一种用于捕获无人机的捕网平衡发射装置

技术领域

本发明属于无人机空中安防技术领域，具体涉及一种用于捕获无人机的捕网平衡发射装置。

背景技术

由于低空飞行领域的逐渐开放以及无人机技术的快速发展，无人机“黑飞”对空中交通带来的危害日益严重。由于无人机具有“低小慢”的飞行特点，很难通过普通武器对其构成有效威胁，因此反无人机技术逐渐引起重视。目前反制无人机系统大体上可以分为三类：（1）通过弹药或者定向能武器对无人机进行毁伤；（2）利用电子对抗或者黑客技术对无人机进行干扰；（3）利用捕捉网直接抓捕无人机。由于捕捉网的低廉的成本，同时可以捕捉完整的机器原型，并以此对敌方无人机进行深入研究，捕捉网的方式成为了反制无人机最为理想的方式。对于捕捉网的发射，周正炜在《反无人机捕网装置发射过程的数值模拟与优化》中采用增加身管数量发射多个牵引体带动捕网发射，设计了一种多身管发射的捕网装置。此方式不仅降低了武器的便携性，同时亦不能很好地保证牵引体发射的同步性。202011470010.3中公开了一种含有发射网的快速捕捉功能无人机，采用气缸发射，利用缓冲弹簧缓解其后坐力对机身扰动，但仍旧无法避免其对无飞机飞行稳定性的干扰，同时用气缸作为发射动力，其威力也不甚理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于捕获无人机的捕网平衡发射装置，增加了武器的便携性，保证发射的同步性，可有效实现对无人机进行捕捉作业，采用平衡发射原理，可有效规避发射后座对无人机身稳定性的干扰。独特的结构设计充分利用了炮身空间，实现了装置的一体化，便携化。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于捕获无人机的捕网平衡发射装置，包括点火器、装药组件、发射组件和平衡组件，发射组件、装药组件和平衡组件依次连接，点火器设置在装药组件上；发射组件和平衡组件通过连接件悬挂于无人机下方。

所述发射组件包括发射筒、捕网和N个牵引体，平衡组件包括平衡筒和平衡体。发射筒和平衡筒结构相同，尺寸相同，N个牵引体的质量等于平衡体的质量。

点火器点火，装药组件产生高压气体，高压气体推动发射组件发射捕网，同时高压气体推动平衡组件发射平衡体，点火器连接于无人机上电源，通过遥控控制点火激发。

发射筒包括端盖压环、密封端盖、筒身、外膛线管、M个导向块，M=N，外膛线管位于筒身内，两者之间形成环形腔，M个导向块设置于环形腔内，沿外膛线管滑动，外膛线管一端为封闭端，另一端为开放端，密封端盖通过端盖压环固定在开放端，自封闭端端面向内开有一个渐缩形盲孔作为低压室，封闭端的外壁上设有一圈第一凹槽，第一凹槽位于渐缩形盲孔的末端，第一凹槽和渐缩形盲孔之间通过P个呈环形等间隔分布的通气孔连通，P=4~10，第一凹槽与环形腔连通；外膛线管外壁加工有M条膛线槽；外膛线管的封闭端以及筒身的一端分别与装药组件固连。

发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）本发明的捕网平衡发射装置采用高低压平衡发射的方式可以实现低后坐力，低扰动的要求，直接搭载于旋翼无人机上，实现无人机对无人机远距离抓捕。发射时对旋翼无人机的飞行稳定性的影响十分微小。

（2）本发明的捕网平衡发射装置即发射，展网捕捉于一体，改变了传统的多身管，空间利用率小的缺点，有效的利用了炮身空间，实现系统的微型化，一体化。

（3）本发明的捕网平衡发射机构，其中的外膛线管与高压舱以及筒身之间皆采用螺纹连接，这种连接方式可以有效的保证各部件的同轴度，保证连接强度，有利于内弹道的稳定性。

附图说明

图1是本发明捕网平衡发射装置结构剖面视图。

图2是本发明捕网平衡发射装置中外膛线管的剖面视图。

图3是本发明捕网平衡发射装置中外膛线管的轴向视图。

图4是本发明捕网平衡发射装置中药室核心的剖面视图。

图5是本发明捕网平衡发射装置中药室盖的端面视图。

图6是本发明捕网平衡发射装置中外膛线管与牵引体的配合视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1~图6，本发明所述的一种用于捕获无人机的捕网平衡发射装置，包括点火器8、发射组件、装药组件和平衡组件，其中发射组件、装药组件和平衡组件依次连接，点火器8设置在装药组件上。发射组件和平衡组件通过连接件悬挂于无人机下方。

点火器8点火引燃装药组件内的发射药，装药组件产生高压气体，高压气体推动发射组件发射捕网，同时高压气体推动平衡组件发射平衡体，点火器8连接于无人机上电源，通过遥控控制点火激发。

所述发射组件包括发射筒、捕网和N个牵引体3，N=4、6、8，平衡组件包括平衡筒和平衡体11，发射筒和平衡筒结构相同，尺寸相同，N个牵引体3的质量等于平衡体11的质量。

以发射筒为例，说明发射筒和平衡筒的结构组成。

发射筒包括端盖压环1、密封端盖2、筒身4、外膛线管5、M个导向块6，M=N，外膛线管5位于筒身4内，两者之间形成环形腔，M个导向块6设置于环形腔内，可沿外膛线管5外壁上的膛线槽55滑动，外膛线管5一端为封闭端，另一端为开放端，密封端盖2通过端盖压环1固定在开放端，自封闭端端面向内开有一个渐缩形盲孔52作为低压室，封闭端的外壁上设有一圈第一凹槽51，第一凹槽51位于渐缩形盲孔52的末端，第一凹槽51和渐缩形盲孔52之间通过P个呈环形等间隔分布的通气孔53连通，P=4~10，第一凹槽51与环形腔连通。外膛线管5的封闭端以及筒身4的一端分别通过螺纹与装药组件固连。

作为发射组件时，捕网设置在外膛线管5的管腔54内，牵引体3为长条状的弧形片，N个牵引体3呈环形分布在环形腔内，包覆外膛线管5的外壁，如图6所示。每个牵引体3底部固连一个导向块6。捕网通过连接绳连接在牵引体3顶端。

作为平衡组件时，平衡体11为圆筒形，设置在环形腔内，包覆外膛线管5的外壁，M个导向块6等间隔固定在平衡体11底部，嵌身于外膛线管5上的膛线槽55内。

装药组件包括药室7和两个盖片组件，盖片组件包括药室盖10和喷口膜片9，药室7为圆柱形，如图4所示，沿其中心轴线方向开有一个五阶通孔，依次为第一阶孔62、第二阶孔63、第三阶孔64、第四阶孔65和第五阶孔66，第一阶孔62、第二阶孔63、第三阶孔64直径依次减小，第一阶孔62和第五阶孔66、第二阶孔63和第四阶孔65分别关于第三阶孔对称相等。第一阶孔62和第五阶孔66内各固连一个外膛线管5，第一阶孔62和第五阶孔66的外壁各固连一个筒身4，第二阶孔63和第四阶孔65内各设有一个盖片组件，其中喷口膜片9靠近第三阶孔63，第三阶孔63作为高压腔，其内填充发射药。第三阶孔63孔壁中段开有点火安装孔61，用于固定点火器8。

所述喷口膜片9选用黄铜片、杜拉铝片或紫铜片，用于积蓄高压室内的气体压力。

所述药室盖10中心开有第一通孔101，以第一通孔为圆心环形分布若干第二通孔102，用于向低压室传递发射药产生的高压气体。

本发明的捕网平衡发射装置是由火药气体作为发射动力。发射作业时，点火器8点燃高压室内发射药，发射药燃烧产生高压火药气体，当火药气体压力达到一定压力，喷口膜片9发生剪切破坏，火药气体通过药室盖10上的通孔分别进入两侧的低压室，在通过低压室与炮腔所连通的通气孔53分别到达牵引体3和平衡体11底部端面。当压力达到牵引体3和平衡体11的启动压力，火药气体开始推动牵引体3和平衡体11前进。牵引体3在火药气体的作用下开始沿轴向运动，此时牵引体3上装配的导向块6受到外膛线管3上膛线槽55的周向导向作用，而使其在前进运动过程中受到周向偏转力而开始旋转。平衡体11背向于牵引体3前进以及反向于牵引体3旋转以抵消发射中产生的后坐力以及牵引体3旋转运动产生的力矩。

在外膛线管5外壁上的膛线槽55的约束导向作用以及火药气体的推动做功下使牵引体3获得旋转速度以及轴向运动速度，在摆脱筒身4的约束后，牵引体3的旋转运动变为沿切线方向直线运动速度。轴向速度以及切向速度的合速度使得牵引体3在出膛后沿周向分散开来，通过牵引绳展开网包，使得捕网展开。根据目标捕捉距离的不同，可加工不同的膛线角度，从而使得牵引体3在膛内运动过程中获得不同的旋转速度，飞离炮口时也就可以获得不同的周向速度，周向速度的高低决定了网包展开最大面积的时间。从而影响捕捉到性能。当目标接触捕网后，完成对目标无人机的捕捉作业。

以上所述，仅是本发明的较佳的实施例而已，并未对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何属于本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案实施范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是为脱离本发明技术方案的内容，依据办法发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。