CN112429236B - 一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台 - Google Patents
一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台，可广泛应用于军事侦察、攻击、反恐、科技探险等领域及应用于航天领域天体的进入减速及着陆领域。本发明放置在导弹头部，包括载荷弹射器、栅格翼飞行器、侦查机器人***，通过远程投放，减速着陆，释放空地一体化编队，布置在观测区域内，实时信息获取，结合载荷进行电子对抗和精准打击，对敌对目标形成监控和震慑，为远程战场态势控制提供有效手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台，可广泛应用于军事侦察、攻击、反恐、科技探险等领域及应用于航天领域天体的进入减速及着陆领域。
背景技术
随着战争形态加速向信息化战争转变，“点穴”式攻击等采用技术突袭的信息化作战行动，将成为未来作战的重要方式。为了实现“点穴”式攻击，需要对目标进行精确的侦查与探测。
传统的侦查平台例如军事卫星、军用雷达等，均存在观测盲区，受时空限制，无法可以实现全球布置，缺乏监测的实时性，有效性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台，通过远程投放，减速着陆，释放空地一体化编队，布置在观测区域内，实时信息获取，结合载荷进行电子对抗和精准打击，对敌对目标形成监控和震慑，为远程战场态势控制提供有效手段。为了保证此平台的着陆前姿态及速度等动力学指标受控，攻克了对超高速再入结构的稳定性、超高速减速技术、耐气动热烧蚀技术；通过理论计算与实验，采用流体力学、***力学等对机器人的落地速度、发射过载进行了量化；采用冲击动力学原理分析了机器人的落地冲击过程，结合机械超材料等新兴材料技术与抗缓冲式传动结构对机器人的运动机构进行防护设计，采用灌封、多级隔振等设计手段对机器人的电气***、电源、摄像头等探测敏感器、战斗部、天线等进行过载冲击防护。
本发明的技术解决方案是：一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台，包括载荷弹射器、栅格翼飞行器和侦查机器人***；
所述载荷弹射器用于将栅格翼飞行器在高超速下弹射出导弹母体；
所述栅格翼飞行器包括栅格控制器及降落伞***，其上承载有侦查机器人***；初始时刻安装在载荷弹射器上，到达预设目标点后弹射释放，降落过程中不断调整姿态，实现稳定飞行；所述降落伞***安装在侦查机器人***顶部，实现栅格翼飞行器减速降落；所述侦查机器人***用于降落后对目标点进行侦查。
进一步地，所述栅格翼控制器包括栅格翼、涡轮蜗杆传动机构、液压作动器；栅格翼位于栅格翼飞行器最外侧，与栅格翼飞行器通过机械接口连接；其运动由液压作动器驱动涡轮蜗杆传动机构作动实现，运动俯仰角为±20°。
进一步地，所述降落伞***包括弹射器、稳定伞、减速伞、伞包。
进一步地，所述侦查机器人***包括球形滚动机器人、旋翼飞行器及球形组合飞行器。
一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，包括如下步骤：
在与目标观测区域达到预设距离时，依照预定程序，完成侦查平台的高空投放，利用栅格翼控制器打开栅格翼，控制侦查平台稳定降落；当预估侦查平台着陆速度大于20米/s时，降落伞***工作，依次打开稳定伞、拉拽出减速伞，实现减速；
在达到预设有效侦查高度后，抛降落伞***，释放侦查机器人***，侦查机器人***移动至预设目标点进行侦查。
进一步地，旋翼飞行器悬空飞行侦查，球形组合飞行器可变拓扑构型着陆或飞行侦查，球形滚动机器人依靠双轮驱动侦查。
进一步地，所述旋翼飞行器悬空飞行，依靠自身动力，实现飞行侦查。
进一步地，着陆状态时球形组合飞行器利用每个飞行器自带的旋翼风扇为球体提供向目标方向滚动的动力。
进一步地，球形组合飞行器分解为12个五边形四旋翼飞行器实现各自飞行或编队飞行。
进一步地，球形滚动机器人在到达地面时利用其内置的缓冲材料及超材料构型进行着陆吸能；着陆后，内部机构驱动，实现双轮驱动，自主或可控行走侦查。
本发明与现有技术相比的优点在于：
此侦查平台弥补了军事卫星、军用雷达等观测盲区，不受时空限制，可以实现全球布置，其监测具有实时性，有效性。目前比较成熟的军用机器人，不能做到超高速运载后投放并可靠工作；其体积为了配合战场形势，一般较大；其驱动控制的距离近，操控者与机器人之间有效距离不能过大。因此，此侦查平台概念的提出，拓展了军事监测打击的范畴，便于提升全球打击的精度。此机器人采用减速技术、缓冲技术，提升了自身存活率，同时携带发射载荷，对于提高母体的打击效能也有很大的实际意义。
同时此发明可以推广至军民融合方面。在自然灾害、核泄露或有毒品泄漏、人为恐怖事件等某些危急、复杂、恶劣的现场，及时探测现场的第一手信息对于救援和调度具有重要作用。满足了危险的环境下快速准确获取有效的灾难信息的需求。
侦查平台携带的机器人本体上可安装多种不同传感器，不管是军事上还是民用上，都看用来进行侦查和探测，而且能对建筑物内、地堡、战舰、轮船等敏感区域中的重要目标实施主动探测，有效地获取目标信息，甚至对目标进行识别、跟踪和攻击，从而帮助决策人员采取快速、果断的应对措施，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明一体化侦查平台实施流程图；
图2为本发明载荷弹射器示意图；
图3为本发明栅格翼飞行器构成及内部侦查机器人示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～3所示)：载荷弹射器、栅格翼飞行器、侦查机器人***。此平台放置在导弹头部。
基于洲际导弹携带一体化侦查平台，在接近目标观测区域时，依照预定程序，载荷弹射器弹射栅格翼飞行器，完成侦查平台的高空投放，利用栅格翼控制器及降落伞的气动控制特性，减缓其下落速度的同时，提升侦查平台的稳定性。将其速度、落地区域控制在可接受的范围。
在达到有效侦查高度后，释放球形旋翼飞行器、球形组合飞行器、球形滚动机器人等侦查载荷进行空地一体化侦查。
在到达地面时，球形滚动机器人利用其内置的缓冲材料及超材料构型进行着陆吸能，将着陆冲击以变形能等形式释放掉，保证内部设备部件的安全。在安全着陆后，内部机构驱动，从而实现双轮驱动，自主或可控行走。三者耦合实现空地一体化的大范围侦查观测。
在本申请实施例所提供的方案中，包括载荷弹射器、栅格翼飞行器、侦查机器人***；所述载荷弹射器用于将栅格翼飞行器在高超速下弹射出导弹母体；所述栅格翼飞行器由栅格翼控制器及降落伞***组成，用于承载侦查机器人***，初始时刻安装在载荷弹射器上，到达预设目标点后弹射释放，降落过程中不断调整姿态，实现稳定飞行；所述栅格翼控制器控制栅格翼姿态栅格翼飞行器；所述降落伞***安装在侦查机器人顶部，实现栅格翼飞行器减速降落；所述侦查机器人用于栅格翼降落后对目标点进行侦查。
进一步，载荷弹射器由内筒盖板、分离插头、数据记录电缆、内筒仪器板、外筒、外筒底座、弹射器药盒、内筒端头、行程开关组件组成。
进一步，在一种可能实现的方式中，栅格翼飞行器包括栅格翼控制器、降落伞***组成。其中栅格翼控制器由栅格翼、涡轮蜗杆传动机构、液压作动器构成。栅格翼位于栅格翼飞行器最外侧，与飞行器通过机械接口连接；其运动由液压作动器驱动涡轮蜗杆传动机构作动实现。运动俯仰角为±20°。
在一种可能实现的方式中，降落伞***包括弹射器、稳定伞、减速伞、伞包。
进一步，在一种可能实现的方式中，侦查机器人***由球形滚动机器人、旋翼飞行器及球形组合飞行器组成，根据实际侦查需求，搭载相应侦查载荷。
在一种可能实现的方式中，在接近目标观测区域时，依照预定程序，载荷弹射器弹射栅格翼飞行器，完成侦查平台的高空投放，利用栅格翼控制器打开栅格翼，基于栅格翼的气动控制特性，减缓其下落速度的同时，提升侦查平台的稳定性。当侦查平台载荷重量较大时，基于降落伞+栅格翼的耦合减速方案，进行总体姿态及速度控制，将其速度、落地区域控制在可接受的范围。
在一种可能实现的方式中，在达到有效侦查高度后，释放球形旋翼飞行器、球形组合飞行器、球形滚动机器人等侦查载荷，旋翼飞行器可悬空飞行；球形组合飞行器有两种使用工况，其一在着陆状态时球形组合飞行器可利用每个飞行器自带的旋翼风扇为球体提供向目标方向滚动的动力，可减小移动过程中的能源消耗；其二在通过复杂地形时，整个球体可以分解为12个五边形四旋翼飞行器实现高机动的飞行。
在一种可能实现的方式中，在到达地面时，球形滚动机器人利用其内置的缓冲材料及超材料构型进行着陆吸能，将着陆冲击以变形能等形式释放掉，保证内部设备部件的安全。在安全着陆后，内部机构驱动，从而实现双轮驱动，自主或可控行走。三者耦合实现空地一体化的大范围侦查观测。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台，其特征在于：包括载荷弹射器、栅格翼飞行器和侦查机器人***；
所述载荷弹射器用于将栅格翼飞行器在超高速下弹射出导弹母体；
所述栅格翼飞行器包括栅格翼控制器及降落伞***，栅格翼飞行器上承载有侦查机器人***；栅格翼飞行器初始时刻安装在载荷弹射器上，到达预设目标点后弹射释放，降落过程中不断调整姿态，实现稳定飞行；所述降落伞***安装在侦查机器人***顶部，实现栅格翼飞行器减速降落；所述侦查机器人***用于降落后对目标点进行侦查；
所述栅格翼控制器包括栅格翼、涡轮蜗杆传动机构、液压作动器；栅格翼位于栅格翼飞行器最外侧，与栅格翼飞行器通过机械接口连接；其运动由液压作动器驱动涡轮蜗杆传动机构作动实现，运动俯仰角为±20°；
所述降落伞***包括弹射器、稳定伞、减速伞、伞包；
所述侦查机器人***包括球形滚动机器人、旋翼飞行器及球形组合飞行器。
2.基于权利要求1所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查平台实现的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于，包括如下步骤：
在与目标观测区域达到预设距离时，依照预定程序，完成侦查平台的高空投放，利用栅格翼控制器打开栅格翼，控制侦查平台稳定降落；当预估侦查平台着陆速度大于20米/s时，降落伞***工作，依次打开稳定伞、拉拽出减速伞，实现减速；
在达到预设有效侦查高度后，抛降落伞***，释放侦查机器人***，侦查机器人***移动至预设目标点进行侦查。
3.根据权利要求2所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于：旋翼飞行器悬空飞行侦查，球形组合飞行器可变拓扑构型着陆或飞行侦查，球形滚动机器人依靠双轮驱动侦查。
4.根据权利要求3所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于：所述旋翼飞行器悬空飞行，依靠自身动力，实现飞行侦查。
5.根据权利要求3所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于：着陆状态时球形组合飞行器利用每个飞行器自带的旋翼风扇为球体提供向目标方向滚动的动力。
6.根据权利要求3所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于：球形组合飞行器分解为12个五边形四旋翼飞行器实现各自飞行或编队飞行。
7.根据权利要求3所述的一种基于洲际导弹携带的一体化侦查方法，其特征在于：球形滚动机器人在到达地面时利用其内置的缓冲材料及超材料构型进行着陆吸能；着陆后，内部机构驱动，实现双轮驱动，自主或可控行走侦查。
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