无人机系统(tǒng)具有机动快速、使用成本低、维护操(cāo)作简(jiǎn)单的技(jì)术特点。利用固定翼(yì)无人机续航(háng)时间长、使用成本低的(de)优势,对某一林(lín)区进行巡护或卫星热点侦(zhēn)察,能大大(dà)提高(gāo)防扑火能力(lì);利用旋翼无人机(jī)飞行方(fāng)式灵活、飞行(háng)气象条件要(yào)求不高的优势进(jìn)行火(huǒ)场侦察(chá),和有人机(jī)进(jìn)行配合进行火(huǒ)场扑救,能(néng)大大提高地面指(zhǐ)挥部的指(zhǐ)挥效率和(hé)有人机吊(diào)桶(tǒng)洒水(shuǐ)的效益(yì)。
一、无人机在森林消防应用上的(de)优(yōu)势(shì)
(一(yī))弥补有人机数量(liàng)少、机种单一的问题
受(shòu)我国通用(yòng)航空发展技术(shù)的影响,我国通用航空(kōng)飞机数量较少,用在森林防火(huǒ)的飞(fēi)机(jī)少之又少,并且受国家(jiā)统一调(diào)配。往往一架直升机要承担(dān)林区巡护、火(huǒ)场侦察(chá)、兵力运送、领(lǐng)导巡视、防火宣传、吊桶灭火等(děng)多(duō)种(zhǒng)任务(wù)。火灾的前期(qī)发现和火(huǒ)灾(zāi)扑救不能同(tóng)时兼顾。如果能利(lì)用(yòng)无人机技术对林区进行巡护监测,使有(yǒu)人机(jī)更多地应用 在火场扑救上,这样森林航空消防的优势会将(jiāng)更全面的(de)发挥。
(二)弥补有人机扑火综合效益问题
由(yóu)于(yú)受(shòu)有人(rén)机数量和油量得影响,有人(rén)机真正在(zài)火场上空作(zuò)业时(shí)间较(jiào)短,火场前线指(zhǐ)挥部很少能获得有人机空中洒(sǎ)水实时图像,影响(xiǎng)了(le)火(huǒ)场前线指挥部(bù)对火(huǒ)场的判断、吊桶灭火时(shí)的实施(shī)指挥、地(dì)空(kōng)配合等(děng)扑火效益。利用无人(rén)机参与火场扑救,可(kě)以将(jiāng)火(huǒ)场实时图像传(chuán)到火场(chǎng)前线指挥部,指挥部可以根据火场情(qíng)况现场指挥飞机扑火,并且可以指挥地(dì)面(miàn)扑(pū)火力量配合空中扑救,使森林航空消防空中(zhōng)优势得到充分发(fā)挥。
(三)弥补森林航空(kōng)消(xiāo)防航(háng)期较短的(de)问题
我国各省航(háng)期一般在11月份到来年的3月中旬(xún),而火灾高发期从3月初开始到4月底结束,往往在森林火灾高发(fā)期,直(zhí)升机已经被调走,严重(chóng)制约着森林航空(kōng)消防优势的充(chōng)分发挥。特别是近几(jǐ)年,夏季森林防火工作也受到各级政府的重视,因此,利用无(wú)人机在(zài)重点林区或风景区进行巡护和监测,可以弥补航期较短的问题,并且也可以在夏季继续开展森林(lín)航空消防。
三、固(gù)定(dìng)翼和旋翼无人机在森林航空(kōng)消防中的具体应用
森林消防(fáng)对无人机的需求主要集中(zhōng)在林(lín)区(qū)巡护(卫(wèi)星(xīng)热点(diǎn)侦察)和火场侦察上。林区巡护或(huò)热点(diǎn)侦察主要要求飞机有较长(zhǎng)时间的续航能(néng)力,和较快的巡(xún)航速度,在这方面固定翼无人机有较大的(de)优势。火(huǒ)场侦察主(zhǔ)要是对火场(chǎng)进行灵活、方(fāng)便的监测,在这方面直升机比较(jiào)有(yǒu)优势(shì)。
固(gù)定翼(yì)型(xíng)无人(rén)机(jī)机动灵(líng)活、外场展开迅速,操作使(shǐ)用简便,自成体系执(zhí)行(háng)巡护、监测(cè)、定(dìng)位等任(rèn)务,其中(zhōng)的(de)长航时无人机,具有超长(zhǎng)续航能力,可对指定区域实施(shī)不间(jiān)断覆(fù)盖(gài)巡护或(huò)卫星热点侦察。旋(xuán)翼型无(wú)人机(无人(rén)直升机)可以垂直起降、空中悬停、原(yuán)地转弯、侧飞(fēi)、倒飞,其(qí)性能可靠、结构紧凑、便(biàn)于携带、使用(yòng)成本低、维护便利,操作人(rén)员(yuán)经过培训即可以(yǐ)灵活操(cāo)控(kòng)直升机飞行。
(一(yī))固定翼无人机(jī)在(zài)林(lín)区(qū)巡护或(huò)卫星(xīng)热点(diǎn)侦察上(shàng)的应用
固定翼无人机可以(yǐ)在目前有人机数(shù)量较少的情况下,参(cān)与林区巡(xún)护或热点侦察。它可以按照预设的(de)航线飞(fēi)行,同(tóng)时使(shǐ)用任(rèn)务载荷对林区作大面积的扫描、录像(xiàng)、拍(pāi)照,可以将重点(diǎn)区域的图像信息传回地(dì)面,由地面传回指(zhǐ)挥部(bù)。受目前我国(guó)无人机技术影响(xiǎng),市场上的无人机控制半径(jìng)最大在150Km内,虽然无人(rén)机理论上可以按照有人机一样(yàng)飞大(dà)航线,但超出控制半径(jìng)范(fàn)围(wéi),飞(fēi)机完全是自主飞行,完(wán)全不可控,不(bú)可控因素太多。因此,在控制半径以内(nèi),派出(chū)固定翼无人机(jī)对某一区域进(jìn)行长时间的(de)巡查或(huò)热点侦察是其优势。加上无人机在飞行时成本低,特别是在某一地区出现高(gāo)森林火险等级时,派出无(wú)人机(jī)对此地区进(jìn)行(háng)连续的、不间断的巡查,对火情进(jìn)行早(zǎo)发现、早预报,变(biàn)有(yǒu)灾为无(wú)灾、变大(dà)灾为小灾,更是有人机不可比拟(nǐ)的。
(二)旋翼无人机在火场侦察方面上(shàng)的应用
森林消(xiāo)防有人机,在对火场进行侦察或(huò)扑救时,飞(fēi)机空(kōng)中作业有效时间短,优势(shì)不能充分发(fā)挥。而(ér)利用旋翼(yì)无人机(直升(shēng)机)在有人机扑救火(huǒ)场(chǎng)时,承担火场侦察 任务,不仅能增加有人机直接扑火时间,使有人机空中扑(pū)火(huǒ)能力得以充分发挥。而且(qiě)还可以把火场适时(shí)图像传(chuán)至指挥部,使指挥部(bù)全方位了解火场蔓延和扑救情况, 从(cóng)而及时(shí)调配兵力(lì)和指挥飞机进行扑救,真正实现地空(kōng)配合。火灾扑(pū)灭后,在留守扑火队员清理(lǐ)火(huǒ)场,防止复燃的(de)情况(kuàng)下,无(wú)人机(jī)可以搭(dā)载(zǎi)红外探测任务载荷,对火烧迹地进行红外探测,获取(qǔ)火场内完(wán)整的地面温度分布状态图像,从而及时发现存在暗(àn)火,使指挥部能及(jí)时调配扑火队员清理暗火,保证扑火队员的生命安全,有效防止火灾复燃。
四、森林消防无人(rén)机实际配置
一般无人(rén)机系(xì)统实现基本(běn)的应(yīng)用任(rèn)务(wù)、日常维护及维(wéi)修(xiū),标准机组(zǔ)至少需要设(shè)置3个岗位,分别是(shì)飞(fēi)行指挥员、飞行操作员、地勤人员。如果野(yě)外起降条件较复杂,特别(bié)是固定翼无人机(jī)还应在专(zhuān)门的车(chē)辆(liàng)上安(ān)装(zhuāng)弹射装(zhuāng)置,以便安全、快速起飞。无人机操(cāo)作人(rén)员还应接受专门飞行操(cāo)作培训,包括基本(běn)的飞(fēi)行原(yuán)理、系统通晓、操作员维修、模拟操作(zuò)等(děng)。
云南昆明劲鹰无人(rén)机的森林防火无人机解决方案将无(wú)人机技术、GPS技术、高清数字图像传输技(jì)术等高新技术综合应用(yòng)于森林资源管(guǎn)理,以国(guó)内价格(gé)提供国际(jì)品(pǐn)质的优质、稳定(dìng)的森林(lín)防(fáng)火(huǒ)无(wú)人机系统。自主设计的劲鹰1型汽油航测航(háng)拍(pāi)无人机、劲(jìn)鹰2型垂直起飞固定翼无(wú)人机、劲鹰(yīng)3型可垂直起飞悬停固定翼无人机(jī)、劲鹰650航拍专用飞行器(qì)、劲鹰1000型(xíng)八(bā)轴航拍(pāi)航测无(wú)人机、劲鹰(yīng)1600大(dà)型载重旋翼飞行(háng)平台、劲鹰X8120和劲鹰S1型汽油(yóu)航测(cè)航拍水上无人机等(děng)多种型号的无人机,避免了原始人工了望观察火(huǒ)情(qíng)的局限,实现了林区管理数字(zì)化、科学化,大大减少了(le)林业部(bù)门的(de)费(fèi)用(yòng)支出和管理成本,提高了(le)林区企业的效应。在监控森林火情的同时,还可以对(duì)森(sēn)林资源、生态环境、森林病虫害及野(yě)生动物等进行(háng)有效监控(kòng)。
其无人机系(xì)统有(yǒu)如(rú)下优(yōu)点:
1、飞机造价低,维护方便,自主知识产权,价格更(gèng)便(biàn)宜;
2、点哪飞哪,具(jù)备傻(shǎ)瓜式操作,一键式回(huí)收;
3、清(qīng)晰摄像头(tóu),清晰成像,实时了解火险数(shù)据;
4、无(wú)线数字传(chuán)输,避免(miǎn)野外架线(xiàn);
5、可以组合(hé)成(chéng)空中飞行监控系统,可大范(fàn)围、多区域在森(sēn)林区域进行(háng)防火(huǒ)侦察;
6、数字(zì)云台结合GPS,火(huǒ)点(diǎn)精确定位,险情现(xiàn)场回馈,辅助抢险救灾指挥(huī)决策;
7、人(rén)机(jī)分离,安全性高。
五、无人机(jī)空(kōng)中管制情况
无人机小巧,也是一种飞行器,在空中(zhōng)飞行也需要(yào)报空管部门审批。但(dàn)是无人机更多的是在某一区域低空活(huó)动,因(yīn)此需向空管(guǎn)部门申请区域飞行。特别是火灾扑救时,由于(yú)无人机和(hé)有人机(jī)都在同一(yī)空域进(jìn)行低(dī)空作业(yè),为保证安(ān)全应成(chéng)立专(zhuān)门的指挥小组,对(duì)无人机、有人机进行统(tǒng)一指挥。劲鹰无(wú)人机是空军航管政(zhèng)策(cè)宣传人(rén)及手(shǒu)续办理人(rén),只(zhī)要不影(yǐng)响民航、军事保密及(jí)飞(fēi)出国界(jiè),航飞均可获(huò)得(dé)审批和支持。
图示:劲鹰(yīng)X8120,大起飞重量80KG,空机自重11KG,任务载荷5-40KG,留空时间30-60分(fèn)钟,测(cè)试(shì)起(qǐ)吊10公斤的灭火器,不费吹(chuī)灰之力。

参考文(wén)献:
[1]李春锦,文泾,《无人机系(xì)统(tǒng)的(de)运行(háng)管理》;
[2]都(dōu)基(jī)焱(yàn),《无(wú)人机电视侦(zhēn)察目标定位原(yuán)理》;
[3]郭少东,《浅议无人机在森林航空消防中的应用(yòng)》。
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