RU2741142C2 - Unmanned interceptor - Google Patents
Unmanned interceptor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741142C2 RU2741142C2 RU2020127421A RU2020127421A RU2741142C2 RU 2741142 C2 RU2741142 C2 RU 2741142C2 RU 2020127421 A RU2020127421 A RU 2020127421A RU 2020127421 A RU2020127421 A RU 2020127421A RU 2741142 C2 RU2741142 C2 RU 2741142C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerodynamic
- unmanned aerial
- frame
- network
- aerial vehicle
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002955 Art silk Polymers 0.000 description 1
- 241000020115 Heterosperma pinnatum Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H11/00—Defence installations; Defence devices
- F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
- F41H11/04—Aerial barrages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам (БЛА), предназначенным для перехвата БЛА-нарушителей. БЛА-перехватчик относится к дистанционно-пилотируемым (беспилотным) летательным аппаратам и обеспечивает прекращение полёта БЛА-нарушителей или их захват и доставку к месту их обезвреживания. БЛА-перехватчик использует наземные и бортовые средства наведения и встроенную в конструкцию корпуса аэродинамическую сеть для перехвата БЛА-нарушителя. Может быть использован для защиты воздушного пространства объектов гражданского и военного назначения. The invention relates to unmanned aerial vehicles (UAV) designed to intercept intruder UAVs. UAV interceptor refers to remotely piloted (unmanned) aerial vehicles and ensures the termination of the flight of intruder UAVs or their capture and delivery to the place of their neutralization. An interceptor UAV uses ground and airborne guidance systems and an aerodynamic network built into the hull structure to intercept an intruder UAV. It can be used to protect the airspace of civil and military facilities.
Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении уровня безопасности использования устройства, снижении рисков нанесения ущерба третьим лицам, персоналу и оборудованию защищаемых объектов, улучшении летных характеристик устройства за счет технических и конструктивных решений, позволяющих одновременно с использованием изменения углов оси вращения винтов относительно корпуса использовать аэродинамические свойства сетки с интегрированными в ее структуру аэродинамическими поверхностями, выполненными в форме лепестка. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.The technical result of the proposed solution is to increase the safety level of using the device, reduce the risk of damage to third parties, personnel and equipment of protected objects, improve the flight characteristics of the device due to technical and design solutions that allow, simultaneously with the use of changing the angles of the rotation axis of the propellers relative to the body, to use the aerodynamic properties mesh with aerodynamic surfaces integrated into its structure, made in the form of a petal. 6 p.p. f-ly, 7 ill.
Для предотвращения несанкционированных полётов БЛА-нарушителей и их незаконного проникновения в охраняемую зону обычно используются средства создания помех их каналам управления и навигационной аппаратуре (электронное противодействие), средства кинетического или функционального поражения, а также средства прекращения полёта за счёт улавливания развёрнутыми или выстреливаемыми сетями. To prevent unauthorized flights of unauthorized UAVs and their illegal entry into the protected area, means of jamming their control channels and navigation equipment (electronic counteraction), means of kinetic or functional damage, as well as means of stopping the flight by capturing by deployed or fired nets are usually used.
Средства первой (патенты РФ 2685509 «Комплекс радиоэлектронной борьбы с беспилотными летательными аппаратами» от 03.04.2018, заявка Великобритании 2576865 «Подавление удалённого объекта» от 09.07.2018, патент РФ 2551821 «Способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами ближнего и малого радиуса действия с помощью электромагнитного излучения дециметрового диапазона длин волн» от 30.12.2013, патент РФ 2700207 «Способ функционального подавления беспилотного летательного аппарата», патент РФ 2700206 «Способ двухфакторного функционального подавления беспилотного летательного аппарата») и второй группы (патент РФ 2699148 «Беспилотный летательный аппарат-перехватчик» от 13.02.2018, патент РФ 2669904 «Беспилотный летательный аппарат - перехватчик» от 13.02.2018) приводят к потере управления аппарата, который может упасть в любом месте и причинить значительные повреждения наземным объектам. Means of the first (RF patents 2685509 "Complex of electronic warfare against unmanned aerial vehicles" dated 04/03/2018, UK application 2576865 "Suppression of a remote object" dated 07/09/2018, RF patent 2551821 "Method of combating short-range and short-range unmanned aerial vehicles using electromagnetic radiation of the decimeter wavelength range "from 30.12.2013, RF patent 2700207" Method for functional suppression of an unmanned aerial vehicle ", RF patent 2700206" Method for two-factor functional suppression of an unmanned aerial vehicle ") and the second group (RF patent 2699148" Unmanned aerial vehicle-interceptor "Dated 13.02.2018, RF patent 2669904" Unmanned aerial vehicle - interceptor "dated 13.02.2018) lead to loss of control of the device, which can fall anywhere and cause significant damage to ground objects.
К группе средств электронного противодействия можно отнести и средства перехвата управления летательным аппаратом, которые не имеют этого недостатка и позволяют либо вернуть аппарат в пункт вылета, либо обеспечить его посадку в любом выбранном пункте. Однако, к недостаткам этих средств следует отнести сложность задачи вскрытия характеристик сигналов управления, решение которой необходимо для перехвата управления. Кроме того, учитывая возможность использования зашифрованных каналов связи и защищённых навигационных приёмников (Электронный ресурс http://www.vniir-progress.ru/production/navi/malogabaritnaya-adaptivnaya-antennaya-reshetka-serii-kometa/, проверено 14.04.2020), данная задача с большой вероятностью может быть своевременно не решена. The group of electronic countermeasures also includes the means of intercepting control of the aircraft, which do not have this drawback and allow either returning the aircraft to the point of departure or ensuring its landing at any selected point. However, the disadvantages of these tools include the complexity of the problem of uncovering the characteristics of control signals, the solution of which is necessary to intercept control. In addition, given the possibility of using encrypted communication channels and secure navigation receivers (Electronic resource http://www.vniir-progress.ru/production/navi/malogabaritnaya-adaptivnaya-antennaya-reshetka-serii-kometa/, checked on 04/14/2020) , this task with a high probability may not be solved in a timely manner.
Для поражения несанкционированных БЛА могут использоваться кинетические средства, предусматривающие повреждение БЛА снарядами или ракетами (патенты на изобретение РФ 2700107, 2699148 и 2669904) или разлетающимися при разрыве снаряда поражающими элементами (патент РФ на изобретение 2490585).To defeat unauthorized UAVs, kinetic means can be used that provide for damage to UAVs by projectiles or missiles (RF patents for inventions 2700107, 2699148 and 2669904) or by striking elements flying apart when the projectile bursts (RF patent for invention 2490585).
Недостатки устройств кинетического поражения БЛА-нарушителя связаны с трудностью их применения в условиях плотной городской застройки и наличия людей на земле, которые могут потенциально находиться в зоне поражения. Кроме того, требуются средства высокоточного наведения аппарата-перехватчика на БЛА-нарушитель для поражения его стрелковым комплексом, что при сложных эволюциях взаимных траекторий сближения аппаратов в пространстве и в ряде случаев проблематично. The disadvantages of devices for the kinetic destruction of an intruder UAV are associated with the difficulty of their use in dense urban areas and the presence of people on the ground, which can potentially be in the affected area. In addition, high-precision means of targeting an interceptor device to an intruder UAV are required to hit it with a rifle complex, which is problematic in a number of cases with complex evolutions of mutual trajectories of approaching vehicles in space.
Средства третьей группы предусматривают использование развёртываемых сетей, способных пресечь несанкционированный полёт БЛА-нарушителя. Известны различные устройства, позволяющие развернуть сети вокруг летящего БЛА, среди которых заявки Великобритании 2537664, 2548166, патенты ЕПВ 3569969 и США 8205537, заявка США 20100181424, патенты РФ 2497063, RU 2273818, RU 2428649 – так называемые средства запутывания. The means of the third group provide for the use of deployed networks capable of stopping an unauthorized flight of an intruder UAV. Various devices are known that make it possible to deploy networks around a flying UAV, including UK applications 2537664, 2548166, EPO patents 3569969 and US 8205537, US application 20100181424, RF patents 2497063, RU 2273818, RU 2428649 - the so-called entanglement means.
В заявках Великобритании 2537664, 2548166 и патенте ЕПВ 3569969 предложены системы, обеспечивающие выброс и развёртывание средств запутывания БЛА-нарушителя и прекращение таким образом его полёта. При размещении данных средств (устройств выбрасывания средств запутывания) на земле недостатком является ограниченность радиуса действия, при размещении на летающем устройстве - сложность размещения на носителе, большие размеры, большая мощность двигателя для буксировки устройства из-за ее большого аэродинамического сопротивления. In UK applications 2537664, 2548166 and EPO 3569969, systems are proposed that provide the ejection and deployment of means of entangling an intruder UAV and thus stopping its flight. When placing these means (devices for throwing out entangling means) on the ground, the disadvantage is the limited range of action, when placed on a flying device - the complexity of placement on a carrier, large size, high engine power for towing the device due to its high aerodynamic resistance.
Известны различные методы и технические решения обнаружения и поражения БЛА-нарушителей (патенты РФ на изобретения 2700107, 2495359, 2490584, 2490585, 2660998, патенты РФ на полезные модели 72753, 72754, заявка международного бюро ВОИС 2018213575), в которых устройства поражения и прекращения полёта БЛА-нарушителя, управляемые его бортовым процессором, отстреливаются или выбрасываются различными способами: выстреливающей сетью с грузилами, лентами или другими поражающими материалами. Также устройства содержат различные механизмы наведения устройств отстреливания в горизонтальной и вертикальной плоскостях (патент РФ на изобретение 2660998). Various methods and technical solutions for the detection and destruction of unauthorized UAVs are known (RF patents for inventions 2700107, 2495359, 2490584, 2490585, 2660998, RF patents for utility models 72753, 72754, application by the WIPO International Bureau 2018213575), in which the devices for destruction and termination of flight The intruder's UAVs, controlled by its onboard processor, are fired back or thrown out in various ways: by a firing net with weights, ribbons or other damaging materials. The devices also contain various mechanisms for aiming firing devices in the horizontal and vertical planes (RF patent for invention 2660998).
Недостатком такого подхода являются: сложность конструкции, большие размеры, высокая стоимость реализации системы обнаружения и прицеливания, низкая вероятность поражения, а также в ряде случаев необходимость для обстрела цели захода сверху или с хвоста. The disadvantages of this approach are: the complexity of the design, the large size, the high cost of implementing the detection and aiming system, the low probability of defeat, and also in some cases the need to fire the target from above or from the tail.
Наиболее близкой к предлагаемому устройству является система по заявке США 20180105271 «Беспилотная воздушная система-перехватчик» от 21.07.2017. Эта система содержит жёсткую прямоугольную раму, образующую каркас беспилотной системы, исполнительный механизм, установленный на этой раме, и двигатели, установленные на раме по её внешнему контуру. В качестве исполнительного механизма на раме установлена решётка, сформированная из гибких (проволочных) и жёстких (стержневых) элементов, которые обеспечивают запутывание перехваченного БЛА, который затем либо спускается на парашютах, либо транспортируется в заданную точку при помощи БЛА-перехватчика. Размер ячеек решёточных элементов определяется поперечным сечением перехватываемого аппарата и обычно не превышает 1/3 поперечного сечения БЛА-нарушителя. Для управления процессом поиска представляющего угрозу БЛА используется цифровой процессор, принимающий информацию о скоростях и ускорениях перехватываемого БЛА-нарушителя от наземных и/или бортовых датчиков БЛА-перехватчика. Closest to the proposed device is the system according to US application 20180105271 "Unmanned aerial system-interceptor" dated 07.21.2017. This system contains a rigid rectangular frame that forms the frame of the unmanned system, an actuator mounted on this frame, and motors mounted on the frame along its outer contour. As an actuator, a lattice is installed on the frame, formed from flexible (wire) and rigid (rod) elements, which ensure the entanglement of the intercepted UAV, which is then either descended by parachutes or transported to a given point using an interceptor UAV. The size of the cells of the lattice elements is determined by the cross section of the intercepted vehicle and usually does not exceed 1/3 of the cross section of the intruder UAV. A digital processor is used to control the process of searching for a dangerous UAV, which receives information about the speeds and accelerations of the intercepted intruder UAV from ground and / or onboard sensors of the UAV interceptor.
Рассматриваемая система обеспечивает блокирование и буксирование БЛА-нарушителя в безопасное место, однако недостатком конструкции данного БЛА-перехватчика является то, что он предусматривает полет в точку перехвата только за счёт тяги создаваемой пропеллерами, и не предусматривает введение аэродинамических поверхностей. Таким образом, рассматриваемое устройство перехвата не сочетает в себе все преимущества БЛА самолетного типа (планеров) и БЛА типа мультикоптеров (винтокрылых машин).The system under consideration provides blocking and towing of the intruder UAV to a safe place, however, the design flaw of this interceptor UAV is that it provides for a flight to the interception point only due to the thrust generated by the propellers, and does not provide for the introduction of aerodynamic surfaces. Thus, the interception device under consideration does not combine all the advantages of aircraft-type UAVs (gliders) and multi-rotor UAVs (rotorcraft).
Рассматриваемая система выбрана в качестве прототипа.The system under consideration was chosen as a prototype.
Для устранения этих недостатков предложен беспилотный летательный аппарат-перехватчик, содержащий раму с сеткой, электродвигателями для вращения винтов с возможность изменения положения относительно рамы в пределах от 0 до +/- 90 градусов в двух плоскостях, к элементам ячеек сетки которого прикреплены воздухонепроницаемые поверхности с соответствующим аэродинамическим профилем с возможностью свободного изменения своего положения, открывающие ячейки сетки ортогональным к её поверхности потоком воздуха при взлете и закрывающим ячейки сетки тангенциальным потоком воздуха при горизонтальном полете.To eliminate these disadvantages, an unmanned aerial vehicle-interceptor has been proposed, containing a frame with a mesh, electric motors for rotating the propellers with the ability to change the position relative to the frame within the range from 0 to +/- 90 degrees in two planes, to the mesh elements of the mesh of which airtight surfaces are attached with the corresponding an aerodynamic profile with the ability to freely change its position, opening the mesh cells with an air flow orthogonal to its surface during takeoff and closing the mesh cells with a tangential air flow during horizontal flight.
Техническим результатом предлагаемого изобретения «Беспилотный летательный аппарат-перехватчик» является:The technical result of the proposed invention "Unmanned aerial vehicle-interceptor" is:
- повышение уровня безопасности использования устройства, снижение рисков нанесения ущерба третьим лицам, персоналу и оборудованию защищаемых объектов. Это достигается тем, что БЛА-нарушитель улавливается БЛА-перехватчиком, при этом полностью исключаются деструктивные воздействия на людей, строения и пр.;- increasing the level of safety of using the device, reducing the risk of damage to third parties, personnel and equipment of protected objects. This is achieved by the fact that an intruder UAV is caught by an interceptor UAV, while destructive effects on people, buildings, etc. are completely excluded;
- улучшение летных характеристик устройства за счет технических и конструктивных решений, позволяющих одновременно с высокой маневренностью за счет изменения углов оси вращения винтов относительно корпуса использовать аэродинамические свойства сетки с интегрированными в ее структуру аэродинамическими поверхностями, выполненными в форме объемных или плоских лепестков.- improving the flight characteristics of the device due to technical and design solutions that allow, simultaneously with high maneuverability, due to changes in the angles of the rotation axis of the propellers relative to the hull, to use the aerodynamic properties of the mesh with aerodynamic surfaces integrated into its structure, made in the form of volumetric or flat petals.
Указанный технический результат достигается тем, что беспилотный летательный аппарат-перехватчик содержит сетку на раме круглой или прямоугольной формы с пропеллерами-двигателями, установленными по периметру рамы. Угол наклона пропеллеров относительно корпуса может меняться, обеспечивая повышенную маневренность и возможность ориентации рамы с сеткой ортогонально направлению его полёта в момент выхода БЛА–перехватчика на захват цели. Благодаря специальному креплению, сетка может либо быть натянута по раме во время горизонтального полета, чтобы обеспечивать необходимые аэродинамические характеристики интегрированным аэродинамическим поверхностям, либо быть в момент захвата цели максимально ослабленной, приобретая форму сачка.The specified technical result is achieved by the fact that the unmanned aerial vehicle-interceptor contains a grid on a round or rectangular frame with propellers-motors installed along the perimeter of the frame. The angle of inclination of the propellers relative to the hull can be changed, providing increased maneuverability and the ability to orient the frame with the mesh orthogonally to the direction of its flight at the moment the interceptor UAV starts to lock on the target. Thanks to a special fastening, the net can either be stretched over the frame during horizontal flight in order to provide the necessary aerodynamic characteristics to the integrated aerodynamic surfaces, or be at the moment of target acquisition as weakened as possible, acquiring the shape of a net.
Сущность данного изобретения заключается также в том, что сеть в натянутом виде представляет собой мягкое аэродинамическое крыло, пропускающее поток воздуха с одной стороны и не пропускающую с другой, за счет интеграции в ее структуру аэродинамических поверхностей, выполненных в виде лепестков с аэродинамическим профилем. Указанные аэродинамические поверхности представляют собой воздухонепроницаемые лепестки, свободно подвешиваемые к поперечным нитям ячеек сети и обеспечивающие закрытие одной или нескольких ячеек, тангенциальным (продольным корпусу) потоком воздуха. Таким образом, обеспечивается полет, аналогичный аппаратам самолётного типа, мотопаропланам, дельтопланам и пр., что обеспечивает большую дальность и скорость полёта, при этом перехват БЛА – нарушителя обеспечивает необходимый уровень безопасности использования устройства, снижение рисков нанесения ущерба третьим лицам, персоналу и оборудованию защищаемых объектов.The essence of this invention also lies in the fact that the net in a stretched form is a soft aerodynamic wing that allows air to pass through on one side and does not pass on the other, due to the integration of aerodynamic surfaces made in the form of petals with an aerodynamic profile into its structure. These aerodynamic surfaces are airtight petals, freely suspended from the transverse threads of the mesh cells and ensuring that one or more cells are closed by a tangential (longitudinal body) air flow. Thus, a flight is provided similar to aircraft type devices, moto-paraplanes, hang gliders, etc., which ensures a greater range and speed of flight, while intercepting an intruder UAV provides the necessary level of safety for using the device, reducing the risk of damage to third parties, personnel and equipment of the protected objects.
На фиг.1 изображен момент взлета – вертикальный подъем. В данном варианте реализации устройства по внешней стороне корпуса 1 установлены, например, три пропеллера 2, работающие в режиме «тянущего винта», и один 3, работающий в режиме «толкающего винта», все с возможностью изменения угла вращения относительно корпуса. Во время вертикального взлета аэродинамические поверхности 5 сети 4 открыты - поток воздуха проходит сквозь сетку с минимальным сопротивлением. Figure 1 shows the moment of take-off - vertical rise. In this embodiment of the device, on the outer side of the
На фиг. 2 и фиг. 3 изображены варианты реализации аэродинамических поверхностей и их интеграция с улавливающей сетью, где один лепесток 5 закрывает одну ячейку сети 4. FIG. 2 and FIG. 3 shows the options for the implementation of aerodynamic surfaces and their integration with the catching network, where one
На фиг. 4 изображена аэродинамическая поверхность 5, закрывающая несколько ячеек сети 4.FIG. 4 shows an
На фиг. 5 изображен продольный разрез корпуса устройства с элементами крепления и натяжения улавливающей сети.FIG. 5 shows a longitudinal section of the device body with fastening and tensioning elements of the catching net.
На фиг. 6 изображено устройство в режиме горизонтального полета – аэродинамические поверхности закрывают ячейки сети 4 потоком воздуха, создаваемым тянущими винтами 2. FIG. 6 shows the device in horizontal flight mode - aerodynamic surfaces cover the cells of the
На фиг. 7 изображено положение устройства – БЛА перехватчика 1 в момент перехвата цели – БЛА-нарушителя 10. Оси вращения пропеллеров 2, 3 расположены перпендикулярно корпусу, аэродинамические поверхности лепестковой формы 5 ортогональны сети 4 и ее ячейки открыты.FIG. 7 shows the position of the device - the UAV of the
На фиг. 1-7 обозначено:FIG. 1-7 indicated:
1- корпус;1- building;
2- электродвигатели с пропеллерами в режиме тянущего винта;2- electric motors with propellers in the pulling propeller mode;
3- электродвигатели с пропеллерами в режиме толкающего винта;3- electric motors with propellers in push rotor mode;
4- улавливающая сеть;4- trapping network;
5- аэродинамические поверхности;5- aerodynamic surfaces;
6- разрез лепестка аэродинамической поверхности;6 - section of the lobe of the aerodynamic surface;
7- линии воздушного потока;7- air flow lines;
8- аэродинамическое крыло;8- aerodynamic wing;
9- угол атаки;9- angle of attack;
10- цель - БЛА-нарушитель;10- target - intruder UAV;
11- полимерный стержень;11- polymer rod;
12- отверстие в раме для крепления стержня;12- hole in the frame for attaching the rod;
13- рамка по периметру аэродинамической поверхности;13- frame along the perimeter of the aerodynamic surface;
14- отверстие для фиксации нижней рамки аэродинамической поверхности;14 - hole for fixing the lower frame of the aerodynamic surface;
15- отверстия (крепления) для лески (шнура) в корпусе-раме;15 - holes (fasteners) for fishing line (cord) in the frame body;
16- сетевые петельки для продевания лески и управления натяжением сети;16- net loops for threading the line and controlling the net tension;
17- леска или шнур;17- fishing line or cord;
18- катушка для сматывания лески (шнура) и управления натяжением сети;18- reel for winding the fishing line (cord) and controlling the tension of the net;
19- автопилот, бортовой вычислитель и средства связи с наземным пунктом управления;19- autopilot, on-board computer and means of communication with the ground control station;
20- средства наведения и сопровождения.20 - guidance and tracking means.
Беспилотный летательный аппарат-перехватчик состоит из рамы - полого корпуса 1, внутри которого размещена аппаратура управления и система энергоснабжения, датчики обнаружения (видеокамеры, радиолокаторы сверхближнего действия, ультразвуковые датчики и пр.), системы связи и передачи информации (фиг.1), по периметру которого установлены не менее двух двигателей с пропеллерами 2, 3. Пропеллеры 2 в носовой и средней части корпуса работают в режиме «тянущего винта». Кормовые пропеллеры 3 двигателей работают в режиме «толкающего винта», причём пропеллеры могут менять угол своей оси вращения относительно корпуса в пределах ± 90 град. в обоих плоскостях. The unmanned aerial vehicle-interceptor consists of a frame - a
За счет этого обеспечивается быстрое изменение положения корпуса относительно направления полета. Эта особенность необходима для осуществления перехвата цели – БЛА-нарушителя.This ensures a rapid change in the position of the body relative to the direction of flight. This feature is necessary to intercept a target - an intruder UAV.
Таким образом, используя подъемную силу пропеллеров 2, 3 (фиг.1), устройство может осуществлять полет, аналогичный всем мультикоптерам – винтокрылым машинам.Thus, using the lifting force of the
Другой особенностью реализации устройства является использование улавливающей сети 4, интегрированной с аэродинамическими поверхностями лепестковой формы 5 из воздухонепроницаемого материала и размещаемой по внутреннему контуру полого корпуса устройства 1 (фиг.1), с помощью которой и осуществляется непосредственно захват и транспортировка БЛА-нарушителя. Another feature of the implementation of the device is the use of a
В варианте интеграции улавливающей сети с аэродинамическими поверхностями 5 (фиг. 2-A и фиг. 2-B) может быть использован лист из легкого воздухонепроницаемого эластичного материала согнутый так, чтобы нижняя сторона (вид А на фиг. 2-С) была чуть короче верхней. Этим создается объемный аэродинамический профиль поверхностей. Согнутые листы - аэродинамические поверхности 5 - надеваются на поперечные нити сети 4 (фиг. 2-A и фиг. 2-B) так, чтобы короткая сторона листа была низом, длинная верхом, и прошиваются нитью или скрепляются металлическими скрепками, как показано на фиг. 2 виды А и B. Вертикальный размер лепестка должен быть немного больше продольного размера ячейки сети, обеспечивая, таким образом, прижатие аэродинамической поверхности 5 к противоположной поперечной нити сети напором тангенциального потока воздуха (фиг. 2-B).In the option of integrating the catching network with aerodynamic surfaces 5 (Fig. 2-A and Fig. 2-B), a sheet of light air-tight elastic material can be used bent so that the lower side (view A in Fig. 2-C) is slightly shorter top. This creates a volumetric aerodynamic profile of the surfaces. The folded sheets - aerodynamic surfaces 5 - are put on the transverse threads of the net 4 (Fig. 2-A and Fig. 2-B) so that the short side of the sheet is at the bottom, long at the top, and stitched with thread or fastened with metal clips, as shown in Fig. ... 2 views A and B. The vertical dimension of the petal should be slightly larger than the longitudinal dimension of the mesh of the net, thus ensuring that the
Группа аэродинамических поверхностей объемной формы (фиг. 2-С) может закрывать весь поперечный ряд сети, однако закрытые аэродинамическими поверхностями 5 ряды должны разделяться не менее чем одним открытым рядом для устранения взаимного влияния (фиг. 2-D). A group of three-dimensional aerodynamic surfaces (Fig. 2-C) can cover the entire transverse row of the network, however, the rows closed by
В другом варианте интеграции сети (фиг. 3, фиг. 4) с воздухонепроницаемыми аэродинамическими поверхностями 5 могут использоваться лепестки с плоским профилем (H. Babinsky, How do wings work? Physics Education 38(6) pp. 497-503, электронный ресурс http://www3.eng.cam.ac.uk/outreach/Project-resources/Wind-turbine/howwingswork.pdf, проверено 14.04.2020). Лепестки представляют собой аэродинамические поверхности 5 из эластичного воздухонепроницаемого материала размером по высоте чуть больше одной ячейки сети 4 (фиг. 3-А и фиг. 3-В). Разрез 6 лепестка аэродинамической поверхности 5 показан на фиг. 3-С. Подъем вызывает форма лепестка, которая изгибает линии воздушного потока 7, создавая более низкое давление на верхней поверхности и более высокое давление на нижней поверхности лепестка, вызывая подъёмную силу (фиг. 3-С). Группа закрытых лепестками ячеек создаёт гибкое аэродинамическое крыло 8, создающее подъёмную силу, необходимую для удержания устройства в воздухе (фиг. 3-D).In another version of the integration of the network (Fig. 3, Fig. 4) with airtight
Аэродинамическая поверхность 5 может закрывать несколько ячеек сети 4 (фиг. 4-A и фиг. 4-B). На фиг. 4-C показан контур аэродинамической поверхности, верхняя часть которой крепится вокруг поперечной нити сети 4 и прошивается обычным образом. Возможно одновременное крепление аэродинамической поверхности 5 непосредственно к раме (фиг. 4-D) с помощью, например, полимерного стержня 11, вставляемого в специальное отверстие 12 на раме 1. Аэродинамическая поверхность – гибкое крыло, выполненное, например, из парашютного шёлка, может иметь по периметру рамку 13 как у «воздушных змеев». Перед вылетом аэродинамическая поверхность может фиксироваться в горизонтальном положении с помощью клипс, кнопок или крепления нижнего ребра рамки гибкого крыла с помощью специального 14 «омегообразного» отверстия и при выходе устройства на захват цели высвобождаться встречным потоком воздуха.The
К корпусу-раме 1 сеть 4 может крепиться следующим образом (фиг. 5): в корпусе присутствуют специальные отверстия (или крепления, далее по тексту – отверстия) 15, а по краю сети соответствующие им петельки 16. Через отверстия рамы и сетевые петельки продеты леска или шнур 17 (далее по тексту – леска), обладающие достаточными прочностными качествами, таким образом, чтобы леска могла легко двигаться при увеличении или уменьшении ее длины. Длина лески должна превышать длину периметра рамы на такую величину, чтобы обеспечить необходимую форму сачка при захвате БЛА-нарушителя. В корпусе-раме 1 также устанавливается автоматическая катушка 18, в которую заправляется избыточная по отношению к длине периметра рамы длина лески и которая по команде наземного пункта управления или собственного бортового вычислителя БЛА-перехватчика может либо размотать, либо смотать леску на ее избыточную длину. Во время взлета, посадки, или непосредственно полета леска находится в натянутом состоянии, обеспечивая необходимую жесткость для изгиба аэродинамических поверхностей под напором воздушного потока и создания соответствующей подъемной силы. Когда БЛА-перехватчик начинает захват цели, автоматическая катушка удлиняет леску, ранее натянутая сеть провисает и встречный поток воздуха превращает ее в сачок и открывает закрытые аэродинамическими поверхностями ячейки. При необходимости вернуться к маневрированию, автоматическая катушка по команде бортового вычислителя наматывает избыток длины лески, тем самым вновь натягивая сеть.The net 4 can be attached to the frame-
При горизонтальном полете (фиг. 6) встречным потоком воздуха аэродинамическим крылом 8 из одного либо группы лепестков, закрывающих ячейки сети 4, создаётся подъёмная сила, удерживающая устройство в воздухе. Пропеллер 2 создаёт дополнительный обдув, обеспечивающий прижатие лепестков крыла 8 к сети 4. During horizontal flight (Fig. 6), a counter-flow of air with an
Особенностью использования аэродинамических поверхностей с плоским профилем может быть то, что изгиб эластичного лепестка при встречном воздушном напоре будет определяться натяжением и размером сети и, таким образом, с изменением натяжения сети будет меняться кривизна крыла и, соответственно, создаваемая им подъемная сила.A feature of using aerodynamic surfaces with a flat profile may be that the bending of an elastic petal with a counter air pressure will be determined by the tension and size of the net and, thus, with a change in the net tension, the curvature of the wing and, accordingly, the lift generated by it will change.
Меняя угол атаки 9 и используя изменяемую подъемную силу прижатых к сети лепестков, устройство может осуществлять полет, аналогичный мотопаропланам и дельтопланам, т.е. летательным аппаратам самолётного типа, обладающим лётными преимуществами перед винтокрылами машинами в части экономичности затрачиваемой энергии на полет. Таким образом, обеспечивается большая по сравнению с ними скорость и дальность полёта.By changing the angle of
Аэродинамическая сеть как исполнительный механизм перехвата цели может быть выполнена в виде сменного элемента, вставляемого в корпус устройства. При этом ее конструкция аналогична приведённой на фиг.1 , с той лишь разницей, что ее корпус не содержит элементов системы управления, энергоснабжения и пр., а представляет собой только элементы крепления улавливающей сети с аэродинамическими поверхностями. The aerodynamic network as an actuator for intercepting a target can be made in the form of a replaceable element inserted into the device body. Moreover, its design is similar to that shown in Fig. 1, with the only difference that its body does not contain elements of the control system, power supply, etc., but represents only the fastening elements of the catching network with aerodynamic surfaces.
Работа устройства «Беспилотный летательный аппарат-перехватчик» осуществляется следующим образом.The operation of the "Unmanned aerial vehicle-interceptor" device is carried out as follows.
Команда на взлет БЛА-перехватчику выдается наземным комплексом мониторинга воздушного пространства защищаемого объекта при обнаружении БЛА-нарушителя. Приняв по каналам радиосвязи соответствующею команду, БЛА – перехватчик осуществляет взлёт (фиг.1) и по командам наведения от сопряженного наземного пункта управления, используя автопилот, бортовой вычислитель и средства связи 19 (фиг.7), направляется в расчётную точку встречи с БЛА-нарушителем, реализуя один из известных методов командного наведения (Радиосистемы управления: учебник для вузов / под ред. В. А. Вейцеля. – М.: Дрофа, 2005. – 416 с). The command to take off to the UAV-interceptor is issued by the ground-based airspace monitoring complex of the protected object when an intruder UAV is detected. Having received the appropriate command via radio communication channels, the UAV - the interceptor takes off (Fig. 1) and, according to guidance commands from the associated ground control point, using the autopilot, on-board computer and communication means 19 (Fig. 7), is sent to the calculated meeting point with the UAV - intruder, implementing one of the well-known methods of command guidance (Radio control systems: textbook for universities / edited by V. A. Veitsel. - M .: Drofa, 2005. - 416 s).
После достижения заданной точки пространства устройство осуществляет поиск, обнаружение и сопровождение цели, используя соответствующие бортовые средства обнаружения 20 (фиг.7). Одновременно, используя средства связи, по радиоканалу на наземный пункт управления передается изображение цели. После принятия решения наземным пунктом управления или собственным бортовым вычислителем о пресечении полёта обнаруженного БЛА-нарушителя, производится захват цели 10. Маневр по захвату цели 10 производится либо под управлением бортового вычислителя, либо по командам от наземного пункта управления.After reaching a predetermined point in space, the device searches, detects and tracks the target using the appropriate onboard detection means 20 (Fig. 7). At the same time, using the means of communication, an image of the target is transmitted over the radio channel to the ground control point. After a decision is made by the ground control station or its own on-board computer to suppress the flight of the detected intruder UAV, target 10 is captured. The maneuver to capture
После перехвата БЛА-нарушитель 10 доставляется устройством в заданную наземным пунктом управления точку пространства.After interception, the
Реализация изобретения позволяет вести борьбу с дистанционно пилотируемыми беспилотными летательными аппаратами по защите воздушного пространства от незаконного использования.Implementation of the invention makes it possible to combat remotely piloted unmanned aerial vehicles to protect the airspace from illegal use.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127421A RU2741142C2 (en) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | Unmanned interceptor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127421A RU2741142C2 (en) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | Unmanned interceptor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020127421A RU2020127421A (en) | 2020-12-08 |
| RU2020127421A3 RU2020127421A3 (en) | 2020-12-15 |
| RU2741142C2 true RU2741142C2 (en) | 2021-01-22 |
Family
ID=73727170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020127421A RU2741142C2 (en) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | Unmanned interceptor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2741142C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784528C1 (en) * | 2021-11-19 | 2022-11-28 | Юрий Иванович Малов | Weapon aiming system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2614312B (en) * | 2021-12-24 | 2025-09-03 | Space Forge Ltd | Vehicle for capturing a falling object |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030845B1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-10-31 | Сабит Торебекулы Жанболган | Catcher of falling rocket stages |
| RU2679377C1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-02-07 | Дмитрий Юрьевич Парфенов | Method of countering the implementation of tasks to the unlimited aircraft |
| WO2020072801A1 (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | Sarcos Corp. | Anchored aerial countermeasures for rapid deployment and neutralizing of target aerial vehicles |
| WO2020072808A1 (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | Sarcos Corp. | Aerial vehicles having countermeasures for neutralizing target aerial vehicles |
| RU2723203C1 (en) * | 2020-01-23 | 2020-06-09 | Андрей Вячеславович Агарков | Multipurpose uav interceptor |
-
2020
- 2020-08-17 RU RU2020127421A patent/RU2741142C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030845B1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-10-31 | Сабит Торебекулы Жанболган | Catcher of falling rocket stages |
| RU2679377C1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-02-07 | Дмитрий Юрьевич Парфенов | Method of countering the implementation of tasks to the unlimited aircraft |
| WO2020072801A1 (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | Sarcos Corp. | Anchored aerial countermeasures for rapid deployment and neutralizing of target aerial vehicles |
| WO2020072808A1 (en) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | Sarcos Corp. | Aerial vehicles having countermeasures for neutralizing target aerial vehicles |
| RU2723203C1 (en) * | 2020-01-23 | 2020-06-09 | Андрей Вячеславович Агарков | Multipurpose uav interceptor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784528C1 (en) * | 2021-11-19 | 2022-11-28 | Юрий Иванович Малов | Weapon aiming system |
| RU2820611C1 (en) * | 2023-05-15 | 2024-06-06 | Сергей Михайлович Хожаев | Method of capturing flying targets |
| RU2847070C1 (en) * | 2024-02-21 | 2025-09-24 | Игорь Владимирович Догадкин | Method of destroying targets and means of interception using means of hitting targets separated from the carrier |
| RU2851732C1 (en) * | 2024-12-19 | 2025-11-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method for forced landing of unmanned aerial vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2020127421A (en) | 2020-12-08 |
| RU2020127421A3 (en) | 2020-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10800546B2 (en) | Unmanned aerial vehicle (UAV) and system and method for capture of threat UAVs | |
| US10689109B2 (en) | Interceptor unmanned aerial system | |
| KR101730664B1 (en) | Multimode unmanned aerial vehicle | |
| US10759532B2 (en) | Drone capture aerial vehicles and methods of using the same | |
| EP3789297B1 (en) | Systems and methods for countering an unmanned air vehicle | |
| CN107985605B (en) | A control system for a surrounding inspection and fighting integrated aircraft | |
| US20180162529A1 (en) | Nets and devices for facilitating capture of unmanned aerial vehicles | |
| CA3049798A1 (en) | System and method for intercepting unmanned aerial vehicles | |
| US20220299296A1 (en) | Decoy system | |
| EP3967600B1 (en) | Aerial drone | |
| RU2497063C2 (en) | Method to counteract drone activities | |
| RU2565863C2 (en) | Interception of miniature drones | |
| RU2741142C2 (en) | Unmanned interceptor | |
| CN106275402A (en) | Detachable four oar double-vane unmanned planes | |
| WO2016079747A1 (en) | Delivery of intelligence gathering devices | |
| RU2495359C1 (en) | Apparatus for destroying remotely piloted (unmanned) aerial vehicles | |
| CN112344798B (en) | Non-cooperative flight target flexible capturing system inspired by humane magic spider creatures | |
| RU2738383C2 (en) | Device for interception of unmanned aerial vehicles | |
| RU2565860C2 (en) | Apparatus for suppressing small unmanned aerial vehicles | |
| CN111707142A (en) | Mixed type bullet net that cruises | |
| RU150610U1 (en) | DEVICE FOR CAPTURE OF SMALL-SIZED UNMANNED AIRCRAFT | |
| RU2745590C1 (en) | Method for capture of air target with a net | |
| RU145279U1 (en) | DEVICE - CLEANER OF SMALL-SIZED UNMANNED AIRCRAFT | |
| RU98394U1 (en) | COMBINED UNMANNED AIRCRAFT | |
| RU2850198C1 (en) | Multipurpose aircraft and method for physical interception of unmanned aircraft using it |