摘要：消防水炮要实现智能化,需要根据火情的方位确定其俯仰角和回转角,其中俯仰角的确定十分关键,它有赖于对其射流轨迹的准确预测。现有研究中对常用消防水炮射流轨迹的模拟,其射程的相对误差甚至超过40%,致使消防水炮的控制经常需要人的参与。基于牛顿第二运动定律和空气阻力与速度平方成比例的关系,提出一种消防水炮射流轨迹模拟的新理论模型,模型中考虑空气阻力对不同俯仰角下水射流分速度的影响。计算时只需给定两个俯仰角下的射程数据通过牛顿法确定模型中的未知参数,采用求解初值问题的四阶Runge-Kutta法求解微分方程组。通过实际算例和试验证明,采用该模型模拟出的射流轨迹与实际的射流轨迹比较吻合,射程相对误差在4%以内,可为消防水炮的智能控制研发提供借鉴意义。

关键词：消防水炮 射流 轨迹 模型 

单位：上海大学机电工程与自动化学院 上海200072 公安部上海消防研究所 上海200032