[发明专利]高可重复性的山火直升机灭火试验系统及方法

说明书

本发明公开了一种高可重复性的山火直升机灭火试验系统，该系统包括：火源模块、灭火模块和测量模块；火源模块包括至少由多个呈两列平行摆放的标准木垛组成的木垛阵列；灭火模块包括携带直升机灭火装置的直升机；测量模块包括分别布置在多个标准木垛间的用于测量火场不同位置及不同高度处的温度、辐射热和流场的多个热电偶组、多个辐射热量密度仪组和皮托管阵列；测量模块还包括数据中心，数据中心分别与多个热电偶组、多个辐射热量密度仪组和皮托管阵列相连并获取试验数据，试验数据为：火场不同位置及不同高度处的温度、辐射热和流场数据。本发明可以便捷地采集不同条件耦合时的燃烧场内的山火温度、热流密度和气流场数据，利于直升机灭火研究。

技术领域

本发明涉及电网防山火技术领域，尤其涉及一种高可重复性的山火直升机灭火试验系统及方法。

背景技术

山火灾害是电网安全运行的重大危害。2017-2020年美国加州等地区每年发生大范围山火，上千万人口停电。中国年均山火高达7万多起。长南线等特高压线路多次因山火跳闸长时间停电。2013年春节，湖南电网一天就有18条220kV及以上线路山火跳闸。山火跳闸统计表明：山火在0.5至1.5小时内引发线路跳闸。2009年以来，研究单位开展了输电线路山火的跳闸机理、人为山火预测、卫星广域监测、地面高效灭火等方面研究，尤其是电网防灾减灾实验室发明了防复燃灭火剂和高扬程带电灭火平台，压力达12MPa，输水高度500m，对降低输电线路山火跳闸次数发挥了重要作用。

但输电线路山火点多面广，应急时限性要求极高，现有电网防山火体系存在以下问题：一是极轨卫星火点广域监测有延时，且极轨、同步卫星均受火场面积、云层遮挡等影响，存在漏报的可能；二是清明、春节等山火高发期乡村道路堵塞严重，地面灭火装备沿公路行驶时间长达数小时，赶到现场线路已跳闸；三是山火蔓延后，灭火人员存在伤亡风险，如2019、2020年四川凉山山火分别导致30、19名消防人员牺牲。

因此，直升机在电网作业的应用逐步增多，其应急距离达200km，不受交通、地形限制，人员不直接与火场接触，可保障灭火人员安全。因此，急需创建电网山火直升机灭火技术体系及装备。美国、加拿大等航空产业发达的国家使用米26、S-64等直升机用于大型森林火灾的扑救，近年我国也逐渐使用K32等中型直升机开展航空护林工作。但现有直升机灭火的是同一灭火策略，没有针对不同火场采取差异化方案，灭火效率还可以进一步提升。其原因在于没有可用于辨识影响直升机灭火效率关键因素的试验方法，也无法找到直升机灭火效率与关键因素的规律。

然而准确识别直升机灭火效率关键因素存在以下技术问题：

(1)没有准确表征真型输电线路山火强度的指标。

(2)直升机、吊桶、灭火水剂同时作用于山火现场，无法解耦识别这三者分别对火场的作用大小。

发明内容

本发明提供了一种高可重复性的山火直升机灭火试验系统及方法，用以解决目前缺乏可用于辨识影响直升机灭火效率关键因素试验方法的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高可重复性的山火直升机灭火试验系统，包括：火源模块、灭火模块和测量模块；火源模块包括至少由多个呈两列平行摆放的标准木垛组成的木垛阵列；灭火模块包括携带直升机灭火装置的直升机；

测量模块包括分别布置在多个标准木垛间的用于测量火场不同位置及不同高度处的温度、辐射热和流场的多个热电偶组、多个辐射热量密度仪组和皮托管阵列；

测量模块还包括数据中心，数据中心分别与多个热电偶组、多个辐射热量密度仪组和皮托管阵列相连并获取试验数据，试验数据包括：火场不同位置及不同高度处的温度、辐射热和流场数据。

作为本发明的方法的进一步改进：