Способ диагностики лесного пожара

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 16 1)5 А 62 СЗ/02 ЕНИЯ вааай Изобр от пожаро оперативн гетических в условиях тельно, дл щихся для Цель изобр тивности и безо и характеристик полного задым регистрации ин вого излучения парата при и изображения по ышение эффекеделения вида ара в условиях однократнойи радиотевлотательного апй обработке етения - пов пасности опр лесного пож лен ия путем фракрасного ЛП с борта ле оследующе жара,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Чап Яадпег С.Е, Еге ЬеЬачочаг гпесЬапзев и а геб рпе роплатоп: йеб апб аЬогасогу ечбепсе. Еогез 1 гу Ьгопсй берапавем. роЫ. В 1229, Оиава, 1968, р.30.Теплофизика лесных пожаров. Сборник, Новосибирск: Институт теплофизики СО АН СССР, 1984, с, 5-22.Авторское свидетельство СССР Ь 1225584, кл, А 62 С 3/02, 1986,(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЛЕСНОГО ПОЖАРА(57) Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к охране лесов от пожаров. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности определетение относится к охране лесов и может быть использовано для ой оценки вида. пожара, его энери геометрических характеристик полного задымления, а следоварасчета сил и средств, требуюего тушения,ния вида и характеристик лесного пожара в условиях полного эадымления местности. Диагностику лесных пожаров производят с помощью дистанционных методов зондирования земной поверхности. Новым в способе является то, что в сканирующем режиме производится однократная регистрация инфракрасного и радиотеплового излучения высокотемпературной эоны кромки пожара, после чего обмеряется периметр пожара и вычисляется мощность излучения на участке фронта по формуле чЧ =о(Тр/100) ВЛ 1, где и- постоянная Стефана-Больцмана; Тр - радиационная температура; В - ширина кромки пожара; Ь- единичный отрезок. Полученные данные используются для определения вида пожара. Сьемка производится в спектральном ИК-диапазоне 3 - 5 мкм и в СВЧ-диапазоне на частоте 10 - 37 ГГц, а расчеты выполняются автоматизированным путем. 1 з.п, ф-лы, 1 ил., 1 табл. Регистрация производится в режиме К,) линейного сканирования, как наиболее (Л удобном для автоматизированной обработ- Ср ки, при этом регистрируется только зона высокотемпературных химических реакций горения, определяющая интенсивность, а следовательно, вид пожара,Регистрация излучения ЛП производится в диапазоне 3 - 5 мкм спектра электромагнитных волн, поскольку в нем лежит максимум излучения пожара, и/или в СВЧ- области спектра, в полосе частот 10 - 37 ГГц, поскольку для данного диапазона выполняется условие всепогодности съемки. Указанные области спектра являются окнами прозрачности задымленной атмосферы, при5 10 15 20 25 30 40 50 55 этом излучение пожара ослабляется не более чем на 10%, что вполне приемлемо для практических расчетов,Обработка изображения пожара заключается в измерении периметра кромки пожара и площади пожарища, а также площади высокотемпературной зоны и распределения ее радиационной температуры, как основных исходных величин для энергетической диагностики ЛП и расчета сил и средств по тушению, При этом изображение кромки пожара расчленяется на участки одинаковой, например единичной длины, для чего проводится нормаль к кромке, и по обеим сторонам от нее проводятся два равноудаленных отрезка, Практический интерес представляют тактические части кромки (фронт, фланги, тыл) для определения интенсивности горения и последующей оценки сил и средств, необходимых для тушения. Совокупный анализ всей кромки дает возможность классифицировать пожар в целом и, следовательно, выбрать тактику борьбы. Предлагаемый способ отличается от известных тем, что, не производя контактных измерений, проводят двумерную регистрацию инфракрасного и радиотеплового излучения зоны высокотемг 1 ературных реакций горения, обмеряют кромку пожара и используют последние в качестве параметров для определения вида и энергетических характеристик лесного пожара по формуле И/ д (Тр/100) В Л ,где Ю - мощность излучения кромки ЛП;О= 5,7 Вт/(мгК) - постоянная Стефана-Бал ьцмана;Тр - средняя радиационная температура на участке К;В - отрезок, равный ширине кромки фронта пожара;Ь - единичное расстояние между двумя секущими, равноудаленными от нормали к кромке.При этом съемку проводят в спектральном диапазоне на частоте 10 - 37 ГГц, Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию "Новизна",Измерение только радиационных параметров пожара с помощью редств дистанционного зондирования является существенным отличительным признаком,Интенсивность пожара определяется интенсивностью химических реакций, протекающих по кромке пожаразависящих экспоненциально от температуры горения, Последняя может быть вычислена по средней радиационной и/или радиояркостной температуре(Гр) на выбранном участке контура, При этом Тр каждого элементарного участка местности измеряется непосредственно в процессе сканирования с борта ЛА. Поскольку радиация является доминирующим видом теплопередачи в механизме распространения высокоинтенсивных ЛП, то излучение принимается в качестве основного диагностического признака энергетики ЛП, Дополнительными признаками, определяющими интенсивность, служат высота пламени 1 и ширина кромки В. Но в процессе съемки уверенно регистрируются лишь Тр и В, поэтому энергетическую диагностику пожара целесообразно производить по мощности излучения ЛП в целом или ее тактических частей, например фронта ЛП,На чертеже изображен участок фронта Ф единичной длины Л 1,Мощность излучения фронта О/ определяется по формулеЮ=ц Я,где ц = п(Тр(100) - поток энергии, излучаемый участком фронта;5 = В Л 1 - площадь участка Ф;о = 5,7 Вт/(м о К) - постоянная Стефаг,на-Больцмана,Для повышения оперативности расчет Чl производят в автоматизированном режиме с помощью бортового измерительно-вычислительного комплекса,Возможность определения вида ЛП по мощности излучения фронта иллюстрируется таблицей,Как видно из таблицы, классификация ЛП по периметру ЧЧ возможна, так как виды ЛП различаются по мощности фронта почти порядок, а рода различаются на два порядка и более.Предлагаемый способ диагностики лесных пожаров по сравнению с известными повышает эффективность и безопасность определения вида и энергетических параметров пожара в условиях полного эадымления местности за счет однократной сканерной съемки местности и регистрации излучения ЛП в инфракрасном и радиотепловом диапазоне длин волн и последующем определении мощности излучения и периметра ЛП, Кроме того, определение мощности излучения и периметра кромки пожара в автоматизированном режиме повышает эффективность распознавания вида пожара и последующего расчета сил и средств для его тушения.Формула изобретения 1, Способ диагностики лесногс пожара, включающий исследование лесных ландшафтов инфракрасным методом и дистан1621958 е. Исходные данные взяты из 1 и 2. е т - коэффициент излучениячастка кромки составляет 1 м. Примечанлина единичног Составитель Л.Прохоровадактор М.Бланар Техред М.Моргентал Корректор Т.Мал Заказ 66 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ционное зондирование лесных ландшафтов илесного пожара, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности определения вида и характеристик лесного пожара в условиях полного 5 задымления местности, производят регистрацию радиационного излучения зоны высокотемпературных химических реакций горения в режиме линейного сканирования, измеряют периметр и ширину кромки пажа ра, а затем определяют вид пожара по формулеР Р У 1004 Вгде И/ - мощность излучения кромки лесного пожара; 15 с = 5,7 Вт/(м К) - постоянная Стефа-.на-Больцмана;Т, К - средняя радиационная температура на участке, выделенном иэ фронтальной кромки двумя секущими,равноудаленными от нормали к кромке;В - отрезок, равный ширине кромкифронта пожара;61= 1 м - единичное расстояние междудвумя секущими,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что для максимальной полной регистрации излучения кромки пожара, ее производят в спектральном диапазоне 3 - 5 мкм и вСВЧ-диапазоне на частоте 10-37 ГГц.