CN115493459A - 一种红外目标模拟外挂吊舱装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种红外目标模拟外挂吊舱装置，由红外辐射前舱和电源后舱两大部分组成，采用自主直流电源方式工作，其电源系统与控制系统、红外辐射源一体化集成设计；该吊舱装置挂装在高速、大机动无人机翼尖位置。所述外挂吊舱装置通过控制系统完成与无人机飞控计算机通讯；控制系统接收飞控计算机的控制指令，完成红外辐射源的启动和定时，闭环控制辐射体温度，调整红外辐射强度，同时完成电源系统的实时状态监控。该装置红外辐射可调整且稳定、不受外部环境影响，可多次重复使用、维护方便，体积小及重量轻，适用多种不同的挂载场景。

Description

一种红外目标模拟外挂吊舱装置

技术领域

本申请涉及红外辐射技术领域，具体涉及一种红外目标模拟外挂吊舱装置。

背景技术

靶机是一种模拟敌机的无人驾驶飞机，用于鉴定导弹或飞机等武器系统的作战效能。靶机应具有模拟对象相当的运动特性和目标显示特性。为了模拟目标的红外辐射特性，必须在靶机上安装经济、有效、逼真的模拟飞机或巡航导弹目标红外辐射装置。国内外已发展了多种红外特性模拟装置，常用于各种靶试的红外模拟装置主要有红外曳光管和红外增强吊舱，其原理均是采用固体燃料作为燃烧剂，通过点火器点燃固体燃料进行端面燃烧，曳光管燃烧剂燃烧后直接喷入空气中，产生强烈的红外辐射。红外增强吊舱设计有加热头罩，燃烧剂燃烧后加热不锈钢壳体并通过头罩的预留孔进行喷出。曳光管主要优点是工作原理简单、成本经济，尺寸小巧、重量轻，很适合靶机安装，红外增强吊舱主要优点辐射较稳定。

火工品类红外特性模拟装置缺点明显，首先对使用工况敏感，在高空低气压、高动态环境下使用，燃烧剂燃烧不稳定，导致红外辐射不稳定，地面与空中辐射强度差异性较大，伴随着掉渣，很难评估空中辐射强度。其次红外增强吊舱另一缺点是体积大，安装受限，对靶机要求很高，极大的牺牲了靶机飞行性能，限制了使用范围。不管是曳光管还是吊舱均为火工品，一次性使用，红外辐射不能调整，对安全性要求高，使用维护复杂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请旨在提供一种红外目标模拟外挂吊舱装置（简称外挂吊舱）。该装置对使用工况不敏感，辐射强度稳定可调整，重复使用，使用安全，并且维护简单方便，体积小及重量轻，不影响靶机性能，适用于高亚音速、大机动类靶机，非机动类靶机，适用多种不同的挂载场景。本申请所采用的技术方案如下：

一种红外目标模拟外挂吊舱装置，所述外挂吊舱包括前球形整流罩、红外辐射体、辐射体骨架、连接筒、控制板、电池组、隔热层、BMS板、后球形整流罩、测温传感器、整流罩固定环、辐射体骨架安装座、过渡环、电池组外壳；

所述前球形整流罩内设置锥形红外辐射体，所述前球形整流罩通过整流罩固定环与所述辐射体骨架安装座的一侧相连接；

所述红外辐射体为锥形，安装在辐射体骨架安装座上，其顶端设置有测温传感器，其内部设置有辐射体骨架；

所述连接筒与所述辐射体骨架安装座的另一侧相连接；所述连接筒与所述电池组外壳通过设置在内部的所述过渡环相连接，所述控制板通过所述过渡环固定在所述连接筒与所述电池组外壳的内部连接处；

所述电池组外壳内侧设置隔热层，所述电池组外壳通过所述BMS板与所述后球形整流罩相连接，在所述BMS板与所述控制板之间的所述电池组外壳的空腔内设置有所述电池组。

进一步的，所述外挂吊舱装置采用圆柱形回旋体设计，挂载在无人机翼尖位置，采用直流电源方式工作，其电源系统与控制系统、红外辐射源一体化集成。

进一步的，外挂吊舱装置通过控制系统完成与无人机飞控计算机通讯，所述控制系统根据飞控计算机的控制指令，完成红外辐射源的启停和定时，通过温度传感器PID闭环控制辐射体温度，调整红外辐射强度，同时完成电源系统的实时监控及保护。

进一步的，所述前球形整流罩采用中波透红外窗体材料，蓝宝石、氟化镁JGS-3石英玻璃等。

进一步的，所述红外辐射体采用镍络合金发热丝。

进一步的，所述红外辐射体骨架采用陶瓷纤维材料，镍络合金发热丝均匀密绕在骨架外表面。

进一步的，所述红外辐射体骨架被镍络合金电热丝加热，骨架外表面涂有中波红外辐射涂料。

进一步的，所述测温传感器为K型热电偶，通过闭环反馈温度控制，实现红外辐射能量调整。

进一步的，所述电池组的电压150V、容量2000mAh以及放电倍率10C。

进一步的，所述隔热层采用硅酸铝纤维隔热材料。

通过本申请实施例，可以获得如下技术效果：

（1）本申请的红外辐射可调整且稳定、可多次使用、维护简单方便，体积小及重量轻，红外目标模拟外挂吊舱安装方便、适用多种不同飞行载体的挂载场景；

（2）采用合金发热丝作为红外辐射材料，具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快、成本低等特点；

（3）红外辐射体骨架外表面涂有红外辐射涂料，进一步提高骨架材料红外发射率，增大辐射面积。红外辐射体安装有测温传感器，通过闭环反馈温度控制，实现红外辐射强度可调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为外挂吊舱装置组成示意图；

图2 为外挂吊舱剖面结构示意图；

附图标记：

1 前球形整流罩、2 红外辐射体、3 辐射体骨架、4连接筒、5 控制板、6 电池组、7隔热层、8 BMS板、9 后球形整流罩、10 测温传感器、11整流罩固定环、12 辐射体骨架安装座、13过渡环、14电池组外壳。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

红外目标模拟外挂吊舱（简称：外挂吊舱）根据不同的目标模拟需求可挂装在高机动目标和非高机动目标类。

图1为外挂吊舱装置组成示意图。外挂吊舱装置挂在无人机翼尖位置，采用直流电源方式工作，其电源系统与控制系统、红外辐射源一体化集成设计。外挂吊舱装置通过控制系统完成与无人机飞控计算机通讯。控制系统根据飞控计算机的控制指令，完成红外辐射源的启停和定时，通过温度传感器PID闭环控制辐射体温度，调整红外辐射强度，同时完成电源系统的实时监控及保护。

图2为外挂吊舱剖面结构示意图。该外挂吊舱装置适用于高亚音速、大机动目标类和非机动目标类挂装，对无人机平台飞行速度、机动能力影响小，使用高度、速度不受限制。该类型的外挂吊舱用于满足战斗机和武装直升机的红外特性模拟，比如F-16、阿帕奇等目标，外挂吊舱对称挂装在高亚音速大机动无人机两侧翼尖位置，同时前、后半球红外辐射强度与模拟目标相当，对无人机平台飞行速度、机动能力性能影响小。

外挂吊舱采用圆柱形回旋体设计，轴向前后均设计有半球形整流罩，满足高速飞行器气动外形要求。外挂吊舱包括前球形整流罩、红外辐射体、辐射体骨架、连接筒、控制板、电池组、隔热层、BMS板、后球形整流罩、测温传感器、整流罩固定环、辐射体骨架安装座、过渡环、电池组外壳。

所述前球形整流罩1内设置锥形红外辐射体2，所述前球形整流罩通过整流罩固定环11与所述辐射体骨架安装座的一侧相连接；

所述红外辐射体2为锥形，安装在辐射体骨架安装座12上，其顶端设置有测温传感器10，其内部设置有辐射体骨架3；

所述连接筒4与所述辐射体骨架安装座12的另一侧相连接；所述连接筒与所述电池组外壳通过设置在内部的所述过渡环相连接，所述控制板通过所述过渡环固定在所述连接筒与所述电池组外壳的内部连接处；

所述电池组外壳内侧设置隔热层，所述电池组外壳通过所述BMS板与所述后球形整流罩相连接，在所述BMS板与所述控制板之间的所述电池组外壳的空腔内设置有所述电池组。所述前球形整流罩采用中波红外透过率比较高的材料，同时耐高温，优选采用蓝宝石。

所述红外辐射体为镍络合金发热丝。

所述红外辐射体骨架为陶瓷纤维材料，圆锥型结构，镍络合金发热丝均匀密绕在骨架外表面，发热丝工作时产生高温，产生前向、侧向、后侧向红外辐射。所述红外辐射体骨架被镍络合金电热丝加热，骨架外表面涂有中波红外辐射涂料，进一步增大辐射面积，提高辐射强度。

所述测温传感器为K型热电偶，通过闭环反馈温度控制，实现红外辐射能量可调整。

所述电池组为电压为150V，容量2000mAh，放电倍率10C。所述电池组与外壳之间有硅酸铝纤维隔热材料。

所述控制板与电池组电连接，用于控制红外辐射体工作，调整工作电压。

所述BMS板安装与电池组电连接，用于对电池组进行管理，防止热失控。

所述后球形整流罩采用保型设计，优选铝合金材料。

虽然以上描述了本申请的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本申请的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本申请的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外目标模拟外挂吊舱装置，其特征在于，所述外挂吊舱包括前球形整流罩、红外辐射体、辐射体骨架、连接筒、控制板、电池组、隔热层、BMS板、后球形整流罩、测温传感器、整流罩固定环、辐射体骨架安装座、过渡环、电池组外壳；

所述前球形整流罩内设置锥形红外辐射体，所述前球形整流罩通过整流罩固定环与所述辐射体骨架安装座的一侧相连接；

所述红外辐射体为锥形，安装在辐射体骨架安装座上，其顶端设置有测温传感器，其内部设置有辐射体骨架；

所述连接筒与所述辐射体骨架安装座的另一侧相连接；所述连接筒与所述电池组外壳通过设置在内部的所述过渡环相连接，所述控制板通过所述过渡环固定在所述连接筒与所述电池组外壳的内部连接处；

所述电池组外壳内侧设置隔热层，所述电池组外壳通过所述BMS板与所述后球形整流罩相连接，在所述BMS板与所述控制板之间的所述电池组外壳的空腔内设置有所述电池组。

2.根据权利要求1所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述外挂吊舱装置采用圆柱形回旋体设计，轴向前后均设计有球形整流罩，挂载在无人机翼尖位置，采用直流电源方式工作，其电源系统与控制系统、红外辐射源一体化集成。

3.根据权利要求1或2所述的外挂吊舱装置，其特征在于，外挂吊舱装置通过控制系统完成与无人机飞控计算机通讯，所述控制系统根据飞控计算机的控制指令，完成红外辐射源的启停和定时，通过温度传感器PID闭环控制辐射体温度，调整红外辐射强度，同时完成电源系统的实时监控既保护。

4.根据权利要求3所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述前球形整流罩采用中波透红外窗口材料。

5.根据权利要求3所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述红外辐射体采用镍络合金发热丝。

6.根据权利要求3所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述红外辐射体骨架采用陶瓷纤维材料，镍络合金发热丝均匀密绕在骨架外表面。

7.根据权利要求6所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述红外辐射体骨架被镍络合金电热丝加热，骨架外表面涂有中波红外辐射涂料。

8.根据权利要求3所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述测温传感器为K型热电偶，通过闭环反馈温度控制，实现红外辐射能量调整。

9.根据权利要求3所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述电池组的电压150V、容量2000mAh以及放电倍率10C。

10.根据权利要求9所述的外挂吊舱装置，其特征在于，所述隔热层采用硅酸铝纤维隔热材料。

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