CN109229409B - 一种集束式小型无人机空中快速发射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集束式小型无人机空中快速发射系统，该发射系统包括筒式装载器以及整合于筒式装载器内的弹射机构和减速伞释放机构；筒式装载器由流线型装载器外壳、无人机支架构成；弹射机构安装于无人机支架内，由弹簧活塞系统和锁死机构组成。无人机发射时，通过载机投下筒式装载器，离开载机安全距离后，筒式装载器外壳分离，筒式装载器释放减速伞进行减速，待速度降低至安全速度后，无人机按预定程序由筒式装载器尾部至头部依次沿筒式装载器半径方向弹射至空中，发射过程完成。本发明中无人机发射过程远离载机且相对地面速度较小，在提高载机的安全性的同时提高了空中发射成功率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种集束式小型无人机空中快速发射系统。
背景技术
小型无人机系统已证明其在战场上的价值，常规作战和特种作战部队都使用小型无人机系统，进行提供点、路线和环境侦察、目标捕获、战损评估等等创新应用。近年来，蜂群无人机战术作为一种全新、颠覆式的理想作战模式受到各国的重视。它以智能集群技术为核心，将单机薄弱的作战能力通过无人机的协同网络相互联系起来，构建成为一种具有低成本、抗打击能力强、作战模式多样化的新型作战体系。
无人机蜂群的核心优势在于：单机成本低、群体数目大、群体智能程度高，然而虽然蜂群无人机具有以上优点，它们仍然包含一些致命的缺点，例如航程低导致作战半径有限，飞行速度低易被拦截，最大起飞重量低单机作战能力有限等等，这成为制约采用小型无人实施机蜂群战术的障碍。传统的小型无人机通常采用在宽阔场地自行起飞的方式投入作战，或搭载在陆基平台上单架机动发射。这些发射方式存在机动性低下，容易被拦截摧毁等缺点。最有效的解决办法是采用空中发射的方式。利用载机携带小型无人机接近任务区域发射，可有效增加发射的机动性灵活性，增加小型无人机的作战半径，也能有效保证有人驾驶发射平台的安全性。
由于平台运动和重量等限制因素，我们不能单纯地把陆基、海基的无人机发射装置直接搬运到空中进行无人机的发射，它们无法达到一次性发射多架蜂群无人机的要求。现有的空中发射装置如专利CN 107792371A和CN 108100287A等，均使用发射筒等装置进行弹射发射。这些方式虽然能做到空中发射和多架发射，但存在重要缺点。如专利CN108100287A所述的方式，由于载机速度快，无人机直接从载机内弹射，难以保证无人机发射后不失控和载机的安全性。而专利CN 107792371A所述方式虽然令无人机发射装置远离载机，但过长的拖缆系统会增加载机飞行阻力降低载机的稳定性，提高载机飞行的危险性；同时难以适应天气状况，无法做到全天候部署发射；由于拖缆长度造成的重量代价也无法忽视。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种集束式小型无人机空中快速发射系统，采用运输机等大型载机进行，可实现小型无人机的快速空中发射，发射机构构造简单，可适应多种平台挂载或装载，成本低廉，维护简单。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种集束式小型无人机空中快速发射系统，该发射系统包括筒式装载器以及整合于筒式装载器内的弹射机构和减速伞释放机构；所述筒式装载器由流线型筒式装载器外壳、无人机支架构成；所述弹射机构安装于无人机支架内，由弹簧活塞系统和锁死机构组成；所述减速伞释放机构由减速伞舱和减速伞弹射机构组成；
在执行空中发射任务时，所述流线型筒式装载器外壳利用头尾两个弹簧装置采用两瓣平推式分离方法分离抛弃；所述弹簧活塞系统和锁死机构在无人机与所述无人机支架分离前共同保持无人机和所述无人机支架固连；在分离开始后，所述弹簧活塞系统打开锁死机构并启动被压缩的弹簧，完成无人机弹射分离工作；所述减速伞释放机构在所述流线型筒式装载器外壳被抛弃并远离所述减速伞释放机构时启动，经减速伞弹射机构弹出减速伞，此方式可以防止流线型筒式装载器外壳和减速伞之间互相干涉造成失败。
进一步地，弹射过程中，无人机紧贴所述弹簧活塞系统，无人机外侧的所述锁死机构与所述弹簧活塞系统相关联，在接收到指令时，所述弹簧活塞系统被激活，在所述弹簧活塞系统内的弹簧被释放后，弹簧推动活塞对无人机产生推力；在预设程序的控制下，无人机外侧的所述锁死机构打开，释放无人机；在所述弹簧活塞系统的推力下，无人机沿所述筒式装载器半径方向弹射至空中，完成支架轴向同一位置的一组无人机的弹射。
进一步地，所述流线型筒式装载器外壳采用布置在装载器头尾两端的两个弹簧机构实现所述两瓣平推式分离。
进一步地，载机抵达预定任务地点，在距离传感器检测到所述筒式装载器在达到与载机有充分距离时，所述筒式装载器采用两瓣平推式分离方法抛弃所述流线型筒式装载器外壳；在距离传感器测定达到减速伞和流线型筒式装载器外壳不会发生干涉的距离时，启动所述减速伞弹射机构，减速伞抛出并展开；待加速度传感器检测速度稳定，姿态和速度传感器检测到装载器为竖直姿态，速度较低时，所述无人机支架内的所述弹射机构开始工作，所述弹簧活塞系统打开所述锁死机构7并启动被压缩的弹簧，无人机按预定程序由筒式装载器尾部至头部依次沿筒式装载器半径方向弹射至空中，完成一组无人机的弹射过程；随后在预设程序控制下，间隔一定时间间隔后，下一组无人机开始弹射；待无人机全部离开所述无人机支架后，弹射过程完成；无人机自行编队执行任务，抛弃所述筒式装载器。
本发明具有以下有益效果：
1、无人机发射过程远离载机且相对地面速度较小，在提高载机的安全性的同时提高了空中发射成功率；
2、待发射无人机之间有发射时间差，降低发射过程中无人机相互碰撞的风险；
3、利用筒式装载器同时发射大量无人机，空间利用率高，发射速率和效率高，缩短发射时间；
4、筒式装载器外形尺寸类似航空炸弹，可使用现有挂架适应不同载机平台，通用性强；
5、发射机构构造简单，成本低廉，操作、维护简单。
附图说明
图1为集束式小型无人机空中发射过程示意图。
图2为筒式装载器的结构示意图。
图3为弹射机构与无人机支架的安装示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为无人机弹射过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图2-图4所示，本发明实施例提供了一种集束式小型无人机空中快速发射系统，该发射系统包括筒式装载器1以及整合于筒式装载器1内的弹射机构2和减速伞释放机构3；所述筒式装载器1可按照空投武器标准和无人机尺寸、装载数量设计尺寸，可适用于各种空中平台进行发射，由流线型筒式装载器外壳4、无人机支架构成5；所述弹射机构2安装于无人机支架5内，由弹簧活塞系统6和锁死机构7组成；所述减速伞释放机构3由减速伞舱和减速伞弹射机构组成。
如图1和图5所示，在执行空中发射任务时，载机抵达预定任务地点，在距离传感器检测到所述筒式装载器1在达到与载机有充分距离时，所述筒式装载器1采用两瓣平推式分离方法抛弃所述流线型筒式装载器外壳4；在距离传感器测定达到减速伞和流线型筒式装载器外壳4不会发生干涉的距离时，启动所述减速伞弹射机构，减速伞抛出并展开；待加速度传感器检测速度稳定，姿态和速度传感器检测到装载器为竖直姿态，速度较低时，所述无人机支架内的所述弹射机构2开始工作，所述弹簧活塞系统6打开所述锁死机构7并启动被压缩的弹簧，无人机按预定程序由筒式装载器尾部至头部依次沿筒式装载器半径方向弹射至空中，完成一组无人机的弹射过程；随后在预设程序控制下，间隔一定时间间隔后，下一组无人机开始弹射；待无人机全部离开所述无人机支架5后，弹射过程完成；无人机自行编队执行任务，抛弃所述筒式装载器1。
进一步地，弹射过程中，无人机紧贴所述弹簧活塞系统6，无人机外侧的所述锁死机构7与所述弹簧活塞系统6相关联，在接收到指令时，所述弹簧活塞系统6被激活，在所述弹簧活塞系统6内的弹簧被释放后，弹簧推动活塞对无人机产生推力；在预设程序的控制下，无人机外侧的所述锁死机构7打开，释放无人机；在所述弹簧活塞系统6的推力下，无人机沿所述筒式装载器1半径方向弹射至空中，完成支架轴向同一位置的一组无人机的弹射。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (3)
1.一种集束式小型无人机空中快速发射系统，其特征在于，该发射系统包括筒式装载器(1)以及整合于筒式装载器(1)内的弹射机构(2)和减速伞释放机构(3)；所述筒式装载器(1)由流线型筒式装载器外壳(4)、无人机支架(5)构成；所述弹射机构(2)安装于无人机支架(5)内，由弹簧活塞系统(6)和锁死机构(7)组成；所述减速伞释放机构(3)由减速伞舱和减速伞弹射机构组成；
在执行空中发射任务时，所述流线型筒式装载器外壳(4)利用头尾两个弹簧装置采用两瓣平推式分离方法分离抛弃；所述弹簧活塞系统(6)和锁死机构(7)在无人机与所述无人机支架(5)分离前共同保持无人机和所述无人机支架(5)固连；在分离开始后，所述弹簧活塞系统(6)打开锁死机构(7)并启动被压缩的弹簧，完成无人机弹射分离工作；所述减速伞释放机构(3)在所述流线型筒式装载器外壳(4)被抛弃并远离所述减速伞释放机构(3)时启动，经减速伞弹射机构弹出减速伞；
弹射过程中，无人机紧贴所述弹簧活塞系统(6)，无人机外侧的所述锁死机构(7)与所述弹簧活塞系统(6)相关联，在接收到指令时，所述弹簧活塞系统(6)被激活，在所述弹簧活塞系统(6)内的弹簧被释放后，弹簧推动活塞对无人机产生推力；在预设程序的控制下，无人机外侧的所述锁死机构(7)打开，释放无人机；在所述弹簧活塞系统(6)的推力下，无人机沿所述筒式装载器(1)半径方向弹射至空中，完成支架轴向同一位置的一组无人机的弹射。
2.根据权利要求1所述的一种集束式小型无人机空中快速发射系统，其特征在于，所述流线型筒式装载器外壳(4)采用布置在装载器头尾两端的两个弹簧机构实现所述两瓣平推式分离。
3.根据权利要求1所述的一种集束式小型无人机空中快速发射系统，其特征在于，载机抵达预定任务地点，在距离传感器检测到所述筒式装载器(1)在达到与载机有充分距离时，所述筒式装载器(1)采用两瓣平推式分离方法抛弃所述流线型筒式装载器外壳(4)；在距离传感器测定达到减速伞和流线型筒式装载器外壳(4)不会发生干涉的距离时，启动所述减速伞弹射机构，减速伞抛出并展开；待加速度传感器检测速度稳定，姿态和速度传感器检测到装载器为竖直姿态，速度较低时，所述无人机支架内的所述弹射机构(2)开始工作，所述弹簧活塞系统(6)打开所述锁死机构(7)并启动被压缩的弹簧，无人机按预定程序由筒式装载器尾部至头部依次沿筒式装载器半径方向弹射至空中，完成一组无人机的弹射过程；随后在预设程序控制下，间隔一定时间间隔后，下一组无人机开始弹射；待无人机全部离开所述无人机支架(5)后，弹射过程完成；无人机自行编队执行任务，抛弃所述筒式装载器(1)。
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