一种低空反无人机制导装置

技术领域

本发明涉及无人机反制技术领域，特别是涉及一种低空反无人机制导装置。

背景技术

自主化无人机是一种充满潜力的创新技术，它具备自主飞行、自主导航和自主任务执行的能力。自主化无人机可以通过预设的航线和任务参数进行飞行，无需人为干预。它们配备了先进的传感器系统，能够实时感知和获取周围环境的相关信息，包括地形、气象和障碍物等，从而进行智能化的飞行规划和决策。自主化无人机可以用于侦察和打击目标。

对于非合作的无人机，需要对其进行反制，使其失能。现有技术中的对非合作无人机进行反制的处理方式主要有电子干扰和地空导弹破坏。不同于依赖遥控信号与GPS导航的传统无人机，自主化无人机作为新品类无人机对电子干扰的耐受能力极大提高，现有的以干扰无人机遥控、导航信号的主流反无人机设备效果较低。此外，对于搭载大载荷的自主化无人机，即使使用电磁干扰手段使其失能坠毁，也不可避免地将造成相当程度的连带伤害。而常规地空导弹又面临价格昂贵的问题，且其危险性高，更易造成连带伤害，不适合执行低空反无人机任务。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种低空反无人机制导装置，能够较好的对无人机进行捕获，安全性高且成本低。

本发明提供了一种低空反无人机制导装置，包括

筒状壳体，壳体包括第一壳段和第二壳段，第一壳段与第二壳段可拆卸装配；

第一壳段内部固定装配有用于获取目标无人机信息的多模导引头、弾载计算机以及用于捕获目标无人机的飞网释放装置，多模导引头和飞网释放装置分别设置于第一壳段的两端；

第二壳段内部固定装配有安全回收系统、动力系统和飞行导航系统，安全回收系统设置于第二壳段与第一壳段连接的一端，动力系统和飞行导航系统均设置于第二壳段的另一端；

第一壳段与第二壳段连接的一端，以及第二壳段与第一壳段连接的一端均装配有固定件，第一壳段与第二壳段的固定件通过弹性绳连接；

弾载计算机，用于根据多模导引头获取的目标无人机信息控制飞网释放装置对目标无人机进行捕获，并在飞网释放装置捕获过程结束后控制第一壳段和第二壳段拆分，在第一壳段和第二壳段拆分后控制安全回收系统启动。

在其中一个实施例中，多模导引头包括导引头框架、毫米波雷达、摄像头以及信息处理系统，毫米波雷达、摄像头和信息处理系统均固定连接于导引头框架；

雷达从壳体伸出，壳体上摄像头对准的部位设置为透明状；

毫米波雷达和摄像头均与信息处理系统电连接，信息处理系统与弾载计算机电连接。

在其中一个实施例中，第一壳段位于飞网释放装置外侧的部分设置有能够将第一壳段分割为两个子壳段的分离环，分离环通过爆炸螺栓与两个子壳段固定连接。

在其中一个实施例中，飞网释放装置设置有飞网发射器、飞网以及至少三个末端配重球，飞网发射器和末端配重球均与飞网连接；

飞网发射器设置有连接轴以及位于连接轴两端的第一固定架和第二固定架，连接轴靠近第一固定架的一端设置有与末端配种球数量相等的多个套筒，多个套筒均垂直固定于连接轴，任意两个套筒轴线之间的夹角相等；

连接轴靠近第二固定架的一端设置有多个安装孔，飞网的中心与安装孔固定连接，至少三个末端配重球均匀分布于飞网的末端；

套筒内装配有火药和点火装置，点火装置与弾载计算机电连接，每个套筒内均装配一个末端配重球。

在其中一个实施例中，弾载计算机通过安装架固定装配于第一壳段。

在其中一个实施例中，安全回收系统包括降落伞和可控开伞装置，可控开伞装置与弾载计算机电连接。

在其中一个实施例中，飞行导航系统包括导航模块、控制模块以及控制舵面，控制模块设置于弾载计算机，控制舵面连接于第二壳段远离安全回收系统的一端的外侧，导航模块和控制舵面均与控制模块电连接。

在其中一个实施例中，动力系统包括发动机和点火装置，点火装置与弾载计算机电连接。

在其中一个实施例中，第一壳段与第二壳段通过爆炸螺栓连接，爆炸螺栓与弾载计算机电连接。

在其中一个实施例中，第二壳段的外侧还设置有侧翼，侧翼与第二壳段固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的低空反无人机制导装置，使用雷达和摄像头作为多模导引头，可以减少雷达受到的地面杂波以及多径误差影响和图像在较远距离对目标有误识别的影响，能够获得更准确的目标无人机信息。利用飞网释放装置对无人机进行捕获，相较于无线干扰方案，可更好的应对自主式无人机，另外，低空反无人机制导装置采用安全回收系统进行回收，可以实现对目标无人机的柔性接管，相较于常规地空导弹带来的损伤较低，且对飞网释放装置和回收系统进行更新后可以重复使用，大大降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的低空反无人机制导装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的多模导引头的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的飞网展开示意图；

图4是本发明实施例提供的飞网发射器的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的弾载计算机与安装架的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的安全回收系统、动力系统与飞行导航系统与第二壳段的装配结构示意图。

附图标记说明：100、第一壳段；200、第二壳段；300、多模导引头；310、导引头框架；320、毫米波雷达；330、摄像头；340、信息处理系统；400、弾载计算机；410、安装架；500、飞网释放装置；510、飞网发射器；511、第一固定架；512、第二固定架；513、连接轴；514、套筒；515、安装孔；520、飞网；530、末端配重球；600、安全回收系统；700、动力系统；800、控制舵面；900、分离环；910、侧翼。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，“上”、“下”、“顶”、“底”、方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在一个实施例中，如图1所示，图1是本发明实施例提供的低空反无人机制导装置的结构示意图，本实施例的低空反无人机制导装置，包括

筒状壳体，壳体包括第一壳段100和第二壳段200，第一壳段100与第二壳段200可拆卸装配。筒状壳体有利于低空反无人机制导装置的飞行。

具体的，第一壳段100与第二壳段200通过爆炸螺栓连接，爆炸螺栓与弾载计算机400电连接。

第一壳段100内部固定装配有用于获取目标无人机信息的多模导引头300、弾载计算机400以及用于捕获目标无人机的飞网释放装置500，多模导引头300和飞网释放装置500分别设置于第一壳段100的两端。

第二壳段200内部固定装配有安全回收系统600、动力系统700和飞行导航系统，安全回收系统600设置于第二壳段200与第一壳段100连接的一端，动力系统700和飞行导航系统均设置于第二壳段200的另一端。

在低空反无人机制导装置飞行时，多模导引头300一端的壳体为头部，动力系统700一端的壳体为尾部。

第一壳段100与第二壳段200连接的一端，以及第二壳段200与第一壳段100连接的一端均装配有固定件，第一壳段100与第二壳段200的固定件通过弹性绳连接。第一壳段100与第二壳段200拆分后，依旧通过弹性绳连接。

弾载计算机400，用于根据多模导引头300获取的目标无人机信息控制飞网释放装置500对目标无人机进行捕获，并在飞网释放装置500捕获过程结束后控制第一壳段100和第二壳段200拆分，在第一壳段100和第二壳段200拆分后控制安全回收系统600启动。

本实施例的低空反无人机制导装置，利用飞网释放装置500对无人机进行捕获，可更好的应对自主式无人机，且采用安全回收系统600进行回收，可以实现对目标无人机的柔性接管，回收过程带来的损伤较低，回收后可重复使用，降低了使用成本。

如图2所示，图2是本发明实施例提供的多模导引头300的结构示意图，多模导引头300包括导引头框架310、毫米波雷达320、摄像头330以及信息处理系统340，毫米波雷达320、摄像头330和信息处理系统340均固定连接于导引头框架310；雷达从壳体伸出，壳体上摄像头330对准的部位设置为透明状；毫米波雷达320和摄像头330均与信息处理系统340电连接，信息处理系统340与弾载计算机400电连接。

本实施例中，多模导引头300采用雷达与电视双通道融合制导，能够结合两者有点，对无人机信息进行更好的捕获。毫米波雷达320通过发射和接收目标反射电磁波，将目标无人机位置信息转化为目标点云数据，输入至信息处理系统340，摄像头330将目标无人机的空间位置信息转化成图像信息，输入至信息处理系统340，信息处理系统340将目标点云数据转化成基于弹体坐标系的三轴位置信息，将目标无人机图像数据转化成基于弹体坐标系的两轴角度信息，对基于弹体坐标系的三轴位置信和两轴角度信息进行数据融合，能够减少雷达受到的地面杂波以及多径误差影响和图像在较远距离对目标有误识别的影响，可得到更为准确的目标无人机信息。

在一个实施例中，第一壳段100位于飞网释放装置500外侧的部分设置有能够将第一壳段100分割为两个子壳段的分离环900，分离环900通过爆炸螺栓与两个子壳段固定连接。在对无人机进行捕获时，弾载计算机400控制爆炸螺栓使分离环900和第一壳段100分离，为飞网释放装置500提供工作空间。

在其中一个实施例中，如图3和图4所示，图3是本发明实施例提供的飞网520展开示意图，图4是本发明实施例提供的飞网发射器510的结构示意图。飞网释放装置500设置有飞网发射器510、飞网520以及至少三个末端配重球530，飞网发射器510和末端配重球530均与飞网520连接。

飞网发射器510设置有连接轴513以及位于连接轴513两端的第一固定架511和第二固定架512，连接轴513靠近第一固定架511的一端设置有与末端配种球数量相等的多个套筒514，多个套筒514均垂直固定于连接轴513，任意两个套筒514轴线之间的夹角相等。连接轴513靠近第二固定架512的一端设置有多个安装孔515，飞网520的中心与安装孔515固定连接，至少三个末端配重球530均匀分布于飞网520的末端。套筒514内装配有火药和点火装置，点火装置与弾载计算机400电连接，每个套筒514内均装配一个末端配重球530。

具体的，本实施例中配重球的数量与套筒514的数量均为六个，飞网520为等边六边形。

套筒514内装配的火药为无烟火药，飞网520由耐热高韧性材料制备，飞网520在非发射时处于折叠状态。

当飞网520释放器释放飞网520时，弾载计算机400控制点火装置点燃套筒514内的火药，无烟火药产生的高温燃气将末端配重球530从套管内沿壳体径向弹出，将飞网520拉直可缠绕目标无人机螺旋桨使无人机动力系统700失能，以安全低损捕获目标无人机。

需要说明的是，当分离环900从第一壳段100脱离后，第一固定架511和第二固定架512以及与第一壳段100固定连接。

如图5所示，图5是本发明实施例提供的弾载计算机400与安装架410的结构示意图，弾载计算机400通过安装架410固定装配于第一壳段100。

在其中一个实施例中，如图6所示，图6是本发明实施例提供的安全回收系统600、动力系统700与飞行导航系统与第二壳段200的装配结构示意图。安全回收系统600包括降落伞和可控开伞装置，可控开伞装置与弾载计算机400电连接。飞行导航系统包括导航模块、控制模块以及控制舵面800，控制模块设置于弾载计算机400，控制舵面800连接于第二壳段200远离安全回收系统600的一端的外侧，导航模块和控制舵面800均与控制模块电连接。

控制模块分为滚转、俯仰、偏航三个通道，其中滚转通道为单回路，俯仰、偏航通道为双回路，双回路控制装置外环回路根据多模导引头300测得的目标无人机视线角速率与距离信息，给定导弹在该通道上的需用过载，内环回路通过外环回路给定的需用过载，直接控制低空反无人机制导装置的控制舵面800，改变导弹飞行姿态从而实现对目标过载指令的跟踪。导航模块为惯性导航模块，可提供低空反无人机制导装置的速度、加速度、角速度、角加速度等信息，以供控制模块使用。控制舵面800为四片受舵机控制的舵面，可根据控制模块计算得出的角度进行偏转，以产生相应的控制力和力矩。

本实施例中，可控开伞装置为气缸型开伞装置，气缸内具有火药和点火器，点火器由弾载计算机400控制，在成功捕获目标无人机或确认捕获失败后，弾载计算机400控制第一壳段100与第二壳段200连接的爆炸螺栓爆炸，使得第一壳段100与第二壳段200分离，然后弾载计算机400上的控制模块操控控制舵面800偏转至与导弹纵轴垂直位置，以增大弹体前后半段阻力差，便于前后半段分离，接着弾载计算机400控制可控开伞装置气缸内的点火器点燃火药，产生的高温燃气推动活塞，将降落伞由断面弹射出，便于降落伞展开并避免缠绕弹身部件。

在一个实施例中，动力系统700包括发动机和点火装置，点火装置与弾载计算机400电连接。

其中，发动机采用固体火箭发动机，点火装置采用点火药盒，以产生使所述固体火箭发动机启动所需的高温高压条件。

在其中一个实施例中，第二壳段200的外侧还设置有侧翼910，侧翼910与第二壳段200固定连接。侧翼910能够辅助低空反无人机制导装置飞行。

本实施例的低空反无人机制导装置，能够在飞行过程中释放飞网520对目标无人机进行捕获，相较于传统飞网520方案，大大增加了系统的覆盖范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。