RU221398U1 - Беспилотный летательный аппарат - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к малоразмерным беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Беспилотный летательный аппарат содержит корпус с маршевой силовой установкой. При этом маршевая силовая установка включает в себя один двигатель на электрической тяге с тянущим складывающимся воздушным винтом, а корпус аппарата выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» с малым удлинением. Причем маршевая силовая установка вынесена вперед корпуса на величину, обеспечивающую требуемый диапазон центровок, в рамках которого возможно изменение массы полезной нагрузки и батарей без изменения положения центра масс. Также на верхней поверхности корпуса съемно установлено двухкилевое вертикальное оперение, выполненное с возможностью его установки вертикально вниз на концевых частях крыльев. При этом на крыле летательного аппарата также установлена, с возможностью съема посредством кронштейнов, подъемная силовая установка, которая включает в себя подъемные двигатели с воздушными винтами и балки размещения подъемных двигателей, в которых располагаются контроллеры управления подъемными двигателями, имеются выходы для разъемов электрических силовых и сигнальных кабелей. Техническим результатом полезной модели является увеличение скорости конвертации аэродинамической схемы устройства за счет увеличения функциональности конструктивных элементов. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к малоразмерным беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и может быть использована в качестве воздушного носителя полезной нагрузки различного типа и габаритов общей массой до 0,5 кг в течение часа в различном диапазоне высот и скоростей в режиме автономного и/или дистанционно управляемого полета в районе или по маршруту с возможностью осуществления вертикального взлета и посадки.

Беспилотный летательный аппарат входит в состав беспилотного многоцелевого комплекса, который с помощью выбранных средств целевой нагрузки БПЛА способен решать задачи по сбору и обработке информации об объектах и районах в целях обеспечения потребителей данными, необходимыми для успешного решения различных задач в ходе их служебной и хозяйственной деятельности.

Известны конструкции малоразмерных БПЛА самолетного типа схемы «летающее крыло» с электрической силовой установкой, способные совершать полет с аналогичной полезной нагрузкой и выполнять старт с катапульты, с амортизатора, с рук оператора, а посадку производить с помощью парашюта, а также БПЛА, способные выполнять вертикальный взлет и посадку за счет использования подъемных двигателей.

Известны малогабаритная беспилотная авиационная система (RU 127717, МПК B64F 1/04, В64С 39/02, опубл. 10.05.2013), беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки (RU 199511, МПК В64С 27/30, опубл. 04.09.2020), беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, предназначенный для ведения воздушной топографической съемки (RU208853, МПК В64С 27/28, опубл. 18.01.2022), беспилотный летательный аппарат (RU 228140, МПК В64С 39/02, В64С 39/00, опубл. 27.11.2006), беспилотный летательный аппарат (RU 2754277, МПК В64С 39/00, опубл. 31.08.2021), беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки (RU 2767390, МПК В64С 39/02, В64С 27/22, В64С 27/28, опубл. 17.03.2022), малогабаритная беспилотная авиационная система (RU 2473455, МПК В64С 39/02, опубл. 27.01.2013), являющиеся близкими к данной полезной модели по технической сущности и достигаемому результату.

Основным недостатком данных устройств является отсутствие универсальности, т.е. совмещения возможностей аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой и аппаратов с системой запуска с катапульты или амортизатора.

Наиболее близким аналогом является сборно-разборный беспилотный летательный аппарат с горизонтальным полетом вертикального взлета и посадки (RU 207716, МПК В64С 39/02, В64С 27/22, опубл. 12.11.2021), который содержит секцию крыло-фюзеляж, консоли крыла, плотно насаженные на цилиндрические трубки, соединяющиеся с секцией посредством осевых держателей, установленных в цилиндрических отверстиях секции, а также пилоны, на которых размещены подъемные винты, причем в пилонах выполнены цилиндрические отверстия, через которые пилоны установлены на цилиндрических трубках, между секцией и консолями крыла, а также хвостовую часть, на которой расположено вертикальное оперение и кронштейн, на котором установлено горизонтальное оперение, при этом в передней части секции крыло-фюзеляж установлена моторама с двигателем и маршевым винтом, также корпус-обтекатель и капот крепятся к переднему шпангоуту, причем корпус-обтекатель также закреплен на шпангоутах, в последнем из которых выполнены два отверстия для проводки тяг к рулю направления и рулю высоты, помимо прочего на секции крыло-фюзеляж расположены топливный бак в передней части, электроаккумулятор в средней части и контроллер управления полетом.

Конструкция БПЛА RU 207716 позволяет осуществлять взлет и посадку вертикально и не требует специальных систем запуска, однако не имеет возможности быстрого демонтажа подъемной силовой установки и запуска БПЛА с катапульты или амортизатора, и посадки на парашюте, с целью увеличения дальности полета и полезной нагрузки.

Задачей заявляемой полезной модели является возможность быстрой конвертации аэродинамической схемы «летающее крыло» с маршевым двигателем с тянущим воздушным винтом в схему «летающее крыло» с подъемной силовой установкой для возможности осуществления полета с вертикальным взлетом и посадкой.

Техническим результатом полезной модели является увеличение скорости конвертации аэродинамической схемы устройства за счет увеличения функциональности конструктивных элементов.

Технический результат достигается за счет того, что в беспилотном летательном аппарате, содержащем корпус с маршевой силовой установкой, маршевая силовая установка включает в себя один двигатель на электрической тяге с тянущим складывающимся воздушным винтом, а корпус аппарата выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» с малым удлинением, причем маршевая силовая установка вынесена вперед корпуса на величину, обеспечивающую требуемый диапазон центровок, в рамках которого возможно изменение массы полезной нагрузки и батарей без изменения положения центра масс, также на верхней поверхности корпуса съемно установлено двухкилевое вертикальное оперение, выполненное с возможностью его установки вертикально вниз на концевых частях крыльев, при этом на крыле летательного аппарата также установлена, с возможностью съема посредством кронштейнов, подъемная силовая установка, которая включает в себя подъемные двигатели с воздушными винтами и балки размещения подъемных двигателей, в которых располагаются контроллеры управления подъемными двигателями, имеются выходы для разъемов электрических силовых и сигнальных кабелей.

Двухкилевое вертикальное оперение, представляющее собой концевые шайбы крыла, ориентировано вниз с целью удобства запуска БПЛА с рук или амортизатора, а также возможности посадки на парашюте «на спину» с целью предотвращения повреждения полезной нагрузки, установленной на нижней части крыла.

Крыло обладает малым удлинением, что позволило отказаться от придания ему стреловидности по передней кромке и улучшения аэродинамического качества с одной стороны, и позволяет повысить строительную высоту профиля и снизить массу конструкции крыла при увеличении полезного объема - с другой стороны.

Тянущий воздушный винт маршевой силовой установки позволяет обеспечить требуемый диапазон центровок при удобстве расположения полезной нагрузки без необходимости добавления в конструкцию фюзеляжа или передней гондолы для увеличения внутренних объемов.

Балки размещения подъемных двигателей одновременно выполняют роль шасси.

В конфигурации для вертикального взлета и посадки вертикальное оперение представлено двумя килями, располагающимися вблизи продольной оси самолета на верхней поверхности крыла с целью возможности осуществления вертикального взлета/посадки «на брюхо».

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную задачу.

Пример реализации полезной модели представлен на фиг.1-3.

На фиг.1 - общий вид БПЛА в конфигурации без подъемной силовой установки представлен на в аксонометрии;

на фиг. 2 - в двух проекциях (вид сверху и вид снизу).

На фиг. 3 - общий вид БПЛА в конфигурации с подъемной силовой установкой представлен в аксонометрии.

БПЛА в конфигурации без подъемной силовой установки (фиг. 1) содержит крыло 1, элевоны 2, маршевую силовую установку 3, вертикальное оперение 4. Маршевая силовая установка включает в себя складной воздушный винт и электродвигатель с контроллером управления. Вертикальное оперение 4 двухкилевое, установлено на концах крыла и обращено вниз для удобства запуска и возможности посадки на парашюте «на спину» с целью сохранности электронного оборудования, располагающегося под центром масс внутри крыла и прикрывающегося люком 5 (фиг.2). Парашют укладывается в специальный отсек, прикрытый люком 6. Люк 7 (фиг. 2) служит для расположения модуля телеметрии. Под люком 8 (фиг. 2) установлена антенна спутниковой навигации. Люки 2 служат для доступа к сервоприводам элевонов.

БПЛА в конфигурации с подъемной силовой установкой (фиг. 3) включает в себя те же части, что и БПЛА в конфигурации без подъемной силовой установки: крыло 1, элевоны 2, маршевую силовую установку 3, но дополнительно оснащается подъемной силовой установкой, включающей в себя подъемные двигатели с воздушными винтами 10, балки размещения подъемных двигателей 11. Половинки двухкилевого вертикального оперения 12 устанавливаются зеркально относительно плоскости симметрии самолета вблизи продольной оси самолета в районе задней кромки крыла и ориентированы вверх. Балки размещения подъемных двигателей 11 одновременно выполняют роль шасси. Внутри балок 11 располагаются контроллеры управления подъемными двигателями, имеются выходы для разъемов электрических силовых и сигнальных кабелей и кронштейны крепления к крылу, позволяющие выполнять быстрый монтаж или демонтаж подъемной силовой установки.

В конструкции представляемого БПЛА предусмотрена возможность быстрого монтажа/демонтажа подъемной силовой установки, включающей в себя четыре подъемных двигателя, четыре регулятора мощности этих двигателей, четыре воздушных винта, две балки для закрепления двигателей на планере БПЛА, а также кронштейны крепления балок, проводку электропитания и разъемы, распределитель питания подъемных двигателей. Монтаж и демонтаж подъемной силовой установки возможно осуществлять за короткое время с использованием минимального набора стандартных инструментов в заводских или полевых условиях. Вертикальное оперение, представляемое двумя килями, расположенными на концах крыла, ориентированными вниз, крепящимися к нижней поверхности крыла, в случае переоборудования самолета для вертикального взлета монтируются на верхнюю поверхность крыла в задней части в районе плоскости симметрии самолета.

Claims (1)

1. Беспилотный летательный аппарат, содержащий корпус с маршевой силовой установкой, отличающийся тем, что маршевая силовая установка включает в себя один двигатель на электрической тяге с тянущим складывающимся воздушным винтом, а корпус аппарата выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло» с малым удлинением, причем маршевая силовая установка вынесена вперед корпуса на величину, обеспечивающую требуемый диапазон центровок, в рамках которого возможно изменение массы полезной нагрузки и батарей без изменения положения центра масс, также на верхней поверхности корпуса съемно установлено двухкилевое вертикальное оперение, выполненное с возможностью его установки вертикально вниз на концевых частях крыльев, при этом на крыле летательного аппарата также установлена, с возможностью съема посредством кронштейнов, подъемная силовая установка, которая включает в себя подъемные двигатели с воздушными винтами и балки размещения подъемных двигателей, в которых располагаются контроллеры управления подъемными двигателями, имеются выходы для разъемов электрических силовых и сигнальных кабелей.

Images