發(fā)布時(shí)間：2025-06-20 05:05

　　 消防水炮射流軌跡的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是實(shí)現(xiàn)其智能化的基礎(chǔ),同時(shí)也是其快速有效地?fù)錅鏏類火災(zāi)的重要保證。針對(duì)現(xiàn)有消防水炮射流軌跡擬合準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高的問題,從質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和外彈道學(xué)理論出發(fā),考慮水射流在飛行過程中的破碎現(xiàn)象,建立了同時(shí)考慮截面積修正系數(shù)和角加速度修正系數(shù)的空氣阻力模型。結(jié)合牛頓第二定律,建立了射流微元體的動(dòng)力學(xué)微分方程,并采用四階Runge-Kutta方法對(duì)微分方程組進(jìn)行了求解。由理論模型所確定的射流軌跡與實(shí)際水射流軌跡吻合較好,且二者的射程與射高的誤差均在2%以內(nèi),驗(yàn)證了所建立動(dòng)力學(xué)微分方程的準(zhǔn)確性。本研究可為消防水炮的智能控制提供理論支持。

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【部分圖文】：

圖1 射流微元體受力分析示意圖

dvdt=dvdti+vdθdt?j。(4)由式(4)可知,合加速度矢量等于射流軌跡切向和法向方向加速度的矢量和。將式(4)兩端同時(shí)乘以射流微元體的質(zhì)量m可得

圖2 射流軌跡優(yōu)化遺傳算法流程示意圖

式中,yi為射流軌跡第i點(diǎn)仿真射高;y^i為射流軌跡第i點(diǎn)實(shí)驗(yàn)射高;yˉ為射流軌跡射高平均值。為驗(yàn)證射流軌跡模型的準(zhǔn)確程度,以美國(guó)TaskForceTips公司兩種消防水炮為例,對(duì)其射流軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖3 加裝YST-4NN型炮頭的消防水炮在不同仰角條件下的射流軌跡預(yù)測(cè)值與實(shí)際值

表1各仰角下射流軌跡計(jì)算所需參數(shù)Tab.1Parametersforjettrajectorycalculatingatvariouselevationangles角度/(°)abk1k2301594.981.051.65452594....

圖4 加裝MST-4NJ型炮頭的消防水炮在不同仰角條件下的射流軌跡預(yù)測(cè)值與實(shí)際值

該型水炮在不同仰角下水射流的射程和射高對(duì)比及其誤差分別如表5和表6所示。由表可知,射程和射高的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值均非常接近,誤差在1%以下,射程最大誤差為0.85%,射高最大誤差也為0.85%。表5預(yù)測(cè)射程與實(shí)際射程對(duì)比Tab.5Thecomparisonbetweenth....

本文編號(hào)：4051469