森林火灾的危害是相当严重的,我国是一个少林的国家,森林面积很有限。增加森林面积的方法只有两个:一是大力造林,二是保护现有森林,而且后一任务比前一个更艰巨。因此,发展护林防火装备及机具,无论是社会意义还是经济意义都是重大的。在当今社会中,人们比过去更加注重生产、生活的人性化,保护扑火灭火人员的生命安全变得越来越重要。为了适应现代陆空联合、立体化、智能化森林灭火的要求,同时也是为适应构建和谐社会的要求,本论文针对传统的消防车机动性差、喷水灭火常受水源限制,以及便携式风力灭火机人身保护差等缺点,提出了机载式大功率风力灭火机的研究。其目的旨在探索适用于森林灭火车辆装载的大功率风力灭火机,以突破传统喷水灭火和便携式风力灭火的局限性。本论文归纳了机载式风力灭火机在森林、草原火灾的灭火能力要求,提出了其合理的作业方式和结构功能方案。安装在履带式森林消防车上的灭火风机为机载式大功率风力灭火机风筒供风;能灵活弯曲的多自由度风筒和水管安装在机载机械臂上,两者在机械臂手部结合,可视水源情况和火势大小,选择只用风力或是风水结合灭火;长而威力强大的风筒能灵活弯曲、模拟消防员的实际灭火动作;风筒喷口能到达工作空间的任何位置;灭火时,车先停在着火的地表或树木旁边,通过视觉控制系统等控制机械臂寻找火点,进行灭火。本论文根据空气自由射流、风力灭火原理等,设计了风筒的结构尺寸;通过伯努利方程、气体紊流的半经验理论公式,求出了风力沿风筒的损失,求解了需要的全压和流量;用CFD软件对风筒风速、风量进行了二维数值模拟,对风力沿程损失进行了验证;总结了灭火风机的特点及其设计原则,讨论了其设计方法,分别用系列化相似设计法和理论设计法,初步得出了灭火风机的主要参数;根据灭火作业要求,通过机械臂运动学正解,采用几何图解法、蒙特卡洛法分析了机械臂工作空间,初步设计了风力灭火机械臂结构尺寸,绘制了风力灭火机械臂的装配图。本论文的研究结果可为新型森林消防车及其机载式大功率风力灭火机样机的研制提供参考和借鉴。