CN107792371A - 一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置与方法。该装置包括可收放式安装支架、航空拖缆拖靶系统和发射脱开装置。发射脱开装置为一种遥控爆炸螺栓连接的耳片结构。本发明借助航空拖缆拖靶技术，将蜂群无人机通过发射装置连接在拖缆上，随着拖缆的释放实现无人机的发射。其结构的空间使用效率高，可以实现一定数量的无人机同时发射，缩短了无人机集群在发射过程中消耗的时间；发射时每两架相邻小型无人机之间具有一定的高度差，降低了对无人机以及母机的损伤风险。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置与方法，属于航空飞行器技术的无人机发射领域。
背景技术
自20世纪30年代起，人们就开始向往实现飞机的空基发射，这种发射方式通过航程、载重较大的母机将子飞机运输到任务区域，可以极大的增加子飞机的巡航半径，摆脱了地面机场限制，增大了子飞机起降的灵活性。然而受技术、风险和成本限制，飞机空基发射技术并没有得到很好的发展。
近年来，随着无人机技术发展，以及近期蜂群无人机战术的提出，小型无人机空基发射技术越来越受到航空领域的重视。小型无人机系统已证明其在战场上的价值，常规作战和特种作战部队都使用小型无人机系统，提供点、路线和环境侦察、目标捕获、战损评估以及其它创新应用。小型无人机系统将通过“改变游戏规则”的概念来增强或重新定义空中作战力量，各类新型无人机作战形式层出不穷，蜂群无人机战术就是其中之一。而小型无人机自身固有劣势仍制约着蜂群无人机战术走向战场实用。小型无人机重量小，速度低，航时和航程相比大型无人机小很多，作战半径有限，作战前突能力差，不能执行远距离作战任务，无法最大限度发挥中小型无人机蜂群作战的优势，这成为了制约中小型无人机创新作战概念和作战任务实施的障碍。解决小型无人机固有劣势最直接有效的办法是选择空基发射回收方式。利用大型运输机作为空中母机，将小型无人机带到任务区域上，然后进行快速空中发射，利用无人机蜂群作战优势，对目标敏感区域进行侦察打击，任务结束后母机可视情对蜂群无人机进行回收。
现有的无人机空基快速发射装置，如专利CN205345355U、CN105109685A和CN205256690U等，均使用弹射器械实现无人机的发射过程。这些方式的主要缺点在于每次只能发射一架无人机，二次发射所需的准备时间较长，发射效率低。对于大批量小型无人机同时发射的情况，就需要大量的发射器，需要占用母机上大量的空间，同时所需的操作人员较多。
发明内容
针对上述问题，本发明主要解决蜂群无人机空基快速发射问题，将拖缆拖靶系统的技术应用在无人机的空基发射过程中，提出了一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置及其方法。
一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置，该发射装置包括安装支架、航空绞车、航空拖缆拖靶系统和多个发射脱开装置；其中，所述拖缆拖靶系统由拖缆和稳定拖靶构成；所述安装支架为可收放式，在母机运输无人机过程中可收入母机机体内部，不影响母机的气动外形；在使用时母机舱门打开，所述安装支架可伸出母机外，执行无人机空基发射任务；所述航空绞车安装固定在所述安装支架的下端，通过所述航空绞车实现所述航空拖缆拖靶系统的释放；所述稳定拖靶连接于所述拖缆的下端，起到稳定所述拖缆的作用；所述拖缆的上端连接所述航空绞车；所述发射脱开装置为一种通过爆炸螺栓连接的耳片结构，发射时待拖缆就位后，控制所述爆炸螺栓炸开，完成无人机与发射装置的分离。
各所述发射脱开装置相互之间有一定的间隔，在垂直方向上具有一定的高度差，在发射过程中能够避免无人机相互之间发生碰撞而造成损伤。
优选的，所述各发射脱开装置安装在所述拖缆上，其安装距离与数量取决于所需同时发射的无人机的数量要求，以及被发射无人机的尺寸。
优选的，工作时需将所述航空拖缆拖靶系统放出，随着所述拖缆的释放，人工将待发射的无人机连接在所述发射脱开装置上，然后无人机随所述拖缆释放；无人机随拖缆全部放出后，需要发射无人机时，所述发射脱开装置与所有无人机断开连接，将各无人机同时发射。
优选的，所述拖缆全长900-1200m。
优选的，所述拖缆的直径范围为2-5mm。
优选的，所述拖缆上每隔100米安装一个所述发射脱开装置。
优选的，所述安装支架分多段，可沿竖直方向伸缩；在运输过程中，所述安装支架收入母机机身内，使用过程中需打开母机发射舱门，将所述安装支架展开，然后通过所述航空绞车将所述拖缆和稳定拖靶释放；所述稳定拖靶的重心在安装支架的悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性，进而起到保持拖缆缆形的作用。
优选的，所述拖缆为钢制材料。
一种利用上述机构基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置进行无人机空基快速发射的方法，母机承载运输多架小型折叠无人机运输到达任务地点，打开母机下部的发射舱门，所述航空绞车开始工作，将悬挂着稳定拖靶的拖缆匀速放出；随着所述拖缆的放出，由工作人员配合将待发射的多架无人机头部的挂装装置连接到所述发射脱开装置上，并随所述拖缆放下到空中；待所述拖缆完全释放完毕后，所有待发射的无人机也均挂装在所述拖缆上，无人机随母机拖挂飞行；当需要释放无人机或者接到释放无人机的指令时，发射脱开装置依次爆炸脱开，完成各无人机的空基快速发射，随后无人机开始自主执行相关任务。
本发明的优点在于：
(1)通过一套发射设备实现小型无人机批量同时发射，提高空中发射效率；
(2)待发射无人机相互之间有高差，降低了无人机批量发射过程中无人机相互撞击的风险；
(3)操作简单，操作过程中的参与人员较少；
(4)可以针对不同大小的母机平台、根据所需同时发射的无人机数量以及不同的对接方式要求设计相应尺寸的发射装置，灵活性强；
附图说明
图1为本发明发射脱开装置随拖缆安装在母机上(未挂装无人机)的工作状态图。
图2为本发明发射装置整体收起时的状态图。
图3为实施例无人机空基发射(挂装无人机)全局示意图。
图4为实施例无人机空基发射(挂装无人机)局部示意图。
图5为实施例无人机发射过程中，小型折叠无人机展开并依次与发射装置断开连接的示意图。
图6为本发明发射脱开装置结构示意图。
其中，1为母机，2为拖缆，3为发射脱开装置，4为稳定拖靶，5为航空绞车。6为小型无人机,7为爆炸螺栓。安装支架在图中未示出。
具体实施方式
如图1所示，一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置，该发射装置包括安装支架(图中未示出)、航空绞车5、航空拖缆拖靶系统和多个发射脱开装置3；其中，所述拖缆拖靶系统由拖缆2和稳定拖靶4构成；所述安装支架为可收放式，在母机1运输无人机过程中可收入母机1机体内部，不影响母机1的气动外形；在使用时母机1的舱门打开，所述安装支架可伸出母机1外，执行无人机空基发射任务；所述航空绞车5安装固定在所述安装支架的下端，通过所述航空绞车5实现所述航空拖缆拖靶系统的释放；所述稳定拖靶4连接于所述拖缆2的下端，起到稳定所述拖缆2的作用；所述拖缆2的上端连接所述航空绞车5；各发射脱开装置3相互之间有一定的间隔，在垂直方向上具有一定的高度差，在发射过程中能够避免无人机相互之间发生碰撞而造成损伤。
以运输机为母机为例，将8架起飞重量10kg，航程为150km的小型折叠无人机运输到600km以外的任务地点，打开母机下部的发射舱门，航空绞车5开始工作，将悬挂着稳定拖靶4的拖缆2匀速放出。拖缆2全长900-1200m，拖缆2的直径范围为2-5mm，拖缆上每隔100米安装一个发射脱开装置3，随着拖缆2的放出，由两名工作人员配合将小型无人机6连接到发射脱开装置3上，随拖缆2放下。拖缆2完全释放后(如附图3、4所示)，发射脱开装置3依次爆炸脱开，完成小型无人机6的发射(如附图5所示)，随后无人机6开始自主执行任务。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明的上述实施例是对方案的说明而不能用于限制本发明，与本发明有保护范围相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明保护的范围内。
Claims (9)
1.一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置，其特征在于，该发射装置包括安装支架、航空绞车(5)、航空拖缆拖靶系统和多个发射脱开装置(3)；其中，所述航空拖缆拖靶系统由拖缆(2)和稳定拖靶(4)构成；所述安装支架为可收放式，在母机(1)运输无人机过程中可收入母机(1)机体内部，不影响母机(1)的气动外形；在使用时母机(1)舱门打开，所述安装支架可伸出母机(1)外，执行无人机空基发射任务；所述航空绞车(5)安装固定在所述安装支架的下端，通过所述航空绞车(5)实现所述航空拖缆拖靶系统的释放；所述稳定拖靶(4)连接于所述拖缆(2)的下端，起到稳定所述拖缆(2)的作用；所述拖缆(2)的上端连接所述航空绞车(5)；所述发射脱开装置为一种遥控爆炸螺栓连接的耳片结构，其一端连接在所述拖缆(2)上，另一端连接在被发射无人机上；在发射时待所述拖缆(2)就位后，控制所述爆炸螺栓炸开，完成被发射无人机与发射装置的分离；各所述发射脱开装置(3)相互之间有一定的距离间隔，在垂直方向上具有一定的高度差，在发射过程中能够避免各无人机相互之间发生碰撞而造成损伤。
2.一种根据权利要求1所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述各发射脱开装置(3)安装在所述拖缆(2)上，其安装距离与数量取决于所需同时发射的无人机的数量要求，以及被发射无人机的尺寸。
3.一种根据权利要求1所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，工作时需将所述航空拖缆拖靶系统放出，随着所述拖缆(2)的释放，人工将待发射的无人机连接在所述发射脱开装置(3)上，然后无人机随所述拖缆(2)释放；无人机随拖缆全部放出后，需要发射无人机时，所述发射脱开装置(3)与所有无人机断开连接，将各无人机同时发射。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述拖缆(2)全长900-1200m。
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述拖缆(2)的直径范围为2mm-5mm。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述拖缆(2)上每隔100米安装一个所述发射脱开装置(3)。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述安装支架分多段，可沿竖直方向伸缩；在运输过程中，所述安装支架收入母机(1)机身内，使用过程中需打开母机(1)发射舱门，将所述安装支架展开，然后通过所述航空绞车(5)将所述拖缆(2)和稳定拖靶(4)释放；所述拖缆(2)的重心、在安装支架的悬挂点和机翼焦点位于相同的纵向位置上，所述拖缆(2)纵向静稳定度大，可保持自身飞行稳定性，进而起到保持拖缆缆形的作用。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的无人机空基快速发射装置，其特征在于，所述拖缆(2)为钢制材料。
9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基快速发射装置进行无人机空基快速发射的方法，其特征在于，母机(1)承载运输多架小型折叠无人机运输到达任务地点，打开母机(1)下部的发射舱门，所述航空绞车(5)开始工作，将悬挂着稳定拖靶(4)的拖缆(2)匀速放出；随着所述拖缆(2)的放出，由工作人员配合将待发射的多架无人机头部的挂装装置连接到所述发射脱开装置(3)上，并随所述拖缆(2)放下到空中；待所述拖缆(2)完全释放完毕后，所有待发射的无人机也均挂装在所述拖缆(2)上，无人机随母机(1)拖挂飞行；当需要释放无人机或者接到释放无人机的指令时，发射脱开装置(3)依次爆炸脱开，完成各无人机的空基快速发射，随后无人机开始自主执行相关任务。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20180313 Assignee: Beijing northern sky long hawk UAV Technology Co.,Ltd. Assignor: BEIHANG University Contract record no.: X2021990000039 Denomination of invention: An air based rapid launching device and method for UAV Based on aerial streamer towed target system Granted publication date: 20201013 License type: Exclusive License Record date: 20210119 |