近年来,随着我国经济社会高速发展,消防安全形势也随之日益严峻,高层建筑火灾、大跨度大空间建筑火灾、石化类火灾、可燃气体泄漏等事故频发,情况复杂多变,消防应急救援的难度越来越大,对消防员的行动要求也越来越高,稍有不慎极有可能可造成灾难性后果。此外,我国风灾、水灾、地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害事故频发,通常波及人员多、受灾面积大,以常规手段,通常无法快速准确开展侦察与救援。论文在阅读大量文献和近十年来消防部队灭火和抢险救援战例的基础上,结合消防灭火和应急救援任务实际需要,打破固有时空思维,提出了利用无人机来辅助消防应急救援行动,执行空中侦察、进行可燃/有毒气体泄漏事故检测、运送投放救援物资等任务,提升消防应急救援手段与水平。研究方法上,论文采取实地调研、查阅资料等方法,掌握了在处置危险气体泄漏事故现有手段的不足;然后采取定性与定量相结合的方法,精准提出了气体检测无人机的功能需求;最后,采取理论与实践相结合的方法,对无人机的整体性能和机载气体检测系统的性能进行了验证与分析,并充分利用消防应急救援实战检验了无人机的性能。论文主要研究内容如下:(1)根据消防应急救援任务需要,确定了无人机的结构形式和功能用途,并据此完成了无人机平台的选型与研制。(2)重点对无人机机载气体检测系统进行了研究与创新,对气体传感器进行了研究与选型,完成了机载气体检测系统硬件电路设计和软件编程。(3)根据无人机的设计目标,对无人机及机载气体检测系统各项主要性能指标进行了测试验证与误差分析。(4)对无人机的实战应用情况进行了分析与研究,提出了无人机的适用范围,并对无人机的管理使用提出了针对性措施。论文研制的无人机不仅具备空中图像侦查功能,还具备空中投放物资、绳索牵引、可燃/有毒气体检测功能,并配有100m可升降式吊舱,实现了远距离甚至超视距情况下的可燃/有毒气体检测功能,有效降低了消防人员处置可燃/有毒气体泄漏事故的安全风险,从根本上避免了事故对人员的伤害,提升了消防应急救援的手段与能力。