无人机(jī)系统具(jù)有机动快(kuài)速、使(shǐ)用成本低、维护操作简单的技(jì)术特(tè)点。利(lì)用固定(dìng)翼无人机续航时间长、使用(yòng)成本低(dī)的优势(shì),对(duì)某一林区进行巡护或卫星热点侦察,能(néng)大大提高(gāo)防扑(pū)火能力;利用旋(xuán)翼(yì)无人机飞(fēi)行方式灵活、飞(fēi)行气象条件要求不高的优势进行火场侦察,和(hé)有人机(jī)进行配合进行火场扑救,能大大提高地面指挥部的指(zhǐ)挥效(xiào)率和有(yǒu)人(rén)机(jī)吊(diào)桶洒水的效益(yì)。
一、无人(rén)机在(zài)森林消防应(yīng)用上的(de)优(yōu)势(shì)
(一)弥补有人机数量(liàng)少、机种单一的问题
受我国通用航空发展技(jì)术的影响,我国(guó)通用航空飞机数(shù)量(liàng)较(jiào)少(shǎo),用(yòng)在森林防火的飞(fēi)机少之又少,并且受国家统(tǒng)一(yī)调(diào)配。往往一架(jià)直升机要承担林区巡护、火场侦察、兵力运送、领导巡视、防(fáng)火宣(xuān)传、吊桶灭火等多种任务。火灾的前期发(fā)现和火(huǒ)灾扑救不能同时兼顾。如果能利用(yòng)无人(rén)机技术对林区进行巡护监测,使有人机(jī)更(gèng)多地应(yīng)用(yòng) 在火场扑(pū)救上,这(zhè)样森林航空消防的优势会将更全面的发挥。
(二(èr))弥(mí)补有人(rén)机扑火综合(hé)效益问题
由于受有人机数(shù)量和油量得影响,有人机真正在火场上空作业(yè)时(shí)间较(jiào)短,火场前线(xiàn)指挥部很少能(néng)获得有人机空(kōng)中(zhōng)洒水实(shí)时图像,影响了火场(chǎng)前(qián)线指挥部对火场的(de)判断、吊(diào)桶灭火(huǒ)时的(de)实(shí)施指挥、地空配合等扑火效益。利用无人机(jī)参与火场扑救,可以(yǐ)将火场实时(shí)图像(xiàng)传到火场(chǎng)前线指挥部,指挥部可以根据火场情况现(xiàn)场指挥飞(fēi)机(jī)扑(pū)火(huǒ),并(bìng)且可以(yǐ)指挥地面扑火力量配合空中扑救,使森林航(háng)空消防空中优势得到(dào)充分发挥(huī)。
(三)弥补森林航空消防航期较短(duǎn)的问题
我(wǒ)国各(gè)省航期一般在11月份到(dào)来(lái)年的3月中旬(xún),而火灾高发(fā)期从3月初开始(shǐ)到(dào)4月(yuè)底结束,往(wǎng)往在(zài)森林火(huǒ)灾高发期,直升机已经被调走,严重(chóng)制(zhì)约着森林航空消防优势的充分(fèn)发挥。特别(bié)是近几年,夏季森(sēn)林防火工作(zuò)也受到各(gè)级政府(fǔ)的重(chóng)视(shì),因(yīn)此,利(lì)用(yòng)无人机在(zài)重点林区(qū)或(huò)风景区进行巡护和监(jiān)测(cè),可以弥补航期较短的问题,并且也可以(yǐ)在(zài)夏季(jì)继续开展(zhǎn)森林航(háng)空消(xiāo)防(fáng)。
三(sān)、固定翼和旋翼无人机(jī)在森林航空(kōng)消防中的(de)具体应(yīng)用(yòng)
森林消防对无人机(jī)的需求主(zhǔ)要集中在(zài)林(lín)区(qū)巡护(卫星(xīng)热点(diǎn)侦察)和火场(chǎng)侦(zhēn)察上(shàng)。林区巡(xún)护或热点侦察主要要求飞机有较(jiào)长(zhǎng)时间的续航能(néng)力,和较快的巡航速度,在(zài)这方面(miàn)固定翼无(wú)人机有(yǒu)较大的优势(shì)。火场(chǎng)侦察主要(yào)是对火(huǒ)场(chǎng)进行灵活、方便的监测,在这方面(miàn)直(zhí)升机比较(jiào)有优势。
固定(dìng)翼(yì)型(xíng)无人机(jī)机动灵活、外场展(zhǎn)开迅速,操(cāo)作使用简便,自成体系执行巡护(hù)、监测、定位等(děng)任务,其中的(de)长航时无人机(jī),具有超长续航能(néng)力,可对指定区域实(shí)施不间断(duàn)覆(fù)盖巡护或卫星热点(diǎn)侦察。旋(xuán)翼型无人机(无人直(zhí)升机)可以垂直起降、空中悬停、原地转弯、侧(cè)飞、倒飞(fēi),其性能可靠、结构紧凑、便于携(xié)带、使用成本低、维护(hù)便利,操作人员经过培(péi)训即可以灵(líng)活(huó)操控(kòng)直升机飞(fēi)行。
(一)固定(dìng)翼无(wú)人(rén)机在林区巡护或卫星热点侦(zhēn)察(chá)上(shàng)的应(yīng)用
固定翼无人机可(kě)以在(zài)目(mù)前有人机数量较少的情况下,参与(yǔ)林(lín)区巡护或热点侦察(chá)。它可以按(àn)照(zhào)预设的(de)航线飞行(háng),同时使用(yòng)任(rèn)务载荷对(duì)林区作大面积的扫描、录像、拍照,可以将重点区域的(de)图像信息(xī)传回地面,由地面传回指挥(huī)部。受(shòu)目(mù)前我国(guó)无人机(jī)技术影(yǐng)响,市场上的无(wú)人机控制半径最大在150Km内,虽然无(wú)人机理论(lùn)上可以按照有人机(jī)一样飞大(dà)航线,但超出控制(zhì)半径范围,飞机完全是自主飞行,完全不可控(kòng),不可控因素太多。因此,在控制半径(jìng)以内,派出固定(dìng)翼无人机对某一(yī)区域(yù)进行(háng)长时间的(de)巡(xún)查或热点侦察(chá)是其优势。加上无人(rén)机在飞行(háng)时成本(běn)低,特别(bié)是在某一地区出现高(gāo)森(sēn)林火险等级时,派出无人(rén)机对(duì)此地区进行连续的、不(bú)间断的(de)巡查(chá),对火(huǒ)情进行早发现、早预报,变有(yǒu)灾为无灾、变(biàn)大灾为小灾,更是有人机不可比拟的。
(二)旋翼(yì)无人机(jī)在火(huǒ)场(chǎng)侦察方面上的应用
森林(lín)消防有(yǒu)人机,在对火场进行侦察或扑(pū)救时,飞机空(kōng)中作业(yè)有效时(shí)间短,优(yōu)势不能(néng)充(chōng)分发挥。而(ér)利用旋翼无人(rén)机(直升机(jī))在有人机扑救火场时,承担火场侦察 任务(wù),不仅能增加有人机直(zhí)接扑(pū)火时间,使(shǐ)有(yǒu)人机空中扑火能力得以(yǐ)充(chōng)分发挥。而且还可以把火场适时图(tú)像传至指挥部,使指挥部全方位了解火场(chǎng)蔓(màn)延和(hé)扑救情况, 从(cóng)而及时调配兵力(lì)和指挥飞机进行扑救,真正实现地空配合。火灾扑灭后,在留守扑火队员清理火场(chǎng),防止复燃的情况下,无人机可(kě)以搭载红(hóng)外探测任务载荷,对火烧迹地进行(háng)红外探测,获取(qǔ)火场内(nèi)完整的地面温度(dù)分布状(zhuàng)态(tài)图像,从而及(jí)时发现存在暗火(huǒ),使指挥(huī)部能(néng)及(jí)时调配扑火(huǒ)队员清理暗火,保证扑火队员的生命安全,有效防止火灾复(fù)燃(rán)。
四、森林消防无人(rén)机实(shí)际配置(zhì)
一般无人机系统实现基本的应用任(rèn)务、日常维护及维修,标准机组(zǔ)至少需要设置3个(gè)岗位,分别(bié)是飞行指挥(huī)员、飞(fēi)行操作(zuò)员、地勤人(rén)员。如果野(yě)外起降条件较复杂,特别是固定翼无人机还应在专门(mén)的车辆上安装弹射装置(zhì),以便安全、快速起飞。无人(rén)机操作(zuò)人员还应接受专门飞(fēi)行操(cāo)作培训,包括基(jī)本的飞(fēi)行原理(lǐ)、系统通晓(xiǎo)、操作员维修、模拟(nǐ)操(cāo)作等。
云(yún)南昆明劲鹰无人机的森林防火无(wú)人机解(jiě)决方案将无人(rén)机技术、GPS技术、高清数字图像(xiàng)传输技术等高新技术综合应用于森林(lín)资源(yuán)管理,以国内价格提供国际(jì)品质(zhì)的(de)优质、稳定(dìng)的森林防火无人(rén)机系统。自主设计的劲鹰1型汽油航(háng)测航(háng)拍无(wú)人机、劲鹰2型垂直起(qǐ)飞固(gù)定翼无人机(jī)、劲鹰3型可垂直起飞悬停(tíng)固(gù)定翼无人机、劲(jìn)鹰(yīng)650航拍专用飞行(háng)器、劲(jìn)鹰1000型八轴航拍航测(cè)无人机、劲鹰1600大(dà)型载重旋(xuán)翼飞行平台(tái)、劲鹰X8120和劲鹰S1型汽油航测航拍水上(shàng)无人(rén)机等多种型号的无人机,避免了原始人工了望观(guān)察火情(qíng)的局限,实现了林区管理数字化、科学化(huà),大大减少了林(lín)业部门的费用支出和管理成本,提(tí)高了(le)林区企业的效(xiào)应。在监控森林火情(qíng)的同(tóng)时,还(hái)可以对(duì)森林资源(yuán)、生态环境(jìng)、森(sēn)林病(bìng)虫害及野生动物(wù)等进行有效监控。
其无(wú)人机系统有如下优点:
1、飞机(jī)造价低,维护(hù)方便,自主知(zhī)识产权(quán),价格更便宜;
2、点哪飞哪,具备傻瓜式操作,一(yī)键式回收;
3、清(qīng)晰摄(shè)像头,清晰(xī)成像,实(shí)时了(le)解火险(xiǎn)数(shù)据(jù);
4、无线数字传输(shū),避免野外架(jià)线;
5、可以组合(hé)成空中飞行监控系统,可大(dà)范围(wéi)、多区域在森林区域(yù)进行防火侦察;
6、数字云(yún)台结合GPS,火点精确定位(wèi),险情现场回馈(kuì),辅助抢险救灾指挥(huī)决(jué)策;
7、人机(jī)分离,安全性高。
五、无人机空中管制情况
无人机小巧,也(yě)是一种飞行器,在空中飞行也需要报空管部门(mén)审批。但是无人机更(gèng)多(duō)的是在某一区(qū)域低空活动,因此(cǐ)需向空(kōng)管部门申请区(qū)域飞(fēi)行。特别是(shì)火灾(zāi)扑救时,由于无人机和有人机都在同一空域进行低(dī)空作业,为保证安(ān)全(quán)应成(chéng)立专门的指(zhǐ)挥小(xiǎo)组,对无人机、有人机进行(háng)统一指(zhǐ)挥(huī)。劲鹰(yīng)无人机是空军航管政策宣(xuān)传人及手(shǒu)续(xù)办理人,只要不影响民(mín)航、军事保(bǎo)密及飞出(chū)国(guó)界,航(háng)飞均(jun1)可获得审批(pī)和支持。
图示:劲鹰X8120,大起飞重量80KG,空机自(zì)重11KG,任务(wù)载荷(hé)5-40KG,留空时间30-60分(fèn)钟,测试起吊(diào)10公斤的灭火器,不(bú)费吹(chuī)灰(huī)之力。

参考(kǎo)文献:
[1]李春(chūn)锦(jǐn),文泾,《无人(rén)机(jī)系统的运行管理》;
[2]都基焱,《无人机电视侦察目标定位原(yuán)理》;
[3]郭少(shǎo)东,《浅议(yì)无人(rén)机在森林(lín)航空消(xiāo)防中的应(yīng)用》。
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