无人(rén)机系统具有(yǒu)机动快(kuài)速、使用成本低、维护操作简(jiǎn)单的技术特(tè)点。利用固定翼无人机续(xù)航时间长、使用(yòng)成本低的(de)优势,对某一林区(qū)进行巡护或卫星热点侦察,能(néng)大大提高防扑火能力(lì);利用旋翼无人(rén)机飞行方式灵活、飞行气象条件要求不高的优势进行火场(chǎng)侦察,和有人机进(jìn)行配(pèi)合进行火场扑救,能大大(dà)提高地面指(zhǐ)挥部的(de)指挥效(xiào)率和有人机吊桶洒水(shuǐ)的(de)效益。
一、无人机在(zài)森林(lín)消防应用上的优势
(一)弥补有人机数量少、机种单一的问题(tí)
受我国通用航空发展技术的影响,我国(guó)通用航(háng)空(kōng)飞机数量较少,用在森林(lín)防火的飞机少之又(yòu)少,并且受国家统一调配。往往(wǎng)一架直升(shēng)机要承(chéng)担林区(qū)巡护(hù)、火场侦察(chá)、兵力运送(sòng)、领导巡(xún)视、防火宣传(chuán)、吊桶(tǒng)灭火等多种任务。火灾的(de)前期(qī)发现和火(huǒ)灾扑救(jiù)不能同时(shí)兼顾。如果能利用无(wú)人机(jī)技术对林区进行巡护监测,使有人机(jī)更多地应用 在火场扑(pū)救上,这样森(sēn)林航空消防的优(yōu)势会将更(gèng)全面的发挥。
(二)弥补(bǔ)有人机扑(pū)火(huǒ)综合效(xiào)益问题
由于(yú)受有人机数量和油量得(dé)影响,有人机(jī)真正在火(huǒ)场上空作业时间较短(duǎn),火(huǒ)场(chǎng)前线指挥(huī)部很少能获得有(yǒu)人机空中洒水实时图(tú)像,影响了火场前线指挥部对火场(chǎng)的判断(duàn)、吊(diào)桶灭火时的实施指挥、地空配合等扑火效益。利(lì)用无人(rén)机参与火场扑救(jiù),可(kě)以将火场实时图像传到火场前线(xiàn)指挥部,指挥部可以根据(jù)火场情况现场指(zhǐ)挥飞机扑火,并且可以指挥地面扑火(huǒ)力(lì)量配合空中扑救,使森林航空消防空中(zhōng)优势得到充分(fèn)发挥(huī)。
(三)弥补森(sēn)林航空(kōng)消防航期较(jiào)短的问题
我国各(gè)省航期(qī)一般在11月份到来年(nián)的3月中旬(xún),而火(huǒ)灾(zāi)高发期从3月初开始到(dào)4月底结束,往往在森林火灾(zāi)高发期,直升机(jī)已(yǐ)经被(bèi)调(diào)走,严重(chóng)制约着森林航空消防优势的充分发挥。特别是(shì)近几年,夏(xià)季森林防火工作(zuò)也受到各级政(zhèng)府的重视,因(yīn)此,利用无人机在(zài)重(chóng)点林区或(huò)风景区进行巡护和监测,可以(yǐ)弥补航期较短的问题,并(bìng)且也(yě)可(kě)以在夏季继续开展森(sēn)林航空消防(fáng)。
三、固定翼和(hé)旋翼无人机在森林(lín)航空消防中的具体应(yīng)用
森林消(xiāo)防对无(wú)人机的需求主要(yào)集中在林(lín)区巡护(卫星热点侦察)和火场侦察上(shàng)。林区(qū)巡护或(huò)热点(diǎn)侦察(chá)主要要求飞(fēi)机有(yǒu)较(jiào)长时间的续(xù)航能力,和较快的巡航(háng)速度(dù),在这方面固定翼无(wú)人机有较大的优势。火场侦察主要是对火(huǒ)场进行灵活、方便的监测,在这方面(miàn)直升机比(bǐ)较有优势。
固(gù)定翼(yì)型无人机机动灵活、外场(chǎng)展开(kāi)迅速,操作使用简(jiǎn)便,自成(chéng)体系执行(háng)巡护(hù)、监测(cè)、定(dìng)位等任务,其中的长航(háng)时无人机,具有超长续航能力,可对(duì)指定区域实施不间断(duàn)覆盖巡护(hù)或卫星(xīng)热点侦察。旋翼型无(wú)人机(无人直升机)可以垂直起降、空中悬停、原地转弯、侧飞、倒飞,其性能可(kě)靠、结构紧凑、便(biàn)于(yú)携带、使用成本(běn)低、维护便利,操作人员经(jīng)过(guò)培(péi)训即可以灵活操控直升(shēng)机飞(fēi)行。
(一)固定翼无(wú)人机在林区(qū)巡护(hù)或卫星热(rè)点侦察上的应用(yòng)
固定翼(yì)无人机可以在目(mù)前有人机数量较(jiào)少的情况下,参与林区(qū)巡护或热点侦察。它可以按照预设的(de)航线飞行,同时使用(yòng)任务载荷对林区作大面积的扫描、录像、拍照,可以将重点区域的图像信息传回地面,由地面(miàn)传回指挥(huī)部。受目前我国无人机(jī)技术影响(xiǎng),市(shì)场上(shàng)的无(wú)人机控制半径最大在150Km内,虽然无人机理(lǐ)论上可以按照有人机(jī)一样(yàng)飞大航线(xiàn),但超出(chū)控制半径范(fàn)围,飞机完全是自主飞行,完全(quán)不可控,不可控因素太多(duō)。因此,在控制半径以(yǐ)内,派出(chū)固定翼无人机对某一区域进(jìn)行(háng)长(zhǎng)时间的巡查(chá)或热点(diǎn)侦察是(shì)其优势。加上无人机在飞行(háng)时成(chéng)本(běn)低,特(tè)别(bié)是在某一(yī)地区(qū)出现高森林火(huǒ)险等级时,派出无人机对(duì)此地区进行连(lián)续的、不间断(duàn)的巡查(chá),对火(huǒ)情进行早发现、早预报(bào),变有灾为无灾、变大灾为小灾,更是有人机不可(kě)比拟的。
(二(èr))旋翼无(wú)人机在(zài)火场侦察(chá)方面(miàn)上的应用
森林消防有人机,在(zài)对火(huǒ)场(chǎng)进(jìn)行侦(zhēn)察或(huò)扑救(jiù)时,飞(fēi)机空中作业有效时间短,优势不能充分发挥。而利用(yòng)旋翼无人机(直升(shēng)机)在有人机扑救火(huǒ)场时(shí),承(chéng)担火场侦察 任务(wù),不仅能增加有人(rén)机(jī)直接扑火时间,使有人机空中(zhōng)扑火能力得以充分发(fā)挥。而且还可(kě)以把火场适(shì)时图像传(chuán)至指挥(huī)部,使指挥部全方位(wèi)了解火场蔓延和(hé)扑救(jiù)情况, 从(cóng)而及(jí)时调配兵力和指挥飞机进(jìn)行(háng)扑(pū)救,真(zhēn)正实现地空配合(hé)。火灾扑灭(miè)后,在留守扑火队(duì)员清理火场,防止复(fù)燃的情况(kuàng)下,无人机可以(yǐ)搭载红外探测任务(wù)载荷,对火烧迹(jì)地进(jìn)行红外(wài)探测(cè),获取火场内完整的(de)地面温度分布状态图像,从(cóng)而及时发(fā)现存(cún)在(zài)暗火,使(shǐ)指挥(huī)部(bù)能及时调(diào)配扑火队员(yuán)清理(lǐ)暗火,保证扑火(huǒ)队员的生(shēng)命安全,有效防止火灾复燃。
四(sì)、森(sēn)林消(xiāo)防无人机(jī)实际配置
一般无人机系统实现基本的(de)应用任务、日常维(wéi)护及维修,标准(zhǔn)机组至少(shǎo)需(xū)要设置(zhì)3个岗位,分别是飞行(háng)指挥员(yuán)、飞(fēi)行(háng)操(cāo)作员、地勤人员。如果(guǒ)野外起降条件较复杂,特别是固定翼无人机(jī)还(hái)应在(zài)专门的车辆上安装弹射装置,以便安全、快速起飞。无人机操(cāo)作人员还应(yīng)接受专门飞行操作培(péi)训,包括基本的(de)飞行原(yuán)理、系统通晓(xiǎo)、操作员维修、模拟操作等(děng)。
云南昆明劲鹰(yīng)无人机的森林(lín)防(fáng)火(huǒ)无人机解决方案将无(wú)人机(jī)技术、GPS技术、高清数字(zì)图(tú)像传输技术等高新技术综合应用(yòng)于森林资源管理,以国内价(jià)格提供(gòng)国(guó)际品质的优(yōu)质、稳定的森林(lín)防火无(wú)人机系统。自主设计(jì)的(de)劲鹰1型汽油(yóu)航测航拍无人机、劲(jìn)鹰2型垂(chuí)直起飞固定(dìng)翼无(wú)人机、劲(jìn)鹰3型可垂直起飞悬停(tíng)固定翼无人机、劲鹰650航拍专用(yòng)飞行器、劲鹰1000型八轴航拍航测无(wú)人机(jī)、劲鹰1600大型载重旋翼飞行平台、劲鹰X8120和劲鹰S1型汽油(yóu)航测航拍(pāi)水上无人机等多(duō)种型号的无人机,避(bì)免了(le)原(yuán)始(shǐ)人(rén)工了望观察火情的局限,实现(xiàn)了林(lín)区(qū)管理数(shù)字化(huà)、科学化,大大减少了(le)林业部门的费用支出和管理成本,提高了林区企业的效应。在监控森林火(huǒ)情的(de)同时(shí),还可(kě)以对森林资源、生态环境(jìng)、森(sēn)林病虫害及野生动物等进行有(yǒu)效监控。
其无人机系统有(yǒu)如下优点:
1、飞机造价低(dī),维护方便,自主知识产权,价格更便宜;
2、点哪飞哪(nǎ),具备傻瓜式操作,一键式回收(shōu);
3、清(qīng)晰摄像头,清晰成像,实(shí)时了解火险数据;
4、无线数字传(chuán)输,避(bì)免野外架(jià)线;
5、可以组合成空中飞行监控系统,可大范围、多区(qū)域在森林区域进行防火侦察(chá);
6、数字云台(tái)结合GPS,火点(diǎn)精确定位(wèi),险情现场回(huí)馈,辅助抢险救灾指挥(huī)决策;
7、人机分离,安全(quán)性高。
五(wǔ)、无人机空中管制情况
无(wú)人(rén)机(jī)小巧,也是(shì)一(yī)种飞(fēi)行器,在空(kōng)中飞行也需(xū)要报空管部门(mén)审批。但是无人机(jī)更多的是在(zài)某一区域低空活动,因(yīn)此需向空管部门申(shēn)请(qǐng)区域飞行。特别是火(huǒ)灾扑(pū)救(jiù)时,由(yóu)于无人机和有人机都在同一空域进行低空作业,为保证安全应成立(lì)专门的指挥小组,对无人机、有人机进行统一指(zhǐ)挥。劲鹰无人机是空军航管政策宣传人及手续(xù)办理人,只要不影响民航、军事保密及飞出国界,航(háng)飞均可获得(dé)审批和支持(chí)。
图示:劲鹰X8120,大起飞重量80KG,空机自重(chóng)11KG,任务载荷5-40KG,留空时间30-60分钟,测试(shì)起(qǐ)吊(diào)10公斤的灭火器,不(bú)费吹灰(huī)之力(lì)。

参考(kǎo)文献:
[1]李春锦,文泾(jīng),《无人机(jī)系统(tǒng)的运(yùn)行管理》;
[2]都基焱,《无人机电视侦察目标定位(wèi)原(yuán)理》;
[3]郭(guō)少(shǎo)东,《浅议无人机(jī)在森林航空消防中的(de)应用》。
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