林业是国民经济的重要组成部分之一,是全国生态建设的主体,在保持经济和社会发展中有着不可或缺的作用。截至2020年3月,我国拥有森林面积2.2亿公顷,森林覆盖率22.96%,既是森林资源大国,又是森林火灾多发国。因此,如何将高科技手段应用到森林资源监测,对火情早发现、早预报、早扑灭,变大灾为小灾、变有灾为无灾已成为森林防火工作中一项亟待解决的重大课题。
无人机中低空监测具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点,有对地快速实时巡察监测能力,是一种新型的中低空实时电视成像和红外成像快速获取设备。在对车、人无法达到地带的资源环境监测、森林火灾监测及救援指挥等方面具有其独特的优势。
解决方案
蜂巢航宇针对森林巡护、防火问题,推出使用固定翼和多旋翼两大类无人机的解决方案。其中HC-521 垂直起降无人机并搭载双光电吊舱进行森林大面积、全天候巡护;多旋翼包括搭载可见光光电吊舱的HC-332六旋翼无人机和搭载高效灭火弹的 HC-342六旋翼无人机,可迅速到达火点,展开灭火任务,避免火势蔓延,实时监控火场。
固定翼森林巡护系统
HC-521(日常巡护、起降方便)
HC-521垂直起降固定翼无人机具备全自主垂直起降功能,降低对起降场地要求。同时,与多旋翼无人机相比具有续航时间长、作业半径大等优势,可用于环境复杂的林间作业。
机载设备(30倍双光电吊舱)
CAM-M30 Tir双光光电吊舱拥有高精度专业三轴增稳变焦吊舱,采用高精度编码器FOC控制方案,具有稳定性高、体积小、重量轻、功耗低的特点。携带的相机具有400万有效像素、支持30倍光学自动对焦,高清1080P录像。内部两路视频流,一路1080P 30FPS本地H.264压缩,存储在设备内,另一路输出1080P 60FPS格式的HDMI信号,用于接无线图传,针对航拍应用特点,进行设计。对焦快速,功能集成,体积小巧,支持PWM和串口控制。
CAM-M30 Tir双光光电吊舱优势:
一体化设计,结构精巧、安装方便;
全新智能解决方案,通电即用,无需繁琐调试;
磁编码器精确感知电机运动中姿态变化;
姿态传感器介入,精确感知电机相对位置;
无缝转轴技术,带来顺畅操作体验;
电机内置限位确保有序旋转防止绞线;
多旋翼森林防火系统
HC-332(抵近侦查、实时提供灾情趋势)
HC-332无人机为一款具备通用挂载能力的六旋翼无人机平台,全机采用碳纤维复合材料,机身的全封闭设计可以有效杜绝杂物进入飞机内部,机臂采用拆卸设计,方便运输,对角线轴距1.560m,占用空间小。其可搭载不同任务载荷完成常态化巡检、二维/三维航测、特种设备载运等任务,平台具备全自主飞行能力。该系统具有以下技术特点:
可靠性高,采用成熟技术;
续航时间长,提高作业效率;
适应能力强,支持多种任务载荷;
总体性能优异,飞机控制精度高;
系统部署灵活,使用方便。
HC-342(携带灭火弹)
HC-342是一款油电混合动力无人机平台,续航时间可达2小时,突破行业应用型多旋翼无人机续航时间短的障碍,12kg超大载荷能力,携带灭火弹发射装置,一次可挂载3发灭火弹。
灭火弹(QWMB-1型)
QWMB-1型水基森林灭火弹是蜂巢航宇公司针对森林火灾的特点,利用成熟的军工技术,采用新型水基灭火介质开发研制的一种消防新装备。本产品主要用于压制、扑灭森林、灌木、草原等地发生的火灾,也可用于压制、扑灭暴露在外的货场存放的一般物资发生的火灾(A、C类火灾)。特别适用于人员不能或不易靠近火源现场的火灾,对火灾起到压制作用,以达到最终扑灭火灾的目的。
伺服稳定平台
伺服稳定平台是无人机系统对目标进行瞄准操作的执行机构,通过光电载荷实现对火源目标的探测,对挂载于其下的灭火弹发射角进行调节,实现对打击范围内目标的精确瞄准、高空远程发射灭火弹等功能。
发射筒
灭火弹发射筒用于装载灭火弹,灭火弹发射筒上半部分为灭火弹发射口部分。发射筒上安装有辅助发射瞄准装置,配合光电载荷回传地面的图像实现精确瞄准。灭火弹发射采用平衡发射装置为灭火弹提供发射导向,降低发射后座力对多旋翼无人机的影响,同时结合弹道发射技术实现灭火弹的发射。
灭火弹
灭火弹由弹体、发射装置和发射弹组成,发射装置安装于发射弹筒上,通过舵机按压发射弹筒上的发射开关实现弹药的发射。灭火弹里装有灭火剂成分,灭火剂有效填充量不小于0.6kg,灭火覆盖面积约20m²,灭火弹最大射程100m。
典型使用过程
固定翼系统进行周期性巡护。
发现火情,回传火场位置信息。
根据红外摄像机判断火势大小。
增派HC-332抵近火场侦察。
小火HC-342携带灭火弹到场。
大火增派消防队,HC-332为消防员提供最佳到达火场路径,及长时间留空现场监测火灾趋势预警。