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航线模巡简介 |
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| 航线模巡简介 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:44:26  |
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许东升
四平电业局
航模巡线，即用小型无人遥控飞行器（飞机或飞艇）承载摄像机或红外热像仪，检测输电线路及变电所场地设备。它是一项刚刚起步的新技术，目前国内已有供电公司和航空部门在这一领域进行探索性的研究工作。
在国际电力工业中，已开始应用飞机等航空技术，发达国家多用直升机配合热像仪巡线，如法国用直升机吊装组塔；日本用直升机向山区运线路抢修器材；美国用直升机冲洗绝缘子串和进行带电作业、线路放线；俄罗斯甚至用直升机吊重锤，用撞击法拆除电厂的高烟囱。80年代，吉林省送变电工程公司在直流500kV葛上线长江吉阳大跨越中，实现了国内首次直升机放线。四平、通化两电业局还同时进行了1000多千米的飞机巡线。此外，国内还有用氢气球放线过民居区、自然保护区和用火箭放线过江河的事例。
直升机巡线的效率虽为人工的几十倍，但其价格却令人无法接受。以四平、通化为例，租用飞机19小时，每小时达3000元，这还不包括汽车、后勤及其他工作人员费用。工人形象地说：飞机巡线相当于用不锈钢造铁塔、用白银制导线，好是好了，但钱没了。80年代，在我国多省供电局曾一度掀起飞机巡线热，但很快冷却下来，其根本原因就是费用太高。
现在，号称“集高新科技之大成”的飞机已逐步转向普及和民用，低成本、实用的小型无人遥控机（或称高级航模）已有多家公司生产，这为开展航模巡线提供了必要条件。
可供巡线的航模须具备下列条件：荷载能力≥8kg；能抗风力3–4级及短时间小雨（以便收回）；时速为0–30km/h；可在空中悬停；飞行高度为0–300m；控制距离≥3km；续航时间≥30min；体积需能放入普通卡车车箱；不需起降跑道。
显然，只有直升机和飞艇符合要求。单翼或双翼飞机由于需跑道（起飞可弹射）、速度不能过低且无法悬停而不适用。符合上述条件（许多指标是优于）的遥控直升机每架仅10万元。
利用小型遥控飞艇巡线则比直升机更优越。历史上氢（H2）气飞艇曾风行一时，一度超过飞机，只是由于300多米长的“兴登堡”号起火爆炸，国际上才停止使用。而氦气的发现使飞艇再度崛起。
飞艇是一个充氦气的流线形气球，尾部有舵，下边吊舱内有发动机并可放置仪器。飞机发动机的功率主要用来提供升力（经机翼变换），部分作前进动力；而飞艇的升力是利用空气浮力，发动机只提供前进动力，故飞艇的发动机和耗油量都小得多。省油不是考虑经济效益，关键是油量和大功率机器减少了可贵的承载力。空气密度为0.001293g/cm3；氦气密度为0.0001785g/cm3。每立方米体积氦气球的浮力应为：（空气密度×1m3）–（氦气密度×1m3）=1.293kg–0.1785kg=1.1145kg。直径2.1m、长8m的飞艇体积约为25m3，在空气中所受浮力为：1.1145kg×25=27.86kg。去掉飞艇外皮、发动机、汽油、遥控器、舵机等的重量约20kg，还可承载7.86kg的重量，基本符合巡线需要。
由于高压线两侧及上方空旷，有利于飞艇飞行，因此遥控操作飞艇的升降、转弯等可与飞机一样灵活。又由于飞艇具有绝缘软外皮且充惰性气体，即使触碰高压线或铁塔也无妨。一旦发生意外，飞艇不是象飞机那样跌落，而是慢慢飘落。在长期不用时，可把飞艇氦气存入气瓶；短期不用时，可在变电所内或铁塔上系留。符合巡线要求的飞艇价格约5万元人民币。
最简单的飞艇巡线方式是把松下或索尼小型摄像机固定在飞艇吊舱内。对导线及绝缘子串进行摄像时，只需一人操纵飞艇，可在回来后观察录像带。最佳的巡线方式是使用信号可远传的红外热像仪。巡线需由2人进行，一人专职操纵飞艇，一人专职监视地面屏幕。发现可疑段位可悬停细查，实时监视和录像可同时进行。
飞艇巡线应尽量在好天气进行，风力宜在3级以下，不可超过4级。若用可见光摄像，应天气睛朗；若用红外热像仪，宜在早上日出前、傍晚日落后和阴天不下雨时。最好是在夜间，但控制飞艇困难。
飞艇在导线侧上方沿导线飞行时，考虑到弧垂，飞行轨迹在每个档距内应是悬链线；飞艇和太阳宜在导线同侧；镜头轴线应与水平面成45°角，应距导线15m。镜头的指向（一般可自动调焦）通常预先在地面固定好，飞行中不再变动。若需变动时，靠改变飞艇飞行轨迹来实现。歼击机的航炮直接固定在机身上，瞄准时不用改变炮筒，只需改变整个飞机的飞行就是这个道理。在运动的飞行器上实现自动瞄准需要十分复杂的陀螺系统，其价格可能超过飞行器。
飞艇巡线每小时可进行20–30km，尤其在山区更能显示出其优越性。一次投入后，每次巡线的费用极少。作为副业，飞艇身上还可用不干胶粘贴广告进行创收。此外，由于设备归电业部门所有，何时巡线可由自己决定；而租用有人直升机，不但价高，还处处受制于人。
因此，航模巡线是一种大有发展前途的巡线方式，也是21世纪电力科技进步的重要标志。
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