WO2021150149A1 - Multi-purpose interceptor drone - Google Patents

Multi-purpose interceptor drone Download PDF

Info

Publication number
WO2021150149A1
WO2021150149A1 PCT/RU2021/050019 RU2021050019W WO2021150149A1 WO 2021150149 A1 WO2021150149 A1 WO 2021150149A1 RU 2021050019 W RU2021050019 W RU 2021050019W WO 2021150149 A1 WO2021150149 A1 WO 2021150149A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ram
uav
target
interceptor
multipurpose
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050019
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Original Assignee
Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Вячеславович АГАРКОВ filed Critical Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Publication of WO2021150149A1 publication Critical patent/WO2021150149A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H13/00Means of attack or defence not otherwise provided for

Definitions

  • the claimed invention relates to aviation technology, in particular unmanned aerial vehicles (UAVs), designed to neutralize small air targets.
  • UAVs unmanned aerial vehicles
  • Known "Homing missile” (Patent RU2015151254 A, IPC F42B 15/01, 03/07/2018.), Containing a housing with a homing head and an electric jet propulsion unit (EJE), designed to intercept missiles and drones in the immediate vicinity of defense objects.
  • EJE electric jet propulsion unit
  • the closest analogue in technical essence is the DroneBullet interceptor device from the Canadian company AerialX (Manufacturer's website https://www.aerialx.com/defeat.shtml, screenshot date 01/16/2020).
  • the interceptor has a compact cylindrical body with a striking part in the form of a reinforced nose fairing and four propeller-driven groups. Using a signal from the built-in camera, the operator aims the DroneBullet at the target, the collision of the interceptor and the intruder drone leads to their mutual destruction.
  • the disadvantages of this device include the fact that the remotely controlled by the operator and a small frontal projection DroneBullet can only be used against a sedentary target, the interceptor is used exclusively as a "kamikaze drone" with subsequent self-destruction, which poses a danger in crowded places, "disposable »Application is not economically feasible, it is impossible to confirm the results of the attack from the interceptor, as well as to continue neutralizing other intruder drones.
  • the objective of the present invention is the development of a reusable UAV interceptor, effectively striking by means of a kinetic strike against a small-sized air target, while the interceptor UAV does not lose the ability to execute the flight program and independently returns to base.
  • Another object of the present invention in contrast to the analogue, is the development of a new design of the striking part, which allows the UAV body at the time of interception to be outside the contact collision zone with the target.
  • Another objective of the present invention in contrast to the analogue, is to increase the chances of guaranteed target destruction due to the possibility of performing the striking part with a frontal projection area significantly exceeding the frontal projection area of the UAV body.
  • Another object of the present invention is to develop a new design of the striking part that allows the installation of a net for catching an intruder drone, while the net is clearly positioned in flight relative to the body due to the fact that the net is held on the striking part.
  • Another object of the present invention is to minimize critical overloads transmitted to the UAV interceptor body through the striker when colliding with an intruder drone.
  • the objective of the present invention is the ability to apply a balanced automation to compensate for the rollback impulse of the mobile after impact by means of counter-mass.
  • Another object of the present invention is the ability, regardless of the speed of convergence between the UAV interceptor body and the intruder drone, to selectively change, within known limits, the collision speed of the striking part with the intruder drone, thereby setting the level of subsequent target damage.
  • Another object of the present invention is the multipurpose purpose of the UAV-interceptor due to different modes of selective action on the target: from the complete destruction of the intruder drone due to the impact effect when intercepting at high speed, incapacitation and holding in the air by a piercing blow of the "harpoon" type, capture in the air without damaging the target due to the holding grid.
  • the technical result is to expand the arsenal and functionality of UAV interceptors used to prevent unauthorized entry of intruder drones.
  • the proposed multipurpose UAV-interceptor for kinetic impact by collision with a small-sized air target consisting of a body for placing equipment and payload, a propeller, a landing gear, a control and navigation system, a target guidance system
  • the battering ram is presented as a separate structural element and is movably connected to the body by means of an impact energy absorption device
  • the impact energy absorption device is represented by a hinge with a damping device
  • the guidance system is made with the ability to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the target movement with the trajectory of the striking part of the ram, protruding beyond the dimensions of the body, with this ohm
  • the guidance system in addition, at the time of interception, provides a non-contact flight of the U
  • An interceptor UAV can be presented in the form of a multicopter, airplane, tiltrotor, flying wing, helicopter or other known device.
  • the body is used to mount equipment and payload and can be represented by a glider, fuselage, frame, or other known device.
  • the UAV body can be transformable, for example, with folding frame beams with screws or a landing gear retractable into the fuselage, compartments for storing a ram can be made in the body or wing.
  • the ram is installed in the central part of the body and the ram can be rotated 360 degrees.
  • support elements, guides, restraints, clamps, connections or other known elements can be made on the UAV body for installation of the shock energy absorption device.
  • a landing gear is made on the UAV body, or a parachute landing system is installed, or another known take-off and landing device is made.
  • An electronic stabilization system, analysis of the operation of on-board devices, external loads can be installed in the housing, and the housing can be equipped with gyroscopes, a pressure sensor, an autopilot, an accelerometer, controllers, a sonar, a GPS receiver and other known devices.
  • a radio beacon can be installed to recognize "friend or foe".
  • Small aerial targets are intruder drones of any type that fly unauthorizedly through a secured area or pose an imminent threat.
  • the claimed device interacts with the main station, which plays the role of a command post that provides remote control and monitoring of the operation of an interceptor UAV, airspace monitoring and is equipped with systems for detecting and identifying small air targets.
  • At least one ram with a striking part is installed as a payload on the outer side of the body or in its compartment, the ram is movably connected to the body by means of an impact energy absorption device.
  • the ram can be additionally equipped with counterweights, weights and other known elements.
  • the ram can be presented in the form of a closed frame inside which a mesh is installed, it can also perform the function of a landing gear, it can have additional detachable or movable connections with the body,
  • the ram can additionally be equipped with electronic devices of various types: sensors, elements of the target guidance system, systems for suppressing target electronic devices (radio frequency, ultrasonic, electromagnetic and others), servo drives allowing to rotate the ram around its axis or change position relative to the body or open a telescopic ram, net tensioning devices and other known elements and their combinations.
  • a balancer can be installed - a load serving to balance the forces of inertia, connected to a movable ram.
  • the form of the ram should ensure the stability of its position relative to the UAV body without irreversible deformation under dynamic loads arising in flight and during target interception
  • the ram can be a composite of different elements, in the form of an independent part or in the form of a multi-piece structure, be hollow, or have a compartment for the net.
  • the material from which the ram is made can be represented by metal, plastic, rubber or other known material.
  • the striking part of the ram directly serves for contact impact on the target and can be represented in the form of a bar with a sharp end part, a stand, a telescopic tube, a blade with a sharp edge, a rod with side-protruding striking elements, a weighting agent, in some embodiments, the striking part of a ram can be in the form of a replaceable module, can be completely or partially made of a fragile material, which, when intercepted, absorbs most of the impact energy and is destroyed at the same time, or be another known device.
  • the impact energy absorption device is designed to damp (dissipate) the main part of the collision energy of the ram with the target. Consists of at least a damper device and a movable connection made between the impact part of the ram and the UAV body.
  • the movable connection can be represented by a hinge (cylindrical, ball, cardan), an elastic element (spring, elastic coupling, elastic plate), a flexible element (belt, cable), combined (two or more of the above devices) or other known device, which will provide the specified displacement of the ram relative to the body when the striking part of the ram collides with the target.
  • the device can belong to the following groups: frictional, hydraulic, elastomeric, from elastic elements, magnetic, combined (energy absorption occurs in two or more of the above methods) or other known devices.
  • the impact energy absorption device can be represented by a balanced automation system that implements the principle of compensating for the rollback impulse of a battering ram, which is movable after impact, using counter-mass.
  • the balanced automatics can be in the form of levers, gears, toothed racks or other known design
  • the counter-mass can be represented by a weighting agent or an item of equipment (for example, a battery).
  • the ram can change its position relative to the body by means of an electromechanical drive, a stepper motor, a servo drive or other known device.
  • a servo drive can consist of an electric motor with a gearbox, a sensor for the angle of rotation of the output shaft of the gearbox, a power supply unit and, by means of transmission mechanisms (belt, chain, gear, etc.), transfers movement to the driven element - a ram.
  • the servo drive interacts with a movable connection of the impact energy absorption device, for example, with a hinge made between the striking part of the ram and the UAV body, in some versions the servo drive can be an element of such a connection, in other versions the servo drive can be installed on the UAV body.
  • the servo can set the ram in different positions, for example, in the "flight” mode, the ram is placed along the hull or in the hull compartment, in the "intercept” mode, the ram moves as far as possible from the hull to the position for striking, in the "harpoon” mode the ram is directed by its own the sharp part on the target to capture it, in the "net” mode on the ram, the grid is deployed (if it is not previously installed) and, if necessary, the ram or UAV is turned by the plane of the stretched grid towards the target.
  • the servo drive can provide a change in the force of impact when a ram collides with a target, for example, by quickly switching from the "flight” mode to the "intercept” mode immediately before contact with the target.
  • the ram position control unit is a variant of the controller that receives data from the UAV systems, connects to the flight control system and actively interacts with it. Based on them, commands are sent to the servo motors, telling them when and at what speed to move.
  • the ram can be retracted into a compartment in the fuselage or on the wing, after which the compartment can be closed by flaps, which improves streamlining.
  • the battering ram can be used as an impact weapon for mechanical destruction of the target. To do this, it is installed permanently on the body or made with the possibility of automatic extension. Preferably, the ram is extended as far as possible from the hull at a conditional distance F. In this position, the striking part of the ram has a larger frontal projection area compared to the frontal projection of the hull, which will increase the chances of guaranteed target destruction, and also reduce the likelihood of collision of the UAV-interceptor hull with the target ...
  • the battering ram can be used to inflict a point defeat in the form of a stabbing blow of the "harpoon" type.
  • a stabbing blow of the "harpoon” type Preferably, such a blow is delivered by the end element of the ram striking part installed beyond the dimensions of the body.
  • Such an impact will immobilize the intruder drone, but at the same time keep it in the air in order to prevent the target from falling, for example, in crowded places.
  • the ram can interact with a flexible net to catch intruder drones.
  • the net can be initially installed on a ram, made in the form of a frame, be attached to the ram on one of its sides, or be twisted into a tight roll on a rod that is rigidly or movably mounted on the ram or body and under the influence of a spring or servo drive the net opens, the net can be installed in a compartment made in a ram or a body, the mesh can be deployed by moving along the ramming guides, by moving the moving elements forming the ram body to the sides, by changing the position of the elements of the landing gear performing the role of a ram or interacting with another known ram way.
  • a servo drive can be installed to automate the unfolding of the mesh.
  • devices for suppressing the target electronics can be used (due to acoustic impact, interference in control, signal substitution, etc.).
  • the ram due to its rigid structure, interacts with the net for catching intruder drones, which will provide a clear positioning of the net relative to the body in flight and minimize the swaying of the net at high speeds. This solution outperforms the well-known free-hanging network interceptor drones.
  • Flight control and targeting is carried out with or without human participation in the control loop (in autonomous or remotely controlled mode), using machine vision, using artificial intelligence, or in another known way.
  • the aiming task is to bring the ram closer to the target, in aligning their coordinates and is solved using various methods of targeting using a complex of interconnected devices. It includes the UAV body with its dynamic characteristics, a ram with a control system for its position relative to the body (in the variant of automatic ram advance), devices that determine the position of the target in space, information transmission systems, and others.
  • a homing head (GOS) can be installed on an interceptor UAV, which receives the target's own radiation in the form of radio, radar, thermal (IR) radiation, reacts to the noise of propellers or other background.
  • the GOS issues signals to the autopilot.
  • the guidance system is made with the ability to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the striking part of the ram with the trajectory of the intruder drone, while the guidance system at the time of interception provides a contactless flight of the UAV body itself next to the intruder drone. This is achieved through adjustments to the flight control or is initially set by special algorithms in the target guidance program or in another way. Additional control algorithms can be introduced into the flight control system program that stabilize the position of the UAV body under shock loads after intercepting a target.
  • the claimed multipurpose UAV-interceptor works as follows: when the operator sends a command from the main station, the UAV-interceptor is activated and moves to the area where the intruder drone was seen. In the "flight" mode, the ram is placed in the hull compartment or along the hull to reduce aerodynamic drag. When deciding to attack the target, the servo drives the ram into the "intercept” mode: the ram on the articulated joint rotates, and its striking part extends beyond the dimensions of the body at a distance F. In this position, the ram has a larger frontal projection area, which increases the chances of guaranteed target hitting.
  • the guidance system calculates the trajectory of movement so that the striking part of the battering ram would collide with the target, but at the same time the body must fly non-contact near the target at a distance R. If necessary, the servo can provide a change in the force of the impact when the ram collides with the target by quickly switching from the mode " flight "into the” intercept "mode immediately before contact with the target, that is, at this moment, the striking part of the ram moves towards the target faster than the UAV body itself moves.
  • the collision with the target is perceived by the impact part of the ram, at the place of the movable connection, the ram is displaced relative to the body by means of the impact energy absorption device (rotation on the hinge, or due to bending of the flexible element, or due to deformation of the elastic element, or due to a combination of such devices) and when This damper dissipates the impact energy from the collision of the ram with the target, which leads to a decrease in the loads transmitted to the interceptor body.
  • An interceptor UAV does not lose the ability to execute the flight program, it can record the result of the interception, if necessary, attack other targets and return to base on its own.
  • the UAV-interceptor in the "harpoon” mode extends beyond the dimensions of the hull and directs the sharp element of the striking part of the ram to the target, pierces the structure of the intruder drone and captures it.
  • the net is deployed on the ram (for example, by extending the lever on the ram to which a part of the net is attached), the ram extends beyond the hull dimensions and, if necessary, the ram is turned by the plane of the stretched net towards the target. In this case, the intruder drone is neutralized, but not destroyed.
  • the claimed design provides an expansion of the arsenal and functionality of the interceptor drones.
  • the guidance system which additionally provides a non-contact flight of the UAV-interceptor body close to the target at a distance R less than a distance F.
  • the claimed design provides:
  • the proposed design of a multipurpose UAV-interceptor can be manufactured using structural details known in the art and known technologies.
  • the possibility of industrial use of the proposed multipurpose UAV-interceptor allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".
  • Fig. 1 UAV-interceptor in the form of a multicopter
  • the impact energy absorption device is represented by a hinge and a damper
  • a servo drive for changing the position of the ram is made in the body
  • a frame with an extended mesh is made on the ram
  • a conditional diagram of aiming the striking part of the ram on the target and a diagram of the flight of the body during interception.
  • Fig. 2 The device for absorbing the energy of the impact is represented by a balanced automation that implements the principle of compensation of the impulse of the rollback of a movable ram after the impact using counter-mass.
  • Fig. 3 Scheme of operation of a battering ram made of several sliding elements, a battering ram in the form of a landing gear.
  • Fig. 4 The body is represented by the H-shaped frame, the ram is in the form of a telescopic element, the servo and the controller control the ram rotation.
  • Fig. 5 Scheme of target interception, the impact energy absorption device is represented by a flexible element with a damping device.
  • Fig. 6 Target interception according to the "harpoon" scheme, the ram is equipped with a sharp part with retaining hooks, the impact energy absorption device is presented in the form of an elastic honeycomb element, the mesh is open on the ram.
  • Fig. 5 Scheme of target interception
  • the impact energy absorption device is represented by a flexible element with a damping device.
  • Fig. 6 Target interception according to the "harpoon" scheme, the ram is equipped with a sharp part with retaining hooks, the impact energy absorption device is presented in the form of an elastic honeycomb element, the mesh is open on the ram.
  • FIG. 7 A ram in the form of a landing gear, a servo drive for changing the position of a ram relative to the body is installed directly on the impact energy absorption device, a diagram for comparing the area of the front projection of the shock part and the area of the front projection of the UAV body.
  • Fig. 8 An embodiment of a stationary double battering ram in the form of rods, the grid is made with the possibility of moving along the battering ram by means of a servo drive, the targeting system in the form of a homing head, an electronic suppression system is installed.
  • Fig. 1 Multipurpose UAV-interceptor 1 has a body 2, a propeller 3, a target guidance system 4, a ram 5 with an impact part 6 is installed as a payload, an impact energy absorption device is represented by a hinge 7 and a damper in the form of a shock absorber 8, on a ram a frame with a stretched mesh 9 and a harpoon 10 are made, a servo drive 11 for changing the position of the ram 5 is installed in the housing 2, the impact part 6 of the ram protrudes from the housing at a distance F, the guidance system is configured to intercept the target 12, while the guidance system provides a contactless flight of the hull 2 near target 12 at distance R less than distance F.
  • Device 1 works as follows: when the command is given, the UAV-interceptor moves to target 12. In the “flight” mode, the ram 5 is placed along the body 2 (position “A” is not shown in the figure). Before attacking target 12, the servo drive 11 switches the ram 5 to the "intercept” mode: the ram on the pivot support 7 rotates and its striking part 6 is set as far as possible from the body (distance F) to the strike position (position “B”). In position “B” the ram has a larger frontal projection area, which increases the chances of guaranteed target destruction.
  • the guidance system 4 calculates the trajectory of movement so that the striking part 6 would collide with the target 12, but at the same time the body 2 should fly non-contact next to the target 12 at a distance R.
  • the ram starts to move relative to the body 2, by means of the device for absorbing the energy of the impact, the ram is rotated on the hinge 7 and at the same time the damper shock absorber 8 dissipates the energy of the impact.
  • the UAV-interceptor 1 in the "harpoon” mode attacks the target with a sharp element 10 and captures it (not shown).
  • the ram or UAV turns by the plane of the stretched grid 9 towards the target 12 and captures it (not shown).
  • FIG. 2 UAV-interceptor 20 with a body 21, a ram 22 with an impact part in the form of a weighting agent 24, an impact energy absorption device is represented by a balanced automation system in the form of a gear 23 mounted on a ram 22 and a toothed rack with a counter-mass 25, the net is rolled into a roll 27 and mounted on the ram, the movable rod 28 is connected to the grid, the servo 29 controls the rotation of the rod 28.
  • the ram in the "flight” mode is in the "C” position
  • the ram in the "intercept” mode is in the "D" position.
  • the weighting agent 24 slows down the speed of the rearward displacement of the ram 22, the gear 23 turns and begins to linearly displace the gear rack with the counter-mass 25 to position 26 - thereby, the principle of compensation of the ram rollback impulse with the counter-mass is realized and shock loads on the housing 21 are minimized.
  • Fig. 3 UAV-interceptor aircraft type 30 with a body 31, with a control system 32, ram 33 is represented by sliding elements 34.35, a servo 36 is installed to control elements 34.35, on command to the servo 36, elements 34.35 are opened to the sides and are installed at positions 37 and 38 in the form of a landing gear, while the mesh 39 is stretched.
  • UAV interceptor 40 housing 41 is represented by an H-shaped frame, a telescopic ram 42 with a mechanism for its opening 49, an impact energy absorption device is presented in the form of a ring 43 around the bridge 44 (H-shaped frame), a damper 45, a servo 46 and controller 47 controls the rotation of the ram 42, to balance the forces of inertia, a balancer 48 is installed on the ram.
  • This design of the housing 41 will allow selectively installing the ram 42 over the entire plane of rotation S to perform different tasks, the opening mechanism 49 can change the dimensions of the ram 42, the servo 46 can slow down the rollback ram 42 and thus additionally dissipate the impact impulse as a damper.
  • UAV-interceptor is represented by a helicopter 50 with a body 51, an impact part of a ram in the form of a blade 52, an impact energy absorption device is represented by a flexible element 54 with a damping device 55 connected to the supporting elements 53 of the body 51.
  • the impact occurs bending element 54, and damper 55 dissipates the impact pulse.
  • UAV-interceptor 60 is presented with a body in the form of a ring 61, which "covers” the aircraft in a circle, the impact part 62 on which a “harpoon” 67 is made in the form of a sharp part with retaining hooks, an impact energy absorption device is installed on the support 69 represented in the form of an elastic honeycomb element 63, a servo (not shown) by means of a flexible rod 64 changes the position of the harpoon 67, the grid 66 is opened by means of a rod 65.
  • the command “harpoon” is received and the flexible rod 64 directs the harpoon 67 to intercept the target 68.
  • Fig. 7 UAV-interceptor 70, a ram in the form of a landing gear 72 mounted on a housing 71, an impact energy absorption device 73 in the form of a hinge on which a servo drive 74 for controlling the position of a ram 72 is installed, an area of the front projection of the striking part of the ram Z and an area of the front projection of the housing D
  • the comparative diagram shows that the area Z can be several times larger than the area D and, as a consequence, the chances of guaranteed target destruction are significantly increased.
  • UAV-interceptor is represented by a "flying wing" 80 with a body 81, a homing head 82, a first stationary ram 83 and an impact energy absorption device 84, a second stationary ram 85, a grid 88 is fixed on a rod 87, a rod 87 is made with the ability to move along ram 85 by means of a servo 86, which allows you to intercept the target 89 without destroying it, the electronic suppression system 90 neutralizes the electronics of the target 89.
  • the use of the proposed device will expand the range and increase the efficiency of unmanned aerial vehicles used to intercept small-sized air targets.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

The present multi-purpose interceptor drone relates to aviation technology and is intended for neutralizing miniature aerial targets. A ram with a strike portion is mounted as a payload, a device for absorbing strike energy is configured as a hinge and a damper in the form of a shock absorber, on the ram are a frame having a tensioned net and a harpoon, a servomotor for adjusting the position of the ram is mounted in the body, the strike portion of the ram extends out of the body by a distance F, and a targeting system is designed to be capable of allowing the ram to intercept a target by physical contact, said targeting system allowing the body to fly close to the target at a distance R, which is less than the distance F, without entering into contact therewith. The technical result is an increase in the assortment and functional capabilities of drones for use in intercepting miniature aerial targets.

Description

Многоцелевой БПЛА-перехватчикMultipurpose UAV interceptor
Заявляемое изобретение относится к авиационной технике, в частности беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), предназначенным для нейтрализации малоразмерных воздушных целей. The claimed invention relates to aviation technology, in particular unmanned aerial vehicles (UAVs), designed to neutralize small air targets.
Небольшие дроны-нарушители сложно идентифицировать, их поражение существующими зенитными средствами экономически нецелесообразно, радиоэлектронные средства подавления имеют свои ограничения и не всегда эффективны. Решением этой проблемы являются БПЛА-перехватчики для кинетического воздействия на дрон-нарушитель. Small intruder drones are difficult to identify, their defeat by existing anti-aircraft weapons is economically inexpedient, electronic countermeasures have their limitations and are not always effective. The solution to this problem is UAV interceptors for kinetic impact on the intruder drone.
Известно устройство квадрокоптер «Interceptor» для уничтожения других дронов, представленный в 2019 году военно-техническим стартапом Anduril Industries (Сайт производителя https://www.anduril.com/news/2019/10/4/nbc-news-inside-anduril-the-startup-that-is-building-ai-powered-military-technology, дата скриншота 16.01.2020). «Interceptor» выслеживает, сканируя пространство с помощью системы компьютерного зрения, обнаружив цель, запрашивает у оператора-человека разрешение на атаку и затем идёт на контактный перехват. Known device quadrocopter "Interceptor" for the destruction of other drones, presented in 2019 by the military-technical startup Anduril Industries (Manufacturer's website https://www.anduril.com/news/2019/10/4/nbc-news-inside-anduril- the-startup-that-is-building-ai-powered-military-technology, screenshot date 1/16/2020). The "Interceptor" tracks, scanning the space with the help of a computer vision system, detecting a target, asks the human operator for permission to attack and then goes to contact interception.
Недостатком указанного устройства является то, что при столкновении «Interceptor» может потерять управляемость и разрушиться при падении. The disadvantage of this device is that in a collision "Interceptor" can lose control and collapse when falling.
Известна «Самонаводящаяся ракета» (Патент RU2015151254 A, МПК F42B 15/01, 07.03.2018.), содержащая корпус с головкой самонаведения и электрический реактивный движитель (ЭРД), предназначенная для перехвата ракет и дронов в непосредственной близости от объектов обороны. Known "Homing missile" (Patent RU2015151254 A, IPC F42B 15/01, 03/07/2018.), Containing a housing with a homing head and an electric jet propulsion unit (EJE), designed to intercept missiles and drones in the immediate vicinity of defense objects.
Недостатком самонаводящейся электроракеты является её одноразовость использования, что ведет к избыточным расходам для поражения относительно недорогих дронов на коммерческих платформах, не предусмотрен длительный полет и мониторинг охраняемой территории. The disadvantage of a homing electric rocket is its one-time use, which leads to excessive costs for hitting relatively inexpensive drones on commercial platforms, long flight and monitoring of the protected area are not provided.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является устройство перехватчик DroneBullet от канадской компании AerialX (Сайт производителя https://www.aerialx.com/defeat.shtml, дата скриншота 16.01.2020). Перехватчик имеет компактный цилиндрический корпус с ударной частью в виде усиленного головного обтекателя и четыре винтомоторные группы. При помощи сигнала от встроенной камеры оператор наводит на цель DroneBullet, столкновение перехватчика и дрона-нарушителя приводит к их взаимному разрушению. The closest analogue in technical essence is the DroneBullet interceptor device from the Canadian company AerialX (Manufacturer's website https://www.aerialx.com/defeat.shtml, screenshot date 01/16/2020). The interceptor has a compact cylindrical body with a striking part in the form of a reinforced nose fairing and four propeller-driven groups. Using a signal from the built-in camera, the operator aims the DroneBullet at the target, the collision of the interceptor and the intruder drone leads to their mutual destruction.
К недостаткам указанного устройства следует отнести то, что дистанционно управляемый оператором и небольшой по площади фронтальной проекции DroneBullet может быть применен только против малоподвижной цели, перехватчик используется исключительно как «дрон-камикадзе» с последующим саморазрушением, что представляет опасность в местах скопления людей, «одноразовость» применения экономически не целесообразна, нельзя подтвердить результаты атаки с борта перехватчика, а так же продолжить нейтрализацию других дронов-нарушителей. The disadvantages of this device include the fact that the remotely controlled by the operator and a small frontal projection DroneBullet can only be used against a sedentary target, the interceptor is used exclusively as a "kamikaze drone" with subsequent self-destruction, which poses a danger in crowded places, "disposable »Application is not economically feasible, it is impossible to confirm the results of the attack from the interceptor, as well as to continue neutralizing other intruder drones.
Задачей предлагаемого изобретении является разработка БПЛА-перехватчика многоразового использования, эффективно поражающего посредством кинетического удара по воздушной малоразмерной цели, при этом БПЛА-перехватчик не теряет возможности выполнения полетной программы и самостоятельно возвращается на базу.The objective of the present invention is the development of a reusable UAV interceptor, effectively striking by means of a kinetic strike against a small-sized air target, while the interceptor UAV does not lose the ability to execute the flight program and independently returns to base.
Еще одной задачей настоящего изобретения, в отличии от аналога является разработка новой конструкции ударной части, позволяющего корпусу БПЛА в момент перехвата находиться вне зоны контактного столкновения с целью.Another object of the present invention, in contrast to the analogue, is the development of a new design of the striking part, which allows the UAV body at the time of interception to be outside the contact collision zone with the target.
Другой задачей настоящего изобретения, в отличии от аналога является повышение шансов гарантированного поражения цели за счет возможности выполнения ударной части с площадью фронтальной проекции значительно превышающей площадь фронтальной проекции корпуса БПЛА.Another objective of the present invention, in contrast to the analogue, is to increase the chances of guaranteed target destruction due to the possibility of performing the striking part with a frontal projection area significantly exceeding the frontal projection area of the UAV body.
Еще одной задачей настоящего изобретения, является разработка новой конструкции ударной части обеспечивающей возможность установки сетки для ловли дрона-нарушителя и при этом сетка четко позиционирована в полете относительно корпуса за счет того, что сетка удерживается на ударной части.Another object of the present invention is to develop a new design of the striking part that allows the installation of a net for catching an intruder drone, while the net is clearly positioned in flight relative to the body due to the fact that the net is held on the striking part.
Другой задачей настоящего изобретения, является сведение к минимуму критических перегрузок, передающихся на корпус БПЛА-перехватчик через ударную часть при столкновении с дроном-нарушителем.Another object of the present invention is to minimize critical overloads transmitted to the UAV interceptor body through the striker when colliding with an intruder drone.
Задачей настоящего изобретения, является возможность применить сбалансированную автоматику для компенсации импульса отката подвижных после удара при помощи противомассы. The objective of the present invention is the ability to apply a balanced automation to compensate for the rollback impulse of the mobile after impact by means of counter-mass.
Еще одной задачей настоящего изобретения, является возможность независимо от скорости сближения корпуса БПЛА-перехватчика и дрона-нарушителя выборочно изменять в известных пределах скорость столкновения ударной части с дроном-нарушителем, тем самым задавать уровень последующих повреждений цели.Another object of the present invention is the ability, regardless of the speed of convergence between the UAV interceptor body and the intruder drone, to selectively change, within known limits, the collision speed of the striking part with the intruder drone, thereby setting the level of subsequent target damage.
Другой задачей настоящего изобретения, является многоцелевое назначение БПЛА-перехватчика благодаря разным режимам выборочного воздействия на цель: от полного разрушение дрона-нарушителя за счет ударного эффекта при перехвате на большой скорости, выведение из строя и удержание в воздухе колющим ударом по типу «гарпун», захват в воздухе без повреждения цели за счет удерживающей сетки. Another object of the present invention is the multipurpose purpose of the UAV-interceptor due to different modes of selective action on the target: from the complete destruction of the intruder drone due to the impact effect when intercepting at high speed, incapacitation and holding in the air by a piercing blow of the "harpoon" type, capture in the air without damaging the target due to the holding grid.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными ниже в описании и чертежах.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent in the description and drawings below.
Технический результат - расширение арсенала и функциональных возможностей БПЛА-перехватчиков применяемых для предупреждения несанкционированного проникновения дронов-нарушителей. The technical result is to expand the arsenal and functionality of UAV interceptors used to prevent unauthorized entry of intruder drones.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый многоцелевой БПЛА-перехватчик для кинетического воздействия посредством столкновения с малоразмерной воздушной целью, состоящий из корпуса для размещения оборудования и полезной нагрузки, движителя, посадочного шасси, системы управления и навигации, системы наведения на цель, при этом, на корпусе в качестве полезной нагрузки установлен по меньшей мере, один таран с ударной частью, таран представлен в виде отдельного конструктивного элемента и подвижно соединен с корпусом посредством устройства поглощения энергии удара, устройство поглощения энергии удара представлено шарниром с демпфирующим устройством, ударная часть тарана перед столкновением с целью выступает за габариты корпуса на расстояние F, система наведения выполнена с возможностью обеспечить перехват цели за счет контактного пересечения траектории движения цели с траекторией движения ударной части тарана, выступающей за габариты корпуса, при этом система наведения дополнительно в момент перехвата обеспечивает бесконтактный пролет корпуса БПЛА-перехватчика рядом с целью на расстоянии R, меньшем чем расстояние F.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed multipurpose UAV-interceptor for kinetic impact by collision with a small-sized air target, consisting of a body for placing equipment and payload, a propeller, a landing gear, a control and navigation system, a target guidance system, while, at least one battering ram with an impact part is installed on the body as a payload, the battering ram is presented as a separate structural element and is movably connected to the body by means of an impact energy absorption device, the impact energy absorption device is represented by a hinge with a damping device, the impact part of the battering ram before collision with the purpose of protruding beyond the dimensions of the body at a distance F, the guidance system is made with the ability to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the target movement with the trajectory of the striking part of the ram, protruding beyond the dimensions of the body, with this ohm, the guidance system, in addition, at the time of interception, provides a non-contact flight of the UAV-interceptor body close to the target at a distance R less than a distance F.
БПЛА–перехватчик может быть представлен в виде мультикоптера, самолета, конвертоплана, летающего крыла, вертолета или другим известным устройством. Корпус служит для установки оборудования и полезной нагрузки и может быть представлен планером, фюзеляжем, рамой или другим известным устройством. При необходимости корпус БПЛА может быть трансформируемым например, со складывающимися лучами рамы с винтами или убирающимся в фюзеляж посадочным шасси, в корпусе или крыле могут быть выполнены отсеки для хранения тарана. В варианте выполнения Н-образной формы корпуса выполняется установка тарана в центральной части корпуса и может обеспечиваться вращение тарана на 360 градусов. Дополнительно на корпусе БПЛА для установки устройства поглощения энергии удара могут быть выполнены опорные элементы, направляющие, ограничители, фиксаторы, соединения или другие известные элементы. Предпочтительно для взлета и посадки на корпусе БПЛА выполнено шасси или установлена парашютная система посадки или выполнено другое известное взлетно-посадочное устройство. В корпусе может быть установлена система электронной стабилизации, анализа работы бортовых устройств, внешних нагрузок и корпус может снабжаться гироскопами, бародатчиком, автопилотом, акселерометром, контроллерами, сонаром, GPS-приемником и другими известными устройствами. Для распознавания «свой-чужой» может быть установлен радиомаяк.An interceptor UAV can be presented in the form of a multicopter, airplane, tiltrotor, flying wing, helicopter or other known device. The body is used to mount equipment and payload and can be represented by a glider, fuselage, frame, or other known device. If necessary, the UAV body can be transformable, for example, with folding frame beams with screws or a landing gear retractable into the fuselage, compartments for storing a ram can be made in the body or wing. In the embodiment of the H-shaped body, the ram is installed in the central part of the body and the ram can be rotated 360 degrees. In addition, support elements, guides, restraints, clamps, connections or other known elements can be made on the UAV body for installation of the shock energy absorption device. Preferably, for take-off and landing, a landing gear is made on the UAV body, or a parachute landing system is installed, or another known take-off and landing device is made. An electronic stabilization system, analysis of the operation of on-board devices, external loads can be installed in the housing, and the housing can be equipped with gyroscopes, a pressure sensor, an autopilot, an accelerometer, controllers, a sonar, a GPS receiver and other known devices. A radio beacon can be installed to recognize "friend or foe".
Малоразмерные воздушные цели - это дроны-нарушители любого типа, которые совершают несанкционированный пролет через охраняемую зону или представляют непосредственную угрозу.Small aerial targets are intruder drones of any type that fly unauthorizedly through a secured area or pose an imminent threat.
Предпочтительно, заявленное устройство взаимодействует с основной станцией, которая выполняет роль командного пункта, обеспечивающего дистанционное управление и контроль за работой БПЛА-перехватчиком, мониторинг воздушного пространства и оборудована системами обнаружения и идентификации малоразмерных воздушных целей. Preferably, the claimed device interacts with the main station, which plays the role of a command post that provides remote control and monitoring of the operation of an interceptor UAV, airspace monitoring and is equipped with systems for detecting and identifying small air targets.
В качестве полезной нагрузки на внешней стороне корпуса или в его отсеке установлен по меньшей мере, один таран с ударной частью, таран подвижно соединен с корпусом посредством устройства поглощения энергии удара. Для усиления воздействия на цель таран может быть дополнительно снабжен противовесами, утяжелителями и другими известными элементами. Таран может быть представлен в виде замкнутой рамки внутри которой установлена сетка, может выполнять еще и функцию посадочного шасси, может иметь дополнительные разъемные или подвижные соединения с корпусом, На таране дополнительно могут быть установлены электронные устройства разного типа: датчики, элементы системы наведения на цель, системы подавления электронных устройств цели (радиочастотные, ультразвуковые, электромагнитные и другие), сервоприводы позволяющие поворачивать таран вокруг своей оси или менять положение относительно корпуса или раскрывать телескопический таран, устройства натяжения сетки и другие известные элементы и их комбинации. В других вариантах может быть установлен балансир - груз служащий для уравновешивания сил инерции, соединённый с подвижным тараном. Предпочтительно, форма выполнения тарана должна обеспечивать стабильность его положения относительно корпуса БПЛА без необратимых деформации при динамических нагрузках, возникающих в полете и при перехвате цели, таран может быть составным из разных элементов, в виде самостоятельной детали либо в виде многодетальной конструкции, быть полым, или иметь отсек для сетки. Материал из которого выполнен таран может быть представлен металлом, пластиком, резиной или другим известным материалом.At least one ram with a striking part is installed as a payload on the outer side of the body or in its compartment, the ram is movably connected to the body by means of an impact energy absorption device. To enhance the impact on the target, the ram can be additionally equipped with counterweights, weights and other known elements. The ram can be presented in the form of a closed frame inside which a mesh is installed, it can also perform the function of a landing gear, it can have additional detachable or movable connections with the body, The ram can additionally be equipped with electronic devices of various types: sensors, elements of the target guidance system, systems for suppressing target electronic devices (radio frequency, ultrasonic, electromagnetic and others), servo drives allowing to rotate the ram around its axis or change position relative to the body or open a telescopic ram, net tensioning devices and other known elements and their combinations. In other versions, a balancer can be installed - a load serving to balance the forces of inertia, connected to a movable ram. Preferably, the form of the ram should ensure the stability of its position relative to the UAV body without irreversible deformation under dynamic loads arising in flight and during target interception, the ram can be a composite of different elements, in the form of an independent part or in the form of a multi-piece structure, be hollow, or have a compartment for the net. The material from which the ram is made can be represented by metal, plastic, rubber or other known material.
Ударная часть тарана непосредственно служит для контактного воздействия на цель и может быть представлена в виде штанги с острой концевой частью, стойки, телескопической трубки, клинком с острой кромкой, стержнем с выступающими в стороны поражающими элементами, утяжелителя, в некоторых вариантах выполнения ударная часть тарана может быть в виде сменного модуля, может быть полностью или частично выполнен из хрупкого материала, который при перехвате поглощает большую часть энергии удара и при этом разрушается или быть другим известным устройством.The striking part of the ram directly serves for contact impact on the target and can be represented in the form of a bar with a sharp end part, a stand, a telescopic tube, a blade with a sharp edge, a rod with side-protruding striking elements, a weighting agent, in some embodiments, the striking part of a ram can be in the form of a replaceable module, can be completely or partially made of a fragile material, which, when intercepted, absorbs most of the impact energy and is destroyed at the same time, or be another known device.
Устройство поглощения энергии удара предназначено для демпфирования (рассеивания) основной части энергии столкновения тарана с целью. Состоит по меньшей мере, из демпферного устройства и подвижного соединения выполненного между ударной частью тарана и корпусом БПЛА. Подвижное соединение может быть представлено шарнирным соединением (цилиндрический, шаровой, карданный), упругим элементом (пружина, эластичная муфта, упругая пластина), гибким элементом (ремень, трос), комбинированным (двумя или более из указанных выше устройств) или другим известным устройством, которое обеспечит заданное смещение тарана относительно корпуса при столкновении ударной части тарана с целью. После столкновения с целью энергия удара частично затрачивается на смещение тарана относительно корпуса, а демпфер окончательно поглощает и рассеивает энергию удара. По способу поглощения энергии удара устройство может относится к следующим группам: фрикционные, гидравлические, эластомерные, из упругих элементов, магнитные, комбинированные (поглощение энергии происходит двумя или более из указанных выше способов) или другие известные устройства. The impact energy absorption device is designed to damp (dissipate) the main part of the collision energy of the ram with the target. Consists of at least a damper device and a movable connection made between the impact part of the ram and the UAV body. The movable connection can be represented by a hinge (cylindrical, ball, cardan), an elastic element (spring, elastic coupling, elastic plate), a flexible element (belt, cable), combined (two or more of the above devices) or other known device, which will provide the specified displacement of the ram relative to the body when the striking part of the ram collides with the target. After a collision with a target, the impact energy is partially spent on displacement of the ram relative to the body, and the damper finally absorbs and dissipates the impact energy. According to the method of absorbing the energy of impact, the device can belong to the following groups: frictional, hydraulic, elastomeric, from elastic elements, magnetic, combined (energy absorption occurs in two or more of the above methods) or other known devices.
В других вариантах выполнения устройство поглощения энергии удара может быть представлено системой сбалансированной автоматики, реализующей принцип компенсации импульса отката подвижного после удара тарана при помощи противомассы. Сбалансированная автоматика может быть в виде рычагов, шестеренок, зубчатых реек или другой известной конструкции, противомасса может быть представлена утяжелителем или элементом оборудования (например, аккумулятором).In other embodiments, the impact energy absorption device can be represented by a balanced automation system that implements the principle of compensating for the rollback impulse of a battering ram, which is movable after impact, using counter-mass. The balanced automatics can be in the form of levers, gears, toothed racks or other known design, the counter-mass can be represented by a weighting agent or an item of equipment (for example, a battery).
Предпочтительно, таран может менять свое положение относительно корпуса посредством электромеханического привода, шагового двигателя, сервопривода или другого известного устройства. Сервопривод может состоять из электромотора с редуктором, датчика угла поворота выходного вала редуктора, блока питания и посредством передающих механизмов (ременные, цепные, зубчатые и др.) передает движение на ведомый элемент - таран. Предпочтительно сервопривод взаимодействует с подвижным соединением устройства поглощения энергии удара например, с шарниром выполненным между ударной частью тарана и корпусом БПЛА, в некоторых вариантах сервопривод может быть элементом такого соединения, в других вариантах сервопривод может быть установлен на корпусе БПЛА. Сервопривод по команде может установить таран в разных положениях, например, в режиме «полет» таран размещен вдоль корпуса или в отсеке корпуса, в режиме «перехват» таран выдвигается максимально далеко от корпуса на позицию для удара, в режиме «гарпун» таран направляется своей острой частью на цель для ее захвата, в режиме «сеть» на таране разворачивается сетка (если она предварительно не установлена) и при необходимости происходит разворот тарана или БПЛА плоскостью растянутой сетки по направлению к цели. Так же сервопривод может обеспечить изменение силы удара при столкновения тарана с целью, например за счет быстрого перехода из режима «полет» в режим «перехват» непосредственно перед контактом с целью. Блок управления положением тарана представляет собой вариант контроллера, получающего данные от систем БПЛА, подключается к системе управления полетом и активно с ней взаимодействует. На их основе передаются команды на двигатели сервопривода, указывая им, когда и с какой скоростью нужно двигаться. Таран может убираться в отсек в фюзеляже или на крыле, после отсек может закрываться створками, что улучшает обтекаемость.Preferably, the ram can change its position relative to the body by means of an electromechanical drive, a stepper motor, a servo drive or other known device. A servo drive can consist of an electric motor with a gearbox, a sensor for the angle of rotation of the output shaft of the gearbox, a power supply unit and, by means of transmission mechanisms (belt, chain, gear, etc.), transfers movement to the driven element - a ram. Preferably, the servo drive interacts with a movable connection of the impact energy absorption device, for example, with a hinge made between the striking part of the ram and the UAV body, in some versions the servo drive can be an element of such a connection, in other versions the servo drive can be installed on the UAV body. On command, the servo can set the ram in different positions, for example, in the "flight" mode, the ram is placed along the hull or in the hull compartment, in the "intercept" mode, the ram moves as far as possible from the hull to the position for striking, in the "harpoon" mode the ram is directed by its own the sharp part on the target to capture it, in the "net" mode on the ram, the grid is deployed (if it is not previously installed) and, if necessary, the ram or UAV is turned by the plane of the stretched grid towards the target. Also, the servo drive can provide a change in the force of impact when a ram collides with a target, for example, by quickly switching from the "flight" mode to the "intercept" mode immediately before contact with the target. The ram position control unit is a variant of the controller that receives data from the UAV systems, connects to the flight control system and actively interacts with it. Based on them, commands are sent to the servo motors, telling them when and at what speed to move. The ram can be retracted into a compartment in the fuselage or on the wing, after which the compartment can be closed by flaps, which improves streamlining.
Таран может применятся как ударное оружие для механического разрушения цели. Для этого он устанавливается стационарно на корпусе или выполнен с возможностью автоматического выдвижения. Предпочтительно, таран выдвинут максимально от корпуса на условное расстояние F. В таком положении ударная часть тарана обладает большей площадью фронтальной проекции по сравнению с площадью фронтальной проекции корпуса, что увеличит шансы гарантированного поражения цели, а так же уменьшается вероятность столкновения корпуса БПЛА-перехватчика с целью.The battering ram can be used as an impact weapon for mechanical destruction of the target. To do this, it is installed permanently on the body or made with the possibility of automatic extension. Preferably, the ram is extended as far as possible from the hull at a conditional distance F. In this position, the striking part of the ram has a larger frontal projection area compared to the frontal projection of the hull, which will increase the chances of guaranteed target destruction, and also reduce the likelihood of collision of the UAV-interceptor hull with the target ...
Таран может применятся для нанесения точечного поражения в виде колющего удара по типу «гарпун». Предпочтительно такой удар наносится концевым элементом ударной части тарана, установленного за габариты корпуса. Такое воздействие позволит обездвижить дрон-нарушитель, но при этом удержать его в воздухе, что бы исключить падения цели например, в местах скопления людей. The battering ram can be used to inflict a point defeat in the form of a stabbing blow of the "harpoon" type. Preferably, such a blow is delivered by the end element of the ram striking part installed beyond the dimensions of the body. Such an impact will immobilize the intruder drone, but at the same time keep it in the air in order to prevent the target from falling, for example, in crowded places.
Таран может взаимодействовать с гибкой сеткой для ловли дронов-нарушителей. Сетка может быть изначально установлена на таране, выполненном в виде рамки, быть прикрепленной к тарану одной из своих сторон или быть скрученной в плотный рулон на стержне, который установлен жестко или подвижно на таране или корпусе и под воздействием пружины или сервопривода сетка раскрывается, сетка может быть установлена в отсеке выполненном в таране или корпусе, сетка может разворачивать за счет перемещения по направляющим выполненным на таране, за счет раздвижения в стороны подвижных элементов формирующих тело тарана, за счет изменения положения элементов посадочного шасси выполняющего и роль тарана или взаимодействует с тараном другим известным способом. Дополнительно для автоматизации разворачивания сетки может быть установлен сервопривод. Совместно с перехватом сеткой могут быть применены устройства подавления электроники цели (за счет акустического воздействия, внесение помех в управление, подмены сигналов и т.п.). Таран за счет своей жесткой структуры взаимодействует с сеткой для ловли дронов-нарушителей, что обеспечит в полете четкое позиционирование сетки относительно корпуса и минимизирует раскачивание сетки на больших скоростях. Это решение превосходит известные беспилотники-перехватчики со свободно подвешенной сетью.The ram can interact with a flexible net to catch intruder drones. The net can be initially installed on a ram, made in the form of a frame, be attached to the ram on one of its sides, or be twisted into a tight roll on a rod that is rigidly or movably mounted on the ram or body and under the influence of a spring or servo drive the net opens, the net can be installed in a compartment made in a ram or a body, the mesh can be deployed by moving along the ramming guides, by moving the moving elements forming the ram body to the sides, by changing the position of the elements of the landing gear performing the role of a ram or interacting with another known ram way. Additionally, a servo drive can be installed to automate the unfolding of the mesh. Together with the interception of the grid, devices for suppressing the target electronics can be used (due to acoustic impact, interference in control, signal substitution, etc.). The ram, due to its rigid structure, interacts with the net for catching intruder drones, which will provide a clear positioning of the net relative to the body in flight and minimize the swaying of the net at high speeds. This solution outperforms the well-known free-hanging network interceptor drones.
Управление полетом и наведение на цель осуществляется с участием или без участия человека в контуре управления (в автономном или дистанционно-управляемом режиме), с использованием машинного зрения, с применением искусственного интеллекта или другим известным способом. Задача наведения заключается в сближении тарана с целью, в совмещении их координат и решается с помощью различных методов наведения на цель с использованием комплекса взаимосвязанных устройств. В него входит корпус БПЛА с его динамическими характеристиками, таран с системой управления его положением относительно корпуса (в варианте автоматического выдвижения тарана), устройства, которые определяют положение цели в пространстве, системы передачи информации и другие. На БПЛА-перехватчике может быть установлена головка самонаведения (ГСН) которая принимает собственные излучения цели в виде радио, радиолокационных, тепловых (ИК) излучений, реагирует на шум винтов или другой фон. Обрабатывая принятые излучения, ГСН выдает в автопилот сигналы. Система наведения выполнена с возможностью обеспечить перехват цели за счет контактного пересечения траектории движения ударной части тарана с траекторией движения дрона-нарушителя, при этом система наведения в момент перехвата обеспечивает бесконтактный пролет самого корпуса БПЛА рядом с дроном-нарушителем. Это достигается за счет корректировок управления полетом или изначально задано специальными алгоритмами в программе наведения на цель или другим способом. В программу системы управления полетом могут быть введены дополнительные алгоритмы управления, стабилизирующие положение корпуса БПЛА при ударных нагрузках после перехвата цели.Flight control and targeting is carried out with or without human participation in the control loop (in autonomous or remotely controlled mode), using machine vision, using artificial intelligence, or in another known way. The aiming task is to bring the ram closer to the target, in aligning their coordinates and is solved using various methods of targeting using a complex of interconnected devices. It includes the UAV body with its dynamic characteristics, a ram with a control system for its position relative to the body (in the variant of automatic ram advance), devices that determine the position of the target in space, information transmission systems, and others. A homing head (GOS) can be installed on an interceptor UAV, which receives the target's own radiation in the form of radio, radar, thermal (IR) radiation, reacts to the noise of propellers or other background. By processing the received radiation, the GOS issues signals to the autopilot. The guidance system is made with the ability to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the striking part of the ram with the trajectory of the intruder drone, while the guidance system at the time of interception provides a contactless flight of the UAV body itself next to the intruder drone. This is achieved through adjustments to the flight control or is initially set by special algorithms in the target guidance program or in another way. Additional control algorithms can be introduced into the flight control system program that stabilize the position of the UAV body under shock loads after intercepting a target.
Заявляемый многоцелевой БПЛА-перехватчик работает следующим образом: при подачи команды оператора с основной станции БПЛА-перехватчик активируется и выдвигается на участок где был замечен дрон-нарушитель. В режиме «полет» таран размешен в отсеке корпуса или вдоль корпуса для уменьшения аэродинамического сопротивления. При решение атаковать цель сервопривод переводит таран в режим «перехват»: таран на шарнирном соединении поворачивается, и его ударная часть выдвигается за габариты корпуса на расстояние F. В таком положении таран обладает большей площадью фронтальной проекции, что увеличивает шансы гарантированного поражения цели. Система наведения рассчитывает траекторию движения так, что бы ударная часть тарана столкнулся с целью, но при этом корпус должен неконтактно пролететь рядом с целью на расстоянии R. При необходимости сервопривод может обеспечить изменение силы удара при столкновения тарана с целью за счет быстрого перехода из режима «полет» в режим «перехват» непосредственно перед контактом с целью, то есть в этот момент ударная часть тарана движется к цели быстрее чем движется сам корпус БПЛА. Столкновение с целью воспринимается ударной частью тарана, в месте подвижного соединения происходит смещение тарана относительно корпуса посредством устройства поглощения энергии удара (поворот на шарнире, или за счет изгиба гибкого элемента, или за счет деформации упругого элемента, или за счет комбинации таких устройств) и при этом демпфер рассеивает энергию удара от столкновения тарана с целью, что ведет к снижению нагрузок, передающихся на корпус перехватчика. БПЛА-перехватчик не теряет возможности выполнения полетной программы, может зафиксировать результат перехвата, при необходимости атаковать другие цели и самостоятельно возвратиться на базу. При необходимости вывести цель из строя, но не дать ей упасть на землю БПЛА-перехватчик в режиме «гарпун» выдвигается за габариты корпуса и направляет острый элемент ударной части тарана на цель, пробивает конструкцию дрона-нарушителя и захватывает его. В режиме «сеть» на таране развертывается сетка (например, за счет выдвижения рычага на таране к которому прикреплена часть сетки), таран выдвигается за габариты корпуса и при необходимости происходит разворот тарана плоскостью растянутой сетки по направлению к цели. При этом нейтрализуется дрон-нарушитель, но не разрушается. The claimed multipurpose UAV-interceptor works as follows: when the operator sends a command from the main station, the UAV-interceptor is activated and moves to the area where the intruder drone was seen. In the "flight" mode, the ram is placed in the hull compartment or along the hull to reduce aerodynamic drag. When deciding to attack the target, the servo drives the ram into the "intercept" mode: the ram on the articulated joint rotates, and its striking part extends beyond the dimensions of the body at a distance F. In this position, the ram has a larger frontal projection area, which increases the chances of guaranteed target hitting. The guidance system calculates the trajectory of movement so that the striking part of the battering ram would collide with the target, but at the same time the body must fly non-contact near the target at a distance R. If necessary, the servo can provide a change in the force of the impact when the ram collides with the target by quickly switching from the mode " flight "into the" intercept "mode immediately before contact with the target, that is, at this moment, the striking part of the ram moves towards the target faster than the UAV body itself moves. The collision with the target is perceived by the impact part of the ram, at the place of the movable connection, the ram is displaced relative to the body by means of the impact energy absorption device (rotation on the hinge, or due to bending of the flexible element, or due to deformation of the elastic element, or due to a combination of such devices) and when This damper dissipates the impact energy from the collision of the ram with the target, which leads to a decrease in the loads transmitted to the interceptor body. An interceptor UAV does not lose the ability to execute the flight program, it can record the result of the interception, if necessary, attack other targets and return to base on its own. If necessary, disable the target, but prevent it from falling to the ground, the UAV-interceptor in the "harpoon" mode extends beyond the dimensions of the hull and directs the sharp element of the striking part of the ram to the target, pierces the structure of the intruder drone and captures it. In the "net" mode, the net is deployed on the ram (for example, by extending the lever on the ram to which a part of the net is attached), the ram extends beyond the hull dimensions and, if necessary, the ram is turned by the plane of the stretched net towards the target. In this case, the intruder drone is neutralized, but not destroyed.
Таким образом, заявляемая конструкция обеспечивает расширение арсенала и функциональных возможностей беспилотников-перехватчиков.Thus, the claimed design provides an expansion of the arsenal and functionality of the interceptor drones.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый многоцелевой БПЛА-перехватчик отличается от известного: Comparative analysis of the proposed device with the prototype allows us to conclude that the claimed multipurpose UAV-interceptor differs from the known one:
- установкой на корпусе в качестве полезной нагрузки по меньшей мере, одного тарана с ударной частью;- installation on the body as a payload of at least one ram with a percussion part;
- выполнением тарана в виде отдельного конструктивного элемента;- execution of the ram in the form of a separate structural element;
- выполнением подвижного соединения тарана с корпусом посредством устройства поглощения энергии удара;- making a movable connection of the ram with the body by means of an impact energy absorption device;
- выполнением устройства поглощения энергии удара в виде шарнира с демпфирующим устройством; - implementation of the impact energy absorption device in the form of a hinge with a damping device;
- установкой перед столкновением с целью ударной части тарана, выступающей за габариты корпуса на расстояние F; - installation before collision with the aim of the striking part of the battering ram, protruding beyond the dimensions of the body at a distance F;
- выполнением системы наведения с возможностью обеспечить перехват цели за счет контактного пересечения траектории движения цели с траекторией движения ударной части тарана, выступающей за габариты корпуса;- the implementation of the guidance system with the ability to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the target movement with the trajectory of the striking part of the battering ram, protruding beyond the dimensions of the body;
- выполнением системы наведения дополнительно обеспечивающей бесконтактный пролет корпуса БПЛА-перехватчика рядом с целью на расстоянии R, меньшем чем расстояние F.- the implementation of the guidance system, which additionally provides a non-contact flight of the UAV-interceptor body close to the target at a distance R less than a distance F.
Заявляемая конструкция обеспечивает: The claimed design provides:
- разработку БПЛА-перехватчика многоразового использования, эффективно поражающего посредством кинетического удара по воздушной малоразмерной цели, при этом БПЛА-перехватчик не теряет возможности выполнения полетной программы и самостоятельно возвращается на базу;- development of a reusable UAV interceptor, effectively striking by means of a kinetic strike against an airborne small-sized target, while the interceptor UAV does not lose the ability to carry out the flight program and independently returns to the base;
- разработку новой конструкции ударной части, позволяющей корпусу БПЛА в момент перехвата находиться вне зоны контактного столкновения с целью.- development of a new design of the striking part, allowing the UAV body at the time of interception to be outside the contact collision zone with the target.
- повышение шансов гарантированного поражения цели за счет возможности выполнения ударной части с площадью фронтальной проекции значительно превышающей площадь фронтальной проекции корпуса БПЛА;- increasing the chances of guaranteed target destruction due to the possibility of performing the striking part with the frontal projection area significantly exceeding the frontal projection area of the UAV body;
- разработку новой конструкции ударной части обеспечивающей установку сетки для ловли дрона-нарушителя и при этом сетка четко позиционирована в полете относительно корпуса за счет того, что сетка удерживается на ударной части;- development of a new design of the striking part, which ensures the installation of a net for catching an intruder drone, and at the same time the net is clearly positioned in flight relative to the body due to the fact that the net is held on the striking part;
- сведение к минимуму критических перегрузок передающихся на корпус БПЛА-перехватчика через ударную часть при столкновении с дроном-нарушителем;- minimizing critical overloads transmitted to the UAV interceptor body through the striking part in a collision with an intruder drone;
- возможность применить сбалансированную автоматику для компенсации импульса отката подвижных после удара частей при помощи противомассы;- the ability to apply balanced automation to compensate for the recoil impulse of moving parts after impact with the help of anti-mass;
- возможность независимо от скорости сближения корпуса БПЛА-перехватчика и дрона-нарушителя выборочно изменять скорость столкновения ударной части с дроном-нарушителем, тем самым задавать уровень последующих повреждений цели;- the ability, regardless of the speed of convergence between the UAV interceptor body and the intruder drone, to selectively change the collision speed of the striking unit with the intruder drone, thereby setting the level of subsequent target damage;
- многоцелевое назначение БПЛА-перехватчика благодаря разным режимам выборочного воздействия на цель: от полного разрушение дрона-нарушителя за счет ударного эффекта при перехвате на большой скорости, выведение из строя и удержание в воздухе колющим ударом по типу «гарпун», захват в воздухе без повреждения цели за счет удерживающей сетки. - multi-purpose UAV interceptor due to different modes of selective impact on the target: from the complete destruction of the intruder drone due to the impact effect when intercepting at high speed, incapacitation and holding in the air with a piercing blow of the "harpoon" type, capture in the air without damage targets due to the retention mesh.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявленная совокупность признаков характеризует новое конструктивное решение, ранее не известное из уровня техники, а следовательно заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».The foregoing allows us to conclude that the claimed set of features characterizes a new design solution, previously unknown from the prior art, and therefore the claimed invention meets the criterion of "novelty".
Поскольку предлагаемая конструкция многоцелевого БПЛА-перехватчика и достигаемый технический результат явным образом не следуют из уровня техники, можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».Since the proposed design of a multipurpose UAV-interceptor and the achieved technical result do not explicitly follow from the state of the art, it can be concluded that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемая конструкция многоцелевого БПЛА-перехватчика может быть изготовлена с использованием известных в технике конструктивных деталей и известных технологий. Возможность промышленного использования заявляемого многоцелевого БПЛА-перехватчика позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».The proposed design of a multipurpose UAV-interceptor can be manufactured using structural details known in the art and known technologies. The possibility of industrial use of the proposed multipurpose UAV-interceptor allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".
Примеры конкретного выполнения многоцелевого БПЛА-перехватчика описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.Examples of a specific implementation of a multipurpose UAV-interceptor are described below with reference to the accompanying drawings.
Фиг.1 БПЛА-перехватчик в виде мультикоптера, устройство поглощения энергии удара представлено шарниром и демпфером, в корпусе выполнен сервопривод изменения положения тарана, на таране выполнены рамка с растянутой сеткой, условная схема наведения ударной части тарана на цель и схема пролета корпуса при перехвате. Фиг.2 Устройство поглощения энергии удара представлено сбалансированной автоматикой, реализующей принцип компенсации импульса отката подвижного тарана после удара при помощи противомассы. Фиг.3 Схема работы тарана, выполненного из нескольких раздвижных элементов, таран в виде посадочного шасси. Фиг.4 Корпус представлен Н-образной рамой, таран в виде телескопического элемента, сервопривод и контроллер управляют вращением тарана. Фиг.5 Схема перехвата цели, устройство поглощения энергии удара представлено гибким элементом с демпфирующим устройством. Фиг.6 Перехват цели по схеме «гарпун» таран снабжен острой частью с удерживающими зацепами, устройство поглощения энергии удара представлено в виде упругого сотового элемента, сетка раскрыта на таране. Фиг.7 Таран в виде посадочного шасси, сервопривод изменения положения тарана относительно корпуса установлен непосредственно на устройстве поглощения энергии удара, схема сравнения площади фронтальной проекции ударной части и площади фронтальной проекции корпуса БПЛА. Фиг.8 Вариант выполнения стационарного двойного тарана в виде штанг, сетка выполнена с возможностью перемещения по тарану посредством сервопривода, система наведения на цель в виде головки самонаведения, установлена система радиоэлектронного подавления.Fig. 1 UAV-interceptor in the form of a multicopter, the impact energy absorption device is represented by a hinge and a damper, a servo drive for changing the position of the ram is made in the body, a frame with an extended mesh is made on the ram, a conditional diagram of aiming the striking part of the ram on the target and a diagram of the flight of the body during interception. Fig. 2 The device for absorbing the energy of the impact is represented by a balanced automation that implements the principle of compensation of the impulse of the rollback of a movable ram after the impact using counter-mass. Fig. 3 Scheme of operation of a battering ram made of several sliding elements, a battering ram in the form of a landing gear. Fig. 4 The body is represented by the H-shaped frame, the ram is in the form of a telescopic element, the servo and the controller control the ram rotation. Fig. 5 Scheme of target interception, the impact energy absorption device is represented by a flexible element with a damping device. Fig. 6 Target interception according to the "harpoon" scheme, the ram is equipped with a sharp part with retaining hooks, the impact energy absorption device is presented in the form of an elastic honeycomb element, the mesh is open on the ram. Fig. 7 A ram in the form of a landing gear, a servo drive for changing the position of a ram relative to the body is installed directly on the impact energy absorption device, a diagram for comparing the area of the front projection of the shock part and the area of the front projection of the UAV body. Fig. 8 An embodiment of a stationary double battering ram in the form of rods, the grid is made with the possibility of moving along the battering ram by means of a servo drive, the targeting system in the form of a homing head, an electronic suppression system is installed.
Варианты осуществления изобретения.Embodiments of the invention.
Фиг.1 Многоцелевой БПЛА-перехватчик 1, имеет корпус 2, движитель 3, систему наведения на цель 4, в качестве полезной нагрузки установлен таран 5 с ударной частью 6, устройство поглощения энергии удара представлено шарниром 7 и демпфером в виде амортизатора 8, на таране выполнены рамка с растянутой сеткой 9 и гарпун 10, в корпусе 2 установлен сервопривод 11 изменения положения тарана 5, ударная часть 6 тарана выступает от корпуса на расстояние F, система наведения выполнена с возможностью обеспечить перехват цели 12, при этом система наведения обеспечивает бесконтактный пролет корпуса 2 рядом с целью 12 на расстоянии R , меньшем чем расстояние F.Fig. 1 Multipurpose UAV-interceptor 1, has a body 2, a propeller 3, a target guidance system 4, a ram 5 with an impact part 6 is installed as a payload, an impact energy absorption device is represented by a hinge 7 and a damper in the form of a shock absorber 8, on a ram a frame with a stretched mesh 9 and a harpoon 10 are made, a servo drive 11 for changing the position of the ram 5 is installed in the housing 2, the impact part 6 of the ram protrudes from the housing at a distance F, the guidance system is configured to intercept the target 12, while the guidance system provides a contactless flight of the hull 2 near target 12 at distance R less than distance F.
Устройство 1 работает следующим образом: при подачи команды БПЛА-перехватчик выдвигается к цели 12. В режиме «полет» таран 5 размешен вдоль корпуса 2 (положение «А» на рис. не показано). Перед атакой цели 12 сервопривод 11 переводит таран 5 в режим «перехват»: таран на шарнирной опоре 7 поворачивается и его ударная часть 6 устанавливается максимально далеко от корпуса (расстояние F) на позицию для удара (положение «В»). В положении «В» таран обладает большей площадью фронтальной проекции, что увеличивает шансы гарантированного поражения цели. Система наведения 4 рассчитывает траекторию движения так, что бы ударная часть 6 столкнулся с целью 12, но при этом корпус 2 должен неконтактно пролететь рядом с целью 12 на расстоянии R. Столкновение воспринимается ударной частью 6, и от удара таран начинает смещаться относительно корпуса 2, посредством устройства поглощения энергии удара происходит поворот тарана на шарнире 7 и при этом демпфер амортизатор 8 рассеивает энергию удара. При необходимости БПЛА-перехватчик 1 в режиме «гарпун» атакует цель острым элементом 10 и захватывает его (не показано). В режиме «сеть» происходит разворот тарана или БПЛА плоскостью растянутой сетки 9 по направлению к цели 12 и захватывает ее (не показано). Device 1 works as follows: when the command is given, the UAV-interceptor moves to target 12. In the “flight” mode, the ram 5 is placed along the body 2 (position “A” is not shown in the figure). Before attacking target 12, the servo drive 11 switches the ram 5 to the "intercept" mode: the ram on the pivot support 7 rotates and its striking part 6 is set as far as possible from the body (distance F) to the strike position (position "B"). In position "B" the ram has a larger frontal projection area, which increases the chances of guaranteed target destruction. The guidance system 4 calculates the trajectory of movement so that the striking part 6 would collide with the target 12, but at the same time the body 2 should fly non-contact next to the target 12 at a distance R. The collision is perceived by the striking part 6, and from the impact the ram starts to move relative to the body 2, by means of the device for absorbing the energy of the impact, the ram is rotated on the hinge 7 and at the same time the damper shock absorber 8 dissipates the energy of the impact. If necessary, the UAV-interceptor 1 in the "harpoon" mode attacks the target with a sharp element 10 and captures it (not shown). In the "net" mode, the ram or UAV turns by the plane of the stretched grid 9 towards the target 12 and captures it (not shown).
Фиг.2 БПЛА-перехватчик 20 с корпусом 21, таран 22 с ударной частью в виде утяжелителя 24, устройство поглощения энергии удара представлено системой сбалансированной автоматики в виде шестеренки 23 установленной на таране 22 и зубчатой рейки с противомассой 25, сетка свернута в рулон 27 и установлена на таране, подвижная штанга 28 соединена с сеткой, сервопривод 29 управляет поворотом штанги 28. Таран в режиме «полет» находится в положении «C», таран в режиме «перехват» находится в положение «D». При столкновении с целью утяжелитель 24 замедляет скорость смещения назад тарана 22, шестеренка 23 поворачивается и начинает линейно смещать зубчатую рейку с противомассой 25 на позицию 26 - тем самым реализуется принцип компенсации импульса отката тарана при помощи противомассы и минимизируются ударные нагрузки на корпус 21.Fig. 2 UAV-interceptor 20 with a body 21, a ram 22 with an impact part in the form of a weighting agent 24, an impact energy absorption device is represented by a balanced automation system in the form of a gear 23 mounted on a ram 22 and a toothed rack with a counter-mass 25, the net is rolled into a roll 27 and mounted on the ram, the movable rod 28 is connected to the grid, the servo 29 controls the rotation of the rod 28. The ram in the "flight" mode is in the "C" position, the ram in the "intercept" mode is in the "D" position. In a collision with a target, the weighting agent 24 slows down the speed of the rearward displacement of the ram 22, the gear 23 turns and begins to linearly displace the gear rack with the counter-mass 25 to position 26 - thereby, the principle of compensation of the ram rollback impulse with the counter-mass is realized and shock loads on the housing 21 are minimized.
Фиг.3 БПЛА-перехватчик самолетного типа 30 с корпусом 31, с системой управления 32, таран 33 представлен раздвижными элементами 34,35, установлен сервопривод 36 для управления элементами 34,35, по команде на сервопривод 36, элементы 34,35 раскрываются в стороны и устанавливаются на позициях 37 и 38 в виде посадочного шасси, одновременно растягивается сетка 39. Fig. 3 UAV-interceptor aircraft type 30 with a body 31, with a control system 32, ram 33 is represented by sliding elements 34.35, a servo 36 is installed to control elements 34.35, on command to the servo 36, elements 34.35 are opened to the sides and are installed at positions 37 and 38 in the form of a landing gear, while the mesh 39 is stretched.
Фиг.4 БПЛА-перехватчик 40, корпус 41 представлен Н-образной рамой, телескопический таран 42 с механизмом его раскрытия 49, устройство поглощения энергии удара представлено в виде кольца 43 вокруг перемычки 44 (Н-образной рамы), демпфер 45, сервопривод 46 и контроллер 47 управляют вращением тарана 42, для уравновешивания сил инерции на таране установлен балансир 48. Такая конструкция корпуса 41 позволит выборочно устанавливать таран 42 по всей плоскости вращения S для выполнения разных задач, механизмом раскрытия 49 может изменять габариты тарана 42, сервопривод 46 может тормозить откат тарана 42 и тем самым дополнительно рассеивать импульс удара как демпфер. Fig. 4 UAV interceptor 40, housing 41 is represented by an H-shaped frame, a telescopic ram 42 with a mechanism for its opening 49, an impact energy absorption device is presented in the form of a ring 43 around the bridge 44 (H-shaped frame), a damper 45, a servo 46 and controller 47 controls the rotation of the ram 42, to balance the forces of inertia, a balancer 48 is installed on the ram. This design of the housing 41 will allow selectively installing the ram 42 over the entire plane of rotation S to perform different tasks, the opening mechanism 49 can change the dimensions of the ram 42, the servo 46 can slow down the rollback ram 42 and thus additionally dissipate the impact impulse as a damper.
Фиг.5 БПЛА-перехватчик представлен вертолетом 50 с корпусом 51, ударная часть тарана в виде лезвия 52, устройство поглощения энергии удара представлено гибким элементом 54 с демпфирующим устройством 55, соединенным с опорными элементами 53 корпуса 51. При перехвате цели 56, от удара происходит изгиб элемента 54, а демпфер 55 рассеивает импульс удара. Fig. 5 UAV-interceptor is represented by a helicopter 50 with a body 51, an impact part of a ram in the form of a blade 52, an impact energy absorption device is represented by a flexible element 54 with a damping device 55 connected to the supporting elements 53 of the body 51. When intercepting a target 56, the impact occurs bending element 54, and damper 55 dissipates the impact pulse.
Фиг.6 БПЛА-перехватчик 60 представлен с корпусом в виде кольца 61, которое «охватывает» летательный аппарат по кругу, ударная часть 62 на которой выполнен «гарпун» 67 в виде острой части с удерживающими зацепами, на опоре 69 установлено устройство поглощения энергии удара представленное в виде упругого сотового элемента 63, сервопривод (не показан) посредством гибкой тяги 64 изменяет положение гарпуна 67, сетка 66 раскрыта посредством штанги 65. При задачи захватить и удержать в воздухе цель 68 поступает команда «гарпун» и гибкая тяга 64 направляет гарпун 67 для перехвата цели 68. Fig. 6 UAV-interceptor 60 is presented with a body in the form of a ring 61, which "covers" the aircraft in a circle, the impact part 62 on which a "harpoon" 67 is made in the form of a sharp part with retaining hooks, an impact energy absorption device is installed on the support 69 represented in the form of an elastic honeycomb element 63, a servo (not shown) by means of a flexible rod 64 changes the position of the harpoon 67, the grid 66 is opened by means of a rod 65. When the task of capturing and keeping the target 68 in the air, the command “harpoon” is received and the flexible rod 64 directs the harpoon 67 to intercept the target 68.
Фиг.7 БПЛА-перехватчик 70, таран в виде посадочного шасси 72 установленного на корпусе 71, устройство поглощения энергии удара 73 в виде шарнира на котором установлен сервопривод 74 управления положением тарана 72, площадь фронтальной проекции ударной части тарана Z и площадь фронтальной проекции корпуса D. Сравнительная схема показывает, что площадь Z может в несколько раз превышать площадь D и как следствие - значительно увеличиваются шансы гарантированного поражения цели. Fig. 7 UAV-interceptor 70, a ram in the form of a landing gear 72 mounted on a housing 71, an impact energy absorption device 73 in the form of a hinge on which a servo drive 74 for controlling the position of a ram 72 is installed, an area of the front projection of the striking part of the ram Z and an area of the front projection of the housing D The comparative diagram shows that the area Z can be several times larger than the area D and, as a consequence, the chances of guaranteed target destruction are significantly increased.
Фиг.8 БПЛА-перехватчик представлен «летающим крылом» 80 с корпусом 81, головкой самонаведения 82, первый стационарный таран 83 и устройство поглощения энергии удара 84, второй стационарный таран 85, сетка 88 закреплена на штанге 87, штанга 87 выполнена с возможностью перемещения по тарану 85 посредством сервопривода 86, что позволяет перехватывать цель 89 без ее разрушения, система радиоэлектронного подавления 90 нейтрализует электронику цели 89. Fig. 8 UAV-interceptor is represented by a "flying wing" 80 with a body 81, a homing head 82, a first stationary ram 83 and an impact energy absorption device 84, a second stationary ram 85, a grid 88 is fixed on a rod 87, a rod 87 is made with the ability to move along ram 85 by means of a servo 86, which allows you to intercept the target 89 without destroying it, the electronic suppression system 90 neutralizes the electronics of the target 89.
Использование предлагаемого устройства позволит расширить ассортимент и повысить эффективность беспилотных летательных аппаратов, применяемых для перехвата малоразмерных воздушных целей. The use of the proposed device will expand the range and increase the efficiency of unmanned aerial vehicles used to intercept small-sized air targets.

Claims (10)

  1. Многоцелевой БПЛА-перехватчик для кинетического воздействия посредством столкновения с малоразмерной воздушной целью, состоящий из корпуса для размещения оборудования и полезной нагрузки, движителя, посадочного шасси, системы управления и навигации, системы наведения на цель, отличается тем, что на корпусе в качестве полезной нагрузки установлен по меньшей мере, один таран с ударной частью, таран представлен в виде отдельного конструктивного элемента и подвижно соединен с корпусом посредством устройства поглощения энергии удара, устройство поглощения энергии удара представлено шарниром с демпфирующим устройством, ударная часть тарана перед столкновением с целью выступает за габариты корпуса на расстояние F, система наведения выполнена с возможностью обеспечить перехват цели за счет контактного пересечения траектории движения цели с траекторией движения ударной части тарана, выступающей за габариты корпуса, при этом система наведения дополнительно в момент перехвата обеспечивает бесконтактный пролет корпуса БПЛА-перехватчика рядом с целью на расстоянии R, меньшем чем расстояние F. A multipurpose UAV-interceptor for kinetic impact by means of a collision with a small-sized air target, consisting of a housing for placing equipment and payload, a propeller, a landing gear, a control and navigation system, a target guidance system, is distinguished by the fact that it is installed on the hull as a payload at least one ram with a striking part, the ram is presented in the form of a separate structural element and is movably connected to the body by means of an impact energy absorption device, the impact energy absorption device is represented by a hinge with a damping device, the striking part of the ram before the collision protrudes beyond the dimensions of the body by distance F, the guidance system is configured to intercept the target due to the contact intersection of the trajectory of the target movement with the trajectory of the striking part of the ram, protruding beyond the dimensions of the hull, while the guidance system is additionally at the moment n intercept provides a non-contact flight of the interceptor UAV hull close to the target at a distance R less than a distance F.
  2. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно установлен сервопривод управляющий изменением положения тарана относительно корпуса. The multipurpose UAV interceptor according to claim 1, characterized in that a servo drive is additionally installed that controls the change in the position of the ram relative to the body.
  3. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что корпус представлен Н-образной рамой, в центре рамы установлено устройство поглощения энергии удара, плоскость вращения тарана проходит через центр Н-образной рамы по направлению движения БПЛА.The multipurpose UAV interceptor according to claim 1, characterized in that the body is represented by an H-shaped frame, an impact energy absorption device is installed in the center of the frame, the plane of rotation of the ram passes through the center of the H-shaped frame in the direction of the UAV's movement.
  4. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно выполнена гибкая сетка, при этом края сетки установлены на таране. The multipurpose UAV-interceptor according to claim 1, characterized in that a flexible mesh is additionally made, while the edges of the mesh are mounted on the ram.
  5. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 4 отличающийся тем, что дополнительно установлен сервопривод управляющий раскрытием сетки, установленной на таране. Multipurpose UAV-interceptor according to claim 4, characterized in that an additional servo drive is installed that controls the opening of the mesh mounted on the ram.
  6. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что таран представлен в виде посадочного шасси. Multipurpose UAV-interceptor according to claim 1, characterized in that the ram is presented in the form of a landing gear.
  7. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что устройство поглощения энергии удара представлено сбалансированной автоматикой, реализующей принцип компенсации импульса отката тарана подвижного после удара при помощи противомассы. The multipurpose UAV-interceptor according to claim 1, characterized in that the impact energy absorption device is represented by balanced automation, which implements the principle of compensation for the rollback impulse of a mobile ram after impact with the help of counter-mass.
  8. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что устройство поглощения энергии удара представлено гибким элементом с демпфирующим устройством. The multipurpose UAV-interceptor according to claim 1, characterized in that the impact energy absorption device is represented by a flexible element with a damping device.
  9. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что устройство поглощения энергии удара представлено упругим элементом с демпфирующим устройством. The multipurpose UAV-interceptor according to claim 1, characterized in that the impact energy absorption device is represented by an elastic element with a damping device.
  10. Многоцелевой БПЛА-перехватчик по п. 1, отличающийся тем, что таран снабжен устройством типа «гарпун» в виде острой частью с удерживающими зацепами. The multipurpose UAV interceptor according to claim 1, characterized in that the ram is equipped with a "harpoon" -type device in the form of a sharp part with retaining hooks.
PCT/RU2021/050019 2020-01-23 2021-03-04 Multi-purpose interceptor drone WO2021150149A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020102743 2020-01-23
RU2020102743A RU2723203C1 (en) 2020-01-23 2020-01-23 Multipurpose uav interceptor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021150149A1 true WO2021150149A1 (en) 2021-07-29

Family

ID=71067654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050019 WO2021150149A1 (en) 2020-01-23 2021-03-04 Multi-purpose interceptor drone

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2723203C1 (en)
WO (1) WO2021150149A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111097170A (en) * 2019-12-11 2020-05-05 腾讯科技(深圳)有限公司 Method and device for adjusting adsorption frame, storage medium and electronic device
WO2023166221A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-07 Marss Ventures Ltd Re-usable intercept drone, drone engagement system and method therefor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741142C2 (en) * 2020-08-17 2021-01-22 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" (АО "НИИ "Вектор") Unmanned interceptor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94690U1 (en) * 2009-12-01 2010-05-27 ЗАО "Научно-технический центр ЭЛИНС" AVIATION MEANS FOR COMBATING UNMANNED AERIAL VEHICLES OF THE NEAR RADIUS OF ACTION
RU145279U1 (en) * 2014-02-25 2014-09-20 Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" DEVICE - CLEANER OF SMALL-SIZED UNMANNED AIRCRAFT
KR101806305B1 (en) * 2016-03-08 2017-12-07 주식회사 엑센스 Air-to-ground weaponry system including drone collecting and furnishing image data for bomb damage assessment
RU2016132752A (en) * 2016-08-08 2018-02-13 Темир Хусаинович Ахмедов METHOD FOR PROTECTING AN OBJECT OF STRATEGIC IMPORTANCE FROM FIRE HIT BY A WINGED ROCKET ANTICIPENT BY A PREVENTING DRESS SCAM TO AN UNIQUE AIRPLANE, UNDERFLOW
US20190285388A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Elta Systems Ltd. Drone interceptor system, and methods and computer program products useful in conjunction therewith

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94690U1 (en) * 2009-12-01 2010-05-27 ЗАО "Научно-технический центр ЭЛИНС" AVIATION MEANS FOR COMBATING UNMANNED AERIAL VEHICLES OF THE NEAR RADIUS OF ACTION
RU145279U1 (en) * 2014-02-25 2014-09-20 Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" DEVICE - CLEANER OF SMALL-SIZED UNMANNED AIRCRAFT
KR101806305B1 (en) * 2016-03-08 2017-12-07 주식회사 엑센스 Air-to-ground weaponry system including drone collecting and furnishing image data for bomb damage assessment
RU2016132752A (en) * 2016-08-08 2018-02-13 Темир Хусаинович Ахмедов METHOD FOR PROTECTING AN OBJECT OF STRATEGIC IMPORTANCE FROM FIRE HIT BY A WINGED ROCKET ANTICIPENT BY A PREVENTING DRESS SCAM TO AN UNIQUE AIRPLANE, UNDERFLOW
US20190285388A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Elta Systems Ltd. Drone interceptor system, and methods and computer program products useful in conjunction therewith

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111097170A (en) * 2019-12-11 2020-05-05 腾讯科技(深圳)有限公司 Method and device for adjusting adsorption frame, storage medium and electronic device
CN111097170B (en) * 2019-12-11 2022-11-22 腾讯科技(深圳)有限公司 Method and device for adjusting adsorption frame, storage medium and electronic device
WO2023166221A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-07 Marss Ventures Ltd Re-usable intercept drone, drone engagement system and method therefor
GB2616829A (en) * 2022-03-04 2023-09-27 Marss Ventures Ltd Re-usable intercept drone, drone engagement system and method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2723203C1 (en) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021150149A1 (en) Multi-purpose interceptor drone
EP2979979B1 (en) Systems and methods for countering an unmanned air vehicle
US6626077B1 (en) Intercept vehicle for airborne nuclear, chemical and biological weapons of mass destruction
US9664485B1 (en) Aircraft, missile, projectile, or underwater vehicle with improved control system and method of using
US20100026554A1 (en) Active protection method and system
KR20220000904A (en) Multimode unmanned aerial vehicle
US20220299296A1 (en) Decoy system
KR20080037434A (en) Flight machine with camera for suicidal explosion, and apparatus for controlling it
CN210364404U (en) Investigation and beating integrated airplane
KR102383127B1 (en) Rifle recoil absorber for drones
KR102296963B1 (en) Target drive System and method using Reusable flight testing target
US20220097843A1 (en) Incoming threat protection system and method of using same
RU2738383C2 (en) Device for interception of unmanned aerial vehicles
CN110595293B (en) Working method of fixed wing-rotor wing composite unmanned aerial vehicle
RU2490585C2 (en) Fighter device for destruction of drones
CN110550202B (en) Bidirectional adjusting rotor wing for aircraft
RU2751562C1 (en) Unmanned strike system
JP5506581B2 (en) Aircraft defense device
JP2002071300A (en) Aircraft decoy shot
CN114615614B (en) Interactive check-up system of many aircraft
CN110865404B (en) Target positioning system for cooperative operation of multiple rotor unmanned aerial vehicles
RU2637278C1 (en) Unmanned flying vehicle with integrated propulsion system and variable configuration of ufv airframe
KR101888569B1 (en) flight supporting device
JP2023532299A (en) Incoming threat prevention system and method of use
WO2022013547A1 (en) Apparatus and methods for disabling aerial vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21744733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21744733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1