Роботизированный боевой комплекс Российский патент 2024 года по МПК B64U101/18 B64C17/00 B64D7/02 F41A19/00 F41A23/00 F41A25/00 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно беспилотным воздушным платформам на основе БПЛА, вооруженных стрелковым оружием. Такие комплексы предназначены для поражения живой силы, выведения из строя материальных объектов, перехвата малоразмерных воздушных целей и могут найти свое применение для решения боевых, охранных, антитеррористических, полицейских и других задач.

Известно устройство «Амортизатор отдачи винтовки для дронов» (Патент KR102383127; НПК F41A25/12; 11.12.2021) содержащее автоматическую винтовку, установленную на БПЛА на карданном подвесе с механизмом поглощения отдачи. Известно устройство «Адаптер для оружия для беспилотных летательных аппаратов» (Патент US20140150631; НПК F41A19/08; 30.10.2012) содержащее огнестрельное оружие, установленное в рамке подвеса на БПЛА, средство для поглощения отдачи в виде пружинного демпфера. Известно устройство «Беспилотный самолет с механизмом для перевозки огнестрельного оружия» (Патент CN208291495; НПК B64D47/08 B64D1/02, B64D47/08; 15.05.2018) содержащее огнестрельное оружие, установленное на подвесе БПЛА, средство для поглощения отдачи в виде пружинных демпферов, установленных с двух сторон огнестрельного оружия.

Недостатком указанных устройств является то, что они рассчитаны для мощных летающих платформ, способных нести тяжелое стрелковое вооружение, габаритный подвес с вооружением размещается внизу ближе к центру масс БПЛА, что ограничивает установку других устройств, средство для поглощения отдачи представлено габаритными и тяжелыми механическими демпферами.

Наиболее близким по технической сущности является «Система вооружения дронов» (Патент CA3043563; НПК F41A23/50; 16.05.2019), содержащий БПЛА, компенсатор отдачи в виде толкающего винта для создания тяги БПЛА и нейтрализующего отдачу выстрела автоматического пистолета с ударно-спусковым механизмом, элемент инициирующий метательный заряд в виде капсюля ударного типа.

Недостатком указанного аналога является тяжелое стрелковое устройство, компенсатор отдачи потребует разместить на БПЛА дополнительный двигатель с пропеллером, регулятор хода двигателя должен быть синхронизирован с системой управления стрельбой, при этом воздушный винт обладает инерцией и не сможет одномоментно с выстрелом создавать необходимую тягу для компенсации отдачи. Стрельба из короткоствольного пистолета демаскирует, а вспышка и ударная волна может негативно воздействовать на компоненты БПЛА, что ограничивает размещение пистолета в небольшом корпусе легкого БПЛА.

В предлагаемом изобретении поставлена задача разработки конструкции роботизированного боевого комплекса нового типа, позволяющего вооружать миниатюрные БПЛА компактным и легким огнестрельным оружием.

Другая задача, обеспечить надежность огнестрельного оружия за счет уменьшения или полного исключения подвижных механических частей.

Еще одна задача, разработать боевой комплекс, позволяющий селективно отбирать для разных задач необходимый тип поражающих снарядов.

Другая задача, разработать огнестрельное оружие с большим разнообразием вариантов форм и компоновок своих частей, что позволит устанавливать огнестрельное оружие не только в виде внешнего подвеса, но интегрировать его в корпус или крылья БПЛА, проводить скрытный монтаж, размещать одновременно несколько огнестрельных устройств в разных зонах БПЛА.

Еще одна задача, обеспечить устойчивость легкого БПЛА во время стрельбы за счет разработки огнестрельного оружие с компактной и надежной системой компенсации отдачи без тяжелых механизмов демпфирования.

Другая задача, обеспечить сохранность систем БПЛА чувствительных к ударным нагрузкам от воздействия вспышки и ударной волны выстрела, что позволит размещать короткоствольное оружие близко к таким системам БПЛА.

Еще одна задача, в отличии от аналога разработать роботизированный боевой комплекс с возможностью проведения скрытной стрельбы без использования габаритных и тяжелых оружейных глушителей.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными ниже в описании и чертежах.

Технический результат - расширение арсенала и функциональных возможностей роботизированных боевых комплексов на платформе БПЛА.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый роботизированный боевой комплекс (РБК), состоящий из мобильной платформы в виде легкого беспилотного летательного аппарата (БПЛА) включающего в себя корпус, движитель, систему управления и навигации, полетный контроллер, источник электрического тока, боевая нагрузка представлена в виде ствольного огнестрельного устройства, системы управления огнем, системы приведения в действие огнестрельного устройства, механизма компенсации отдачи, огнестрельное устройство выполнено с возможностью заряжания, по меньшей мере одного патрона, включающий в себя снаряд, гильзу, метательный пороховой заряд, элемент, инициирующий метательный заряд, при этом система приведения в действие выполнена в виде электронного блока, обеспечивающего подачу электрических импульсов для осуществления выстрела; элемент, инициирующий метательный заряд, выполнен в виде воспламенителя, воспламенитель и система приведения в действие выполнены с возможностью преобразования к источнику в форс пламени; между снарядом и метательным зарядом выполнен поршень, обеспечивающий расширение и отсекание пороховых газов в переменно-замкнутом объёме патронной гильзы; в огнестрельном устройстве со стороны, противоположной дульному срезу ствола, выполнен эжекторный канал; механизм компенсации отдачи выполнен в виде миниатюрной пусковой установки, приводимой в действие метательным пороховым зарядом; миниатюрная пусковая установка выполнена с возможностью выброса в момент выстрела противомассы через эжекторный канал в направлении, противоположном движению снаряда.

Платформа носитель представлена БПЛА миниатюрного или крупного размера, выполненного в виде мультикоптера, самолета, конвертоплана, летающего крыла, вертолета; корпус служит для установки оборудования и боевой нагрузки и может быть представлен планером, фюзеляжем, рамой; в корпусе могут быть размещены система электронной стабилизации, видеокамера, гироскоп, бародатчик, аккумуляторная батарея, автопилот, акселерометр, полетный контроллер, GPS-приемник, тепловизор и другие известные устройства; движитель БПЛА может быть электрическим, с водородными элементами, гибридным, ДВС, турбореактивным; РБК запускается с земли, из док-станции, катапультой, артиллеристским выстрелом, из контейнера. Источник электрического тока может быть представлен в виде аккумуляторов (литий-полимерные (Li-Po), литий-ионные (Li-ion), в виде суперконденсаторов или другое известное устройство, может быть расположен в БПЛА, в огнестрельном устройстве, в патроне или в патронной кассете. РБК может быть дополнительно оборудован легким колесным или гусеничным движителем, что позволит ему передвигаться по земле; может быть использован в группе (рой), выполнен на базе боевых БПЛА (разведчик, дрон-камикадзе) или путем переоборудования гражданских дронов. Предпочтительный тип БПЛА - компактный спортивный квадрокоптер с FPV управлением. РБК взаимодействует с основной станцией, которая выполняет роль командного пункта, управление полетом осуществляется с участием человека в контуре управления (дистанционно-управляемый режим), или в автономном режиме без участия человека, например, с применением искусственного интеллекта.

Система управления огнём (СУО) - автоматизированная система, объединяющая комплекс датчиков и технических средств. Обеспечивает поиск, обнаружение и опознавание целей, подготовку огнестрельного устройства к стрельбе, его наведение и решение задачи поражения цели. Поиск и обнаружение цели проходит под управлением оператора с использованием телеметрических систем или автономно под управлением устройств, принимающих собственные излучения цели в виде радиолокационных, тепловых (ИК) излучений, шума или другой фон, принятые излучения обрабатываются и выдаются сигналы в СУО. Посредством искусственного интеллекта может определяться тип цели и сценарий её нейтрализации. Наведение огнестрельного устройства на цель может осуществляться с помощью БПЛА с его динамическими характеристиками и возможностью менять положение в воздушном пространстве и/или при помощи автоматизированных устройств наведения огнестрельного устройства в горизонтальной и вертикальной плоскостях, например, посредством сервоприводов (электромоторы, редукторы, датчик положения и плата управления). Система управления огнём взаимодействует с полетным контроллером, может содержать видеокамеру-прицел, инерциальный измерительный блок, ПО, другие системы обеспечивающие эффективное наведение на цель во время полета, может размещаться в огнестрельном устройстве и/или в корпусе БПЛА. В систему управления огнём могут входить баллистический вычислитель, оптико-электронные, радиолокационный средства поиска и обнаружения целей, автомат сопровождения цели и другие известные устройства.

Огнестрельное устройство — это ствольное оружие дальнего боя, которое наносит урон целям, выпуская один или несколько снарядов, приводимых в действие быстро расширяющимся газом высокого давления, образующимся в результате сгорания химического топлива. Конструктивно служит для размещения патронов и/или организации питания патронами, элементов системы управления огнем, системы приведения в действие и механизма компенсации отдачи за счет выброса противомассы, затвор и ударник не предусмотрены. Огнестрельное устройство может содержать один или несколько стволов (для варианта осуществления в виде патронного блока) или сам патрон выполняет роль ствола: содержит направляющие снаряд элементы или гильза патрона выполнена как короткий ствол. Стволы могут быть нарезными или гладкоствольными. В виду того, что снаряд идет по стволу под воздействием поршня ограниченное расстояние, то ствол может иметь нарезы только в зоне у патронника. Огнестрельное устройство устанавливается на корпусе БПЛА жестко или имеет быстросъемное соединение, или подвижно размещено на внешнем или внутреннем стабилизированном подвесе, интегрировано в корпус, раму, фюзеляж или крылья, с возможностью выдвижения из корпуса, одновременно может быть размещено несколько огнестрельных устройств. Внешние помехи (из-за работы двигателей, ветра) могут быть компенсированы установкой огнестрельного устройства на 3-осевом подвесе со стабилизацией. Автоматизированные устройства наведения задают огнестрельному устройству его положение относительно корпуса БПЛА.

Заряжаемый в огнестрельное устройство патрон конструктивно может быть представлен в виде унитарного патрона, в виде контейнера со стандартным боеприпасом с отсечкой пороховых газов, в виде картриджа с патроном с «улетающей гильзой», в виде патронной кассеты или другой известной конструкции. В этих устройствах могут быть выполнены элементы «прямой» передачи электрического импульса на воспламенитель, например, через контакты, провода, разъемы, электропроводную металлическую гильзу или ее части, или «беспроводным способом» передается электрический импульс на воспламенитель. Патроны могут содержать направляющие элементы, фиксаторы, электрические контакты и разъёмы, источник электрического тока.

Патронная кассета объединяет несколько патронов в виде пакета, или в однородной детали выполнено несколько отдельных камор, в эти каморы в заводских условиях вставлены снаряды, засыпано несколько навесок пороха, установлены воспламенители, поршни и противомассы, выполнены эжекторные каналы напротив каждой каморы. Патронная кассета может быть прямоугольной формы, цилиндром, материал изготовления: металл, пластик, композит. Патронная кассета позволит ускорить процесс перезаряжания огнестрельного устройства и повысить надежность передачи электрического импульса к воспламенителю.

Питание огнестрельного устройства патронами может быть представлено в виде патронного блока или устройств револьверного, магазинного, ленточного типа. Предпочтительно, патроны или патронные кассеты установлены в патронный блок, в котором унитарные патроны стационарно установлены в индивидуальных патронниках патронного блока, а патронная кассета фиксируются на посадочных направляющих патронного блока. Патронный блок позволяет исключить подвижные механические детали так как не требуется перемещение патрона для следующего выстрела, предполагает больше компоновочных вариантов при размещении на БПЛА, позволяет проводить отбор нужного типа патрона перед стрельбой. Другой вариант, устройство питания револьверного типа, в виде вращающегося барабана с индивидуальными каморами, вращение барабана обеспечивает электрический сервопривод, который устанавливает камору с требуемым патроном напротив ствола; питание магазинного типа содержит магазин с подпружиненным подавателем патронов, патрон установлен в патроннике напротив ствола, после выстрела новый патрон продвигается пружиной подавателя к патроннику или сервопривод выполняет перезарядку.

Эжекторный канал - специальное окно, которое служит для удаления противомассы из огнестрельного устройства в направлении, противоположном выстрелу, по траектории близкой к оси полета снаряда. У эжекторного канала внутренний диаметр больше, чем внешний диаметр противомассы, эжекторный канал может быть представлен в виде участка патронника с открытой частью, казенным срезом ствола, пространством за гильзой патрона, в виде трубки, участком гильзы, где расположен грузик-противомасса, выполнен за каждым патроном в патронном блоке или за каждой каморой в съемной патронной кассете или в виде другой известной конструкции. При размещении огнестрельного устройства в корпусе БПЛА за эжекторным каналом в стенке корпуса выполняется окно выброса противомассы.

Система компенсации отдачи представлена в виде миниатюрной пусковой установки, приводимой в действие метательным пороховым зарядом, в момент выстрела пусковая установка обеспечивает выброс противомассы через эжекторный канал огнестрельного устройства в направлении, противоположном движению снаряда, так создается тяга, которая нейтрализует большую часть отдачи оружия. Противомасса может быть в виде гильзы патрона, элемента гильзы (грузик), воспламенителем или его частью, картриджем, патронным контейнером, отдельной деталью, не связанной с патроном, многокомпонентной, например, состоять из грузика и гильзы или другой конструкции. Предпочтительно, противомасса значительно тяжелее снаряда, но может быть равной или легче чем снаряд. Дополнительно могут быть установлены демпфирующие элементы (пружина, амортизатор) для смягчения остаточного воздействия отдачи на корпус БПЛА. Могут быть установлены ролики качения для улучшения скольжения противомассы. Для удержания патрона в патроннике или каморе может быть выполнен фиксатор в виде магнитного замка, зажима, насадки на дульце гильзы или другой известной конструкции. В момент выстрела фиксатор размыкает соединение для обеспечения более легкого выброса противомассы.

Система компенсации отдачи может быть представлена патроном с двумя поршнями, перед одним из которых находится снаряд, а перед вторым поршнем расположена противомасса, которая установлена в эжекторном канале, при выстреле снаряд и противомасса разлетаются в противоположные стороны, поршни заклинивает на обоих концах гильзы, запирая горячие газы внутри гильзы, гильза может оставаться в патроннике. При выполнении противомассы многокомпонентной (грузик и гильза) можно подбором веса поршней, снаряда и грузика добиться того, что грузик будет выброшен назад, а гильза будет выброшена вперед в направлении выстрела.

Система компенсации отдачи может быть также представлена патроном с двумя поршнями, между поршнями выполнена разделительная стенка, образующая 2 отдельные камеры с отдельными порциями зарядов, воспламенитель генерирует 2 форса пламени.

Система приведения в действие выполнена в виде электронного блока, обеспечивающего подведение к воспламенителю патрону электрического импульса для инициации метательного заряда и выполнения смены патрона и/или перезарядки. Взаимодействует с системой управления огнем, может быть представлена электронной платой и линией передачи электроэнергии (сигнала) от производителя (аккумуляторная батарея, электрический конденсатор) к потребителю (воспламенитель). Обеспечивает мониторинг наличия, тип и состояния патронов, посредством системы управления огнем проводит выборку нужного патрона для поражения цели. Может подавать на воспламенитель слабое напряжение и таким образом определять наличие разрыва цепи, или идентифицировать тип патронов (штрих код, метки для машинного зрения, RFID-метки). Управление подачей электрических импульсов происходит, например, через коммутационный аппарат, может включать в себя котроллер, программу, токопроводящие элементы, контакты, микрочип или трансформатор для преобразования электроэнергии от аккумулятора в более высокое напряжение или другие известные устройства. Система приведения в действие в вариантах использования питания револьверного, магазинного или ленточного типа может использовать принудительные электромеханические системы перезарядки, для которых будут применены свои протоколы команд. Могут использоваться штатные устройства и системы управления коммерческих БПЛА (например, внешняя подсветка и пульт управления) для подачи электрических импульсов для осуществления выстрела.

Воспламенитель может быть представлен электрокапсюлем, его основу составляет, например, ни-хромовая проволочка, на которую подается импульс электрического тока. Напрессованный на проволочку первичный инициирующий состав, чувствительный к нагреву, воспламеняется сам и воспламеняет вторичный инициирующий состав. Полученный мощный форс пламени воспламеняет пороховой заряд. В другом примере выполнения электровоспламенитель может быть представлен контактами и первичным инициирующим составом, при подаче импульса электрического тока формируется разность потенциалов на контактах и возникает электрическая дуга, которая воспламеняет инициирующий состав.

В других примерах выполнения воспламенитель и система приведения в действие для инициации метательного заряда используют беспроводную передачу электричества без токопроводящих элементов в электрической цепи. В общем случае беспроводная система питания состоит из устройства-передатчика, подключенного к источнику электрического тока, который преобразует энергию в электромагнитное поле, и устройств-приемников, которые получают энергию и преобразуют ее обратно в электрический ток, который используется электрической нагрузкой – воспламенителем. Например, лазерный метод, где передача энергии происходит за счет преобразования ее в луч, последний дальше следует на фотоэлемент приемника в патроне, который генерирует электрический ток для воспламенения инициирующего состава. Электромагнитная индукция работает как обыкновенный трансформатор, где имеются две катушки и ток, который протекает от первичной обмотки ко вторичной. Микрочип, активируемый микроволновым излучением, приводит в действие запальную спираль. Такие устройства известны из уровня техники (US6430861 лазерное воспламенение; US10641572 микроволновое; DE3237483 высокочастотное; FR2728066 дуговой разряд). Подобные технические решения позволят отказаться от выполнения контактных клемм/разъемов на патроне, обеспечат инициацию заряда без внешних элементов передачи электрического тока к патрону или для других задач.

Другой пример выполнения воспламенителя: лазер подключен к источнику электрического тока, воспламенитель выполнен с возможностью при внешнем нагреве генерировать форс пламени. Лазерный луч (без преобразования в электрический ток) нагревает воспламенитель, например, через линзу в гильзе и инициирует пороховой заряд.

Другой пример выполнения воспламенителя: стандартный боеприпас с отсечкой пороховых газов установлен в патронный контейнер со стволом, в котором выполнено устройство, преобразующее микровзрыв в кинетический удар, и когда импульс электрического тока воспламеняет микродозу пороха происходит механическое воздействие на одноразовый ударник, который бьет по капсюлю боеприпаса и происходит выстрел, затем патронный контейнер как противомасса выбрасывается.

Патроны могут различаться по назначению: боевые, сигнальные, холостые, учебные, нелетального действия или по типу снаряда: с обыкновенной пулей, с оперенной стреловидной пулей, с уменьшенной скоростью пули (дозвуковые), с круглой пулей, с бронебойно-зажигательной трассирующей пулей, термического действия, с экспансивной пулей, с разрывной пулей, дробовые (картечь), многопульные, с травматическим снарядом (резиновой, пластиковой пулей), снаряд в виде выбрасываемой сетки с грузиками, с химическим снарядом («газовые»), снаряд в виде небольшого автономного электрошокера; или различаются по диаметру боевой части (сердечника) относительно диаметра ствола: калиберные, подкалиберные, надкалиберные боеприпасы или другой известной конструкции.

Для короткоствольного огнестрельного устройства могут использоваться стреловидные оперенные пули, в которых центр тяжести смещен вперед, к голове пули, задняя часть состоит из более легкого хвостовика-стабилизатора, что позволяет пуле самоориентироваться в полете. Стабилизаторы могут быть в виде жестких плоскостей, гибких элементов, могут раскрываться после вылета пули из ствола. В качестве ведущего устройства может использоваться тянущий или толкающий поддон из легкого материала, отделяющийся от пули, или распадающийся на сегменты, или пулю толкает поршень, который затем запирается в гильзе. У стреловидной пули могут быть выполнены элементы сцепления с поддоном или поршнем.

В другом примере выполнения стабилизация обеспечивается врезанием пули в нарезы ствола, что позволяет придать вращение вокруг продольной оси симметрии и стабилизировать полет. Для этого пуля может содержать ведущий поясок, покрыта материалом с высокой пластичностью (томпак), снаряжаться в специальный пластиковый поддон, который после выстрела движется, вращаясь по нарезам, выполненным на внутренних стенках гильзы или ствола огнестрельного устройства.

Гильза, предназначена для помещения метательного заряда и средств воспламенения, соединяющая в одно целое конструктивные части патрона: снаряд, пороховой заряд и воспламенитель с электрическими разъёмами. Для гильзы, выбрасываемой в виде противомассы предпочтительно выполнение стенок повышенной прочности, а для гильзы, остающейся в патроннике после выстрела возможно выполнение более тонких стенок.

Метательный заряд представляет собой некоторое количество относительно медленногорящего взрывчатого вещества, уложенного в гильзу. Для метательных зарядов используются такие взрывчатые вещества как порох, пироксилин и их смеси.

РБК позволяет вести беспламенную, бесшумную и бездымную стрельбу за счет расширения и отсекания пороховых газов в переменно-замкнутом объёме патронной гильзы. В патронную гильзу вводится новая деталь — поршень, который размещается между пороховым зарядом и снарядом. При выстреле, под давлением горящего пороха поршень придает снаряду ускорение, а сам, заклиниваясь на скосах дульца патронной гильзы, обеспечивает запирание продуктов горения внутри неё. В другом варианте осуществления патрон выполнен по концепции с «улетающей» гильзой, где гильза является интегрированной в торцевую часть пули, поршень размещается в гильзе, воспламенитель выполнен в гильзе или поршне. Патрон находится в картридже выполняющего роль ствола, патронника и противомассы. При выстреле, поршень придает пуле ускорение отталкиваясь от противомассы-картриджа, а сам поршень заклинивается в торцевой части пули. Для стабилизации такой пули в полете на выступающей части поршня может быть выполнено оперенье.

Форма выполнения поршня может быть в виде вытянутого элемента, который после выстрела выступает за габариты гильзы, в виде пыжа, или в виде пустотелого поддона, который на начальном этапе удерживает снаряд. Поршень движется по прямой или по кривой траектории внутренних нарезов гильзы. В другом варианте осуществления может быть выполнен телескопический поршень, который состоит из втулки и расположенного в ней штока. Отсечка газов в переменно-замкнутом объёме позволит минимизировать воздействие вспышки и ударной волны на легкий БПЛА, уменьшит демаскирующий звук выстрела.

Заявляемый роботизированный боевой комплекс используют следующим образом: при подаче команды оператора с основной станции БПЛА активируется и выдвигается на участок, где был замечен дрон-нарушитель. Перед атакой РБК подлетает на оптимальную дистанцию. Задача нейтрализации цели выполняется системой управления огнем, действующей на алгоритмах искусственного интеллекта. В зависимости от типа цели подается управляющий сигнал на приведение в готовность подходящего типа снаряда из имеющихся на борту БПЛА. Например, для поражения дрона-нарушителя оптимальным будет снаряд в виде мелкой дроби. Сервопривод наводит патронный блок на цель, с учетом баллистической траектории снаряда, 3-осевой стабилизатор компенсирует колебания от работающего БПЛА. Система управления огнем посылает команду «выстрел» и система приведения в действие через электрические разъемы посылает электрический импульс к воспламенителю, который срабатывая выбрасывает форс пламени и происходит инициация метательного заряда. При выстреле, под давлением горящего пороха поршень придает поддону с дробью ускорение, а сам, заклиниваясь на скосах дульца патронной гильзы, обеспечивает запирание продуктов горения внутри неё. Поддон с дробью вылетает и раскрывается, дробь покидает поддон и движется в сторону цели. Импульс отдачи воздействует на тяжелую противомассу-гильзу, размыкает электрические разъемы между гильзой и патронным блоком, выбрасывает противомассу-гильзу через эжекторный канал и тем самым компенсируется отдача. Легкий БПЛА остается в устойчивом положении, выстрел не сопровождается вспышкой, сильным звуком и ударной волной, что обеспечивает маскировку и отсутствие ударного воздействия на БПЛА.

Таким образом, заявляемая конструкция обеспечивает расширение арсенала и функциональных возможностей беспилотников.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый роботизированный боевой комплекс отличается от известного:

- выполнением системы приведения в действие в виде электронного блока, обеспечивающего подачу электрических импульсов для осуществления выстрела;

- выполнением элемента, инициирующего метательный заряд, в виде воспламенителя, с возможностью воспламенителя и системы приведения в действие осуществления преобразования электрической энергии в форс пламени;

- выполнением между снарядом и метательным зарядом поршня, обеспечивающего расширение и отсекание пороховых газов в переменно-замкнутом объёме патронной гильзы;

- выполнением в огнестрельном устройстве эжекторного канала со стороны, противоположной дульному срезу ствола;

- выполнением механизма компенсации отдачи в виде миниатюрной пусковой установки, приводимой в действие метательным пороховым зарядом;

- выполнением пусковой установки с возможностью выброса в момент выстрела противомассы через эжекторный канал в направлении, противоположном движению снаряда;

Заявляемая конструкция обеспечивает:

- разработку конструкции роботизированного боевого комплекса нового типа, позволяющего вооружать миниатюрные и легкие БПЛА компактным и легким огнестрельным оружием;

- надежность огнестрельного оружия за счет уменьшения или полного исключения подвижных механических частей;

- разработку роботизированного боевого комплекса, позволяющего селективно отбирать для разных задач необходимый тип поражающих снарядов;

- разработку огнестрельного устройства с более разнообразными вариантами форм и компоновки своих частей, что позволит устанавливать огнестрельное оружие не только в виде внешнего подвеса, но интегрировать его в корпус или крылья БПЛА, проводить скрытный монтаж, размещать одновременно несколько огнестрельных устройств в разных зонах БПЛА;

- устойчивость легкого БПЛА во время стрельбы за счет разработки огнестрельного оружие с компактной и надежной системой компенсации отдачи без тяжелых механизмов демпфировании;

- сохранность систем БПЛА чувствительных к ударным нагрузкам от воздействия вспышки и ударной волны выстрела, что позволит размещать короткоствольное оружие близко к таким системам БПЛА;

- разработку роботизированного боевого комплекса с возможностью проведения скрытной стрельбы без использования габаритных и тяжелых оружейных глушителей.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявленная совокупность признаков характеризует новое конструктивное решение, ранее не известное из уровня техники, а, следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».

Поскольку предлагаемая конструкция роботизированного боевого комплекса и достигаемый технический результат явным образом не следуют из уровня техники, можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемая конструкция роботизированного боевого комплекса может быть изготовлена с использованием известных в технике конструктивных деталей и известных технологий. Возможность промышленного использования, заявляемого роботизированного боевого комплекса, позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».

Следующее подробное описание изобретения ссылается на конкретные примеры его осуществления, в которых изобретение может быть реализовано на практике. Могут быть использованы другие примеры выполнения, и могут быть внесены изменения без отступления от объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение определяется прилагаемой формулой изобретения, и поэтому описание не следует воспринимать в ограничительном смысле.

Примеры конкретного выполнения роботизированного боевого комплекса описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1. Схематично показан носитель в виде мультикоптера, огнестрельное устройство представлено патронным блоком с коротким стволом, патроны с отсечкой пороховых газов, снаряды разного типа, сервопривод под контролем системы управления огнем наводит патронный блок на цель, возможна выборка нужного патрона, 3-осевой стабилизатор компенсирует колебания от работающего БПЛА, патроны маркированы пассивными RFID-метками, система приведения в действие через электрические разъемы от патронного блока к воспламенителю выбранного патрона посылается электрический импульс, который срабатывая выбрасывает форс пламени и происходит инициация метательного заряда. При выстреле, под давлением горящего пороха поршень придает поддону с дробью ускорение, а сам, заклиниваясь на скосах дульца патронной гильзы, обеспечивает запирание продуктов горения внутри неё.

Фиг.2. Схематично показан носитель в виде самолета, огнестрельное устройство - патронная кассета собранная из нескольких патронов и установленная внутри крыла БПЛА, эжекторные каналы выполнены за каждым патроном, для вылета снаряда и выброса противомассы в крыле выполнены окна, система компенсации отдачи представлена патроном с двумя поршнями, пороховой заряд разделен стенкой на две части, снаряд в виде оперенной стрелы-флешетты, противомасса в виде стержня, воспламенитель с нитью накала установлен в боковой стенке патрона с возможностью воспроизвести форс пламени для двух раздельных пороховых зарядов.

Фиг.3. Схематично показано питание револьверного типа, в виде вращающегося барабана с индивидуальными каморами, вращение барабана обеспечивает электрический сервопривод, беспроводная система приведения в действие представлена генератором электромагнитного поля, приемник размещен в поршне для выброса противомассы.

Фиг.4. Схематично показан патронный контейнер с коротким стволом, установленный в огнестрельном устройстве - патронном блоке, в патронном контейнере расположен стандартный унитарный боеприпас с отсечкой пороховых газов, напротив ударного капсюля установлен одноразовый миниатюрный ударник и микрозаряд, воспламенитель - электрокапсюль с нитью накала, противомасса в виде гильзы.

Фиг. 5. Схематично показан патрон с «улетающей» гильзой, который расположен в картридже выполняющим роль ствола, патронника и противомассы, гильза интегрирована в торцевую часть снаряда, головная часть поршня размещена в гильзе, хвостовик поршня с опереньем упирается в донце картриджа, система приведения в действие беспроводного типа - генератор электростатической индукции, приемник размещен в головной части снаряда, между корпусом БПЛА и огнестрельным устройством установлен амортизатор.

Фиг. 6. Схематично показано огнестрельное устройство - патронная кассета в виде одной детали, содержит свой аккумулятор, съемно установлена на корпусе коммерческого БПЛА, система управления огнем использует для наведения на цель динамические возможности БПЛА, система приведения в действие использует штатные устройства и системы управления коммерческим БПЛА - подсветку и пульт управления.

Фиг. 7. Схематично показано питание ленточного типа, снаряды надкалиберного типа, огнестрельное устройство установлено внутри корпуса БПЛА, перед выстрелом патрон выводится за габариты корпуса, беспроводная система приведения в действие представлена принудительной электромеханической системой перезарядки и лазером, приемник в виде фотоэлемента размещен в грузике-воспламенителе, при излучении лазера фотоэлемент генерирует электрический импульс к воспламенителю в виде грузика-воспламенителя, грузик-воспламенитель и гильза при выстреле движутся в противоположные стороны, эжекторный канал выполнен в гильзе.

Фиг.8. Схематично показан снаряд, который представлен стреловидной оперенной пулей с ведущим устройством в виде поршня-поддона, который после выстрела запирается в гильзе, воспламенитель искрового типа, перед выстрелом ствол закрыт шторкой, противомасса многокомпонентная: гильза и отдельная деталь.

Фиг.9. Схематично показано питание магазинного типа, которое содержит магазин с подпружиненным подавателем, патрон устанавливается напротив ствола, беспроводная система приведения в действие представлена лазером, работающим от электропитания, при излучении лазера воспламенитель нагревается и генерирует форс пламени, выполнен телескопический поршень, который состоит из втулки и расположенного в ней штока, противомасса в виде гильзы, эжекторный канал в виде свободного окна в магазине.

Фиг.10. На шасси квадрокоптера установлены наземные движители в виде легких гусениц с приводом от электродвигателей, на раме квадрокоптера через подвижный элемент установлен закрытый кокпит с огнестрельным устройством в виде патронной кассеты, одновременно другое огнестрельное устройство размещено в другой зоне БПЛА.

Пример конкретного выполнения № 1, иллюстрируется Фиг.1.

Носитель в виде квадрокоптера 1, аккумулятор 2, огнестрельное устройство представлено патронным блоком 6, нижний патрон с отсечкой пороховых газов 10, снаряд в виде пули 11, первый поршень 14, 3-осевой стабилизированный подвес 19, сервопривод 5, система управления огнем 4, система приведения в действие 3, выполненная виде электронного блока, разъемный электрический контакт 12 между патронным блоком 6 и патроном 10 обеспечивает соединение системы приведения в действие 3 с воспламенителем в виде электрокапсюля 13, система приведения в действие 3 идентифицирует патроны по RFID-меткам, система управления огнем 4 посредством сервопривода 5 наводит патронный блок 6 на цель. Отобранный системой управления огнем патрон с зарядом дроби в момент выстрела: под давлением горящего пороха второй поршень 18 придает поддону 15 с дробью 16 ускорение через ствол 7, а сам, заклиниваясь на скосах дульца патронной гильзы, обеспечивает запирание продуктов горения внутри неё, электрические разъемы 8 патронного блока разъединены с контактами патрона, маркированная RFID-меткой гильза-противомасса 17 выбрасывается через эжекторный канал 9 в противоположную снаряду сторону – тем самым компенсируется отдача, при отсутствии вспышки, звука выстрела и ударной волны.

Пример конкретного выполнения № 2, иллюстрируется Фиг.2.

Носитель в виде самолета 20 (на фигуре показана часть крыла и фюзеляж), огнестрельное устройство представлено патронной кассетой 21, установленной внутри крыла БПЛА 20, эжекторный канал 28 выполнен в патронной кассете, снаряд в виде оперенной стрелы-флешетты 22, стенка 38 разделяет заряд 23 и заряд 39, противомасса в виде стержня 27, воспламенитель с нитью накала 24 выполнен с возможностью передать форс пламени заряду 23 и заряду 39, элемент системы приведения в действие в виде электрического разъёма 25, для снаряда и выброса противомассы в крыле выполнены окна 36 и 37, система компенсации отдачи представлена двумя поршнями 26 и 29. Аналогичный патрон в момент выстрела: поршни 30 и 32 под действием пороховых газов 33 разлетаются в противоположные стороны и упираются в сужения 31 и 38, флешетта 34 летит в цель, противомасса-стержень 35 выбрасывается в противоположном направлении.

Пример конкретного выполнения № 3, иллюстрируется Фиг.3.

Питание револьверного типа с вращающимся барабаном 40, ствол 41, вращение барабана обеспечивает электрический сервопривод 42, беспроводная система приведения в действие - генератор электромагнитного поля 49, механизм компенсации отдачи, выполненный в виде миниатюрной пусковой установки - поршень-приемник 46 для выброса противомассы 48, поршень 47 для метания пули 43, электровоспламенитель 45, заряд 44. Аналогичный патрон в момент выстрела: электромагнитный генератор 49 воздействует на поршень-приемник 53, который инициируют выстрел и пороховые газы 50 выталкивают поршень 51 и пулю 52 через нарезной ствол 41, поршень-приемник 53 выбрасывает противомассу 54 через эжекторный канал 55.

Пример конкретного выполнения № 4, иллюстрируется Фиг.4.

Огнестрельное устройство 60, в патронном контейнере с коротким стволом 61 расположен стандартный унитарный боеприпас 65 с отсечкой пороховых газов, с пулей 62, поддон 64, заряд 63, напротив ударного капсюля 66 установлен одноразовый ударник-пыж 67, микродоза пороха 68 и воспламенитель 69. Аналогичный патрон в момент выстрела: воспламенитель поджигает микродозу пороха 70, которая толкает ударник-пыж 71, происходит выстрел, пороховые газы 72 толкают поддон 73, вылетает пуля 75, противомасса-контейнер 74 покидает огнестрельное устройство 60.

Пример конкретного выполнения № 5, иллюстрируется Фиг.5.

Патрон с «улетающей» гильзой расположен в картридже 81 выполняющим роль ствола, патронника и противомассы, картридж установлен в патронном блоке 80, гильза 93 интегрирована в торцевую часть снаряда 92, заряд 84, воспламенитель 83, головная часть поршня 85 размещена в гильзе 93, хвостовик поршня 87 упирается в донце картриджа 81, система приведения в действие беспроводного типа - генератор электростатической индукции 86, приемник 82 размещен в головной части снаряда 92, эжекторный канал 88, между корпусом БПЛА 94 и патронным блоком 80 установлен амортизатор 95. Аналогичный патрон в момент выстрела: пороховые газы 89 толкают поршень 90 и заклинивают его в гильзе, картридж-противомасса 91 удаляется, амортизатор 95 рассеивает остаточное воздействие отдачи.

Пример конкретного выполнения № 6, иллюстрируется Фиг.6.

Огнестрельное устройство в виде патронной кассеты 101 закреплено фиксатором 102 на корпусе коммерческого БПЛА 100, аккумулятор 106, система приведения в действие 107 использует штатные устройства и системы управления коммерческим БПЛА - внешнюю подсветку 112 и пульт управления 110, на внешней подсветке 112 БПЛА установлен фотоэлемент 103, который через провод 104, контакт 105 связан с система приведения в действие 107 в виде управляющего контроллера, воспламенитель 111 принимает электрический импульс через корпус металлической гильзы и изолированный контакт. По команде с пульта 110 за счет изменения положения в воздухе БПЛА происходит наведение на цель (управление огнем), затем включается подсветка 112, этот сигнал воспринимает фотоэлемент 103, инициируется выстрел аналогичного патрона, пуля 109 летит в цель, а противомасса-гильза 108 удаляется в противоположную сторону.

Пример конкретного выполнения № 7, иллюстрируется Фиг.7.

Питание ленточного типа 121, снаряд 122 надкалиберного типа; огнестрельное устройство установлено внутри корпуса 120 БПЛА, перед выстрелом патрон выводится за габариты корпуса БПЛА, беспроводная система приведения в действие представлена принудительной электромеханической системой перезарядки 123 и лазером 124, приемник в виде фотоэлемента 126 размещен на воспламенителе 125. при излучении лазера 124 фотоэлемент 126 генерирует электрический импульс в воспламенителе 125. Аналогичный патрон в момент выстрела находится за габаритами корпуса БПЛА, тяжелая противомасса-воспламенитель 127 выталкивается поршнем 129 через эжекторный канал 128, гильза 131 рассыпает ленточные звенья и удаляется в направлении движения снаряда, поршень 130 метает надкалиберный снаряд 132 в цель.

Пример конкретного выполнения № 8, иллюстрируется Фиг.8.

В патронном блоке 140 размещен патрон 141, оперенный стреловидный снаряд 142 с ведущим устройством в виде поршня-поддона 143, воспламенитель искрового типа 145, ствол закрыт шторкой 149, заряд 144, патрон и патронный блок контактируют через разъемный электрический контакт 146, противомасса многокомпонентная: гильза и отдельная деталь 152, эжекторный канал 147. Аналогичный патрон в момент выстрела: поршень-поддон 148 выталкивает оперенный стреловидный снаряд 150, а сам запирается в гильзе 151, противомассы гильза 151 и отдельная деталь 153 удаляются.

Пример конкретного выполнения № 9, иллюстрируется Фиг.9.

Питание огнестрельного устройства патронами содержит магазин 160 с подпружиненным 161 подавателем патронов 162, патрон 165 установлен напротив ствола 169, беспроводная система приведения в действие представлена лазером 164, работающим от электропитания, телескопический поршень состоит из втулки 166 и расположенного в ней штока 167, ролики качения 170. При излучении лазера 164 воспламенитель 163 нагревается и генерирует форс пламени 171, втулка 166 и шток 167 раскрываются и выталкивают пулю 168, гильза-противомасса удаляется по роликам 170 через эжекторный канал 172 в виде окна в магазине 160.

Пример конкретного выполнения № 10, иллюстрируется Фиг.10.

На раме 180 квадрокоптера 181 установлены движители в виде легких гусениц 182 с приводом от электродвигателей 183, на раме 180 установлен закрытый кокпит 185 с огнестрельным устройством в виде патронной кассеты 186, система управления огнем посредством сервопривода 184 меняет положение кокпита 185 относительно рамы 180, второе огнестрельное устройство 187 размещено в другой зоне БПЛА.

Использование предлагаемого устройства позволит расширить ассортимент и повысить эффективность беспилотных летательных аппаратов, применяемых для перехвата малоразмерных воздушных целей, для выполнения боевых, специальных и полицейских задач.

Изобретение относится к беспилотным воздушным платформам на основе БПЛА, вооруженных стрелковым оружием. Система приведения в действие выполнена в виде электронного блока. Элемент, инициирующий метательный заряд, выполнен в виде воспламенителя. Воспламенитель и система приведения в действие выполнены с возможностью преобразования электрической энергии в форс пламени. Между снарядом и метательным зарядом выполнен поршень. Со стороны, противоположной дульному срезу ствола, выполнен эжекторный канал. Механизм компенсации отдачи выполнен в виде пусковой установки. Пусковая установка выполнена с возможностью выброса в момент выстрела противомассы в направлении, противоположном движению снаряда. Технический результат - расширение арсенала и функциональных возможностей БПЛА. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Роботизированный боевой комплекс, состоящий из мобильной платформы в виде легкого беспилотного летательного аппарата, включающего в себя корпус, движитель, систему управления и навигации, полетный контроллер, источник электрического тока; ствольного огнестрельного устройства, системы управления огнем, системы приведения в действие огнестрельного устройства, механизма компенсации отдачи, огнестрельное устройство выполнено с возможностью заряжания по меньшей мере одного патрона, включающего в себя снаряд, гильзу, метательный пороховой заряд, элемент, инициирующий метательный заряд,

отличающийся тем, что система приведения в действие выполнена в виде электронного блока, обеспечивающего подачу электрических импульсов для осуществления выстрела; элемент, инициирующий метательный заряд, выполнен в виде воспламенителя, воспламенитель и система приведения в действие выполнены с возможностью преобразования электрической энергии в форс пламени; между снарядом и метательным зарядом выполнен поршень, обеспечивающий расширение и отсекание пороховых газов в переменно-замкнутом объёме патронной гильзы; в огнестрельном устройстве с противоположной стороны от дульного среза ствола выполнен эжекторный канал; механизм компенсации отдачи выполнен в виде пусковой установки, приводимой в действие метательным пороховым зарядом; пусковая установка выполнена с возможностью выброса в момент выстрела противомассы через эжекторный канал в направлении, противоположном движению снаряда.

2. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что система приведения в действие дополнительно содержит лазер, подключенный к источнику электрического тока, воспламенитель выполнен с возможностью генерировать форс пламени при внешнем нагреве от воздействия излучения лазера, противомасса представлена гильзой патрона.

3. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что патрон включает в себя патронный контейнер с коротким стволом, в контейнере расположен стандартный боеприпас стрелкового оружия с отсечкой пороховых газов, напротив ударного капсюля боеприпаса установлен одноразовый ударник, приводимый в движение взрывчатым веществом, инициируемым воспламенителем, при выстреле противомасса в виде патронного контейнера выбрасывается через эжекторный канал.

4. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что для заряжания огнестрельного устройства несколько патронов выполнены с возможностью предварительной установки в патронную кассету, которая объединяет патроны в виде пакета или в однородной детали выполнено несколько отдельных камор, в эти каморы в заводских условиях вставлены снаряды, засыпано несколько навесок пороха, установлены воспламенители, поршни, противомассы, электрические разъемы, за каждой каморой выполнен эжекторный канал, на патронной кассете выполнены элементы для фиксации на огнестрельном устройстве.

5. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что патрон расположен в картридже, выполняющем роль ствола, патронника и противомассы, гильза интегрирована в торцевую часть снаряда, головная часть поршня размещена в гильзе, хвостовик поршня упирается в донце картриджа, при выстреле поршень придает снаряду ускорение, отталкиваясь от противомассы-картриджа, сам поршень заклинивается в торцевой части снаряда, противомасса-картридж выбрасывается через эжекторный канал.

6. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что система компенсации отдачи представлена патроном с двумя поршнями, перед одним из которых находится снаряд, а перед вторым поршнем расположена противомасса в виде грузика, между поршнями размещен метательный заряд и воспламенитель, при выстреле снаряд и противомасса-грузик разлетаются в противоположные стороны, поршни заклинивает на обоих концах гильзы, запирая горячие газы внутри гильзы.

7. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в огнестрельном устройстве выполнена система беспроводной передачи электрической энергии по схеме, основанной на передающем элементе, подключенном к источнику электрического тока, и принимающем элементе, подключенном к воспламенителю, противомасса выполнена в виде воспламенителя или его части.

8. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно в системе управления огнем установлен электрический сервопривод, управляющий изменением положения стволов огнестрельного устройства относительно корпуса беспилотного летательного аппарата.

9. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что система приведения в действие выполнена с возможностью использования штатных устройств - внешней подвески и системы управления – пульта управления коммерческого беспилотного летательного аппарата.

10. Роботизированный боевой комплекс по п. 1, отличающийся тем, что система приведения в действие выполнена в виде электронного блока, обеспечивающего подачу электрических импульсов для осуществления выстрела, и дополнительно установлено электромеханическое устройство для питания огнестрельного устройства патронами.