[發明專利]一種救援用拋投器精準拋投方法及彈頭

有效

• 申請號: 201810141316.0
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108344334B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 安偉光;叢鈺洲;朱國慶;宋亞偉;梁凱;殷向偉;王元凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F42B12/68
• 分類號: F42B12/68
• 代理公司: 32205 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 華德明

1.一種救援用拋投器精準拋投方法，其特性在于：包括以下步驟：

一、數據庫準備：在無風情況下，額定工作壓力情況下，測量拋投器在豎直方向上的不同角度α₀對應的彈頭飛行距離s₀及彈頭飛行時間t₀，建立無風情況下，豎直方向上拋投角度α、彈頭飛行距離S及彈頭飛行時間T之間對應關系的數據庫；

二、拋投準備：

(一)無風時，拋投目標點設定：

(1)遇險人員移動時，定義拋投器位于X點、遇險人員位于U點，根據如下步驟進行定位拋投目標點：

①、測量遇險人員移動速度：定義遇險人員位于U點時為初始時刻，通過望遠鏡測量出拋投器距離遇險人員距離為XU，在一定時間段t’后，遇險人員移動至V點，再次通過望遠鏡測量出拋投器距離遇險人員距離為XV，根據兩次位置測量出∠UXV；

則遇險人員移動的距離UV＝(XU²+XV²-2XU·XV·cos∠UXV)^1/2，該遇險人員移動的速度v₀＝UV/t’＝(XU²+XV²-2XU·XV·cos∠UXV)^1/2/t’；其中在三角形XUV中，∠XUV＝arcsin((XV·sin∠UXV)/UV)；

②、預測拋投目標點：假設彈頭在無風條件下飛行至拋投目標點W’時，遇險人員移動至W點，定義拋投目標點W’在X點至W點的延長線上，WW’＝0.5～1m；

救援人員操作設備所需時間為t_r，設彈頭飛行的時間為t_d，則遇險人員在救援人員操作設備及彈頭飛行時間段內移動的距離VW＝v₀·(t_r+t_d)；

在三角形XUW中，∠XUV、XU、UV均為已知數，而VW＝v₀·(t_r+t_d)，XW’為彈頭在飛行時間t_d時對應的彈頭飛行距離，根據公式2XU·(UV+VW)·cos∠XUV＝XU²+(UV+VW)²-(XW’-WW’)²，將步驟一所建立數據庫中彈頭飛行時間T及其對應的彈頭飛行距離S中的具體數值代入該公式中，找出滿足該公式的t_d及XW’值、或最接近滿足該公式條件的值，并將彈頭飛行時間t_d記為t₁、彈頭飛行距離XW’記為s₁；

在三角形XUW中，∠UXW＝arcsin((UV+VW)·sin∠XUV/XW),其中UV＝(XU²+XV²-2XU·XV·cos∠UXV)^1/2、VW＝v₀·(t_r+t₁)；

(2)遇險人員靜止時，拋投目標點設置在拋投器位置至遇險人員位置的延長線上、且距離遇險人員位置0.5～1m；

(二)現場拋投參數設定：

定義拋投器位置至拋投目標點的方向為標準方向，首先測量出風速v₁、風向，根據步驟一建立的無風情況下的數據庫找出與步驟(一)中彈頭飛行距離s₁對應的時間t₁及豎直方向上的拋投角度α₁,并根據以下風向與標準方向所成角度情況設定拋投器豎直方向及水平方向上的拋投角度：

(1)風向與標準方向垂直時：拋投器設置參數為：垂直方向上的拋投角度為α₁，水平方向上迎風、偏離標準方向arccos(2·s₁²–t₁²·v₁²)/(2·s₁²)角度；

(2)風向與標準方向所成角度為鈍角β時：提取步驟一中的數據庫的彈頭飛行距離為s₂＝s₁+v₁·cos(180-β)·t₁，與s₂對應的彈頭飛行時間為t₂及對應的垂直拋投角度α₂；

此狀態下，拋投器設置參數為：垂直方向上的拋投角度為α₂，水平方向上彈頭拋出的方向偏離標準方向B角度、且與風向所成角度為B+β，B＝arccos(2·s₁²–(v₁·sin(β-90)·t₂)²)/(2·s₁²)”；

(3)風向與標準方向所成角度為銳角γ時：提取步驟一中的數據庫的彈頭飛行距離為s₃＝s₁-v₁·cosγ·t₁，與s₃對應的彈頭飛行時間為t₃及垂直拋投角度α₃；

此狀態下，拋投器設置參數為：垂直方向上的拋投角度為α₃，水平方向上彈頭拋出的方向偏離標準方向C角度、且與風向所成角度為C+γ，C＝arccos(2·s₁²–(v₁·cosγ·t₃)²/(2·s₁²)；

三、調整拋投器角度：根據步驟二設定的參數值調整拋投器；

四、拋投器進行彈頭拋射；

五、彈頭二次校正：

(一)通過定位裝置(53)來定位彈頭位置，并通過無線傳輸裝置(51)將位置信息傳輸至地面控制系統，判斷彈頭是否按照預定軌跡飛行；

(二)若彈頭按照預定軌跡飛行，則不需要對彈頭進行二次校正；若彈頭偏離預定軌跡，彈頭臨近預定軌跡一側的風阻板(44)從槽室(43)彈出從而增大該側風阻，使彈頭向預定軌跡一側轉彎至彈頭的飛行方向對準拋投目標點后，槽室(43)傾倒，使風阻板(44)落入彈體(3)表面的凹槽(32)內。