CN106403718B - 一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭，包括整流罩、距离传感器、释放阀、进气口、电机支架、二级螺旋桨、一级推力电机、一级螺旋桨、尾舵、着陆传感器、尾舵电机、二级推力电机、火箭壳体、连接筋、电气控制舱、高压气仓、降落伞、图像识别器、捕捉网和整流罩连接线。本发明的可回收式电动力火箭，不依靠燃料工作，使用安全，可自动寻找、跟踪和捕捉目标，适用性强，可回收再次利用，使用成本低。

Description

一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭
技术领域
本发明涉及飞行器领域，特别涉及一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭。
背景技术
随着遥感技术、导航技术和电子技术的不断成熟，小型无人飞行器制作成本逐渐降低，其应用范围和规模迅速扩大。小型无人飞行器为工、农业生产或其他领域带来了便利，但也对公共安全带来一定的隐患。有关部门针对小型无人飞行器设置了禁飞区，并逐步出台了相关的管理办法，但总有飞行器失控或恶意侵入事件发生，需要将小型无人飞行器强制捕捉或拦截。由于低空小型无人飞行器体积小、成本低、飞行路线灵活，不适合采用一般军用地对空拦截装置，特别是在人口密集地区更加不适合使用。现有小型飞行器拦截装置有地面发射捕捉网、无人机携带捕捉网和电子干扰等几种类型，普遍存在有效距离短、捕捉速度慢、可靠性低和使用成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种捕捉速度快、可靠性高和成本低的用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭，包括整流罩1、距离传感器2、释放阀3、进气口4、电机支架5、二级螺旋桨6、一级推力电机7、一级螺旋桨8、尾舵9、着陆传感器10、尾舵电机11、二级推力电机12、火箭壳体13、连接筋14、电气控制舱15、高压气仓16、降落伞17、图像识别器18、捕捉网19和整流罩连接线20。
可回收式电动力火箭的外部结构是：圆柱形火箭壳体13的顶部插接有整流罩1，整流罩1与火箭壳体13之间通过整流罩连接线20相连接；火箭壳体13的上部外侧对称固定安装有距离传感器2和图像识别器18，火箭壳体13的下部外侧对称分布安装有四个尾舵9，每个尾舵9由一个尾舵电机11控制导角，尾舵电机11由电气控制舱15提供电能和控制信号；火箭壳体13的尾部安装有着陆传感器10。
可回收式电动力火箭的内部结构是：火箭壳体13的中间部位开设有四个进气口4，将火箭壳体13分为上下两部分，中间用四条连接筋14固定连接；进气口4的上方空间是电气控制舱15，该空间与火箭壳体13之间密封连接，内部放置有锂离子蓄电池和控制电路，为整个火箭提供电能和电气控制；电气控制舱15的上面是高压气仓16，初始状态时存储高压气体，用来喷射降落伞17和捕捉网19；高压气仓16的顶部安装有释放阀3，由电气控制舱15控制开启，用于快速释放压缩气体，产生推力；高压气仓16的上方空间放置有降落伞17，降落伞17在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，其绳索与火箭壳体13相连；降落伞17的上面是捕捉网19，捕捉网19在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，与火箭壳体13脱离。
进气口4的下方空间有两个十字形电机支架5，两个电机支架5串联排列，其边缘与火箭壳体13固定连接，其中间位置分别固定有一级推力电机7和二级推力电机12；一级推力电机7在下方，二级推力电机12在上方，分别对应安装有一级螺旋桨8和二级螺旋桨6；一级推力电机7和二级推力电机12由电气控制舱15提供电能和控制信号。进气口4的下方空间内部通透，为空气高速流动提供通道；空气从进气口4进入，经过两级螺旋桨推送，从火箭壳体13的正下方高速排出，产生推力，为电动力火箭提供飞行动力。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明的可回收式电动力火箭，不依靠燃料工作，使用安全。
(2)本发明的可回收式电动力火箭，可自动寻找、跟踪和捕捉目标，适用性强。
(3)本发明的可回收式电动力火箭，可回收再次利用，使用成本低。
附图说明
图1为本发明可回收式电动力火箭的纵向剖面结构示意图。
图2为本发明可回收式电动力火箭的喷射捕捉网工作示意图。
图3为本发明可回收式电动力火箭的打开降落伞工作示意图。
图4为进气口的横剖面示意图。
图5为电机支架的横剖面示意图。
图6为尾舵的横剖面示意图。
其中，1、整流罩；2、距离传感器；3、释放阀；4、进气口；5、电机支架；6、二级螺旋桨；7、一级推力电机；8、一级螺旋桨；9、尾舵；10、着陆传感器；11、尾舵电机；12、二级推力电机；13、火箭壳体；14、连接筋；15、电器控制舱；16、高压气仓；17、降落伞；18、图像识别器；19、捕捉网；20、整流罩连接线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭，如图1所示，包括整流罩1、距离传感器2、释放阀3、进气口4、电机支架5、二级螺旋桨6、一级推力电机7、一级螺旋桨8、尾舵9、着陆传感器10、尾舵电机11、二级推力电机12、火箭壳体13、连接筋14、电气控制舱15、高压气仓16、降落伞17、图像识别器18、捕捉网19和整流罩连接线20。
可回收式电动力火箭的外部结构是：圆柱形火箭壳体13的顶部插接有整流罩1，整流罩1与火箭壳体13之间通过整流罩连接线20相连接；火箭壳体13的上部外侧对称固定安装有距离传感器2和图像识别器18，火箭壳体13的下部外侧对称分布安装有四个尾舵9，每个尾舵9由一个尾舵电机11控制导角，其横剖面如图6所示，尾舵电机11由电气控制舱15提供电能和控制信号；火箭壳体13的尾部安装有着陆传感器10。
可回收式电动力火箭的内部结构是：火箭壳体13的中间部位开设有四个进气口4，将火箭壳体13分为上下两部分，中间用四条连接筋14固定连接，如图4所示；进气口4的上方空间是电气控制舱15，该空间与火箭壳体13之间密封连接，内部放置有锂离子蓄电池和控制电路，为整个火箭提供电能和电气控制；电气控制舱15的上面是高压气仓16，初始状态时存储高压气体，用来喷射降落伞17和捕捉网19；高压气仓16的顶部安装有释放阀3，由电气控制舱15控制开启，用于快速释放压缩气体，产生推力；高压气仓16的上方空间放置有降落伞17，降落伞17在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，其绳索与火箭壳体13相连；降落伞17的上面是捕捉网19，捕捉网19在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，与火箭壳体13脱离。
进气口4的下方空间有两个十字形电机支架5，如图5所示，两个电机支架5串联排列，其边缘与火箭壳体13固定连接，其中间位置分别固定有一级推力电机7和二级推力电机12；一级推力电机7在下方，二级推力电机12在上方，分别对应安装有一级螺旋桨8和二级螺旋桨6；一级推力电机7和二级推力电机12由电气控制舱15提供电能和控制信号。进气口4的下方空间内部通透，为空气高速流动提供通道；空气从进气口4进入，经过两级螺旋桨推送，从火箭壳体13的正下方高速排出，产生推力，为电动力火箭提供飞行动力。
火箭初始状态时，高压气仓16存储压缩气体，释放阀3处于闭合状态，捕捉网19和降落伞17压缩在火箭壳体13内，整流罩1插接在火箭壳体13上。
当被捕捉目标(如小型飞行器)进入捕捉空域内，利用辅助设施或人工将火箭头部朝向被捕捉目标方向，遥控信号启动火箭，火箭升空后依靠自主飞行；火箭飞行时，图像识别器18获取火箭前方图像信息，传递给电气控制舱15识别被捕捉目标的位置，并将火箭飞行轨迹控制信号传递给尾舵电机11；当火箭接近被捕捉目标时，由距离传感器2感应有效距离，传递信号给电气控制舱15，电气控制舱15触发释放阀3，高压气仓16内压缩高压气体将降落伞17和捕捉网19喷射出火箭壳体13，整流罩1打开，如图2所示；捕捉网19脱离火箭壳体13后，靠惯性自由打开，直到接触到被捕捉目标；在释放阀3被触发后，两个推力电机停止工作，火箭在重力作用下下落，降落伞17张开，将火箭下落速度约束在一定范围内，如图3所示；当火箭降落至离地面一定距离时，安装在火箭壳体13尾部的着陆传感器10被触发，电气控制舱15启动一级推力电机7低速转动，产生的反推力进一步降低火箭着陆速度，保证火箭与地面安全接触。火箭回收完毕。

Claims (2)

1.一种用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭，其特征在于：包括整流罩、距离传感器、释放阀、进气口、电机支架、二级螺旋桨、一级推力电机、一级螺旋桨、尾舵、着陆传感器、尾舵电机、二级推力电机、火箭壳体、连接筋、电气控制舱、高压气仓、降落伞、图像识别器、捕捉网和整流罩连接线；可回收式电动力火箭的外部结构是：圆柱形火箭壳体的顶部插接有整流罩，整流罩与火箭壳体之间通过整流罩连接线相连接；火箭壳体的上部外侧对称固定安装有距离传感器和图像识别器，火箭壳体的下部外侧对称分布安装有四个尾舵，每个尾舵由一个尾舵电机控制导角，尾舵电机由电气控制舱提供电能和控制信号；火箭壳体的尾部安装有着陆传感器；可回收式电动力火箭的内部结构是：火箭壳体的中间部位开设有四个进气口，将火箭壳体分为上下两部分，中间用四条连接筋固定连接；进气口的上方空间是电气控制舱，该空间与火箭壳体之间密封连接，内部放置有锂离子蓄电池和控制电路，为整个火箭提供电能和电气控制；电气控制舱的上面是高压气仓，初始状态时存储高压气体，用于喷射降落伞和捕捉网；高压气仓的顶部安装有释放阀，由电气控制舱控制开启，用于快速释放压缩气体，产生推力；高压气仓的上方空间放置有降落伞，降落伞在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，其绳索与火箭壳体相连；降落伞的上面是捕捉网，捕捉网在火箭内部时呈压缩状态，喷射后呈打开状态，与火箭壳体脱离。
2.根据权利要求1所述的用于拦截小型飞行器的可回收式电动力火箭，其特征在于：进气口的下方空间有两个十字形电机支架，两个电机支架串联排列，其边缘与火箭壳体固定连接，其中间位置分别固定有一级推力电机和二级推力电机；一级推力电机在下方，二级推力电机在上方，分别对应安装有一级螺旋桨和二级螺旋桨；一级推力电机和二级推力电机由电气控制舱提供电能和控制信号。
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