战车的主动防护系统的制作方法

1.本发明属于车辆防护技术领域，具体涉及一种战车的主动防护系统。


背景技术：

2.对于战车来说，车体需要面对单兵武器及各口径武器例如火箭筒多方位打击与毁伤。通常的防护策略有三种。
3.第一种，安装被动防护装甲。目前，一些装甲车辆通过在车体及炮塔安装吸能型装甲例如高强装甲钢、陶瓷、玻璃纤维和铝合金等以抵抗打击，分散、偏转爆炸冲击波，减少对车底板产生的压力。吸能型装甲加装在车体之上，有一定的防护效果，但质量沉重、材料结构复杂，降低了装甲车的通过性和战斗性能。
4.第二种，主动防护策略。通过探测装置以主动方式获得来袭弹药的运动特征，然后通过计算机控制对抗装置例如拦截弹，对抗、摧毁来袭弹药，使之无法直接命中被防护目标，拦截弹通过硬杀伤来摧毁来袭弹药，为装甲车辆提供防护，但拦截弹需要占用炮塔上的空间，安装、保护位置受限，难以做到360度全方位防护，且，影响其它功能部件的安装。另，拦截弹的数量有限。
5.第三种，在战车周身外挂栅格装甲。金属骨架的栅格可以夹、卡住来袭火箭弹，以减轻对车体的伤害，可用于抵御空心爆破战斗部的火箭弹例如破甲弹，但不能抵御动能穿甲弹。栅格装甲的优点是简单轻巧，缺点是，因为是外挂的，明显影响其它功能部件的安装，其安装、保护位置受限；且对动能穿甲弹无效。
6.所以，发明一种更加简单有效的战车防护系统是时之所需。


技术实现要素：

7.本发明针对的技术问题是：现有三种防护策略存在质量沉重、结构复杂，安装空间影响其它部件功能发挥，拦截效率低等缺点，需要发明一种更加简单有效的战车防护系统。
8.本发明采用的技术方案是：当火箭弹或导弹来袭时，在车体与来袭者之间设置一道旋转的屏障，接触、碰撞、阻拦并使来袭者的姿态和轨迹产生变化，失去原有爆破效果，从而保护了车体。
9.本发明包含的技术特征是：一种战车的主动防护系统，设置在车体上，包括探测雷达、控制系统、碰撞机构。
10.所述探测雷达受控发射和接收雷达波，以主动方式获得来袭弹药的运动特征数据，并传输给控制系统；所述控制系统控制探测雷达和碰撞机构，并根据探测雷达传来的数据计算分析，产生防守对策，驱动碰撞机构对抗来袭弹药。
11.所述碰撞机构包括基座、机械臂、连接轴、电动机、叶片。
12.所述基座安装在车体上，连接和支承机械臂；基座可受控绕自身中心轴作定轴转动。
13.所述机械臂一端连接基座，另一端通过连接轴连接、支承叶片；机械臂可通过自身
的调节，调整叶片的位置和姿态。
14.所述连接轴固定连接、支承叶片。
15.所述电动机安装在机械臂与连接轴之间，驱动连接轴、叶片转动。
16.所述叶片，可受控转动，形成一道旋转的屏障。以接触、碰撞、拦截来袭弹药，保护车体。
17.所述机械臂包括三根连杆和三个连接点，分别是连杆一、连杆二、连杆三、连接点一、连接点二、连接点三；三根连杆通过连接点依次首尾相连，连杆一通过连接点一与基座可转动的连接，连杆二通过连接点二与连杆一可转动的连接，连杆三通过连接点三与连杆二可转动的连接；其中，连杆一包括前端和后端，连杆一后端可以绕连杆一轴心作定轴转动；连杆二包括前端和后端，连杆二后端可以绕连杆二轴心作定轴转动；控制中心控制连杆一、连杆二、连杆三、连接点一、连接点二、连接点三的运动，从而调整叶片位置和姿态。
18.所述叶片以连接轴轴心为中心对称设置。
19.所述叶片采用复合材料（例如合金钢、碳纤维、凯夫拉纤维）制造，以增加韧性更好的碰撞拦截来袭弹药。
20.所述叶片包括二个或者以上子叶，各个子叶之间角度均匀的设置；优选三个子叶。
21.所述二个或者以上子叶之间固定连接。
22.也可以，所述二个或者以上子叶是可拆卸的。
23.所述车体包括炮塔，炮塔可转动的设置在车体上部，碰撞机构安装在炮塔上，可随炮塔一同转动。
24.所述一种战车的主动防护系统包括二个或者以上碰撞机构。
25.本方案还提供一种战车，包括所述一种战车的主动防护系统。
26.本方案在适当的位置设置适当的部件，例如电源提供电量给探测雷达、控制系统、碰撞机构，电线和数据线连接探测雷达、控制系统、碰撞机构，电线和数据线可以沿控制系统、基座、机械臂，达到连接轴和电动机。
27.本发明的有益效果是。
28.1）本方案通过叶片的旋转，在来袭弹药例如火箭弹与车体之间形成一道旋转的屏障。当来袭火箭弹进入旋转的屏障时，叶片以来袭火箭弹轨迹垂直方向横向碰撞火箭弹侧身，从而以较小的力改变火箭弹轨迹，进而导致火箭弹的头部无法按设计攻击车体，来袭弹药无法正常引爆，从而保护了车体。
29.2）本方案可以根据需要，预先调节机械臂、调整叶片到适当的位置和姿态，预先在可能的来袭位置设置一道旋转的屏障保护。车体在不同的环境中首要的防守位置是不同的，例如，当预防直升机攻击时，首要保护的位置是车顶，当经过村庄等复杂路段时，首要保护的位置是车的侧身，本方案可以根据需要预先调整叶片到适当的位置和姿态，满足不同的防护需要。
30.3）本方案相对现有被动防护装甲的优点在于，本方案通过叶片形成一道旋转的屏障不需要笨重的装甲，对材料要求较低，这对战车的通过性和战斗性能是有益的。
31.本方案相对现有发射拦截弹的主动防护策略的优点在于，本方案可以根据需要调节的位置和姿态，从而可以动态的在重点位置加强防护，现有的主动防护策略只能将拦截弹设置在固定的位置并影响其它功能部件的安装，所以，本方案相对现有的主动防护策略
效果更好，且更方便。本方案是通过碰撞而非爆炸来保护车体，不需要消耗拦截弹，相对现有的主动防护策略更加持久。
32.本方案不同于栅格装甲外挂车身有距离限制，也不同于栅格装甲安装位置受限并影响其它功能部件的安装，本方案可以灵活设置在更远的距离，安装的位置也更加灵活。本方案不仅能抵御破甲弹，还能抵御动能穿甲弹。
附图说明
33.图1 所述一种战车的主动防护系统总体示意图。
34.图2 所述一种战车的主动防护系统系统框架示意图。
35.图3 碰撞机构结构示意图。
36.图4 三个叶片展开时结构示意图。
37.图5 三个叶片叠放时结构示意图。
38.图中，10车体，12炮塔， 20控制系统，22探测雷达，30碰撞机构，32基座，34连接轴，36电动机，38叶片，40机械臂，42连杆一，44连杆二，46连杆三，48连接点一，50连接点二，52连接点三，60屏障、62火箭弹、64轨迹；326伺服电机,328转动，422前端，424后端，426伺服电机，428转动，442前端，444后端，446伺服电机，448转动，382子叶。
具体实施方式
39.需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本发明中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
40.下面结合图1至图5， 对本发明的优选实施例作进一步详细说明。
41.如图1、2所示，所述一种战车的主动防护系统包括探测雷达22、控制系统20、碰撞机构30。所述碰撞机构30包括基座32、机械臂40、连接轴34、电动机36、叶片38。
42.所述探测雷达22主动探测来袭弹药例如火箭弹62的运动特征，并将所获运动特征信息转输给控制系统20，控制系统20通过分析计算，调节机械臂40使叶片38处于需要的恰当的位置和姿态，以碰撞、拦截来袭弹药，保护车体10。所述车体10包括炮塔12，炮塔12可转动的设置在车体10上部，碰撞机构30安装在炮塔12上，可随炮塔12一同转动。探测雷达22设置在炮塔12上，随炮塔12一同转动，以更好的探测来袭弹药，也避免了妨碍炮塔12转动。
43.所述碰撞机构30设置在炮塔12上，可随炮塔12一同转动，以更好的拦截来袭弹药，也避免了妨碍炮塔12转动。所述基座32可转动的连接在炮塔12上，所述机械臂40一端可旋转的连接在基座32上，另一端通过连接轴34连接、支承叶片38，机械臂40通过自身的调节，可调整叶片38到需要的恰当的位置和姿态，电动机36设置在机械臂40与连接轴34之间，驱动连接轴34和叶片38以连接轴34的轴心为中心作定轴旋转，形成一道旋转的屏障60，以碰撞、拦截来袭弹药，保护车体10。图1中，所述一种战车的主动防护系统设置有两套碰撞机构30，分别位于炮塔12左右两侧。左侧碰撞机构30已调节到车体10上方，高速旋转的叶片38与一支来袭火箭弹62碰撞，叶片38从火箭弹62侧面横向扫过来袭火箭弹62，使火箭弹62改变了运动轨迹64，落在附近地面，从而保护了炮塔12，这对于防止直升飞机等从顶部攻击车体10是有益的。右侧碰撞机构30已调节到车体10右侧备战，其高速旋转的叶片38形成一道旋
转的屏障60以碰撞、拦截右侧来袭弹药，这对于战车经过复杂地区（例如村庄）时，预防火箭弹62从面侧面偷袭，保护战车是有益的。多套碰撞机构30同时使用，可在不同方位同时保护战车，不留死角。
44.所述叶片38以连接轴34为中心对称设置。
45.所述叶片38采用复合材料（例如合金钢、碳纤维、凯夫拉纤维）制造，以增加韧性更好的碰撞拦截来袭弹药。
46.图2是系统框架示意图，所述一种战车的主动防护系统中，控制系统20控制探测雷达22、碰撞机构30的运行。探测雷达22以主动方式获得来袭弹药的运动特征数据，将数据传输给控制系统20，控制系统20根据这些数据产生防守对策，调节基座32、机械臂40，调整叶片38到需要的适当的位置和姿态，使叶片38处于来袭弹药与车体10之间，使叶片38垂直于来袭弹药的轨迹64，即所述需要的恰当的位置和姿态；控制系统20通过电动机36驱动叶片38高速旋转，产生足够的动量，形成一道旋转的屏障60，当来袭弹药与旋转的叶片38相碰撞，叶片38从侧面横向扫过来袭弹药，叶片38的动量传递给来袭弹药，使来袭者偏离原有轨迹64，尤其是其弹头，无法按其设计钻入车体10，所以，本方案可通过侧面推碰以改变来袭者原有轨迹64，而非与来袭者正面硬扛，不仅能抵御破甲弹，还能抵御动能穿甲弹。
47.如图3所示，所述机械臂40包括三根连杆和三个连接点，分别是连杆一42、连杆二44、连杆三46、连接点一48、连接点二50、连接点三52；三根连杆通过连接点依次首尾相连，连杆一42通过连接点一48与基座32可转动的连接，连杆二44通过连接点二50与连杆一42可转动的连接，连杆三46通过连接点三52与连杆二44可转动的连接；其中，连杆一42包括前端422和后端424，连杆一42后端424可以绕连杆一42轴心相对前端422作定轴转动428；连杆二44包括前端442和后端444，连杆二44后端444可以绕连杆二44轴心相对前端442作定轴转动448；控制中心控制连杆一42、连杆二44、连杆三46、连接点一48、连接点二50、连接点三52的运动，从而调整叶片38位置和姿态。
48.连杆一42、连杆二44、连接点一48、连接点二50、连接点三52内各设置有驱动机构以驱动连杆一42、连杆二44、连接点一48、连接点二50、连接点三52完成各自运动动作，例如连杆一42内设置有伺服电机426受控驱动连杆一42后端424相对前端422转动428；连杆二44内设置有伺服电机446受控驱动连杆二44后端444相对前端442转动448；连接点一48设置有伺服电机（图中没有示出）受控驱动连杆一42相对基座32转动；连接点二50设置有伺服电机受控驱动连杆二44相对连杆一42转动；连接点三52设置有伺服电机受控驱动连杆三46相对连杆二44转动。
49.所述基座32可旋转的连接在炮塔12上，基座32内设置有伺服电机326，伺服电机326受控驱动基座32受控绕自身中心轴作定轴转动328，即相对炮塔12转动328。基座32和机械臂40受控转动，从而调整叶片38到恰当的位置和姿态。
50.如图4所示，所述叶片38由三个子叶382组成，三个子叶382角度均匀的设置。
51.更多的子叶382，优点是叶片38在相同的旋转速度下，可以更容易的碰撞、拦截来袭弹药，缺点是增加了系统的复杂程度。
52.如图5所示，三个子叶382是可拆卸的。在停止工作时，将三个子叶382拆卸叠放在一起，可方便维护，也减少占用空间。也方便子叶382碰撞来袭弹药后可能的损耗以更换。
53.现有例如火箭弹飞行速度通常在100米/秒至300米/秒之间，本实施例中采用三个
子叶382以50转/秒旋转形成的一道旋转的屏障60，完全可以接触、碰撞到长度1米以上飞行速度300米/秒以内火箭弹62。但对于更高飞行速度的弹药例如飞行速度900米/秒以上的炮弹就只能有1/3左右的概率接触、碰撞机会。所以，本方案是针对防御火箭弹这类武器设计的，对于更高速的来袭弹药例如炮弹只有一定概率拦截效果。
54.可以理解，本实例还包括电源、电线和数据线，电源可以设置在车体10内，通过电线向各部件提供电力，包括探测雷达22、控制系统20、碰撞机构30；电线和数据线连接探测雷达22、控制系统20、碰撞机构30，电线和数据线可以沿控制系统20、基座32、机械臂40，达到连接轴34和电动机36；这是公开技术，本领域的技术人员可以理解。
55.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。