PL230348B1

PL230348B1 - Device for capturing small flying objects

Info

Publication number: PL230348B1
Application number: PL418396A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Łowczycki; Łukasz Konarski; Anna Domańska
Original assignee: Inst Lotnictwa; Instytut Lotnictwa
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-10-31
Also published as: PL418396A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przechwytywania małych obiektów latających takich jak drony i koptery, mocowane do kadłuba drona przechwytującego.The subject of the invention is a device for intercepting small flying objects, such as drones and copters, attached to the fuselage of the intercepting drone.

Znane są urządzenia montowane w bezzałogowych urządzeniach latających, w tym w dronach, służące do przechwytywania w powietrzu małych obiektów latających. W urządzeniach tych wykorzystuje się zasobniki z siatką, wyposażone w ładunki pirotechniczne lub pneumatyczne do wystrzeliwania siatki w kierunku przechwytywanego obiektu. Korzystanie z ładunków pirotechnicznych wpływa na bezpieczeństwo użytkowania i ogranicza zastosowanie urządzenia. W przypadku urządzeń z napędem pneumatycznym, pojemnik z gazem miotającym musi być otworzony przed misją celem napełnienia komory gazowej, więc w przypadku misji nie kończącej się wyrzutem, nabój gazowy musi być wymieniony a wyrzutnik obsłużony pod kątem ponownego użycia. Tego typu środki do wystrzeliwania siatek zwiększają ciężar i gabaryty zasobnika, powodując zwiększenie oporu aerodynamicznego, a także wpływają niekorzystnie na stabilność lotu drona ze względu na odrzut przy wystrzeliwaniu siatki.There are known devices installed in unmanned aerial vehicles, including drones, for intercepting small flying objects in the air. These devices use net trays equipped with pyrotechnic or pneumatic charges to shoot the net towards the intercepted object. The use of pyrotechnics affects the safety of use and limits the use of the device. For air operated devices, the propellant gas container must be opened prior to the mission to fill the gas chamber, so in the case of a mission that does not end with an ejection, the gas cartridge must be replaced and the ejector serviced for reuse. Such means for firing nets increase the weight and dimensions of the container, resulting in increased aerodynamic drag, and also adversely affect the flight stability of the drone due to the recoil when firing the net.

Z opisu patentowego RU 2014107051 znany jest dron do patrolowania i przechwytywania małych obiektów latających, który w dolnej części część kadłuba mieści przedziały dla siatek z obciążnikami i urządzenia do ich wyrzucania. Do siatki jest zamocowany spadochron, a spadochron jest połączony linką z dronem przechwytującym. Spadochron spowalnia upadek przechwyconego obiektu. W razie potrzeby linka jest odczepiana, a próba przechwycenia może być powtórzony za pomocą innego zestawu umieszczonego w dolnej części kadłuba. Dron może działać autonomicznie po wyposażeniu w odpowiednie oprogramowanie, kamerę połączoną z procesorem w układzie sterowania i środki naprowadzania na cel.From the patent description RU 2014 107 051 there is known a drone for patrolling and intercepting small flying objects, which in the lower part of the fuselage houses compartments for nets with weights and devices for their ejection. A parachute is attached to the net and the parachute is connected by a cable to the intercepting drone. The parachute slows the fall of the intercepted object. If necessary, the line is detached and the interception attempt can be repeated with another set located at the bottom of the fuselage. The drone can operate autonomously after being equipped with the appropriate software, a camera connected to the processor in the control system and target guidance means.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do przechwytywania małych obiektów latających z lekkim zasobnikiem i mechanizmem wyrzucania siatki, przystosowanego do podwieszenia do kadłuba drona przechwytującego.The object of the invention is to provide a device for intercepting small flying objects with a lightweight cartridge and a net ejection mechanism, adapted to be suspended from the fuselage of the intercepting drone.

Urządzenie do przechwytywania małych obiektów latających, wyposażone w zasobnik na siatkę z obciążnikami podczepiany do dolnej części kadłuba drona i pokrywę zasobnika z zamkiem ryglującym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zasobnik ma korpus w kształcie rozbieżnego do dołu stożka zamocowanego od strony zbieżnej do podstawy zasobnika, przy czym pokrywa zasobnika, na której spoczywa siatka, składa się z co najmniej trzech jednakowych płatów, korzystnie trójkątnych, zbieżnych w kierunku osi zasobnika, przy czym każdy płat jest zamocowany przegubem płaskim do krawędzi zasobnika, a zamek ryglujący stanowi poosiowo przesuwny trzpień zamocowany w osi zasobnika do podstawy, zaopatrzony w dolnym końcu w rygiel, na którym są podparte wolne końce płatów w położeniu zamkniętym, przy czym przeciwległe końce płatów stanowią podparcie obciążników i sprężyn naciskowych umieszczonych w prowadnicach usytuowanych wzdłuż ścianek zasobnika pomiędzy podstawą a przegubem płaskim każdego płata, każda sprężyna naciskowa jest zaciśnięta wstępnie pomiędzy podstawą a obciążnikiem umieszczonym w prowadnicy, a każdy obciążnik jest przymocowany do brzegów sieci przy pomocy linki bocznej.The device for intercepting small flying objects, equipped with a container for a net with weights attached to the lower part of the drone's fuselage and a container cover with a locking lock, according to the invention, is characterized by the fact that the container has a body in the shape of a downward cone attached from the side converging to the base of the container , wherein the cover of the container on which the net rests consists of at least three identical panels, preferably triangular, converging towards the axis of the container, each panel being flat-jointed to the edge of the container, and the interlocking lock being an axially sliding pin fastened in the axis of the container to the base, provided at the lower end with a bolt on which the free ends of the panels are supported in a closed position, with the opposite ends of the panels supporting weights and pressure springs placed in guides located along the walls of the container between the base and the flat joint of each panel, the pressure spring is pre-clamped between the base and a weight located in the guide, and each weight is attached to the edges of the net by a sidewall.

Korzystnym jest, jeżeli zasobnik ma dodatkowy przedział usytuowany przy podstawie, ze znajdującym się wewnątrz spadochronem podczepionym pierwszą linką do środka siatki, przy czym dodatkowy przedział jest oddzielony od przedziału z siatką przez lekką osłonę podtrzymującą spadochron w przedziale. Korzystnym jest także, jeżeli koniec pierwszej linki jest podczepiony do mechanizmu wyczepiania zamocowanego do podstawy i połączony z drugą linką doczepioną do spadochronu, przy czym linki te są doprowadzone są do mechanizmu wyczepiania przez otwór w podstawie.The hopper preferably has an additional compartment at the base with the parachute inside attached with a first line to the center of the net, the additional compartment being separated from the net compartment by a lightweight shell supporting the parachute in the compartment. It is also advantageous if the end of the first cord is attached to a release mechanism attached to the base and connected to the second cord attached to the parachute, the cables being led to the release mechanism through a hole in the base.

W korzystnym wykonaniu urządzenia, mechanizm wyczepiania jest zaopatrzony w zdalnie sterowany serwomechanizm zwalniający linki, a każdy płat ma zapadkę blokującą płat w położeniu otwartym na przedłużeniu prowadnic.In a preferred embodiment of the device, the release mechanism is provided with a remotely controlled cable release servo, and each panel has a pawl to lock the panel in an open position on the extension of the guides.

Lekka konstrukcja zasobnika oraz wykorzystanie napędu sprężynowego do otwierania płatów pozwala na zminimalizowanie wagi urządzenia i tym samym umożliwia zastosowanie urządzenia w drenie o mniejszym dopuszczalnym udźwigu lub umożliwia zastosowanie kilku urządzeń na raz w jednym drenie o większym udźwigu. Ponadto wykorzystanie napędu sprężynowego wpływa na zwiększenie stabilności lotu podczas manewru przechwytywania, a także wpływa na niższe koszt wytworzenia i bezpieczeństwo użytkowania.The light structure of the reservoir and the use of a spring drive to open the panels allows to minimize the weight of the device and thus allows the device to be used in a drain with a lower allowable load capacity or allows the use of several devices at once in one drain with a greater load capacity. In addition, the use of a spring drive increases flight stability during the interception maneuver, and also affects the lower production costs and safety of use.

Płaty składające się na pokrywę tworzą skuteczny system do uzbrajania sprężyn oraz obciążnika a także tworzą skuteczny system zamykający komorę w której umieszczona jest siatka przechwytującaThe sheets that make up the cover form an effective system for loading the springs and the weight, and they also form an effective system closing the chamber in which the intercepting net is placed.

PL 230 348 Β1 wykonana z cienkich włókien wraz z opcjonalnym spadochronem. W czasie wyrzutu lekkiej siatki, płatowy system zamknięcia nie stwarza dodatkowych oporów ruchu na trajektorii siatki a napór obciążników podpartych sprężyną tworzy automatyczny system otwierający płaty. Umieszczenie spadochronu w zasobniku wpływa na kompaktowość całego rozwiązania, a stożkowy kształt zasobnika wpływa na poprawienie aerodynamiki i zmniejszenie oporów przepływu podczas lotu w porównaniu do konstrukcji o innym kształcie.PL 230 348 Β1 made of fine fibers with an optional parachute. During the ejection of the lightweight net, the airfoil closure system does not create additional resistance to movement on the net trajectory, and the pressure of the weights supported by the spring creates an automatic system that opens the airfoils. Placing the parachute in the container affects the compactness of the entire solution, and the conical shape of the container improves aerodynamics and reduces flow resistance during flight compared to structures with a different shape.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju osiowym, fig. 2 - w widoku z góry, a fig. 3 przedstawia szczegół B z fig. 2.The subject matter of the invention is explained in the embodiment shown in the drawing, in which fig. 1 shows the device in an axial section, fig. 2 - in top view, and fig. 3 shows detail B in fig. 2.

Jak przedstawiono na rysunku, urządzenie do przechwytywania małych obiektów latających, jest wyposażone w zasobnik 1 na siatkę 5 z obciążnikami 10, podczepiany do dolnej części kadłuba drona przechwytującego. Zasobnik 1 ma korpus w kształcie rozbieżnego do dołu stożka zamocowanego od strony zbieżnej do podstawy 4 zasobnika 1. Siatka 5, wykonana z cienkich włókien, spoczywa w zasobniku 1 na pokrywie z zamkiem ryglującym. Pokrywa zasobnika 1 składa się z co najmniej trzech jednakowych płatów 3, zbieżnych w kierunku osi zasobnika 1, w kształcie zbliżonym do trójkąta. Płaty 3 są równo rozmieszczone wokół osi zasobnika 1. Każdy płat 3 jest zamocowany przegubem płaskim do krawędzi zasobnika 1. Zamek ryglujący stanowi poosiowo przesuwny trzpień 6 zamocowany w osi zasobnika 1 do podstawy 4, zaopatrzony w dolnym końcu w rygiel 7, na którym są podparte wolne końce płatów 3 w położeniu zamkniętym. Przeciwległe końce płatów 3 stanowią w tym położeniu podparcie obciążniki 10 i sprężyn naciskowych 8 umieszczonych w prowadnicach 9. Prowadnice 9 są usytuowanych wzdłuż ścianek zasobnika 1 pomiędzy podstawą 4 a przegubem płaskim każdego płata 3. Każda sprężyna naciskowa 8 jest zaciśnięta wstępnie pomiędzy podstawą 4 a obciążnikiem 10 umieszczonym w prowadnicy 9, a każdy obciążnik 10 jest przymocowany do brzegów sieci 5 przy pomocy linki bocznej 11. Każdy płat 3 ma zapadkę 18 blokującą płat 3 w położeniu otwartym na przedłużeniu prowadnic 9, w którym to położeniu obciążniki 10 i sprężyny naciskowe 8 mogą być swobodnie wysunięte z prowadnic 9.As shown in the figure, the device for capturing small flying objects is equipped with a holder 1 for a net 5 with weights 10 attached to the lower part of the fuselage of the intercepting drone. The dispenser 1 has a cone in the shape of a downwardly divergent cone attached from the side tapering to the base 4 of the container 1. A net 5 made of fine fibers rests in the container 1 on a cover with an interlocking lock. The cover of the container 1 consists of at least three identical panels 3 converging in the direction of the axis of the container 1, in a shape similar to a triangle. The panels 3 are evenly spaced around the axis of the container 1. Each panel 3 is attached with a flat joint to the edge of the container 1. The interlocking lock is an axially sliding pin 6 fixed in the axis of the container 1 to the base 4, provided at the lower end with a bolt 7 on which they are supported. the free ends of the panels 3 in the closed position. The opposite ends of the panels 3 support in this position the weights 10 and the compression springs 8 placed in the guides 9. The guides 9 are located along the walls of the container 1 between the base 4 and the flat joint of each panel 3. Each pressure spring 8 is pre-clamped between the base 4 and the weight. 10 disposed in the guide 9, and each weight 10 is attached to the edges of the net 5 by means of a sideline 11. Each panel 3 has a pawl 18 locking the panel 3 in an open position on the extension of the guides 9, in which position weights 10 and compression springs 8 can be freely removed from the guides 9.

W wykonaniu przedstawionym na fig. 1 zasobnik 1 ma dodatkowy przedział 19 pomiędzy podstawą 4 a siatką 5, w którym umieszczony jest spadochron podczepiony pierwszą linką 14 do środka siatki 5. Dodatkowy przedział 19 jest oddzielony od przedziału 19 z siatką 5 przez lekką osłonę 13 podtrzymującą spadochron 12 powyżej siatki 5. Koniec pierwszej linki 14 jest podczepiony do mechanizmu wyczepiania 15 zamocowanego od zewnątrz do podstawy 4 i połączony z drugą linką 16 doczepioną do spadochronu 12, przy czym linki 14, 16 są doprowadzone do mechanizmu wyczepiania 15 przez otwór 20 w podstawie 4, widoczny w powiększeniu na fig. 3. Mechanizm wyczepiania 15 jest zaopatrzony w zdalnie sterowany serwomechanizm 17 zwalniający linki 14, 16, a także służący do odryglowania zamka. Serwomechanizm 17 może być sterowany za pośrednictwem układu sterowania dronem lub za pomocą autonomicznych środków łączności bezprzewodowej.In the embodiment shown in Fig. 1, the container 1 has an additional compartment 19 between the base 4 and the net 5, in which there is a parachute attached by a first line 14 to the center of the net 5. The additional compartment 19 is separated from the compartment 19 with the net 5 by a light support 13 supporting the net. parachute 12 above the net 5. The end of the first cord 14 is attached to a release mechanism 15 attached externally to the base 4 and connected to a second cord 16 attached to the parachute 12, the cables 14, 16 being guided to the release mechanism 15 through a hole 20 in the base 4, enlarged in Fig. 3. The release mechanism 15 is provided with a remotely operated servo 17 for releasing the cables 14, 16 and also for unlocking the lock. The servo 17 may be controlled via the drone control system or via autonomous wireless communication means.

Odryglowanie zamka następuje poprzez poosiowe przesunięcie trzpienia 6 z ryglem 7 i zwolnienie wolnych końców płatów 3. Pod wpływem sprężyn naciskowych 8 płaty 3 obracają się wokół osi przegubów do położenia otwartego, uwalniając obciążniki 10. Wyrzucane z prowadnic 9 obciążniki 10 pociągają za sobą siatkę 5 i powodują jej rozwinięcie. W przypadku zastosowania spadochronu 12 połączonego z siatką, spowalnia on spadanie przechwyconego obiektu. W razie potrzeby lub przeciążenia dronu przechwytującego, linki łączące spadochron 12 i siatkę 5 z mechanizmem wyczepiania 15 mogą być zwolnione za pomocą serwomechanizmu 17.The lock is unlocked by axially displacing the pin 6 with the bolt 7 and releasing the free ends of the panels 3. Under the influence of pressure springs 8, the panels 3 rotate around the axis of the joints to the open position, releasing the weights 10. The weights 10 thrown from the guides 9 drag the net 5 and cause it to develop. When a parachute 12 connected to the net is used, it slows down the fall of the intercepted object. In case of need or overload of the intercepting drone, the lines connecting the parachute 12 and the net 5 with the release mechanism 15 can be released by the servo 17.

Claims

Patent claims

1. A device for intercepting small flying objects, equipped with a container for a net with weights attached to the lower part of the drone's fuselage and a container cover with a locking lock, characterized in that the container (1) has a body in the shape of a conical downwardly attached to the side converging to base (4) of the container (1), the container cover (1), on which the net (5) rests, consists of at least three identical panels (3), preferably triangular, converging towards the axis of the container (1), with each panel (3) is attached with a flat joint to the edge of the container (1), and the interlocking lock is an axially sliding pin (6) fixed in the axis of the container (1) to the base (4), provided at the lower end with a bolt (7), on which the free ends of the panels (3) are supported in a closed position, with the opposite ends of the panels (3) supporting

PL 230 348 Β1 of weights (10) and compression springs (8) placed in guides (9) located along the walls of the container (1) between the base (4) and the flat joint of each panel (3), and each compression spring (8) is tightened initially between the base (4) and a weight (10) placed in the guide (9), and each weight (10) is attached to the edges of the net (5) by means of a sideline (11).

2. The device according to claim A container as claimed in claim 1, characterized in that the container (1) has an additional compartment (19) located at the base (4), with a parachute (12) inside attached to the center of the net (5) by a first cable (14), the additional compartment (19) ) is separated from the net compartment (5) by a light cover (13) supporting the parachute (12) in the compartment (19).

3. The device according to claim A device according to claim 2, characterized in that the end of the first cable (14) is attached to a release mechanism (15) attached to the base (4) and connected to a second cable (16) attached to the parachute (12), the cables (14, 16) being are led to the release mechanism (15) through the hole (20) in the base (4).

4. The device according to claim 1 3. The release mechanism of claim 3, characterized in that the release mechanism (15) is provided with a remotely controlled servo (17) for releasing the cables (14, 16).

5. The device according to claim 1 The panel according to claim 1, characterized in that each panel (3) has a pawl (18) locking the panel (3) in an open position along the extension of the guides (9).