低頻聲波滅火技術(shù)在消防無人機(jī)中的應(yīng)用

唐甜甜 李翠玉

摘要：火災(zāi)無情，但每年的火災(zāi)發(fā)生率仍然居高不下，每次火災(zāi)的發(fā)生都伴隨著慘重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。面對火災(zāi)，傳統(tǒng)的消防滅火器不僅不能完全適用于各類火災(zāi)場景，還會對環(huán)境造成二次污染。根據(jù)聲波的特性，可將30-50Hz的聲波滅火器應(yīng)用在消防無人機(jī)上，同時結(jié)合無人機(jī)體積小、機(jī)動靈活、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點，無需其它滅火介質(zhì)，不會對環(huán)境造成二次污染，也不會對物品造成二次破壞，這樣，就大大提高了滅火效率，挽回了更多生命與財產(chǎn)損失，因此研究聲波滅火技術(shù)在消防無人機(jī)中的應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：低頻;聲波滅火;消防;滅火劑;無人機(jī)

1.概述

1.1 消防無人機(jī)概述

無人機(jī)的技術(shù)在當(dāng)今已發(fā)展越來越成熟，受到了廣泛重視并被應(yīng)用于各種領(lǐng)域。同時運用傳感技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等，就可以研發(fā)出諸多消防無人機(jī)，用來偵查火情、監(jiān)控追蹤、輔助滅火與人員輔助救援等。通過在無人機(jī)上搭載災(zāi)情偵察模塊可實時監(jiān)測現(xiàn)場火情，其中偵查模塊包括：火災(zāi)周圍溫度場、有毒有害氣體濃度、現(xiàn)場影像等。目前，消防無人機(jī)均可垂直起降，其滅火方式多是通過無人機(jī)噴射水或滅火劑，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)打擊著火點，但這種滅火方式使得飛行載具在續(xù)航、載重、避障等方面也受到一定限制，在實際滅火中也顯現(xiàn)出了一些問題和待深入完善的地方。

1.2 火災(zāi)遇險救援概述

據(jù)統(tǒng)計，從火災(zāi)撲救情況看，有54.4%的火災(zāi)在30分鐘內(nèi)被迅速撲滅，26.4%的火災(zāi)在30分鐘至1個小時內(nèi)被撲滅，只有7.1%的火災(zāi)撲救時間超過2個小時。也就是說若能盡早發(fā)現(xiàn)初起火源并迅速撲滅，就不會釀造更大火災(zāi)，造成更多的損失。同時由于火災(zāi)的突發(fā)性，受困群眾缺乏人員疏散指令，在高溫炙烤、聲音嘈雜、緊張混亂或漆黑的復(fù)雜火災(zāi)環(huán)境下，大部分人表現(xiàn)為思緒不清晰，失去正確的判斷力，不能自控的驚慌、盲從他人隨波逐流。因此，要打破當(dāng)前火災(zāi)搜救仍然存在的局限性，研究與發(fā)展更加先進(jìn)的火災(zāi)遇險搜救設(shè)備十分重要。

2.低頻聲波滅火技術(shù)的優(yōu)勢

我們知道消防工作最常用的滅火工具之一就是滅火器，而按滅火器內(nèi)部所填充的滅火劑類型，可將滅火器分為：泡沫、二氧化碳、干粉、清水鹵代烷等。但無論滅火器有多少種，雖都有一定的滅火效果，但是共同存在幾個缺點：①使用滅火器時務(wù)必根據(jù)每種滅火器的正確操作步驟進(jìn)行規(guī)范滅火。如：使用二氧化碳滅火器不能直接用手抓喇叭筒外壁或金屬連接管，以防二氧化碳大量吸熱使手凍傷。滅火者在滅火完成后必須迅速離開，防止窒息。②各個滅火器都有一定的滅火局限，不是完全適用于各種火災(zāi)場景。如：干粉滅火器只適用于易燃、可燃液體、氣體及電器的初起火災(zāi)，但都不能撲救金屬燃燒的火災(zāi)。③這種傳統(tǒng)的滅火器需要定期維護(hù)，費時費力。④滅火器存在保質(zhì)期，如若長時間未使用，存在資源浪費現(xiàn)象。而我們正研究的低頻聲波滅火技術(shù)是根據(jù)聲音在空氣中以縱波形式傳播并可以改變介質(zhì)的疏密程度的原理，因此能夠使氧氣與火源隔離，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：①聲波滅火適用范圍廣泛。②安全衛(wèi)生又高效，不會對環(huán)境造成二次污染，也不會對物品造成二次破壞。③沒有保質(zhì)期，有電即用。④不需要定期維護(hù)。

3.低頻聲波滅火無人機(jī)的研究

低頻聲波滅火作為一種新型的滅火技術(shù)，很多人都持懷疑的態(tài)度，認(rèn)為聲波就能滅火？眾所周知，燃燒需要氧氣，而事實證明聲波通過改變空氣中氧氣的疏密程度，就真的能夠使火源隔離氧氣，熄滅初起火源。盡管它不能夠熄滅熊熊大火，但是我們可以通過思考來改變這一弊端，即將這一技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)察滅火一體式的消防無人機(jī)，時刻監(jiān)測火情，一旦發(fā)現(xiàn)初期火源便即刻飛至著火點，對準(zhǔn)初期火源發(fā)出低頻聲波進(jìn)行滅火，第一時間緊急滅火，避免火勢兇猛，造成難以挽回的損失，這就成功彌補(bǔ)了弊端。相比傳統(tǒng)的消防滅火器，低頻聲波滅火無人機(jī)盡顯出優(yōu)勢：

（1）經(jīng)濟(jì)性。在滅火前期，消防無人機(jī)不再需要進(jìn)行定期更換滅火劑等繁瑣的人工維護(hù)，更不需要載重大量昂貴的消防滅火劑。不僅節(jié)約了人力物力，而且降低了對消防無人機(jī)的性能要求。

（2）實用性。在滅火過程中，不論遇到的火災(zāi)是何種原因引起，消防無人機(jī)都可以通過發(fā)出30-50Hz的低頻聲波對準(zhǔn)火源進(jìn)行快速滅火，沒有A類、B類、C類等的火災(zāi)類型限制，不會造成物品二次的二次破壞。

（3）安全性。在突發(fā)的火災(zāi)面前，大多數(shù)人們都是慌亂的，增設(shè)低頻聲波滅火無人機(jī)的語音疏散人群或逃生路線投影功能，可大大增加火災(zāi)救援成功率。

（4）環(huán)保性。在用聲波進(jìn)行滅火時，不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，不會對環(huán)境污染造成任何影響。

4.結(jié)束語

現(xiàn)代生活中居高不下的火災(zāi)發(fā)生率使得當(dāng)今國家和人民越來越注重視消防工作，而傳統(tǒng)的消防產(chǎn)品卻暴露出種種局限性，因此更加人機(jī)化的智能化產(chǎn)品成為今后市場發(fā)展的趨勢。無人機(jī)因其機(jī)動靈活、快速響應(yīng)等特性，在消防救援工作中具有巨大的應(yīng)用前景，其在消防領(lǐng)域的應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。而聲波滅火技術(shù)已顯示出巨大優(yōu)勢，要使這種聲波滅火消防無人機(jī)發(fā)展更加成熟，還需要消防單位和研發(fā)部門共同努力將其綜合效益最大化，只有這樣，在無情的火災(zāi)面前我們才會顯得不那么弱小而無助。

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作者簡介：唐甜甜（1996.12-）女，漢族，河北省唐山人，湖北工業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計學(xué)院，19級在讀研究生，碩士學(xué)位，專業(yè)：工業(yè)設(shè)計，研究方向：藝術(shù)設(shè)計。