一种无人机集群弹射系统及工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机集群弹射系统及工作方法，所述无人机集群弹射系统包括储气蓄能模块，弹射筒模块，控制模块。本发明专利技术通过在弹射筒模块与高压气源之间设置供弹射筒共享的可动态调整气压值的中间储气单元，可稳定地向弹射筒提供符合预设压力值的高压气体，使得无人机蜂群在密集弹射过程中产生的过载恒定且较小，降低了无人机与弹射筒结构设计难度与结构重量，进而降低了无人机与弹射装置的成本；本发明专利技术的控制模块控制精度高、操作简单，可支持多架无人机快速密集弹射起飞快速投入到任务中；本发明专利技术以压缩空气为动力源，安全性高，可多次使用，整个系统结构紧凑体积小，可车载、舰载或机载等。

A UAV cluster ejection system and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种无人机集群弹射系统及工作方法
本专利技术涉及无人机弹射
，特别是涉及一种适用于折叠翼无人机蜂群的密集恒载弹射系统及工作方法。
技术介绍
无人机在未来战争中的作用越来越重要，可以广泛用于空中侦察、电子干扰、态势监测、反潜与通信以及自杀式打击。与有人机相比，无人机体积比较小、重量也比较轻、造价成本很低，而且无人机可以长期保存在仓库里面，使用维护费用较小。因此无人机受到世界各国军队的青睐。无人机形成蜂群作战力量，可分布协同进行侦、干、察、打等任务，蜂群的优势已经远远大于单机能力的简单叠加。然而，大量的无人机的密集存储、快速起飞以及低成本等都是蜂群无人机的关键技术。快速起飞是无人机作战过程中重要的环节，无人机起飞方式较多，包括滑跑起飞、发射车上起飞、弹射架弹射起飞、火箭助推起飞等。对于折叠翼无人机还可放入弹射筒内弹射起飞。现有无人机起飞方式中，无人机滑跑起飞需要跑道；发射车上起飞，需要无人机安装在汽车上，汽车速度达到无人机起飞速度后释放无人机，这种起飞方式较为复杂；弹射架起飞，橡皮筋作为动力源发射动力较小，老化或多次使用后需要更换与维修，且发射架体积较大，对于蜂群无人机的发射需要较大发射场地，而且不能随时随地准备发射；火箭助推无人机起飞方式可适用很多无人机起飞，但安全性可靠性要求较高，使用起来也不方便。折叠翼无人机的弹射筒弹射起飞方式是一种简单且实用的发射方式，弹射筒体积较小可以绑定在一起节省更多的空间，放在车上还可以随时随地准备发射。弹射筒弹射起飞可分为冷气弹射与燃气弹射，然而，燃气弹射涉及到火工品，弹射后需要对筒进行清理，否则再次使用可能会造成卡顿现象，燃气弹射的安全性与维护性不高。冷气弹射只需压缩空气作为能源，发射后也无需清理，安全性与维护性较高。目前冷气弹射多为瞬间将高压气体充入到弹射筒内，造成无人机与弹射筒瞬间承受较高的压力，无人机运动到筒口处筒内压力又有较大损失。由于无人机与弹射筒瞬间承受较高的压力，因此设计时其承载能力需按照最大过载设计，既增大了无人机结构设计难度，又增加了弹射筒与无人机的结构重量，最终增加了无人机与发射系统的成本，对于集群无人机来说成本将是几十倍甚至几百倍的增加。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种适用于折叠翼无人机蜂群的密集恒载弹射系统及工作方法，用以解决现有技术中冷气弹射由于瞬时将高压气体充入弹射筒内造成无人机与弹射筒瞬间承受较高的压力，导致增大无人机结构设计难度、增加弹射筒与无人机的结构种类、增加无人机与发射系统成本的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种无人机集群弹射系统，包括：储气蓄能模块，用于向弹射筒模块输出符合预设压力值的高压气体；弹射筒模块，用于借助所述高压气体将无人机发射出去；控制模块，用于设定发射参数，并在所述发射参数的控制下控制储气蓄能模块的气体压力；所述储气蓄能模块包括高压气源和中间储气单元，所述高压气源与一个或多个中间储气单元相连，所述中间储气单元包括第一阀门、中间储气罐，所述第一阀门进气口连接所述高压气源，所述第一阀门出气口连接所述中间储气罐，所述中间储气罐与一个或多个所述弹射筒模块相连。进一步地，所述弹射筒模块包括第二阀门、弹射筒和滑块，所述第二阀门的进气口连接所述中间储气单元的中间储气罐，所述第二阀门的出气口连接所述弹射筒后端，所述滑块设置于所述弹射筒内部，并可沿所述弹射筒轴向滑动，所述滑块的上端可放置无人机。进一步地，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元设定并向所述第二控制单元发送发射参数，所述第二控制单元与所述第一阀门和第二阀门均通过信号线相连并根据第一控制单元设定的发射参数控制所述第一阀门和/或第二阀门。进一步地，所述第一阀门为调压阀门，所述第二控制单元通过控制器驱动所述第一阀门的作动器进行动作，调整所述中间储气罐内的气体压力。所述控制器为PID控制器。进一步地，所述中间储气罐安装有压力传感器，所述压力传感器向所述控制模块提供信号。进一步地，所述发射参数包括发射策略，所述发射策略为选择期望发射的一个或多个无人机对应的弹射筒。进一步地，所述发射参数还包括弹射筒姿态角、无人机弹射出筒速度、预设压力值中的一种或多种。进一步地，所述高压气源与所述中间储气单元之间设置有总阀门，总阀门接受所述控制模块的指令，打开或切断所述高压气源的气体供给。进一步地，所述系统还包括电源模块，用于向所述储气蓄能模块、弹射筒模块以及控制模块提供直流或交流电源。本专利技术还公开了一种无人机集群弹射系统的工作方法，包括如下步骤：S1，发射准备：控制模块设定无人机发射参数。S2，储气蓄能：控制模块调整储气蓄能模块的气体压力达到预设压力值。S3，执行发射：储气蓄能模块向弹射筒模块输出符合预设压力值的高压气体，弹射筒模块借助所述高压气体将无人机发射出去。S4，发射完毕：滑块和无人机弹出弹射筒后，控制模块控制储气蓄能模块、弹射筒模块进入下次发射。进一步地，所述储气蓄能步骤具体包括控制模块根据发射策略控制与相应的弹射筒模块相连的中间储气单元的第一阀门，通过控制器驱动所述第一阀门的作动器进行动作，调整所述中间储气罐内的气体压力等于预设压力值。进一步地，所述储气蓄能步骤还包括在控制模块根据发射策略控制与相应的弹射筒模块相连的中间储气单元的第一阀门之前，控制模块打开总阀门，所述总阀门设置在所述高压气源与所述中间储气单元之间。进一步地，所述执行发射步骤具体包括控制模块根据发射策略打开相应的弹射筒模块的第二阀门，与相应的弹射筒模块相连的中间储气单元内的高压气体进入相应的弹射筒，并驱动滑块沿弹射筒轴向运动，滑块推动无人机实现起飞发射。进一步地，所述发射完毕步骤具体包括当滑块和无人机弹出弹射筒后，控制模块关闭所述相应的弹射筒模块的第二阀门，待中间储气罐内的气体压力等于预设压力值时关闭所述中间储气单元的第一阀门。本专利技术有益效果如下：本专利技术提供了一种适用于无人机蜂群的密集恒载弹射系统，通过在弹射筒模块与高压气源之间设置供弹射筒共享的可动态调整气压值的中间储气单元，可稳定地向弹射筒提供符合预设压力值的高压气体，使得无人机蜂群在密集弹射过程中产生的过载恒定且较小，降低了无人机与弹射筒结构设计难度与结构重量，进而降低了无人机与弹射装置的成本；控制精度高、操作简单，可支持多架无人机快速密集弹射起飞快速投入到任务中；本专利技术以压缩空气为动力源，安全性高，可多次使用，整个系统结构紧凑体积小，可车载、舰载或机载等。附图说明图1是本专利技术实施例的无人机集群弹射系统的组成示意图；图2是本专利技术实施例的无人机集群弹射系统工作原理图；图3是本专利技术实施例的无人机集群弹射系统控制框图；图4是本专利技术的无人机集群弹射系统的工作流程图。具体实施方式以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机集群弹射系统，其特征在于，包括：/n储气蓄能模块，用于向弹射筒模块输出符合预设压力值的高压气体；/n弹射筒模块，用于借助所述高压气体将无人机发射出去；/n控制模块，用于设定发射参数，并在所述发射参数的控制下控制储气蓄能模块的气体压力；/n所述储气蓄能模块包括高压气源和中间储气单元，所述高压气源与一个或多个中间储气单元相连，所述中间储气单元包括第一阀门、中间储气罐，所述第一阀门进气口连接所述高压气源，所述第一阀门出气口连接所述中间储气罐，所述中间储气罐与一个或多个所述弹射筒模块相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机集群弹射系统，其特征在于，包括：
储气蓄能模块，用于向弹射筒模块输出符合预设压力值的高压气体；
弹射筒模块，用于借助所述高压气体将无人机发射出去；
控制模块，用于设定发射参数，并在所述发射参数的控制下控制储气蓄能模块的气体压力；
所述储气蓄能模块包括高压气源和中间储气单元，所述高压气源与一个或多个中间储气单元相连，所述中间储气单元包括第一阀门、中间储气罐，所述第一阀门进气口连接所述高压气源，所述第一阀门出气口连接所述中间储气罐，所述中间储气罐与一个或多个所述弹射筒模块相连。


2.如权利要求1所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：
所述弹射筒模块包括第二阀门、弹射筒和滑块，所述第二阀门的进气口连接所述中间储气单元的中间储气罐，所述第二阀门的出气口连接所述弹射筒后端，所述滑块设置于所述弹射筒内部并可沿所述弹射筒轴向滑动，所述滑块的上端用于放置无人机。


3.如权利要求1所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：
所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元设定并向所述第二控制单元发送发射参数，所述第二控制单元与所述第一阀门和第二阀门均通过信号线相连并根据第一控制单元设定的发射参数控制所述第一阀门和/或第二阀门。


4.如权利要求3所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述第一阀门为调压阀门，所述第二控制单元通过控制器驱动所述第一阀门的作动器进行动作，以调整所述中间储气罐内的气体压力。


5.如权利要求4所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述控制器为PID控制器。


6.如权利要求1所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述中间储气罐安装有压力传感器，所述压力传感器向所述控制模块提供信号。


7.如权利要求1所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述发射参数包括发射策略，所述发射策略为选择期望发射的一个或多个无人机对应的弹射筒。


8.如权利要求7所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述发射参数还包括弹射筒姿态角、无人机弹射出筒速度、预设压力值中的一种或多种。


9.如权利要求1所述的无人机集群弹射系统，其特征在于：所述高压气源与所述中间储气单元之间设置有总阀门，所述总阀门接受所述控制模块的指令，打开或切断所述高压气源的气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦杰，董琦，王奇特，赵亚飞，白阳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11