烈火战士装备 (烈火英雄的消防全套装备)

最近除了小魔童狂刷30多亿的票房,还有一部根据“大连7·16油爆火灾”真实事件改编的《烈火英雄》正在热映,而影片中,烈火英雄们的新装备——消防无人机也高调亮相:在剧情行进到观众都静息以待的时刻,三架灭火无人机凌空升起,组成了一体的作战编队,与众多消防官兵和传统消防装备一起作战,助力抗火救援。可以期待,作为“智慧消防”建设的一大助力,无人机又将打开一片新市场。

消防无人机概况

我国无人机应用技术及系统解决方案逐渐趋于成熟,无人机挂载红外热像仪、卫星定位仪、灭火弹、水袋、救生衣、生命探测仪等设备,在空中对复杂地形和复杂高层建筑进行有效火灾隐患巡查、现场救援协助、火情侦测及防控,使得消防无人机成为消防部队的新宠。广义上讲,消防无人机属于消防机器人范畴。

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消防无人机的性能要求

夜视能力 由于灾害发生的时间、环境不可预知,因此应当配备具有红外夜视功能的摄像头以及辅助光源。

耐高温火场正上方温度可达200℃,无人机所用的螺旋桨、无刷电机等部件都要耐高温,锂电池更需要防爆,机身全部采用炭纤维材料。

抗风沿海地区风力3-4级,阵风5-8级,在高层建筑附近飞行时,瞬时风力可能接近6-8级,因此要求抗风能力要达到6级以上。

抗烟雾火灾现场存在大量水雾和烟雾,要求无人侦察机有较强的抗水和抗烟雾能力。

长续航要至少30分钟的续航,无人机的实际续航受火场紊乱气流的影响会变短,所以续航时间要求会更长。

飞行参数航线巡查要求能够实现不间断监控,飞行高度在0到300米之间。以多旋翼为例,按18km/h巡航平均速度计算,其可巡视范围在2公里工作半径内,两次巡查准备间隙少于15分钟。

图传要求无人机必须有一定的抗干扰能力,使用过程中图像能够不间断清晰、连续回传。

国家消防装备质量监督检验中心已形成消防无人机系统检验的技术要求及试验说明,包括消防功能、飞行性能、消防性能、环境适应性能、电磁兼容性能等共计50余个检测大项,在2016年8月正式受理消防无人机生产企业的检验申请。

消防无人机具体应用领域

消防无人*定位机**是辅助消防救灾,具体应用领域如下:

日常巡查:利用消防无人机对重点区域进行常态化巡查,弥补人力不足,突破客观环境限制,提高巡查效率,及时发现火灾隐患,将灾害扼杀在萌芽状态。

灾情侦查:灾害发生时使用无人机进行灾情侦查,有以下优点:1)环境约束小。可以无视地形和环境,机动灵活开展侦查。2)侦查效率高,第一时间查明灾害事故的关键因素,以便指挥员作出正确决策;3)有效规避人员伤亡,特别是进入有毒、易燃易爆等危险环境中;4)侦查数据全面准确,比如集成可燃气体探测仪和有毒气体探测仪,对易燃易爆、化学事故灾害现场的相关气体浓度进行远程检测,从而得到危险部位的关键信息。

实时监控:火灾现场情况瞬息万变,通过消防无人机,决策人员可以实时掌握现场情况变化,及时作出相应调整,准确处置灾情。

精准灭火:通过消防无人机搭载灭火设备来进行精准处置。消防无人机还能在发生森林、草原火灾时快速发现火点,及时将火灾扼杀在萌芽状态,或是协助消防员进行灭火,最大程度抢占灭火先机,降低火灾损失。

辅助救援:高空、高层救援中利用无人机实现空中呼喊或者转达指令;水上山岳救援中利用救援无人机辅助抛绳或是携带关键器材(如呼吸器、救援绳等);在地震山岳等有通信阻断的环境下利用无人机充当临时通信基站建立起极端环境下无线通信链路;利用无人机集成航拍测绘模块将灾害事故现场的情况全部收录并回传现场指挥部,对灾害现场的地形等进行应急测绘。

消防无人机分类

消防无人机通过其功能特性可分为消防侦察无人机、消防灭火无人机以及消防救援无人机。

消防侦察/检测类无人机 这类型无人机其主要特点是拥有长时间的滞空能力并具有收集数据信息,航拍信息、气体检测以及数据传输等功能。这类无人机比较成熟,通过简单改装现有消费级或其他工业级无人机即可实现。

消防灭火类无人机 这类型无人机主要特点是具有高强度执行任务的能力,或许不需要长时间的滞空能力,但主要目的是能够在最短的时间扑灭火灾,要具备挂载喷射泡沫、干粉、阻燃剂、水、发射灭火弹等功能。这类无人机对飞控稳定性、抗后坐力以及匹配载荷的能力有较高要求,需要和专业厂商进行紧密协同研发,属于严格意义上的消防无人机。

影片《烈火英雄》中的这三架无人机正是来自重庆国飞通用航空设备制造有限公司的消防超细干粉喷射灭火无人机,该型号无人机曾参与木里森林火灾扑救,具有灵活机动,反应迅捷等优势,能有效减免人员伤亡,可谓是“烈火英雄”背后的守护者。

消防干粉无人机,只需连接网络(有线或无线)即可远程控制无人机全自动起降、自动充电,从而连续执行洒干粉任务,实现无人机作业过程的全自动化和远程化,同时无人机也可以在多个自动机场之间接力飞行,有效拓展无人机任务覆盖范围。需要进行环保监测任务时,操作人员通过控制平台可远程控制自动机场,无人机自动从自动机场起飞并执行任务,在此过程中控制人员可实时操纵无人机并接收实时高清回传视频以及其他遥感数据。无人机电量低时自动返航,自动机场接收无人机并自动为无人机充电,为下一次飞行任务做好准备。

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消防救援类无人机 这类型无人机主要特点是能够投放救援物资,具有大载荷和投送物资的能力。如将数百米的绳子提升到30层乃至更高楼层,将防毒面具、医疗包、灭火毯等急救物资投放给急救者。

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中国无人机企业有300多家,规模较大的约160家能够生产比较专业的工业级无人机作为消防类无人机,其中约20家能够自研飞控、云台、吊舱或是设计飞行平台(特指气动结构)。

160家企业中已经涉及消防类无人机业务的主要有以下单位:

广东中科瑞泰智能科技有限公司,专业从事消防和应急救援领域无人机研发。A1基础型,最大起飞重量,15kg;标注载荷重量,3kg;工作环境温度,-10℃至60℃;最大飞行半径,10km;飞行时间,约45min;高清图传距离,5~10km。A2加强型,油电混合动力,载荷重量增加到5公斤,飞行时间延长到120min。A9系列机型,最大起飞重量65kg;标注载荷重量25kg;工作环境温度,-10℃至60℃;最大飞行半径,10km;飞行时间,约45min;高清图传距离,5~10km。

上文提到的重庆国飞通用航空设备制造有限公司,以燃油为动力变距多旋翼无人机,载荷可达30~100公斤,续航时间可达2~6小时。目前与公安部天津消防研究所、重庆长安军工集团、山东国泰科技公司合作。消防无人机产品方面分为重型高层消防无人机,可有效载荷100kg干粉,有效灭火面积800立方米,可针对1000米以下楼层火灾实施快速扑救;轻型消防无人机,载荷30公斤,续航时间30分钟,一次性有效灭火面积100立方米,在重庆消防率先装备试点;森林消防无人机有效载荷25k,有效灭火面积30平方米,主要针对森林初期火灾快速扑救。

深圳市科卫泰实业发展有限公司,KWT-X6L-15大型六旋翼无人机具备15KG大载重、75min长续航、支持3挂载点同时挂载等特点,可通过搭载灭火弹、水袋、救生衣、生命探测仪、红外热成像、30倍变焦等设备及云台部件,执行消防灭火、空中救援、灾情侦查等任务。

河南省猎鹰消防科技有限公司,以100公斤级净载荷无人机为平台的高层建筑灭火装备。

此外,还有40多家企业进入公安部警用无人机协议供货企业目录,通过对这些厂商产品及应用案例的分析,可以看出这些企业在消防无人机领域都具备较好的竞争力。广州华科尔(ZHUN)、深圳市科比特航空科技有限公司、深圳市科卫泰实业发展有限公司、上海务进消防安全设备有限公司、江苏安奇正消防设备有限公司、深圳市智璟科技有限公司、成都时代星光科技有限公司、北京中航智科技有限公司、天津全华时代航天科技发展有限公司、深圳一电航空技术有限公司、广州长天航空科技有限公司。

消防无人机是继植保无人机、巡检无人机、警用无人机出现后工业级无人机领域较大的应用场景,还处于行业起步或较早发展期,还未出现领军企业和知名产,还未出现梯队分层,消防无人机行业充满机会及竞争。

消防无人机市场情况

下面将从消防无人机目前的市场份额&预计增长率和消防无人机的配备需求两个维度来估算消防无人机市场情况。

【按消防无人机目前的市场份额&预计增长率估算】

消防无人机属于工业无人机范畴,2017年全球工业无人机的市场规约36亿美元,消防领域占比达到25%。

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资料来源:QFY前瞻产业研究院整理

2010年之前,我国工业无人机市场规模小,增长速度也比较缓慢,应用领域也基本只是在灾害救援、地图测绘等领域。2010 年之后,我国工业无人机(旋翼机)的市场规模扩张迅速。

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由于没有我国消防无人机市场规模占比的直接数据,因此采用全球工业无人机中消防占比25%的数据对我国消防无人机市场规模进行粗略估算,那么2017年我国消防无人机市场规模约8亿元,按照消防行业每年10%~15%的增长率,未来几年我国消防无人机市场的规模及预测如下。

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【按消防无人机的配备需求分析】

1、无人机在消防部队的配备模式

大(中)队级配备标准 根据城市消防站建设等级分类或者铁军中队标准配备,特勤大(中)队可配备单兵背负式无人机,主要以侦察和短距离巡航为主,应急响应时随头车抢险车编队第一出动。其他承担灭火救援任务较重的大(中)队,根据辖区情况选配。

支队级配备标准 支队级主要配备电动飞机平台,巡航距离较长,以侦查、辅助救援为主,应急响应时应当随支队全勤指挥部出动,并承担全大市辖区内和跨区域增援时的侦查和辅助救援任务。

总队级配备标准 总队级主要配备燃油无人机,巡航距离长,以侦察、监控、辅助救援为主,随总队全勤指挥部出动,承担全省范围内和跨区域增援时的各项任务。

2、按照城乡消防站的数量对消防无人机数量的测算

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假设按10年列装,每年消防无人机测采购量大概3200架~3900架之间。

3、消防无人机的市场规模测算

工业级无人机每台的市场价格为10~80万,考虑到消防大队、支队、总队对消防无人机动力方式、载荷种类、起飞重量、续航时间需求的不同,每台消防无人机平均取30万/架(调研结果),假设我国每年无人机需求增量为3500架,已列装的消防无人机按每年10%比率更新,则国内消防类无人机每年采购金额在10.5亿到12.6亿之间。

继植保无人机、巡检无人机之后,消防无人机成为工业无人机新的增长点,国内消防无人机市场总需求32000架到40000架之间,市值规模96亿到200亿之间,每年采购金额预计在10到13亿之间,未来五年会以12%~20%的速度增长。

结语及思考

1、生产灭火类无人机竞争力更强。市面上现存的多款消防无人机并非真正的专业产品,而是消费级无人机的简单改造或者直接使用。由于消费级无人机本身立足于航拍性能,因此用作消防无人机的侦查、巡查功能确实没有任何问题,但是在更专业的检测、灭火等环节,消防无人机还需要强化模块配置能力,需要继续完善相关产业链。因此能否生产灭火类无人机是投资者判断企业能否进入专业消防领域的依据之一。

消防无人机的主要指标应包括:最大起飞重量、标注载荷重量、最大上升速度、最大下降速度、最大平飞速度、最大海拔升限、最大抗风能力、防护等级、工作温度范围、定位悬停精度、飞行半径、飞行时间、图传距离和带宽、旋翼机机身材料、搭载载荷类型及产品技术要求。

2、市场集中度低,渠道依赖严重。和整个消防装备行业企业集中度较低类似,消防无人机同样存在市场集中度低现象,部分地区存在地方保护主义等问题,产品销售依赖于地区销售网络、代理商等渠道,销售局限于当地市场,难以获得大量的市场份额,区域化竞争特征比较明显,消防无人机企业被区域性知名消防装备企业并购是大概率事件。