一种灭火弹重心控制方法及其运用

技术领域

本发明涉及灭火弹领域，特别涉及一种灭火弹重心控制方法及其运用。

背景技术

空气压缩炮对装载有超细干粉的灭火弹进行试射时，灭火弹以通用式迫击弹进行设计，发现灭火弹的发射里程较短，与常规空气压缩炮的发射里程难以对应，且灭火弹在空气的运动轨迹奇怪，常常出现翻跟斗的情况。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种灭火弹重心控制方法，能够清洁高效发射灭火弹，并且灭火弹的飞行姿势稳定，装载有较多的超细干粉，且射程较远。

还提出一种根据上述方法制作的灭火弹；

还提出一种使用上述灭火弹的灭火装置。

根据本发明第一方面实施例的灭火弹重心控制方法，应用于装载有超细干粉的迫击式灭火弹，且所述灭火弹通过空气压缩炮发射，包括：

控制灭火弹装载有超细干粉的整体重心前移，所述超细干粉的理论重心位置至弹顶的长度为L1，弹体的总长为L2，L1/L2≦38.93％，且弹丸稳定储备量SM≧29％。

根据本发明实施例的灭火弹重心控制方法，至少具有如下有益效果：在灭火弹装载超细干粉通过空气压缩炮进行发射时，超细干粉在迫击炮发射时的过载力带动下，发生过载，超细干粉整体向迫击炮弹的尾部压缩，使得迫击炮弹整体的重心将向迫击炮的尾部移动，同时，空气压缩炮发射的炮弹的初速度较小，在升弧段的末端，炮弹的速度进一步地减小，使得过载力减小，迫击炮弹的整体重心又再次向迫击炮的顶部移动，发生串动，迫击炮的飞行姿势不稳，会在空中翻跟头，重心也会来回传动，进而降低迫击炮的射击里程，导致迫击炮射不远，在设计时将灭火弹的重心前移，使得迫击炮弹的重心在过载力的带动下向后移动时，也依然会移动能够令迫击炮的炮弹处于稳定状态的重心位置，使得迫击炮在飞行时，不易因为重心的影响而发生翻跟头的现象，使得迫击炮弹的飞行姿势更加稳定，能够飞得更远，且飞行稳定，射程较远。

根据本发明的一些实施例，33.49％≦L1/L2≦38.93％，29.36％≦SM≦30.06％。

根据本发明的一些实施例，L1/L2＝35.21％，SM＝29.71％。

根据本发明的一些实施例，L1/L2＝35.21％。

根据本发明的一些实施例，所述灭火弹的尾部设有8片尾翼。

根据本发明的一些实施例，所述灭火弹的壳体为玻璃钢。

根据本发明第二方面实施例的远程灭火弹，包括：由本发明第一方面实施例所述的灭火弹重心控制方法制作而成。

根据本发明实施例的远程灭火弹，至少具有如下有益效果：能够绿色环保地进行灭火。

根据本发明的一些实施例，弹体，所述弹体内设有灭火腔室，所述灭火腔室装填超细干粉灭火剂，所述弹体的外侧壁上设有玻璃钢制成的抛散壳体，所述抛散壳体与所述灭火腔室相对应，且能够在受到指定压力时破碎；中心管，设置于所述弹体内，所述中心管内设有用于放置中心药管的连接通道，所述连接通道与所述灭火腔室相连通，所述中心药管能够燃烧并产生能够撑爆所述抛散壳体的气体；引信装置，所述引信装置与所述中心药管连接，能够在距离目标物预设距离时引燃所述中心药管。

根据本发明的一些实施例，所述灭火腔室呈轴对称设置，弹体重心至弹体尾部的距离在500mm至505mm之间，所述弹体总长为827mm，所述弹体设有尾翼，所述尾翼的顶部至弹顶的距离为747mm。

根据本发明第三方面实施例的灭火装置，包括：本发明第二方面实施例所述的远程灭火弹，以及用于发射所述远程灭火弹的空气压缩式迫击炮。

根据本发明实施例的远程灭火弹，至少具有如下有益效果：

1.通过压缩空气形成的压力进行发射，无需使用火药进行发射，使用更加环保；

2.无需根据炮弹的弹程挂设所需的发射药，可直接通过空气压缩式迫击炮的空气压缩量对发射里程进行调节，使用更加简单方便。

根据本发明的一些实施例，所述空气压缩式迫击炮能够以固定射角发射所述远程灭火弹。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例远程灭火弹的示意图；

图2为本发明实施例远程灭火弹的中心管的截面示意图。

附图标号：100-弹体；110-灭火腔室；120-抛散壳体；130-点火腔室；140-前壳体；150-后壳体；200-中心管；210-连接通道；211-连通孔；300-引信装置；400-尾翼。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

迫击炮弹在飞行过程中，其轨迹呈抛物线型，包括升弧段、顶点和降弧段，在其运动时，其初速度最大点在其刚刚发射时，在迫击炮弹位于抛物线轨迹的升弧段时，迫击炮弹的速度将逐渐减小，随着速度的降低，其也将越来越不稳定，直至通过顶点，进入降弧段，在进入降弧段，迫击炮弹的速度将逐渐增加，稳定性越来越好。

通过火药发射的迫击炮弹通常具有发射装药，发射装药由基本药管和附加药包组成。基本药管由底火、纸管和速燃药组成，称为基本装药。射击时固定在尾管周围的药包，称为附加药包。附加发射药一般装在布袋内，有等重量袋装药包和环状药包两种。迫击炮弹的发射装药是可以调整的，单装一个基本药管为0号装药，每增加一个附加药包就增加一个号码数的装药，装药号数越大，意味着附加药包就越多，初速和射程也就越大。

迫击炮弹做为灭火弹使用，通过火药进行发射污染较大，且根据不同的量程需要携带不同的附加药包，使用上较为繁琐。

在常规迫击炮弹的制作时，一般在迫击炮弹的弹丸稳定储备量大于10％时，弹丸稳定储备量＝(重心位置－压心位置)/弹长，迫击炮弹即可在空中进行稳定飞行，但迫击炮弹的弹丸稳定储备量越大，迫击炮弹的重心将越靠近弹体100顶部，在长度和直径一定时，迫击炮弹的重心越靠近弹体100顶部，迫击炮弹的弹药储备量越少，在设计时，炮弹往往既需要满足弹药量，又需要满足飞行稳定姿势，故设计时，弹丸稳定储备量一般取10％，以满足最大的炮弹装载量。

同时，在通过空气压缩炮进行发射时，空气压缩炮发射的炮弹的加速度较小，难以到达附加药包发射的炮弹的加速度，故，空气压缩炮发射的炮弹的初速度小于附加药包进行发射的初速度。

并且，超细干粉是特别细的粉体，其平均粒径10微米左右。

参照图1所示，本发明第一方面实施例的灭火弹重心控制方法，应用于装载有超细干粉的迫击式灭火弹，且灭火弹通过空气压缩炮发射，包括：

控制灭火弹装载有超细干粉的整体重心前移，超细干粉的理论重心位置至弹顶的长度为L1，弹体100的总长为L2，L1/L2≦38.93％，且弹丸稳定储备量SM≧29％。

值得理解的是，在灭火弹在装载有超细干粉时，超细干粉在迫击炮发射时的过载力带动下，发生过载，超细干粉整体向迫击炮弹的尾部压缩，使得迫击炮弹整体的重心将向迫击炮的尾部移动，同时，空气压缩炮发射的炮弹的初速度较小，在升弧段的末端，炮弹的速度进一步地减小，使得过载力减小，迫击炮弹的整体重心又再次向迫击炮的顶部移动，发生串动，迫击炮的飞行姿势不稳，会在空中翻跟头，重心也会来回传动，进而降低迫击炮的射击里程，导致迫击炮射不远，在设计时将灭火弹的重心前移，使得迫击炮弹的重心在过载力的带动下向后移动时，也依然会移动能够令迫击炮的炮弹处于稳定状态的重心位置，使得迫击炮在飞行时，不易因为重心的影响而发生翻跟头的现象，使得迫击炮弹的飞行姿势更加稳定，能够飞得更远，且飞行稳定，射程较远。

其中，将重心前移，根据弹丸稳定储备量＝(重心位置－压心位置)/弹长这一计算公式，在其他数值不变的情况下，重心前移，即为弹丸稳定储备量增大，即所装载的超细干粉质量减小。

值得理解的是，通过空气压缩炮进行发射，根据压缩的空气量调节炮弹发射的里程，相较于通过附加药包内的火药发射，空气压缩炮更加清洁，无污染，且里程调节方便。

值得理解的是，空气压缩炮发射炮弹的落点精度较低，易出现偏差，但在应对山火时，山火覆盖面积大，无需较高的精度即可进行灭火，精度要求较低，空气压缩炮能够满足使用要求。

值得理解的是，通过缩小迫击炮装填超细干粉腔室的中心占弹体100总长的比例，可将炮弹的整体重心前移。

参照图1所示，33.49％≦L1/L2≦38.93％，29.36％≦SM≦30.06％。

值得理解的是，在炮弹设计时，既需要能够满足炮弹的飞行姿势，也需要能够满足炮弹装载的弹药质量，二者需要兼顾，而重心前移，即为弹丸储备量增大，弹丸稳定储备量增大，所能装载的弹药质量则越少。

参照图1所示，L1/L2＝35.21％，SM＝29.71％。

值得理解的是，在弹丸稳定储备量

参照图1所示，灭火弹的尾部设有8片尾翼400。

值得理解的是，尾翼400能够更好地辅助灭火弹在空中维持平衡。

参照图1所示，灭火弹的壳体为玻璃钢。

值得理解的是，炮弹在升弧段飞行时，超细干粉会受过载力压缩，并对壳体施压，壳体承压能力较弱时，壳体将会受到较大压力导致变形，在变形时，超细干粉将进一步地被压缩，重心进一步地后移，进而影响炮弹的飞行姿势。

值得理解的是，玻璃钢的材质较硬，不易变形，能够承受较大的过载力，以壳体在飞行时的变形，降低超细干粉进一步压缩的可能性，进而减小炮弹整体重心后移的范围。

参照图1所示，本发明第二方面实施例的远程灭火弹，包括：由本发明第一方面实施例的灭火弹重心控制方法制作而成。

值得理解的是，通过空气压缩炮进行炮弹的发射，灭火更加绿色环保。

参照图1所示，弹体100，弹体100内设有灭火腔室110，灭火腔室110装填超细干粉灭火剂，弹体100的外侧壁上设有玻璃钢制成的抛散壳体120，抛散壳体120与灭火腔室110相对应，且能够在受到指定压力时破碎；中心管200，设置于弹体100内，中心管200内设有用于放置中心药管的连接通道210，连接通道210与灭火腔室110相连通，中心药管能够燃烧并产生能够撑爆抛散壳体120的气体；引信装置300，引信装置300与中心药管连接，能够在距离目标物预设距离时引燃中心药管。

其中，位于目标物上方预设距离是指：在接近火源，但未与火源完全接触时的位置，其具体地距离是由设计人员设计的固定值，需根据实际设计情况确定。

具体地，在灭火弹发射并即将接近火源时，引信装置300将检测灭火弹与火源之间的距离，在检测到灭火弹到达火源上空的指定位置时，引信装置300将提前引爆灭火弹，使得灭火弹能够在火源上空的指定位置爆开，使得灭火剂覆盖的火源范围较广；在引爆过程中，引信装置300引燃中心药管，使得中心药管产生大量的气体，气体通过连接通道210自中心管200进入灭火腔室110中，使得灭火腔室110内的压强与外界压强相差较大，通过压强差将抛散壳体120爆开，使得灭火腔室110中的灭火剂随之爆开，以增大灭火剂在火源上空的覆盖面积，通过气压进行引爆，而并非通过炸药直接炸开，没有炸药的参与，更加绿色环保。

其中，尾翼400能够平衡灭火弹在空中的飞行姿态，使得灭火弹能够飞得更远。

其中，中心药管所需的药量的重量仅为50g，远小于常规火药引爆药的重量，进一步地提高灭火剂所占整体重量的比率。

在本实施例中，灭火腔室110呈轴对称设置，弹体100重心至弹体100尾部的距离在500mm至505mm之间，弹体100总长为827mm，弹体100设有尾翼400，尾翼400的顶部至弹顶的距离为747mm。

在本实施例中，超细干粉的实际粒径为15微米，其松密度在为0.5左右。(松密度又称堆密度，在微粉学中，指单位容积的质量，这里的容积是指微粒及微粒间空隙所占的总容积(即松容积)，轻质的药品松密度小，重质的药品松密度大，松密度小的微粒孔隙率大，松密度大的微粒孔隙率小)。

在本实施例中，灭火腔室110装填容积S＝3762281.25立方毫米；按超细干粉松密度(p1＝0.5mg/ml)可装填粉量W1＝1881克；灭火弹全弹零件重约W2＝2785克；实际装粉最多W3＝4114--4152克；(1/100的误差)，装填后振实密度p2＝4114000(W3)/3762281.25(S)＝1.1mg/ml，产品灭火剂(超细干粉)压缩比D＝(0.5-1.)/1.092*100％＝-54％。

在本实施例中，灭火弹总重为6.9kg，超细干粉的比重达到了58％，装载的干粉量更多，灭火效率更高。

由于在空气炮发射，平均压力3MP，对灭火弹推力理论上可以达480kg，已远超手工装填用力，在发射过载下超细干粉的振实密度将会进一步增大，如果壳体刚度强，不考虑变形，超细干粉压缩比将在过载作用下进一步增大，重心进一步后移，据计算干粉振实密度每增加1％，重心位置将后移0.7毫米；同时如果灭火部刚度不够，重心进一步后移，而且壳体将会变形，在较大的惯性作用下在弹体100结构薄弱处甚至会解体。

参照图1所示，引信装置300内设有点火装置，弹体100与引信装置300的相连端上设有点火腔室130，点火腔室130与连接通道210相连通，点火装置设置于点火腔室130中，以引燃连接通道210内的中心药管。

其中，点火装置可以为自发电引信，通过自发电引信对中心药管进行引燃。

具体地，通过点火装置直接引燃中心药管，使得中心药管将被直接引燃，以产生大量的气体，实现抛散壳体120的撑开。

参照图1所示，弹体100包括前壳体140和后壳体150，前壳体140与后壳体150之间通过抛散壳体120相连，并于三者内部形成灭火腔室110，前壳体140远离后壳体150的一端与引信装置300相连，且于相连端形成点火腔室130，中心管200一端设置于前壳体140上，另一端穿过灭火腔室110，并设置于后壳体150上。

具体地，通过将中心管200的一端直接卡接至前壳体140上，另一端直接卡接至后壳体150上，实现中心管200的固定，并且中心管200直接设置在弹体100的中轴线上，在中心管200中的中心药管向灭火腔室110中释放大量气体时，气体的分布更加均匀，使得弹体100能够更加均匀的炸开。

参照图1所示，中心管200为空心管，其空心部分为连接通道210，中心管200的一端伸入点火腔室130中，以连通点火腔室130与连接通道210，中心管200的另一端伸入灭火腔室110中，以连通灭火腔室110与连接通道210。

具体地，通过将中心管200设计为空心管方便中心药管的添加，同时，更方便点火装置与中心药管相接，实现中心药管的引燃，使用更加可靠。

参照图1与图2所示，中心管200位于灭火腔室110内的连接侧壁上设有多个孔组，两孔组之间沿中心管200的径向方向呈夹角设置，孔组包括多个连通孔211，连通孔211沿中心管200的轴向方向依次间隔分布。

具体地，通过设置多个孔组，在中心药管进行燃烧时，其产生的气体将通过各孔组的连通孔211均匀传递至灭火腔室110中，使得灭火腔室110的受压均匀，其在爆开时，使得灭火剂的覆盖范围更加均匀，更有利于灭火剂的高效使用，提高灭火的效率。

参照图1与图2所示，连通孔211朝向灭火腔室110内的抛散壳体120设置。

具体地，通过将连通孔211朝向抛散壳体120设置，使得中心药管所产生气体能够直接朝向抛散壳体120喷洒，其气体的压强能够更好地撑开抛散壳体120，实现灭火剂的范围覆盖，相较于火药爆炸撑开，更加绿色环保，且火药爆炸撑开易造成灭火剂的损耗，通过气体撑开，灭火剂的使用率更高。

参照图1所示，抛散壳体120为玻璃钢壳体。

值得理解的是，在引爆时，抛散壳体120需要能够在承受压力后直接爆开，以使得超细干粉随着爆开的气体向外扩散，以覆盖较大面积，灭火范围更大。

所以，选用玻璃钢制作壳体，能够避免受压变形，有能够在需要爆开时，直接爆碎，便于超细干粉进行灭火，同时，爆碎的玻璃钢会呈块状碎裂，自身势能较大，飞行的距离也有限，不易飞溅得特别远而误伤附近的人员，使用更加安全。

参照图1所示，引信装置300内设有能够拆卸的保险装置，保险装置用于防止引信装置300触发。

具体地，灭火弹在使用时，只有拔出保险装置后，引信装置300能够被正常触发，以方便灭火弹的运输，防止引信装置300误触，提高安全性能。

参照图1所示，根据本发明第三方面实施例的灭火装置，包括：本发明第二方面实施例的远程灭火弹，以及用于发射远程灭火弹的空气压缩式迫击炮。

值得理解的是，通过压缩空气形成的压力进行发射，无需使用火药进行发射，使用更加环保；无需根据炮弹的弹程挂设所需的发射药，可直接通过空气压缩式迫击炮的空气压缩量对发射里程进行调节，使用更加简单方便。

参照图1所示，空气压缩式迫击炮能够以固定射角发射远程灭火弹。

具体地，在灭火弹发射时，能够以固定的射角进行发射，而通过空气压缩的压强值对灭火弹的发射距离进行调整，操作更加简单，仅需调节灭火装置的压强值即可，更方便实际灭火的使用。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。