用于反击无人机的系统和方法
【专利说明】用于反击无人机的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年7月28日提交的处于审理中的美国临时申请N0.62/030024的优先权并且通过参考并入本文。
技术领域
[0003]本公开总体涉及用于反击无人机(UAV)的系统和方法。在特定的实施例中，典型的系统和方法包含将拦截机UAV引导向目标UAV以禁用目标UAV。
【背景技术】
[0004]无人机(UAV)已经被用在各种能力中以提供监视和进行其他任务。一些任务包含破坏、禁用或另外地损坏地面上的目标。因此，需要一种系统来反击这种UAV以避免损坏军事和/或民用设施。本公开涉及这种系统。
【发明内容】
[0005]本发明可以包含用于禁用/摧毁目标UAV的拦截机UAV，拦截机UAV可以包含飞行器，该飞行器具有:基本圆柱形机身；机身携带的安定面(fin);推进系统，该推进系统包含:第一推进器；第二推进器；以及耦合到第一和第二推进器以使第一推进器在第一方向上旋转并且使第二推进器在与第一方向相反的第二方向上旋转的电源；至少一个控制表面；由飞行器携带并且被耦合到至少一个控制表面的引导系统；以及由飞行器携带并且具有第一被动模式和第二主动模式的禁用系统，其中在第二模式中，禁用系统被定位以禁用目标UAV。引导系统可以被配置为将飞行器沿着受控飞行路径导向地面。引导系统可以被配置为当接收到至少一个如下指示时将飞行器沿着受控飞行路径导向到地面，所述指示为:(a)不与目标UAV交战的指示；或者(b)拦截机UAV没有充分地禁用目标UAV的指示。这将会改进操作。安定面可以是布置成十字形形状的四个安定面中的一个，或者安定面可以是增强性能的三个安定面中的一个。
[0006]本发明可以包含用于禁用目标UAV的拦截机UAV，拦截机UAV可以包含飞行器，飞行器具有沿着机身轴线延长的圆柱形机身；由机身携带并且被布置成十字形的四个安定面，每个安定面具有沿横断于所述机身轴线的外侧方向从所述机身延伸的的安定面槽；推进系统，其包含:第一推进器，其由机身携带并且可围绕机身轴线在第一方向上旋转以便顺序进入和离开连续的安定面槽；第二推进器，其由机身携带并且可围绕机身轴线在与第一方向相反的第二方向上旋转以便顺序进入和离开连续的安定面槽；由机身携带的电源，电源包含被耦合到第一推进器以使第一推进器在第一方向上旋转的第一电动马达，和被耦合到第二推进器以使第二推进器在第二方向上旋转的第二电动马达；以及被耦合到第一和第二电动马达的存储的电能源；由至少一个安定面携带的至少一个控制表面；被耦合到至少一个控制表面的引导系统；以及由飞行器携带并且具有第一被动模式和第二主动模式的可部署网，其中在第二模式中，可部署网被从飞行器部署以禁用目标UAV。所述网可以被配置为在部署之后与拦截机UAV脱离。所述网可以被配置为在部署之后仍然附连到拦截机UAV。存储的能量源可以包含用于第一和第二马达的单个源。存储的能量源可以包含用于第一马达的第一源和用于第二马达的第二源。这些特性中的每个将增强UAV的操作。
[0007]本发明可以包含用于禁用目标UAV的拦截机UAV系统，该系统可以包含拦截机UAV ;可导向到空域以检测、追踪或检测和追踪即将来临的目标UAV的目标获取系统；可耦合到目标获取系统的发射控制系统，发射控制系统包含指令，当被执行时，这些指令自动导向拦截机UAV以发射；以及由拦截机UAV携带且与目标获取系统通信的交战系统，交战系统被以指令编程，当被执行时，该指令(a)将拦截机UAV朝着目标UAV导向；以及(b)如果拦截机UAV未成功禁用目标UAV，则引导拦截机UAV着陆。拦截机UAV系统也可以包含由拦截机UAV携带并且可激活以禁用目标UAV的禁用系统。禁用系统可以包含可部署网。拦截机UAV可以包含基本圆柱形机身；由机身携带的安定面；以及推进系统，推进系统包含:第一推进器；第二推进器以及耦合到第一和第二推进器以使第一推进器在第一方向上旋转并且使第二推进器在与第一方向相反的第二反向上旋转的电源。
[0008]本发明可以包含用于禁用目标UAV的拦截机UAV系统，该系统可以包含拦截机UAV ;可导向到空域以检测即将来临的目标UAV的雷达扫描仪；陆基目标雷达系统，其可耦合到扫描仪以(a)接收目标UAV的位置和航迹；以及(b)确定拦截机UAV的拦截航迹；发射控制系统，其耦合到目标雷达系统，该发射控制系统包含指令，当被执行时，该指令自动导向拦截机UAV以发射；陆基光学系统，其可耦合到陆基目标雷达系统以获取目标UAV的第一图像；由拦截机UAV携带并且可定位以获取目标UAV的第二图像的拦截机光学系统；交战系统，其由拦截机UAV携带并且被编程以导向以下至少一个:交战飞行路径；或非交战飞行路径，其中非交战路径包含返回到地面的受控飞行路径；以及由拦截机携带并且可部署以禁用目标UAV的禁用系统。交战系统可以被编程以便根据第一和第二光学图像的比较而自动导向交战飞行路径或非交战飞行路径。拦截机UAV可以是第一拦截机UAV并且其中发射控制系统包含指令，当被执行时，该指令在第一拦截机UAV禁用目标UAV之前自动导向第二拦截机UAV以发射。
[0009]本发明可以包含与拦截机UAV 一起使用的UAV系统，拦截机UAV可以包含以指令编程的交战系统，当被执行时，该指令(a)将拦截机UAV朝着目标UAV导向；以及(b)如果拦截机UAV未成功地禁用目标UAV，则引导拦截机UAV着陆。交战系统可以被以指令编程，当被执行时，该指令导向拦截机UAV以禁用目标UAV。交战系统可以被以指令编程，当被执行时，该指令导向拦截机UAV以通过攻击目标UAV而禁用该目标UAV。交战系统可以被以指令编程，当被执行时，该指令在目标UAV已经被另一个拦截机UAV禁用的情况下，引导拦截机UAV着陆。UAV交战系统可以被以指令编程，当被执行时，该指令在目标UAV已经被拦截机UAV禁用之后引导拦截机UAV着陆。
[0010]本发明可以包含用于禁用目标UAV的方法，该方法可以包含将拦截机UAV朝着目标UAV导向；以及通过部署来自拦截机UAV的禁用元件接触目标UAV来禁用目标UAV。禁用元件可以包含网。该方法也可以包含将网与拦截机UAV分离；以及引导拦截机UAV着陆。这将增强操作。
[0011]本发明可以包含用于禁用目标UAV的方法，该方法可以包含将拦截机UAV朝着目标UAV导向；以及沿着受控飞行路径将拦截机UAV导向回到地面。将拦截机UAV导向回到地面可以响应于不与目标UAV交战的指令而执行。将拦截机UAV导向回到地面可以响应于使拦截机UAV与目标UAV交战的失败的尝试而执行。将拦截机UAV导向回到地面可以响应于成功部署禁用元件以禁用目标UAV而执行，所述操作将改进性能。
[0012]本发明可以包含用于禁用目标UAV的方法，该方法可以包含检测即将来临的目标UAV ;导向拦截机UAV以垂直发射并且飞向目标UAV ;响应于不与目标UAV交战的决定，沿着受控飞行路径将拦截机UAV导向到地面；以及响应于与目标UAV交战的决定:(a)自拦截机UAV连续追踪目标UAV ;以及(b)当目标UAV在拦截机UAV的目标范围内时，部署来自拦截机UAV的网以接触目标UAV。该方法还可以包含将目标UAV的陆基第一图像与目标UAV的基于拦截机UAV的第二图像比较；并且至少根据第一和第二图像的比较而确定是否与目标UAV交战。部署网可以包含导向网的外部区域的重量以便在向外的方向上移动。该方法还可以包含在网已经缠住目标UAV后维持网和拦截机UAV之间的连接。该方法还可以包含识别部署的网没有禁用目标UAV ;以及沿着受控飞行路径引导拦截机UAV着陆。
【附图说明】
[0013]图1是反击UAV系统和相关方法的总体示意图。
[0014]图2是根据本公开的实施例进行配置的典型拦截机UAV的侧视图。
[0015]图3A-3C分别是图2中所示的典型拦截机UAV的主等距视图、俯视图以及主视图。
[0016]图4是根据本技术的特定实施例的用于目标UAV和相关拦截机UAV的典型轨道的部分示意时间线和图示。
[0017]图5是说明了根据本技术的特定实施例进行配置的拦截机UAV的预期规格的表格。
[0018]图6说明了根据本技术的实施例进行配置的典型禁用系统。
[0019]图7根据本技术的特定实施例说明了典型子系统和运输特征。
【具体实施方式】
[0020]本公开总体涉及反击UAV系统和相关方法。根据特定实施例的典型的反击UAV系统包含拦截机UAV，其被朝着检测到的目标UAV发射。例如，目标UAV被陆基检测器检测到，这将触发拦截机UAV的发射序列。然后，拦截机UAV自主飞行以拦截目标UAV。在操作的至少一个阶段，拦截机UAV可以从地面