行業科普-無人機水上救援及如何精準拋投救生圈
2024年入汛以來,廣東、廣西、江西、湖南、福建、黑龍江、新疆等21個省份共有538條河流發生超警以上洪水.
在防汛抗災的第一線,不僅有救援人員的全力以赴,還有科技力量加持:無人機、衛星通訊等眾多“硬核”科技集中亮相,在防汛抗災中發揮了重要作用,助力抗災人員筑起汛期“安全堤壩”。
無人機水上救援
1.空中偵察:目標監測、預警和跟蹤,遠距離目標定位,快捷穿越山區地帶、江河等人員難以出入的地方,將現場的音視頻及相關數據信息配合衛星通信系統傳輸到防汛指揮中心。
2.隔空對話:在空中搜索受困人員,定位到受困人員具體位置后,運用無人機高音喇叭將緊急救援方式通知受困人員,并與受困人員深入開展即時隔空對話。
3.應急照明:在夜間搜救被困群眾,搭載探照燈給救援人員進行指引和輔助照明,不受地形限制,提供移動光源;夜間發現管涌、潰堤等險情時,可以利用無人機搭載照明設備為搶險救援人員提供高空應急光源。
4.拋投物資:攜帶救生設備或救災物資,進行可視投送,實時回傳圖像到指揮部,實現應急救災物資或救援裝具的精確投放, 為被困人員爭取等待救援時間。
5.人員搜救:利用中大型無人直升機大載重、高集成性和多任務能力,攜帶關鍵設備與任務載荷,突破地域限制,實現人員轉移救助、山洪地質災害等風險區人員轉移避險、江心島被困人員轉移、落水人員救援、城鎮內澇應急救援、應急資源預置、危化品運輸救援等。
無人機如何精準拋投救生圈
1.水平空投:適用于固定翼無人機。在實際執行時,精確計算出固定翼無人機在巡航高度上的釋放位置。被釋放后救生圈的下落運動可抽象為一個具有水平初速度的平拋運動,它在豎直方向上受重力和空氣阻力,而水平方向上僅受空氣阻力,因此可通過設計理論模型來計算下落時長和水平位移,并不斷優化,從而推算出最佳釋放位置。
2.懸停空投:適用于旋翼無人機。飛抵目標正上方后先懸停,隨后緩慢下降高度,同時保證沒有較大的水平位移。到達合適的高度后釋放拋投物,使其自由下墜并最終落到預定目標位置。與水平空投類似,可通過建立理論模型來計算下落時長和水平位移的關系,并進一步計算出在不同風速下符合精準度要求的最大釋放高度。
在實際應用中,兩者都需要預先建立理論模型來計算救生圈下落時長和水平位移,從而推算出最佳釋放位置或最大釋放高度,以達到精確拋投的目標。
現有民用復合翼無人機結合了旋翼無人機的垂直起降和懸停能力,以及固定翼的巡航能力,其在實施救生圈拋投上具有很大的潛力:當發現遇險人員后,可以根據現場條件,選擇水平空投或懸停空投,以提高拋投的精準性。
會飛的救生圈
“飛行救生圈”采用‘無人機+救生圈’原理,最大速度可以達12米/秒,重量僅4kg,方便攜帶,可應用于洪澇、海面、夜晚以及風浪環境中的快速救援。
在作業時,救援者只需通過手柄控制,即可精準將“飛行救生圈”拋投至落水者身邊,有效避免了風力及水面環境對于施救的影響。救生圈上的槳葉在接觸水面后將快速鎖定,可有效避免二次傷害。同時,救生圈上還配置防水相機,對肉眼看不清楚的地方,搜救畫面也可實時回傳。