无人机系(xì)统具(jù)有机动快速、使用成(chéng)本低、维护操作简单的(de)技术特点。利用固定翼无人机续航时间(jiān)长、使用成本低的优(yōu)势,对某一林(lín)区进(jìn)行巡护或卫星热点侦察,能大大提高防扑火能力;利用旋翼(yì)无(wú)人机飞行方式灵活、飞行气象条件要求不高的优(yōu)势进行火场侦察,和有人机进行配合进(jìn)行火场扑救,能大(dà)大(dà)提高地面指挥部的指挥效(xiào)率和(hé)有人机吊桶洒水的效益。
一、无人机在森林消防应(yīng)用上的优势
(一)弥补(bǔ)有人(rén)机数量少、机种单一(yī)的问(wèn)题(tí)
受(shòu)我国通用航空发展技术的影响,我国通用航空飞机数量较(jiào)少,用在森林防(fáng)火的飞(fēi)机少之又少,并且(qiě)受国家(jiā)统一调配。往往一架(jià)直升(shēng)机要承担林区巡护、火场侦察、兵力(lì)运送、领(lǐng)导巡视(shì)、防火宣(xuān)传、吊桶灭(miè)火等多(duō)种任务(wù)。火灾的前期(qī)发(fā)现(xiàn)和火灾(zāi)扑救不(bú)能同时(shí)兼顾。如(rú)果能利用无人(rén)机技术对(duì)林区进行巡护监测,使有(yǒu)人机更多地(dì)应用 在火场扑救上,这(zhè)样森林(lín)航空消防的优势会(huì)将更全面的(de)发挥。
(二)弥补(bǔ)有人机扑火综合效益问题
由于受有(yǒu)人机数(shù)量和油量得影响,有(yǒu)人(rén)机真正在火场上空作业时间较短(duǎn),火场前线指挥部(bù)很少能(néng)获得有人机空中洒水实时图像,影响了火场前线指挥部对(duì)火场的判断(duàn)、吊桶灭(miè)火时的实施指挥、地空配合等扑(pū)火效益。利用无人机参与(yǔ)火(huǒ)场扑救,可以将火场实时(shí)图像传到火(huǒ)场前线指挥部,指挥部可以(yǐ)根据火场(chǎng)情况现场指(zhǐ)挥飞机扑火,并且可以指挥(huī)地面扑火力量(liàng)配合空(kōng)中扑救,使森林航空消防空中优势得到充分发挥。
(三)弥补森林航空消防航期(qī)较短的问题
我(wǒ)国各省航期一般在11月份到来年的(de)3月中旬,而(ér)火灾高发期从3月(yuè)初开始到(dào)4月底结束,往往在森林火灾高(gāo)发期,直升机已经被调走(zǒu),严(yán)重制(zhì)约着森林航空消防(fáng)优势(shì)的充分发挥(huī)。特别是近几年,夏季森林防火工作也受到各级政府的重视,因此,利用无人机在重点林区或(huò)风景区进行巡护和(hé)监测,可(kě)以弥补航期(qī)较(jiào)短的问题,并且也可以在夏季继续开展森林航(háng)空(kōng)消(xiāo)防。
三、固定(dìng)翼和旋翼(yì)无人机在森林航空消防中的具体应用
森林消(xiāo)防对无人机的(de)需求主要(yào)集中在林区巡护(卫星热点侦察)和火场侦察上。林区巡护或热点侦察主要要求飞机(jī)有(yǒu)较长时(shí)间的续航能(néng)力,和较快(kuài)的(de)巡航速度,在这方面固定翼(yì)无人机有较大(dà)的优势。火(huǒ)场侦察主(zhǔ)要(yào)是对(duì)火场进行灵活(huó)、方(fāng)便的监测,在这方面直升机比较有优势。
固定翼型(xíng)无人(rén)机机动(dòng)灵活、外(wài)场展开迅速(sù),操作使(shǐ)用简便(biàn),自(zì)成体(tǐ)系执行巡护、监测、定位等任务,其中的长航时无(wú)人机,具有超长续航能力,可(kě)对(duì)指(zhǐ)定区域实施(shī)不(bú)间断覆盖巡护或卫星热点侦察。旋翼型无人机(无人直升机)可以垂直起降、空中悬停(tíng)、原地转弯、侧飞、倒飞,其性能可靠(kào)、结构紧凑、便于携带、使用成本低(dī)、维护便(biàn)利,操作人员经过培训即可以灵活操控(kòng)直升机飞行(háng)。
(一)固定翼无人机在林区(qū)巡护或卫星热点侦察上(shàng)的应用
固定(dìng)翼无人机(jī)可(kě)以在(zài)目前有人机数量(liàng)较少的情况下,参与(yǔ)林区巡护或热点侦(zhēn)察。它可(kě)以按照(zhào)预设的航线(xiàn)飞行,同时使(shǐ)用任务载荷(hé)对林区作大(dà)面积的扫描、录像、拍照,可以将重点区域的图像信息传回(huí)地(dì)面,由地面传回指挥部。受(shòu)目前我(wǒ)国(guó)无人机(jī)技术影响,市场上的(de)无人机控(kòng)制半(bàn)径(jìng)最大在150Km内,虽(suī)然无人机理论上可(kě)以按(àn)照有人机一(yī)样飞大航线,但(dàn)超出控制(zhì)半径(jìng)范围(wéi),飞机完全是自(zì)主飞行,完全不可控,不可控因(yīn)素太(tài)多。因此,在控制半径以内,派出(chū)固定翼无人机对某一区域进行(háng)长时(shí)间(jiān)的巡查或热点侦察是其优势。加上无人机(jī)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(chū)无人机对此(cǐ)地区进行(háng)连续的、不间断的巡查,对(duì)火情进行(háng)早发现(xiàn)、早预报,变有(yǒu)灾为无灾、变大灾为(wéi)小灾,更是(shì)有人机不可比拟的。
(二)旋翼无人机在(zài)火场(chǎng)侦察(chá)方(fāng)面上的应(yīng)用
森林消(xiāo)防有(yǒu)人机,在对火场进行侦察或扑救时,飞机空中作业有(yǒu)效时间短,优势不(bú)能充分发挥。而利用旋(xuán)翼(yì)无人机(直升机(jī))在有人(rén)机扑救火场(chǎng)时,承(chéng)担火(huǒ)场(chǎng)侦察 任务,不仅(jǐn)能增加有人机直接扑火时间,使(shǐ)有人机空(kōng)中扑火能力得以充(chōng)分(fèn)发挥。而(ér)且还可以(yǐ)把火场适时(shí)图(tú)像(xiàng)传(chuán)至指挥部,使指挥部全(quán)方位了(le)解火场蔓延(yán)和扑救情(qíng)况, 从而及时(shí)调配兵(bīng)力和指(zhǐ)挥飞机进行扑救,真正实现地空配合。火灾扑灭后,在留守(shǒu)扑火队员清理火场,防(fáng)止复(fù)燃的情况下(xià),无人(rén)机可以搭载(zǎi)红(hóng)外探测任务(wù)载荷,对火烧(shāo)迹地进行红外探测,获取火场内(nèi)完整的地面(miàn)温度分布状态图像,从而及时发现(xiàn)存在暗火,使指挥部能及时调配(pèi)扑火队(duì)员清理暗火(huǒ),保证(zhèng)扑火队(duì)员的生命安全,有效防止火灾复燃。
四、森林消(xiāo)防无人机实际(jì)配置
一般无人机(jī)系统实(shí)现基本(běn)的应用任务、日常维(wéi)护及维修,标准(zhǔn)机组至少需要设置3个岗位(wèi),分(fèn)别是飞(fēi)行指挥(huī)员、飞行操作员、地勤人(rén)员。如(rú)果(guǒ)野外起降条件较复(fù)杂,特(tè)别是固(gù)定翼无人机还(hái)应在(zài)专门的车辆上安装弹射装置,以便(biàn)安全、快速起(qǐ)飞(fēi)。无(wú)人机操(cāo)作人员(yuán)还应接受专(zhuān)门飞行操(cāo)作培训,包括(kuò)基本的飞行原理、系(xì)统通晓、操作员维修(xiū)、模拟(nǐ)操作(zuò)等(děng)。
云南昆(kūn)明(míng)劲鹰无人机的森林防火无(wú)人机解决方案将(jiāng)无人机技术、GPS技术、高清数字图像传输技术等高新技(jì)术综合应用于(yú)森林(lín)资源管理(lǐ),以国内价(jià)格(gé)提(tí)供国际品质的优(yōu)质、稳定的(de)森林防火无人机(jī)系统。自主设计(jì)的劲(jìn)鹰1型汽油航测(cè)航拍无人机(jī)、劲(jìn)鹰2型垂直(zhí)起飞固定翼无人机、劲鹰3型可垂(chuí)直(zhí)起飞悬停固定翼(yì)无人机、劲鹰650航拍专用飞行器、劲鹰1000型八轴(zhóu)航拍航测无人(rén)机、劲鹰1600大型载重(chóng)旋翼飞行平台、劲(jìn)鹰X8120和劲(jìn)鹰S1型汽油(yóu)航测航拍水上无人(rén)机(jī)等多种型号(hào)的无人机,避免(miǎn)了原(yuán)始人工了望观察火(huǒ)情的局限,实现了林区管理数字化、科学(xué)化,大大减少了(le)林业部门的(de)费用支(zhī)出和(hé)管理成(chéng)本,提高了林区企业(yè)的(de)效(xiào)应。在监控森林火(huǒ)情的同时,还可以(yǐ)对森林资源、生态环境、森林病(bìng)虫害及(jí)野生动物等(děng)进行有效监控。
其无人机(jī)系(xì)统(tǒng)有如下优点:
1、飞机造价低,维护方便,自主知识产权,价格(gé)更(gèng)便宜;
2、点哪飞哪,具备傻瓜式操作,一键式回收;
3、清晰摄(shè)像头,清晰成(chéng)像,实(shí)时了解火险(xiǎn)数(shù)据;
4、无(wú)线(xiàn)数字传输(shū),避免野外架线;
5、可以(yǐ)组合成空中飞(fēi)行监控系统,可大范(fàn)围、多(duō)区域(yù)在森林区(qū)域进行防火侦察;
6、数字(zì)云台结合GPS,火点精确定位,险情(qíng)现(xiàn)场(chǎng)回(huí)馈,辅助抢险救(jiù)灾指挥决策;
7、人机分离,安全(quán)性高。
五(wǔ)、无人机(jī)空中管制(zhì)情况
无人机小(xiǎo)巧,也是一种飞行(háng)器,在空中飞行也需要报空管部(bù)门审(shěn)批(pī)。但是无(wú)人(rén)机更多的是在某一区(qū)域低空活(huó)动(dòng),因此需(xū)向(xiàng)空管部门申请(qǐng)区域(yù)飞(fēi)行。特别是(shì)火灾(zāi)扑救时,由于无人机(jī)和有人机都(dōu)在同一空域进行低(dī)空作业,为保证安全(quán)应成立专门的指(zhǐ)挥小组,对无人机、有人机进行统一指挥。劲(jìn)鹰无人机是(shì)空(kōng)军航管政策宣传(chuán)人(rén)及手续办(bàn)理人,只要不影响民航、军事保密及飞出(chū)国界,航飞均可获(huò)得审(shěn)批和支(zhī)持。
图示:劲鹰(yīng)X8120,大起(qǐ)飞重量80KG,空机自重11KG,任务(wù)载荷5-40KG,留空时(shí)间30-60分钟,测试起吊10公斤的灭火器,不(bú)费吹灰(huī)之力。

参考文献:
[1]李春锦,文泾,《无人机系统的(de)运行管理》;
[2]都(dōu)基焱,《无人机电视侦察目标定位(wèi)原理》;
[3]郭少东,《浅议无人机(jī)在森林航空消防中的应用(yòng)》。
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