一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法与流程

本发明属于森林火灾航空防治领域，涉及一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法，包括森林火场景、任务规划、投水量计算、火焰抑制、覆盖率等指标。

背景技术：

1、申请人经研究发现：森林火灾存在火势蔓延速度快、着火时间长、灭火难度大、破坏力强等特征。当前主要采取窒息法、冷却法、隔离可燃物等方式。其中，冷却法主要采用覆盖湿土和洒水等方法。

2、在洒水方法中，灭火飞机投水效果是一项衡量灭火飞机性能的关键指标。然而，但该指标影响因素众多，全面系统的评估需要大量的飞机投水特性、火势强度、燃料特性等方面的数据，而森林火灾具备突发性，这些数据难以在真实的火场收集。因此，目前飞机投水效果主要通过人工经验进行粗判断，尚未形成系统的飞机灭火效能评价方法和指标体系。

技术实现思路

1、本发明的目的是：

2、制定一种固定翼飞机灭火综合能力评价模型，并定义演示验证评价的方法。

3、本发明的技术方案是：

4、一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法，研究我国林区、固定翼飞机汲水灭火可用水源、机场分布，建立固定翼飞机投水灭火典型任务场景；根据典型任务场景，合理规划飞机灭火典型任务剖面；根据飞机投水特性，进行飞行性能分析，计算飞机投水次数、投水量、任务时间、燃油消耗等指标；依据性能计算结果，分析固定翼飞机投水灭火小时投水量、单次加油总投水量、总投水次数、任务时间等效能指标。

5、所述林区主要包括火灾高危区和火灾高风险区，在我国主要分布在东北和西南林区。

6、采用飞行试验的方法研究飞机单次投水量(构筑水线的速率)、分布方位(飞机投水的位置与目标的差异)、覆盖水平(对主要燃烧点的覆盖)、对火势的影响(降低火势、降低火势蔓延、持续灭火的时间)等特性。

7、本发明描述了一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法，具体包括以下步骤：

8、1)定义典型典型森林灭火任务场景。定义火场、机场、水源等飞机执行森林灭火任务典型要素特性及相对位置，定义不同灭火方式、投水策略、投水模式，建立固定翼飞机投水灭火典型任务场景。

9、2)规划典型任务。根据1)分析结果，根据飞行重量特性和性能需求合理规划固定翼飞机初始加油量及单次汲水量。

10、3)飞行性能计算。根据1)和2)结果，计算各类典型灭火模式和任务场景下飞机单次飞行的耗油量、投水次数、投水量、运行时间等任务性能指标。

11、4)分析固定翼飞机投水综合效果。依据3)计算结果，分析飞机灭火小时投水量、单次加油总投水量、总投水次数、任务时间等效能指标。

12、5)效能综合评估。基于adc模型，构建综合灭火效能基础模型：

13、e＝a*d*c

14、a—有效性

15、a＝出勤可靠度

16、d—任务完成率。

17、d＝投水命中率

18、c—投水能力

19、投水能力模型：

20、c＝(g单*n)/t总

21、e值以大为优。

22、n—总投水次数

23、n＝(a/w)*(b/l)＝n1+n2+.....

24、b隔离带长度

25、l—单次投水有效水带长度

26、l＝水量覆盖厚度达到1.7mm以上的长度

27、a隔离带宽度

28、w—单次投水有效水带宽度

29、w＝水量覆盖厚度达到1.7mm以上的宽度

30、n1—单次任务投水次数

31、n1＝(f0-f1-f2-f备)/f单

32、n2—再次出动投水次数

33、n2＝(a/w)*(b/l)-n1

34、n2—再次出动投水次数

35、t总—总投水时间

36、t总＝t首+t1+t2+t单*n1+t0+t1+t2+t单*n2+......

37、若n2为0时，则不需考虑t0+t1+t2+t单*n2

38、t首—首次出动准备时间；

39、t1—机场至水源飞行时间；

40、t2—火场至基地飞行时间；

41、t单—往返水源和火场的时间；

42、t0—再次出动准备时间；

43、g单—单次投水量

44、f0—初始载油量任务所需油量

45、f1—基地到水源地耗油量

46、f2—火场返回基地的耗油量

47、f单—单次往返水源、火场的耗油量

48、6)根据单架机灭火效果，参考东北林区、西南林区的火灾分布、面积、频次等特点，提出固定翼飞机配置建议。

49、本发明的有益效果：

50、本发明的固定翼灭火飞机投水效果评价方法，通过研究固定翼飞机森林灭火典型任务场景，合理规划灭火任务，计算飞机投水量，制定一种综合能力评价模型，评估固定翼飞机投水灭火效果。

51、基于我国森林防火重点区域及周边固定翼飞机可用机场和水源分布，避免评价和对比方法不适于我国国情。该评价方法中所涉及的飞机典型任务剖面定义、任务规划等可为飞机设计过程提供功能、性能的重要参考。能初步综合评估固定翼灭火飞机投水效果，并为装备采购和配置提供参考。

技术特征：

1.一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s5步骤包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1步骤包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述典型灭火模式包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，其中：

技术总结
本发明提出了一种固定翼灭火飞机投水效果评价方法，包括：S1，基于我国森林防火重点区域及周边固定翼飞机可用机场和水源分布，定义典型森林灭火任务场景；S2，根据飞行重量特性和性能需求，规划固定翼飞机初始加油量及单次汲水量；S3，根据典型森林灭火任务场景、固定翼飞机初始加油量及单次汲水量，计算各类典型灭火模式和任务场景下飞机单次飞行的耗油量、投水次数、投水量、运行时间的任务性能指标；S4，分析飞机灭火小时投水量、单次加油总投水量、总投水次数、任务时间的效能指标；S5，基于ADC模型，进行效能综合评估。本方法基于我国森林防火重点区域及周边固定翼飞机可用机场和水源分布，可综合、准确评估固定翼灭火飞机投水效果。

技术研发人员：闫光巍,李亮,陈孝明
受保护的技术使用者：中航通飞华南飞机工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13