CN111707142A - 一种混合型巡航弹网 - Google Patents
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Abstract
微小型无人机的爆炸式增长、无人机技术的迅猛发展、无序滥用和非法使用给隐私防护、公共安全、政府管控、军事要地防空带来管理和安全上的问题。当前微小型无人机的反制以信号压制和非回收击落为主，这些方法存在二次附带毁伤问题。随着无人机技术的发展，无人机呈高速、高机动、非GPS导航和全自主式发展趋势，信号压制和无动力弹网反制方法难以应对。本发明针对远距离、高速、高机动非合作无人机的反制捕获问题，公开了一种能够在复杂城市背景下快速部署、长航时巡航、高速追击、捕获处置的技术方法。与现有技术相比，本发明具有如下优点：便于单兵携带、运输、布置和发射；气动结构适合巡航，能够应对远距离目标；能够避免二次附带损伤。
Description
本发明属于反无人机技术领域，涉及一种混合型巡航弹网。
背景技术
微小型无人机的爆炸式增长、无人机技术的迅猛发展、无序滥用和非法使用给个人隐私防护、机场及飞机航线等公共安全、政府管控、政治和军事要地防空带来管理和安全上的问题。传统地对微小型无人机的反制以信号压制和非回收击落为主，这些方法存在二次附带毁伤问题。随着无人机技术的发展，无人机呈高速、高机动、非GPS导航和全自主式发展趋势，传统的信号压制和无动力弹网反制方法难以应对。本发明针对远距离、高速、高机动非合作无人机的反制捕获问题，公开了一种能够在复杂城市背景下快速部署、长航时巡航、高速追击、捕获处置的技术方法。
应对无人机的非法使用以及制止和处置非法使用的无人机将是无人机防控和管制长期需要面对的核心问题之一。
国内外无人机反制的主流方法如下：
1、信号压制。一种方法是通过干扰无人机遥控器的工作频段，迫使无人机与遥控者失联。另一种方法是干扰无人机的GPS信号，迫使无人机“迷路”。这种方法对于不依赖GPS导航的自主飞行无人机失效。
2、无动力弹网捕获。这种方法是目前最实用的一种方法，存在的问题有：
①弹网的射程有限：一般是100m，超过射程就无法起作用，其精确性容易受大风等天气因素影响；
②机动性问题：弹网难以瞄准、跟踪和捕获高速、高机动目标；
③附带伤害问题：弹网捕获目标后，目标会因为惯性和地球引力坠落，容易伤害到下方的建筑物和人员，特殊区域、敏感场合和特定环境会引起公众恐慌，加剧事态升级，引发负面影响。
为了解决现有信号压制和无动力弹网捕获无人机反制存在的不能对远距离、高速、高机动无人机捕获的问题，本发明公开了一种能够适合长航时巡航的可以应对远距离、高速、高机动非合作无人机的弹网捕获方法。
发明内容
本发明公开了一种混合型巡航弹网。可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种混合型巡航弹网，包括螺旋桨帽，螺旋桨，动力电机，定位传感器，电池舱，弹网舱，整流罩，视觉传感器，控制与信息处理舱，弹体，弹臂，机翼，整流罩连接带，弹臂安装座，弹体底座和电机座。所述的多组螺旋桨帽各与螺旋桨连接，所述的螺旋桨下端各与动力电机连接，所述的动力电机各与电机座连接，所述的电机座各与弹臂连接，所述的弹臂穿过机翼与弹臂安装座连接，所述的弹臂安装座与弹体连接，所述的弹体上部与控制和信息处理舱连接，所述的控制和信息处理舱上部与弹网舱连接，所述的弹网舱外部与整流罩连接，所述的整流罩通过整流罩连接带与弹体连接，所述的整流罩顶端装有视觉传感器，所述弹体下端与电池舱连接，所述的电池舱下部与弹体底座连接，所述的机翼顶端安装有定位传感器。
进一步地，动力电机与螺旋桨产生的升力线与弹体中心轴之间的夹角可以是零，可以有一定的夹角，夹角的数值不做限定。
进一步地，在起飞阶段，所述的多组动力电机，全速运转，带动螺旋桨产生数倍到几十倍自身重力的升力，克服重力，提供起飞动力，实现快速加速起飞。
进一步地，在飞行阶段，所述的多组机翼提供飞行升力，平衡巡航弹网的重力，所述的多组动力电机，全速运转，带动螺旋桨产生数倍到数十倍于自身重力的飞行推力，推动巡航弹网快速飞抵目标区域。
进一步地，通过改变各组动力电机和与之连接螺旋桨的转速改变弹体在飞行过程中的三个姿态角。
进一步地，所述多组定位传感器在接近目标时，检测目标与巡航弹网的运动关系，并将信号传送给控制和信息处理舱。
进一步地，控制和信息处理舱接收到多组定位传感器发送的目标信号，形成导引指令，控制多组动力电机，调整巡航弹网的姿态、速度、高度进行目标跟踪。
进一步地，当巡航弹网接近目标，视觉传感器对目标进行图像信息捕获，控制和信息处理舱对视觉传感器捕获的目标图像信息进行识别。
进一步地，控制和信息处理舱根据视觉传感器捕获目标的类别进行不同的处理。若判定待捕获目标为确定要捕获目标，则发出捕获指令；若判定目标为非捕获目标，则发出非捕获指令；若判定由人工判定，则控制和信息处理舱发出相应的指令，等待人工判定指令，若等待失败，则判定为非捕获。
进一步地，当巡航弹网处于非捕获指令，巡航弹网可按照预先设定的航点进行巡航，或由人工介入操作作业。
进一步地，当巡航弹网处于捕获状态，同时与目标之间符合捕获距离，控制和信息处理舱输出开舱捕获指令，弹网舱冲破整流罩，依靠惯性张开，直至捕获目标。
进一步地，当捕获目标，多组动力电机停止转动，多组螺旋桨转速为零，目标带动弹体坠落。
进一步地，控制和信息处理舱内的姿态传感器感受到坠落信号切换巡航弹网的工作模式，工作模式切换后，巡航弹网工作在倒立状态。
进一步地，在倒立飞行状态，各组螺旋反相转动，产生升力，控制和信息处理舱控制倒立飞行的巡航弹网回到设定的位置。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)无专用发射装置，便于携带、运输、布置和发射；
2)具有长时间巡航功能，能够应对远距离目标；
3)具有处置功能，能够避免二次附带损伤；
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图。
图2是本发明的斜视结构示意图。
图3是本发明俯视示意图。
图4是本发明仰视示意图。
图5是本发明十字飞行示意图。
图6是本发明×字飞行示意图。
图7是本发明的一个应用实例。
图中：1是螺旋桨帽，2是螺旋桨，3是动力电机，4是定位传感器，5是电池舱，6是弹网舱，7是整流罩，8是视觉传感器，9是控制与信息处理舱，10是弹体，11是弹臂，12是机翼，13是整流罩连接带，14是弹臂安装座，15是弹体底座，16是电机座。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-4所示，一种混合型巡航弹网，包括：螺旋桨帽(1)，螺旋桨(2)，动力电机(3)，定位传感器(4)，电池舱(5)，弹网舱(6)，整流罩(7)，视觉传感器(8)，控制与信息处理舱(9)，弹体(10)，弹臂(11)，机翼(12)，整流罩连接带(13)，弹臂安装座(14)，弹体底座(15)，电机座(16)。
所述的多组螺旋桨帽(1)各与螺旋桨(2)连接，所述的螺旋桨(2)下端各与动力电机(3)连接，所述的动力电机(3)各与电机座(16)连接，所述的电机座(16)各与弹臂(11)连接，所述的弹臂(11)穿过机翼(12)与弹臂安装座(14)连接，所述的弹臂安装座(14)与弹体(10)连接，所述的弹体(10)上部与控制和信息处理舱(9)连接，所述的控制和信息处理舱(9)上部与弹网舱(6)连接，所述的弹网舱(6)外部与整流罩(7)连接，所述的整流罩(7)通过整流罩连接带(13)与弹体(10)连接，所述的整流罩(7)顶端装有视觉传感器(8)，所述弹体(10)下端与电池舱(5)连接，所述的电池舱(5)下部与弹体底座(15)连接，所述的机翼(12)顶端安装有定位传感器(4)。
所述的巡航弹网有正常飞行和倒立飞行两种飞行状态，正常飞行状态包括起飞阶段、航路修正阶段、目标捕获阶段和巡航弹网回收阶段，倒立飞行包括目标转移和目标回收阶段。
在正常飞行阶段和倒立飞行阶段，巡航弹网的动力电机(3)和螺旋桨旋(2)相反。
在起飞阶段，巡航弹网的动力电机(3)驱动螺旋桨(2)以高转速运转，产生数倍至数十倍的拉力，克服巡航弹网的重力，快速飞向目标区域。
在航迹修正阶段，巡航弹网的控制与信息处理舱(9)根据多组定位传感器(4)反馈的目标信息，控制动力电机(3)，驱动螺旋桨(2)调整巡航弹网的飞行速度、高度和航迹，以使得巡航弹网能够跟踪接近机动目标。
在目标捕获阶段，巡航弹网的控制和信息处理舱(9)根据多组定位传感器(4)反馈目标信息判定是否符合捕获条件，若符合捕获条件，控制和信息处理舱(9)发出捕获指令，释放弹网舱(6)。弹网舱(6)释放时，冲破整流罩(7)和依附在整流罩(7)上的视觉传感器(8)后，在惯性的作用下，张开为网状，将目标包覆。巡航弹网在包覆目标的牵引下产生坠落。
在目标转移阶段，巡航弹网处于倒立飞行状态，巡航弹网的控制和信息处理舱(9)控制倒立的巡航弹网携带被包裹的目标物飞行至目标处理点，直到目标物被释放。
在巡航弹网回收阶段，巡航弹网的控制和信息处理舱(9)控制巡航弹网降落，完成巡航弹网的回收。
重复使用时，更换弹网舱(6)、整流罩(7)和视觉传感器(8)，电池舱(5)充电，重新设定航线即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种混合型巡航弹网，包括：螺旋桨帽(1)，螺旋桨(2)，动力电机(3)，定位传感器(4)，电池舱(5)，弹网舱(6)，整流罩(7)，视觉传感器(8)，控制与信息处理舱(9)，弹体(10)，弹臂(11)，机翼(12)，整流罩连接带(13)，弹臂安装座(14)，弹体底座(15)，电机座(16)，所述的多组螺旋桨帽(1)各与螺旋桨(2)连接，所述的螺旋桨(2)下端各与动力电机(3)连接，所述的动力电机(3)各与电机座(16)连接，所述的电机座(16)各与弹臂(11)连接，所述的弹臂(11)穿过机翼(12)与弹臂安装座(14)连接，所述的弹臂安装座(14)与弹体(10)连接，所述的弹体(10)上部与控制和信息处理舱(9)连接，所述的控制和信息处理舱(9)上部与弹网舱(6)连接，所述的弹网舱(6)外部与整流罩(7)连接，所述的整流罩(7)通过整流罩连接带(13)与弹体(10)连接，所述的整流罩(7)顶端装有视觉传感器(8)，所述弹体(10)下端与电池舱(5)连接，所述的电池舱(5)下部与弹体底座(15)连接，所述的机翼(12)顶端安装有定位传感器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：动力电机(3)和螺旋桨(2)是成对出现，最小数量是1对，最大无限制。
3.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：动力电机(3)和螺旋桨(2)所组成的动力组件布置在弹体的周边，其布置的角度间距可以相等，也可以不相等。
4.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：在起飞阶段，巡航弹网的动力电机(3)驱动螺旋桨(2)高转速运转，产生数倍至数十倍的拉力，克服巡航弹网的重力，快速飞向目标区域。
5.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：巡航弹网在正常飞行阶段和倒立飞行阶段，相应的动力电机(3)和螺旋桨(2)的旋转方向相反。
6.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：机翼(12)在飞行过程中分别提供升力和航向稳定力，机翼(12)的翼型可以一致，也可以不同，机翼(12)相对弹体(10)轴线的安装角可以固定，也可以在飞行过程中随特定的情况而变动变动。
7.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：机翼(12)的个数可以与动力电机(3)和螺旋桨(2)的数量相同，也可以不同，机翼(12)的数量最少是一，最多不限，其作用是提供飞行时的升力。
8.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：根据控制需要，每个机翼(12)可以布置至少一个控制面，可以有的有的机翼布置控制面，有的机翼不布置控制面。
9.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：根据控制策略的不同，弹体在工作时，机翼(12)可以呈现十字型，也可以呈现×字型，或者其他类型。
10.根据权利要求1所述的一种混合型巡航弹网，其特征在于：为了便于携带、运输和装备，使得整机紧凑，机翼(12)和弹臂(11)可以整体折叠，折叠方法不限。
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