CN114537694B - 一种可重复使用多联管气压发射器结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重复使用多联管气压发射器结构及其使用方法。所述发射器结构包括高压罐、低压罐、控制气集气管和发射筒；高压罐与低压罐连通，低压罐与发射筒连通，控制气集气管也与高压罐连通；所述控制气集气管为储存控制发射阀开关的控制气的封闭管路。本发明采用压缩机提供压缩空气作为发射动力来源，具有可便捷重复使用，安全性高，可靠性高，发射时无光、热等信号，隐蔽性好的特点；采用高、低压罐模式使得充气时间大幅缩短。

Description

一种可重复使用多联管气压发射器结构及其使用方法

技术领域

本发明属于无人机气动发射领域，特别涉及一种可重复使用多联管气压发射器结构及其使用方法。

背景技术

巡飞弹也称为自杀式无人机，是先进的小型无人机技术与精确制导弹药技术相融合的产物。它能够快速抵达目标区，并能够在目标区执行巡回飞行、战场侦察监视、指引目标位置、毁伤效果评估、空中无线中继及精确打击目标等单一或多项任务的精确制导武器，与传统武器相比，巡飞弹具有很多明显的优势。

单架无人机由于受探测能力、武器载荷、续航时间等因素限制，其运载能力、机动能力、防护能力等均不高，难以完成较为复杂的任务，随着无人机在载荷小型化、低成本化、网络通信技术、自主技术、集群技术等方面的持续进步，经过研究发现通过多架无人机之间的信息共享与交流，可扩大对战场态势的感知，实现系统分配任务、协同侦察敌情及协同攻击目标，从而完成单架无人机难以完成的任务。近几年来，无人机集群技术在美军多个方面的推动下，引起了全世界的热切关注，同时世界各军事强国都已列装或加紧研发自己的无人机集群发射器，目前在发射方式的选择上主要有火药式产气药剂/火箭炮发射、火箭助推发射及液/气压发射几种模式，其中俄罗斯的R-90巡飞弹以及以色列的绿龙巡飞弹通过多管火箭炮发射；以色列的哈比无人机通过多箱式的火箭助推发射；美国的LOCUST项目采用液/气压方式，综合来看，气压发射为最优选择，理由如下：

气压发射与火药式产气药剂/火箭助推发射相比，气压发射不会产生光、烟雾等信号，具有安全隐蔽性好的优势；

而且气压发射不存在火工器材的存储、运输和管理问题，每次进行无人机发射时耗材及支援保障的费用较低，同时避免了重复使用时更换产气药剂、清洁系统内火药残渣等繁琐步骤，因此从便捷性和经济性考虑也具备优势；

而在液压发射中，尤其是油性液态物质在管道里的流动是一个相对缓慢的过程，弹射反应时间较气动弹射长，不适用于连续快速弹射的需求；其次，液压系统故障率较高，油性液压造成的泄漏容易着火，液压系统的维护相对繁杂和危险。

但是，现有的气压发射技术存在充气时间较长，导致发射多发巡飞弹时，间隔时间长，极易暴露发射阵地位置，士兵的安全以及任务的顺利执行难以保障的问题。

发明内容

本发明的目的是为了避免火药式产气药剂/火箭助推方式隐蔽性差的问题；避免产气药剂方式重复使用时更换产气药剂、清洁系统内火药残渣等繁琐步骤；避免液压方式反应时间长，系统故障率高的问题；避免现有气压发射方式多发巡飞弹发射时的间隔时间长，容易暴露发射阵地位置，士兵的安全以及任务执行难以保障的问题。

针对上述问题，一方面，本发明提出了一种可重复使用多联管气压发射器结构，所述发射器结构包括高压罐、低压罐、控制气集气管和发射筒；

所述高压罐与低压罐连通，低压罐与发射筒连通，控制气集气管也与高压罐连通；

所述控制气集气管为储存控制发射阀开关的控制气的封闭管路。

进一步地，还包括压缩机，所述压缩机通过充气管道与与高压罐连通，充气管道上设有能够防止高压气体倒流的单向阀。

进一步地，所述高压罐通过管道与控制气集气管连通，高压罐和控制气集气管之间的管道上设有阀门控制气阀和控制气定压减压阀，阀门控制气阀位于靠近管道进气一侧，控制气定压减压阀位于靠近管道出气一侧。

进一步地，所述高压罐内设有用于监测高压罐内压力的高压罐压力传感器，高压罐上还设有高压罐放水放气阀和高压罐安全阀。

进一步地，所述高压罐通过管道与低压罐连通，高压罐与低压罐之间的管道上设有充气电磁阀和高低压罐定压减压阀，充气电磁阀位于靠近管道进气一侧，高低压罐定压减压阀位于靠近管道出气一侧。

进一步地，所述高压罐与充气电磁阀之间还设有进气支管，进气支管上设有外接气瓶连接阀。

进一步地，所述低压罐内设有用于监测低压罐内气压的低压罐压力传感器，低压罐上还设有低压罐放水放气阀和低压罐安全阀。

进一步地，所述低压罐的一侧设有发射筒，发射筒通过发射管道与低压罐连通，发射管道上设有发射阀和备用断流阀，备用断流阀位于靠近发射管道进气一侧，发射阀的一侧设有控制支管，控制支管与控制气集气管连通，控制支管上设有发射控制电磁阀。

进一步地，还包括发射气集气管，发射气集气管设置在低压罐和发射管道之间。

另一方面，一种可重复使用多联管气压发射器结构的使用方法，所述使用方法包括：

对高压罐进行增压：启动压缩机通过单向阀向高压罐中充气，对高压罐进行增压，并通过高压罐压力传感器监视高压罐内压力，高压罐内压力到达预设压力后关闭压缩机，增压完成；或者，将高压气源通过外接气瓶连接阀连入系统，对高压罐进行增压，高压罐内压力到达预设压力，完成增压；

高压罐增压完成后，打开阀门控制气阀，高压罐内气体通过控制气定压减压阀进入控制气集气管，控制气定压减压阀能够控制气集气管内的压力保持稳定，控制气集气管用于存储气动阀的控制气；

打开充气电磁阀，高压罐内气体通过充气电磁阀以及高低压罐定压减压阀进入低压罐，并通过低压罐压力传感器监视低压罐内压力，到达预设压力后充气电磁阀关闭；高低压罐定压减压阀能够保证低压罐内压力达到预设值后不会再增加；

低压罐到达预设压力后，打开发射控制电磁阀，控制气集气管内气体驱动发射阀打开，低压罐内压缩空气进入发射筒，推动巡飞弹运动，完成发射，备用断流阀能够保证在部分发射阀发生故障，无法完全关闭时，阻断系统内发射气体的泄漏；

发射任务完成后，打开高压罐放水放气阀以及低压罐放水放气阀可将系统内残留的水以及余气排净。

本发明提出了一种可重复使用多联管气压发射器结构及其使用方法，采用压缩机提供压缩空气作为发射动力来源，具有可便捷重复使用，安全性高，可靠性高，发射时无光、热等信号，隐蔽性好的特点；采用高、低压罐模式使得充气时间大幅缩短，即两发弹发射间隔大幅缩短，提高了士兵快速执行任务的能力，避免了总体发射时间过长造成的发射阵地暴露等问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的气压发射器结构的整体结构示意图；

图中：1-压缩机，2-单向阀，3-高压罐，4-高压罐压力传感器，5-高压罐放水放气阀，6-高压罐安全阀，7-外接气瓶连接阀，8-充气电磁阀，9-高低压罐定压减压阀，10-低压罐，11-低压罐压力传感器，12-低压罐放水放气阀，13-低压罐安全阀，14-阀门控制气阀，15-控制气定压减压阀，16-发射控制电磁阀，17-发射阀，18-备用断流阀，19-控制气集气管，20-发射气集气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种可重复使用多联管气压发射器结构，所述气压发射器结构采用高、低压两级气罐，在执行任务前，先将高压气罐充满，进入发射程序后高压罐迅速给低压罐充气，低压罐充到预设压力后发射巡飞弹，随后关闭发射阀，继续开始下一次的低压罐充气、发射，直到所有巡飞弹发射完成，采用这种供气模式可使得发射间隔短至1-2s。

如图1所示，作为本发明的一个实施例，所述发射器结构包括压缩机1、高压罐3、低压罐10和控制气集气管19，压缩机1通过充气管道与高压罐3连通，压缩机1用于向高压罐3内充气，充气管道上设有单向阀2；单向阀2用于防止在压缩机1向高压罐3内充气的过程中气体倒流。

高压罐3通过管道与控制气集气管19连通，连通高压罐3和控制气集气管19的管道上设有阀门控制气阀14和控制气定压减压阀15，阀门控制气阀14位于管道进气一侧，控制气定压减压阀15位于管道出气一侧。

阀门控制气阀14开启后，高压罐3内气体会经过控制气定压减压阀15进入控制气集气管19，控制气定压减压阀15能够保证控制气集气管19内的压力始终保持稳定，本实施例中控制气集气管19内的压力设置为0.8MPa（通用的气动阀控制气压力）。

高压罐3内设有高压罐压力传感器4，高压罐压力传感器4用于监测高压罐3内压力，高压罐3上设有高压罐放水放气阀5和高压罐安全阀6，高压罐放水放气阀5能够将高压罐3内以及系统内的残留的水（由空气中的水蒸气液化产生）以及余气排净；高压罐安全阀6在高压罐3内压力超出安全压力后自动开启，排气泄压，从而保证系统的安全。

高压罐3通过管道与低压罐10连通，低压罐10用于储存发射气体（压缩气体），高压罐3与低压罐10之间的管道上设有充气电磁阀8和高低压罐定压减压阀9，充气电磁阀8位于管道进气一侧，高低压罐定压减压阀9位于靠近管道出气一侧，打开充气电磁阀8，高压罐3内气体通过管道进入低压罐10，高低压罐定压减压阀9能够保证低压罐10内气压升至预设值后不再增加，即使充气电磁阀8失效无法正常关闭，低压罐10内压力达到预设值后也不会再增加，保证了下游系统的安全。

在本发明的一些实施例中，高压罐3与低压罐10之间的管道上还设有进气支管，进气支管上设有外接气瓶连接阀7，进气支管位于充气电磁阀8和高压罐3之间，外接气瓶连接阀7用于连接外部高压气源（例如氮气瓶，高压储气罐等）；在压缩机1无法正常向高压罐3充气时，或者由于特殊场景需要无法使用压缩机1充气时，将系统与外部高压气源连通，也能够保证系统具备发射条件。

低压罐10内设有低压罐压力传感器11，低压罐压力传感器11用于监测低压罐10内气压，低压罐10内气压达到预设压力后充气电磁阀8关闭，低压罐10上还设有低压罐放水放气阀12和低压罐安全阀13，低压罐放水放气阀12能够将低压罐10及系统内的残留的水和余气排净，低压罐安全阀13在低压罐10内气压超出安全压力时自动开启，排气泄压，进一步保证了系统的安全。

低压罐10的一侧设有多个发射筒，发射筒通过发射管道与低压罐10连通，发射管道上设有发射阀17和备用断流阀18，备用断流阀18位于靠近发射管道进气一侧，发射阀17的一侧还设有控制支管，控制支管用于控制发射阀17（发射阀为气动阀）的开启与关闭，控制支管的另一端与控制气集气管19连通，控制支管上设有发射控制电磁阀16，打开发射控制电磁阀16，控制气集气管19内控制气通过控制支管，驱动发射阀17打开，低压罐10内发射气进入发射筒，推动巡飞弹运动，完成发射。

控制气集气管19为具有一定容腔体积的封闭管路，用于存储驱动气动阀的控制气，发射阀17为气动阀，其开启或关闭需要发射控制电磁阀16控制，驱动发射阀17打开进行发射过程中需要消耗控制气；由于连续发射，每发射一枚巡飞弹均会消耗控制气，而控制气需要维持一定的压力，否则发射阀17可能打不开。为防止发射后，控制气补充不及（虽然和气罐连接，但是气流通过减压器后压力稳定需要一定时间）；因此设置一个容腔较大的管路，目的是储存较多气体，发射一发巡飞弹后，压力下降可以忽略，以满足连续发射的发射需求，本实施例中控制气集气管19容积要求不小于2L。

备用断流阀18用于切断发射气体的供应，在发射过程中，假如某个发射阀17发生故障，无法完全关闭导致系统漏气，无法开展后续发射时，将备用断流阀18关闭，可阻断系统内发射气体的泄漏，从而维持系统内发射气压的稳定，继续进行后续发射。

在本发明的一些实施例中，低压罐10与发射管道之间还设有发射气集气管20，发射气集气管20内径应不小于发射筒的内径，备用断流阀18位于靠近发射气集气管20的一侧。发射气集气管20的设置能够解决低压罐10表面积有限，安装空间无法满足多个发射筒同时安装的问题。

本发明提出了一种可重复使用多联管气压发射器结构的使用方法，所述方法包括以下步骤：

在发射前利用压缩机1通过单向阀2向高压罐3中充气，并通过高压罐压力传感器4监视高压罐3内压力，高压罐3内压力到达预设压力后压缩机1关闭，此时系统具备了发射的条件。另外，在有其它高压气源（例如氮气瓶，高压储气罐等）的情况下，将高压气源通过外接气瓶连接阀7连入系统，对高压罐3进行增压，使系统具备发射的条件。

准备发射前，先打开阀门控制气阀14，高压罐3内气体通过控制气定压减压阀15进入控制气集气管19，由于控制气定压减压阀15以及控制气集气管19内大内腔的共同作用，控制气集气管19内的压力会始终保持稳定。

进入发射程序后，打开充气电磁阀8，高压罐3内气体通过充气电磁阀8以及高低压罐定压减压阀9进入低压罐10，并通过低压罐压力传感器11监视低压罐10内压力，低压罐10内压力到达预设压力后充气电磁阀8关闭。其中，高低压罐定压减压阀9使得低压罐10内压力达到预设值后不会再增加；也就是即使充气电磁阀8失效，无法正常关闭，低压罐10内压力达到预设值后也不会再增加，保证了下游系统的安全。

低压罐10到达预设压力后，打开发射控制电磁阀16，控制气集气管19内控制气体驱动发射阀17打开，低压罐10内压缩空气（控制气）进入发射筒，推动巡飞弹运动，完成发射。

在完成某发巡飞弹发射后，假如发射阀17发生故障，无法完全关闭，导致系统漏气，无法开展后续发射时，将备用断流阀18关闭，可满足系统的连续发射需求。

在发射任务完成后，打开高压罐放水放气阀5以及低压罐放水放气阀12可将两个气罐及系统内残留的水（空气中水蒸气液化）以及余气排净。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，所述发射器结构包括高压罐（3）、低压罐（10）、控制气集气管（19）和发射筒；

所述高压罐（3）与低压罐（10）连通，低压罐（10）与发射筒连通，控制气集气管（19）也与高压罐（3）连通；

所述控制气集气管（19）为储存控制发射阀（17）开关的控制气的封闭管路；所述高压罐（3）通过管道与控制气集气管（19）连通，高压罐（3）和控制气集气管（19）之间的管道上设有阀门控制气阀（14）和控制气定压减压阀（15），阀门控制气阀（14）位于靠近管道进气一侧，控制气定压减压阀（15）位于靠近管道出气一侧；所述高压罐（3）通过管道与低压罐（10）连通，高压罐（3）与低压罐（10）之间的管道上设有充气电磁阀（8）和高低压罐定压减压阀（9），充气电磁阀（8）位于靠近管道进气一侧，高低压罐定压减压阀（9）位于靠近管道出气一侧；所述低压罐（10）的一侧设有发射筒，发射筒通过发射管道与低压罐（10）连通，发射管道上设有发射阀（17）和备用断流阀（18），备用断流阀（18）位于靠近发射管道进气一侧，发射阀（17）的一侧设有控制支管，控制支管与控制气集气管（19）连通，控制支管上设有发射控制电磁阀（16）。

2.根据权利要求1所述的一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，还包括压缩机（1），所述压缩机（1）通过充气管道与高压罐（3）连通，充气管道上设有能够防止高压气体倒流的单向阀（2）。

3.根据权利要求1所述的一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，所述高压罐（3）内设有用于监测高压罐（3）内压力的高压罐压力传感器（4），高压罐（3）上还设有高压罐放水放气阀（5）和高压罐安全阀（6）。

4.根据权利要求1所述的一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，所述高压罐（3）与充气电磁阀（8）之间还设有进气支管，进气支管上设有外接气瓶连接阀（7）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，所述低压罐（10）内设有用于监测低压罐（10）内气压的低压罐压力传感器（11），低压罐（10）上还设有低压罐放水放气阀（12）和低压罐安全阀（13）。

6.根据权利要求1所述的一种可重复使用多联管气压发射器结构，其特征在于，还包括发射气集气管（20），发射气集气管（20）设置在低压罐（10）和发射管道之间。

7.一种可重复使用多联管气压发射器结构的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：

对高压罐（3）进行增压：

启动压缩机（1）通过单向阀（2）向高压罐（3）中充气，对高压罐（3）进行增压，并通过高压罐压力传感器（4）监视高压罐（3）内压力，高压罐（3）内压力到达预设压力后关闭压缩机（1），增压完成；或者，将高压气源通过外接气瓶连接阀（7）连入系统，对高压罐（3）进行增压，高压罐（3）内压力到达预设压力，完成增压；

高压罐（3）增压完成后，打开阀门控制气阀（14），高压罐（3）内气体通过控制气定压减压阀（15）进入控制气集气管（19），控制气定压减压阀（15）能够控制气集气管（19）内的压力保持稳定，控制气集气管（19）用于存储气动阀的控制气；

打开充气电磁阀（8），高压罐（3）内气体通过充气电磁阀（8）以及高低压罐定压减压阀（9）进入低压罐（10），并通过低压罐压力传感器（11）监视低压罐（10）内压力，到达预设压力后充气电磁阀（8）关闭；高低压罐定压减压阀（9）能够保证低压罐（10）内压力达到预设值后不会再增加；

低压罐（10）到达预设压力后，打开发射控制电磁阀（16），控制气集气管（19）内气体驱动发射阀（17）打开，低压罐（10）内压缩空气进入发射筒，推动巡飞弹运动，完成发射，备用断流阀（18）能够保证在部分发射阀（17）发生故障，无法完全关闭时，阻断系统内发射气体的泄漏；

发射任务完成后，打开高压罐放水放气阀（5）以及低压罐放水放气阀（12）可将系统内残留的水以及余气排净。

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