邊緣處嵌裝有若干渦噴發動機和若干涵道電機，所述渦噴發動機由燃油油箱供油并為動力系統安裝平臺提供豎向的升力，涵道電機與電源相連并用于動力系統安裝平臺的轉向和提供升力；

4、在動力系統安裝平臺上還設置有若干舵機，所述舵機與涵道電機相連并控制涵道電機的偏擺動作，使涵道電機的出風方向進行變化以實現動力系統安裝平臺的轉向；

5、在動力系統安裝平臺下方連接有設備掛載底架，所述設備掛載底架用于安裝消防滅火器具或/和救援設備；

6、在動力系統安裝平臺的上方安裝有飛行控制組件，所述飛行控制組件能夠控制各個渦噴發動機和各個涵道電機的實時功率，飛行控制組件還控制舵機以改變涵道電機的出風方向。

7、作為上述消防無人機的備選或補充：所述飛行控制組件通過隔離板與燃油油箱隔開。

8、作為上述消防無人機的備選或補充：所述動力系統安裝平臺的上方設置有無人機頂蓋，無人機頂蓋為錐形罩結構，所述無人機頂蓋的罩口與隔離板相連，所述飛行控制組件安裝于無人機頂蓋的內部。

9、作為上述消防無人機的備選或補充：消防滅火器具包括水帶、水槍、泡沫槍或破窗機構。

10、作為上述消防無人機的備選或補充：飛行控制組件包括組合導航控制器和飛控控制器；所述導航控制器連接有用于飛行實時狀態采集的傳感器；所述飛控控制器連接有渦噴控制器、數據鏈路、舵機控制器和涵道電機，所述渦噴控制器用于渦噴發動機的油路控制；所述數據鏈路用于數據的對外發送和接收；所述舵機控制器用于舵機的實時控制；所述組合導航控制器與飛控控制器通信連接。

11、作為上述消防無人機的備選或補充：所述傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁強計、壓力傳感器、空速計、rtk和激光雷達中的一個或多個。

12、作為上述消防無人機的備選或補充：所述消防無人機通信連接有消防地面控制平臺；所述消防地面控制平臺與監測設備通信連接，所述監測設備通信安裝于火災事故監控區域中，并用于獲取火災事故數據，火災事故數據包括火災事故發生的時間、地點及面積。

13、作為上述消防無人機的備選或補充：在發生火災時的消防方法包括如下步驟：

14、s1：在火災事故監控區域發生火災事故后，由監測設備采集并上傳火災事故數據至消防地面控制平臺；

15、s2：消防地面控制平臺轉發火災事故數據至消防部隊的消防管理設備上；

16、s3：消防部隊根據上傳的火災事故數據，并趕赴火災事故現場；

17、s4：消防部隊人員通過監測設備觀察火災事故，并確認和完善火災事故數據；消防部隊人員根據新的火災事故數據，在消防無人機上安裝對應的消防滅火器具或/和救援設備；

18、s5：消防地面控制平臺控制消防無人機移動到發生火災的區域，進行高空滅火，并同時監控火災現場有無被困人員；

19、s6：消防地面控制平臺根據消防無人機回傳的實時數據，對消防無人機進行實時調度和指揮；消防地面控制平臺由人工進行操作或者按照執行預設方案。

20、本發明的有益效果為：本方案中的消防無人機，采用渦噴發動機作為動力，相比于單純的旋翼式無人機，具有更大的載重量，最大載荷可達到200kg以上；上升速度快，能夠更快的到達火災位置進行滅火；不需要搭載較大重量的電池，同時隨著燃油油箱的消耗，消防無人機的重量，將會不斷降低，從而延長飛行的續航時間。

技術特征：

1.一種基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：包括圓環形的動力系統安裝平臺(7)；在動力系統安裝平臺(7)的上部中心處嵌裝安裝有圓餅狀的燃油油箱(4)；在動力系統安裝平臺(7)的邊緣處嵌裝有若干渦噴發動機(5)和若干涵道電機(6)，所述渦噴發動機(5)由燃油油箱(4)供油并為動力系統安裝平臺(7)提供豎向的升力，涵道電機(6)與電源相連并用于動力系統安裝平臺(7)的轉向和提供升力；

2.根據權利要求1所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：所述飛行控制組件(2)通過隔離板(3)與燃油油箱(4)隔開。

3.根據權利要求1所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：所述動力系統安裝平臺(7)的上方設置有無人機頂蓋(1)，無人機頂蓋(1)為錐形罩結構，所述無人機頂蓋(1)的罩口與隔離板(3)相連，所述飛行控制組件(2)安裝于無人機頂蓋(1)的內部。

4.根據權利要求1所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：消防滅火器具包括水帶、水槍、泡沫槍或破窗機構。

5.根據權利要求1-4之一所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：飛行控制組件(2)包括組合導航控制器和飛控控制器；所述導航控制器連接有用于飛行實時狀態采集的傳感器；所述飛控控制器連接有渦噴控制器、數據鏈路、舵機(9)控制器和涵道電機(6)，所述渦噴控制器用于渦噴發動機(5)的油路控制；所述數據鏈路用于數據的對外發送和接收；所述舵機(9)控制器用于舵機(9)的實時控制；所述組合導航控制器與飛控控制器通信連接。

6.根據權利要求5所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：所述傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁強計、壓力傳感器、空速計、rtk和激光雷達中的一個或多個。

7.根據權利要求5所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：所述消防無人機通信連接有消防地面控制平臺；所述消防地面控制平臺與監測設備通信連接，所述監測設備通信安裝于火災事故監控區域中，并用于獲取火災事故數據，火災事故數據包括火災事故發生的時間、地點及面積。

8.據權利要求5所述的基于渦噴發動機的消防無人機，其特征在于：在發生火災時的消防方法包括如下步驟：

技術總結
本發明屬于無人機技術領域，具體涉及一種基于渦噴發動機的消防無人機，包括圓環形的動力系統安裝平臺；在動力系統安裝平臺上安裝有燃油油箱、若干渦噴發動機、若干涵道電機、舵機，渦噴發動機提供豎向的升力，涵道電機用于轉向和提供升力；舵機用于控制轉向；在動力系統安裝平臺下方的設備掛載底架用于安裝消防滅火器具或/和救援設備；在動力系統安裝平臺的上方安裝有飛行控制組件，所述飛行控制組件能夠控制各個渦噴發動機和各個涵道電機的實時功率，飛行控制組件還控制舵機以改變涵道電機的出風方向。本方案中的消防無人機具有更大的載重量；上升速度快，能夠更快的到達火災位置進行滅火；具有更長的飛行續航時間。

技術研發人員：周秀田,張虹,王凱迪,于明豐,金書
受保護的技術使用者：大連海星電機有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21