低频声波灭火技术在消防无人机中的应用

唐甜甜 李翠玉

摘要：火灾无情，但每年的火灾发生率仍然居高不下，每次火灾的发生都伴随着惨重的人员伤亡和财产损失。面对火灾，传统的消防灭火器不仅不能完全适用于各类火灾场景，还会对环境造成二次污染。根据声波的特性，可将30-50Hz的声波灭火器应用在消防无人机上，同时结合无人机体積小、机动灵活、精准度高等优点，无需其它灭火介质，不会对环境造成二次污染，也不会对物品造成二次破坏，这样，就大大提高了灭火效率，挽回了更多生命与财产损失，因此研究声波灭火技术在消防无人机中的应用具有重大的现实意义。

关键词：低频;声波灭火;消防;灭火剂;无人机

1.概述

1.1 消防无人机概述

无人机的技术在当今已发展越来越成熟，受到了广泛重视并被应用于各种领域。同时运用传感技术、无人机技术、现代通信技术等，就可以研发出诸多消防无人机，用来侦查火情、监控追踪、辅助灭火与人员辅助救援等。通过在无人机上搭载灾情侦察模块可实时监测现场火情，其中侦查模块包括：火灾周围温度场、有毒有害气体浓度、现场影像等。目前，消防无人机均可垂直起降，其灭火方式多是通过无人机喷射水或灭火剂，可以实现远距离精准打击着火点，但这种灭火方式使得飞行载具在续航、载重、避障等方面也受到一定限制，在实际灭火中也显现出了一些问题和待深入完善的地方。

1.2 火灾遇险救援概述

据统计，从火灾扑救情况看，有54.4%的火灾在30分钟内被迅速扑灭，26.4%的火灾在30分钟至1个小时内被扑灭，只有7.1%的火灾扑救时间超过2个小时。也就是说若能尽早发现初起火源并迅速扑灭，就不会酿造更大火灾，造成更多的损失。同时由于火灾的突发性，受困群众缺乏人员疏散指令，在高温炙烤、声音嘈杂、紧张混乱或漆黑的复杂火灾环境下，大部分人表现为思绪不清晰，失去正确的判断力，不能自控的惊慌、盲从他人随波逐流。因此，要打破当前火灾搜救仍然存在的局限性，研究与发展更加先进的火灾遇险搜救设备十分重要。

2.低频声波灭火技术的优势

我们知道消防工作最常用的灭火工具之一就是灭火器，而按灭火器内部所填充的灭火剂类型，可将灭火器分为：泡沫、二氧化碳、干粉、清水卤代烷等。但无论灭火器有多少种，虽都有一定的灭火效果，但是共同存在几个缺点：①使用灭火器时务必根据每种灭火器的正确操作步骤进行规范灭火。如：使用二氧化碳灭火器不能直接用手抓喇叭筒外壁或金属连接管，以防二氧化碳大量吸热使手冻伤。灭火者在灭火完成后必须迅速离开，防止窒息。②各个灭火器都有一定的灭火局限，不是完全适用于各种火灾场景。如：干粉灭火器只适用于易燃、可燃液体、气体及电器的初起火灾，但都不能扑救金属燃烧的火灾。③这种传统的灭火器需要定期维护，费时费力。④灭火器存在保质期，如若长时间未使用，存在资源浪费现象。而我们正研究的低频声波灭火技术是根据声音在空气中以纵波形式传播并可以改变介质的疏密程度的原理，因此能够使氧气与火源隔离，其优势主要体现在：①声波灭火适用范围广泛。②安全卫生又高效，不会对环境造成二次污染，也不会对物品造成二次破坏。③没有保质期，有电即用。④不需要定期维护。

3.低频声波灭火无人机的研究

低频声波灭火作为一种新型的灭火技术，很多人都持怀疑的态度，认为声波就能灭火？众所周知，燃烧需要氧气，而事实证明声波通过改变空气中氧气的疏密程度，就真的能够使火源隔离氧气，熄灭初起火源。尽管它不能够熄灭熊熊大火，但是我们可以通过思考来改变这一弊端，即将这一技术应用于监察灭火一体式的消防无人机，时刻监测火情，一旦发现初期火源便即刻飞至着火点，对准初期火源发出低频声波进行灭火，第一时间紧急灭火，避免火势凶猛，造成难以挽回的损失，这就成功弥补了弊端。相比传统的消防灭火器，低频声波灭火无人机尽显出优势：

（1）经济性。在灭火前期，消防无人机不再需要进行定期更换灭火剂等繁琐的人工维护，更不需要载重大量昂贵的消防灭火剂。不仅节约了人力物力，而且降低了对消防无人机的性能要求。

（2）实用性。在灭火过程中，不论遇到的火灾是何种原因引起，消防无人机都可以通过发出30-50Hz的低频声波对准火源进行快速灭火，没有A类、B类、C类等的火灾类型限制，不会造成物品二次的二次破坏。

（3）安全性。在突发的火灾面前，大多数人们都是慌乱的，增设低频声波灭火无人机的语音疏散人群或逃生路线投影功能，可大大增加火灾救援成功率。

（4）环保性。在用声波进行灭火时，不会产生任何有害物质，不会对环境污染造成任何影响。

4.结束语

现代生活中居高不下的火灾发生率使得当今国家和人民越来越注重视消防工作，而传统的消防产品却暴露出种种局限性，因此更加人机化的智能化产品成为今后市场发展的趋势。无人机因其机动灵活、快速响应等特性，在消防救援工作中具有巨大的应用前景，其在消防领域的应用意义深远。而声波灭火技术已显示出巨大优势，要使这种声波灭火消防无人机发展更加成熟，还需要消防单位和研发部门共同努力将其综合效益最大化，只有这样，在无情的火灾面前我们才会显得不那么弱小而无助。

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作者简介：唐甜甜（1996.12-）女，汉族，河北省唐山人，湖北工业大学工业设计学院，19级在读研究生，硕士学位，专业：工业设计，研究方向：艺术设计。