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从上方扑灭野火的消防无人机

2023-06-11 00:22:20

一种新型消防无人机,其目的是在大火变成特大火灾之前用水将大火扑灭。


一个静止、炎热的五月下午,一堆汽车大小的灌木丛着火了。火光越升越高,天上骤然降下滔天大水。


然而,这不是雨。一架大型无人机在上方约 15 米处盘旋,一根防火软管悬挂在它的腹部。当无人机操作员从消防车(设备的水源)后面控制设备时,软管两侧的一对喷嘴用水喷射火焰。大约两分半钟后,火就被扑灭了。


这种重 21 公斤(46 磅)的无人机被称为 Sap,是扑灭极端野火的最新工具之一。无人机重量轻,易于操作,在低空也很灵活。主要由碳纤维制成,可以俯冲到对消防员来说太危险或太难进入的地方。


“这是消防的未来”,驾驶着他的黑色电动汽车经过长满桉树的山坡。我们正在努力将机器人技术应用于野火管理。因为我们必须抓住每一个机会来防止人们在救火过程中丧生,所以我们需要尝试。


消防无人机测试发生在爆发的一系列野火中,导致数千人撤离。预计今年将遭受有记录以来最大的野火烧毁面积。今年早些时候,在热浪中遭受了数百起危险的野火袭击。


这架无人机的部分灵感来自飞行板,它是全球寻求设计新技术的一部分,这些新技术可以帮助改善野火的检测和阻止方式。生活在对下一场大火的期待中。大约 70% 的自治市是森林。


在演示地点,远方耸立着翠绿色的山脉,茂密的新春植物。一排风力涡轮机在他们上方升起。

在这里的南部和东部,2017 年发生了两次 重大野火事件,造成 117 人死亡,其中包括一名消防员。第一次风暴于 6 月横扫,造成 66 人死亡、253 人受伤,并烧毁了 131,000 英亩的土地。根据2019 年的一项研究,气候变化以当年异常干旱和高温的形式在大火上留下了印记。2017 年让我们大开眼界。


今年再次陷入困境,因为持续的干旱、4 月份创纪录的热浪和新兴的厄尔尼诺现象共同创造了完美的条件 - 干燥和炎热 - 在现在从春天持续的野火季节点燃大火直到秋天。根据自然保护和森林研究所的数据,今年已经有超过17 英亩的土地被烧毁。


海洋与大气研究所的高级遥感研究员说,虽然很难预测这个野火季节会有多严重,但干旱可能会在今年夏天被更多的热浪打断,这意味着社区应该做好准备。 。每年都会遭受破纪录的热浪。“存在着火和扩散的风险。


随着气候变化加速和开发逐渐靠近森林,野火风险将继续飙升。一份2018 年的报告指出,每十年的总燃烧面积在 1980 年代至 2000 年代翻了一番,达到 150,000 公顷(370,000 英亩),并可能在未来十年增加到 500,000 公顷(1,200,000 英亩)或更多。


许多原生森林已经进化到可以抵御火灾,并且在某些情况下需要它,但大部分森林已被桉树或松树种植园所取代。1995 年至 2018 年间,桉树覆盖面积翻了一番。


虽然的演示只用了几分钟,但原型的开发却花了将近四年的时间。团队尝试的第一根软管烧毁了。必须调整喷嘴以产生足够强的压力以有效扑灭火势。但是强大的压力使 PVC 喷嘴爆裂,因此团队改用更重但更耐用的不锈钢。经过几次测试,他们发现需要两股对称的喷射流,喷嘴两侧各有一股,以保持飞行器在火焰上方 50 米处悬停时保持稳定和平衡。


将原型变成一种产品,应急响应机构可以将其添加到他们的消防武器库中。目前的原型机只能在高空停留 17 到 24钟。


想让它对用户更加友好。它太大了,很容易操纵,但需要非常冷静和专业的人。


即使有了更大的发动机和其他改进,无人机的最佳用途可能仍然是扑灭早期或晚期火灾——它不会取代有人驾驶直升机和“水上轰炸机”飞机等传统空中消防设备。对于这些,无人机将不会做任何事情,因为火势已经不成比例,因此它不会有用。不过,所有大火都是从小火开始的,研究人员发现,当存在易燃物条件时,这种无人机可以帮助进行的早期扑灭是至关重要的。


尽管如此,消防无人机仍处于早期阶段——目前仅用于试射,还没有真正投入使用。


从荒地的角度来看,无人机的适用性有限。几乎任何工具都可以帮助拯救荒地和荒地城市界面消防中的生命,每一个现有的或潜在的工具都值得探索。但是消防水带和水很重,所以我相信通过这种设计可以输送的水量是有限的。除了非常早期的阶段,在所有阶段扑灭野火都需要相当多的水。


该设计似乎需要相对靠近水源,这也会限制其在难以接近的野火中的使用。“也许它在‘太危险而无法接近’的火灾中使用更有用——例如涉及化学品或爆炸物的火灾。


随着气候变化的恶化,对帮助管理野火的新技术的需求只会增加。


更严重和更频繁的干旱和热浪正在使世界各地的森林越来越容易受到大规模、猛烈的野火的影响。我们拥有让野火失控的所有条件。


其他高科技工具的组合正在努力帮助保护世界各地的消防员和社区免受野火的伤害。另一种类型的无人机已在俄使用,它使用的传感器和摄像头可以帮助探测和跟踪火情,让消防员能够确定将资源集中在哪里。研究人员的原型机采用热像仪,可以检测风速和风向,并预测火势蔓延的位置。还有一个项目已经商业化,它使用可以连接到头盔的热成像摄像机来帮助消防员看穿烟雾和火焰。


一些最重要的进步是在卫星技术领域。温度、湿度、植被和地形等卫星数据提供数字地图,使消防员能够在进入火灾前监测和评估火灾。利用卫星数据,我们可以识别地面上的热点,我们还可以描述它们的强度。所以我们可以说这些火势变得难以控制的可能性有多大。


天空中最新一代的眼睛可以每五分钟从地球上空 36,000 公里的地方拍摄同一地点的图像。科学家们希望在未来几年将这一时间差距进一步缩小到 2.5 分钟。轨道更近的卫星,大约 800 公里,现在可以读取地球表面低至10 米的信息。更好的传感器也在提高图像质量。我们可以更详细地看到表面。这意味着我们可以在早期阶段识别这些火灾。

技术还不能做的一件事是准确预测野火的行为方式——随着气候变化,火灾变得越来越大,越来越难以预测,这一数据缺口尤其令人担忧。


地面上的消防员需要知道风的变化是否会加速火势蔓延或将火势朝某个方向推进。但在人工智能的帮助下,专家们正在研究将植被状况和其他因素的卫星数据与无人机观测和天气数据相结合的方法。


我们想要做的是模拟火灾可能如何发展并实时演变。这并不容易。但这就是圣杯。


成功完成了无人机演示,道路左侧的一群工人。他们正在清除灌木、树木和高草,在道路和森林之间创建缓冲区,这是2017 年后减少野火风险战略的一部分。

即使最近消防技术取得了所有进步,最好的防御措施还是首先防止特大火灾发生。


一个烟蒂从车窗扔出去就可能引发一场大火——清除的潜在燃料越多,消防员就越不需要无人机来保护他们免受难以触及的小火的袭击,这些小火会变成极端那些。






源:BBC


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