RU230537U1

RU230537U1 - UNMANNED AERIAL VEHICLE BEAM

Info

Publication number: RU230537U1
Application number: RU2024115611U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Девитт; Константин Алексеевич Бурдинов; Андрей Андреевич Житников; Айрат Айдарович Биляев; Дмитрий Владимирович Павлов; Юрий Геннадьевич Сухоруков; Дмитрий Андреевич Пономарев
Original assignee: Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Filing date: 2024-06-06
Publication date: 2024-12-09

Abstract

Полезная модель относится к летательным аппаратам, в частности к конструкции разборного беспилотного летательного аппарата. Балка беспилотного воздушного судна содержит продольное основание, имеющее стенки и внутреннюю полость; хвостовое оперение, выполненное на конце основания и содержащее киль, расположенный в нормальной плоскости, и присоединенный к нему руль направления. Причем основание в передней части содержит гнездо каплевидной формы с первым углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем. Причем основание в области между центром и килем содержит гнездо аэродинамической формы со вторым углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем. Причем первое и второе углубления имеют форму, которая обеспечивает возможность изменения угла закрепления электродвигателя относительно нормали в поперечной плоскости. Полезная модель позволяет упростить и ускорить процессы сборки/разборки и транспортировки БПЛА, а также позволяет подобрать оптимальный угол наклона электродвигателя относительно балки и БПЛА, что исключит необходимость изготовления отдельно правой балки и левой балки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to aircraft, in particular to the design of a disassemblable unmanned aerial vehicle. The beam of an unmanned aerial vehicle contains a longitudinal base having walls and an internal cavity; a tail assembly made at the end of the base and containing a keel located in a normal plane and a rudder attached to it. Moreover, the base in the front part contains a teardrop-shaped socket with a first recess and fasteners for connection to an electric motor. Moreover, the base in the area between the center and the keel contains an aerodynamically shaped socket with a second recess and fasteners for connection to an electric motor. Moreover, the first and second recesses have a shape that provides the ability to change the angle of fastening of the electric motor relative to the normal in the transverse plane. The utility model allows to simplify and speed up the processes of assembly/disassembly and transportation of the UAV, and also allows to select the optimal angle of inclination of the electric motor relative to the beam and the UAV, which eliminates the need to manufacture the right beam and the left beam separately. 2 sec. f-ly, 4 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe field of technology to which the utility model relates

Полезная модель относится к летательным аппаратам, в частности к конструкции разборного беспилотного летательного аппарата.The utility model relates to aircraft, in particular to the design of a disassemblable unmanned aerial vehicle.

Уровень техникиState of the art

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА, UAV) постепенно становятся частью повседневной жизни – они выполняют доставку грузов, различные исследования, анализ окружающего пространства, мониторинг территорий, контроль объектов, фото- и видеосъемку, используются в спасательных операциях и находят множество других применений.Unmanned aerial vehicles (UAVs) are gradually becoming a part of everyday life – they deliver cargo, conduct various studies, analyze the surrounding space, monitor territories, control objects, take photos and videos, are used in rescue operations and find many other applications.

Поскольку в типовом сценарии применения БПЛА не работает круглосуточно над одной и той же ограниченной территорией, а должен выполнять задачи на разных территориях и в разное время, важное значение приобретают вопросы быстрой и удобной транспортировки не находящегося в работе БПЛА от одной точки к другой точке и быстрой подготовки БПЛА к эксплуатации. Кроме того, БПЛА самолетного типа является довольно громоздким и требует либо наличия специально подготовленного транспорта, либо выполнения в разборном виде. Авторы настоящего документа предлагают ряд решений, которые позволяют повысить эффективность использования разборного БПЛА.Since in a typical scenario of use the UAV does not operate around the clock over the same limited territory, but must perform tasks in different territories and at different times, the issues of fast and convenient transportation of the UAV when not in operation from one point to another and fast preparation of the UAV for operation are of great importance. In addition, an airplane-type UAV is quite bulky and requires either specially prepared transport or a disassembled version. The authors of this document propose a number of solutions that allow for increasing the efficiency of using a disassembled UAV.

Сущность полезной моделиThe essence of the utility model

Предложена балка беспилотного воздушного судна, содержащая:A beam of an unmanned aerial vehicle is proposed, comprising:

продольное основание, имеющее стенки и внутреннюю полость;a longitudinal base having walls and an internal cavity;

хвостовое оперение, выполненное на конце основания и содержащее киль, расположенный в нормальной плоскости, и присоединенный к нему руль направления,a tail assembly formed at the end of a base and containing a keel located in the normal plane and a rudder attached to it,

причем основание в передней части содержит гнездо каплевидной формы с первым углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем,wherein the base in the front part contains a teardrop-shaped socket with a first recess and fastening elements for connection to an electric motor,

причем основание в области между центром и килем содержит гнездо аэродинамической формы со вторым углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем,wherein the base in the region between the center and the keel contains a socket of an aerodynamic shape with a second recess and fastening elements for connection to the electric motor,

причем первое и второе углубления имеют форму, которая обеспечивает возможность изменения угла закрепления электродвигателя относительно нормали в поперечной плоскости.wherein the first and second recesses have a shape that provides the ability to change the angle of attachment of the electric motor relative to the normal in the transverse plane.

В одном из вариантов осуществления основание в области под килем содержит третье углубление и крепежные элементы для соединения со стабилизатором, причем форма третьего углубления повторяет форму стабилизатора.In one embodiment, the base in the area under the keel comprises a third recess and fastening elements for connection to the stabilizer, wherein the shape of the third recess repeats the shape of the stabilizer.

В одном из вариантов осуществления основание в центральной части сверху содержит выступающий элемент аэродинамической формы, предваряющий крыло, а также четвертое углубление и крепежные элементы для соединения с крылом, причем форма четвертого углубления повторяет форму крыла.In one embodiment, the base in the central part at the top contains a protruding element of an aerodynamic shape preceding the wing, as well as a fourth recess and fastening elements for connection to the wing, wherein the shape of the fourth recess repeats the shape of the wing.

Технический результатTechnical result

Настоящая полезная модель позволяет упростить и ускорить процессы сборки/разборки и транспортировки БПЛА, а также позволяет подобрать оптимальный угол наклона электродвигателя относительно балки и БПЛА, что исключит необходимость изготовления отдельно правой балки и левой балки.This useful model allows to simplify and speed up the processes of assembly/disassembly and transportation of UAVs, and also allows to select the optimal angle of inclination of the electric motor relative to the beam and UAV, which eliminates the need to manufacture the right beam and left beam separately.

Эти и другие преимущества настоящей полезной модели станут понятны при прочтении нижеследующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи.These and other advantages of the present utility model will become clear upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 показан БПЛА в сборе.Fig. 1 shows the assembled UAV.

На Фиг. 2 показана конструкция консоли крыла.Fig. 2 shows the design of the wing console.

На Фиг. 3 показана конструкция центроплана.In FIG. Figure 3 shows the design of the center section.

На Фиг. 4 показана конструкция балки.Fig. 4 shows the beam structure.

Следует понимать, что фигуры могут быть представлены схематично и не в масштабе и предназначены, главным образом, для улучшения понимания настоящей полезной модели.It should be understood that the figures may be presented schematically and not to scale and are intended primarily to improve the understanding of the present utility model.

Подробное описаниеDetailed description

В настоящей полезной модели описывается беспилотный летательный аппарат (БПЛА) (или иными словами, беспилотное воздушное судно (БВС)), который выполнен в виде самолета вертикального взлета и посадки (СВВП, VTOL). БПЛА выполнен сборно-разборным, обладает возможностями горизонтального полета и вертикального взлета и посадки и сочетает в себе преимущества самолета и коптера.This utility model describes an unmanned aerial vehicle (UAV) (or in other words, an unmanned aerial vehicle (UAV)), which is designed as a vertical takeoff and landing aircraft (VTOL). The UAV is designed to be assembled and disassembled, has horizontal flight and vertical takeoff and landing capabilities, and combines the advantages of an airplane and a copter.

БПЛА в сборе показан на Фиг. 1. БПЛА 1 содержит фюзеляж 2 и присоединенное к нему в верхней задней части крыло 3, содержащее центроплан 4 и присоединенные к нему по краям консоли 5 и 6. Кроме того, БПЛА 1 содержит балки 7 и 8, присоединенные своей центральной частью к крылу 3, и стабилизатор 9, присоединенный по краям к задним частям балок 7 и 8. В задней части фюзеляжа 2 позади крыла и/или под крылом установлен горизонтально двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 10. На балках в передней части и в области между крылом и стабилизатором установлены вертикально электродвигатели 11, 12, 13, 14. К нижней части фюзеляжа 2 присоединены опоры (шасси) 15. Бортовое оборудование (не показано на чертежах) содержится внутри фюзеляжа 2 и при необходимости может быть также установлено на фюзеляже 2 или других частях БПЛА 1. Бортовое оборудование может включать в себя модуль управления двигателями, полетный контроллер, приемопередатчик, модуль навигации, аккумулятор, топливный бак, камеру, датчики. Конкретный набор элементов бортового оборудования и их компоновка не ограничиваются в настоящей полезной модели.The assembled UAV is shown in Fig. 1. UAV 1 comprises a fuselage 2 and a wing 3 attached to it at the upper rear part, comprising a center section 4 and consoles 5 and 6 attached to it at the edges. In addition, UAV 1 comprises beams 7 and 8 attached with their central part to wing 3, and a stabilizer 9 attached at the edges to the rear parts of beams 7 and 8. In the rear part of fuselage 2, an internal combustion engine (ICE) 10 is mounted horizontally behind the wing and/or under the wing. Electric motors 11, 12, 13, 14 are mounted vertically on the beams in the front part and in the area between the wing and the stabilizer. Supports (chassis) 15 are attached to the lower part of fuselage 2. On-board equipment (not shown in the drawings) is contained inside fuselage 2 and, if necessary, can also be installed on fuselage 2 or other parts of UAV 1. On-board equipment can include an engine control module, a flight controller, a transceiver, a navigation module, a battery, a fuel tank, a camera, sensors. The specific set of onboard equipment elements and their arrangement are not limited in this utility model.

Консоль крылаWing console

Крыло 3 выполнено по однолонжеронной схеме с работающей (трехслойной) обшивкой и содержит две консоли 5 и 6 и центроплан 4. На Фиг. 2 показана конструкция левой консоли крыла. Правая консоль имеет аналогичную конструкцию, симметричную левой консоли, поэтому описание Фиг. 2 применимо к обеим консолям.Wing 3 is made according to a single-spar scheme with a working (three-layer) skin and contains two consoles 5 and 6 and a center section 4. Fig. 2 shows the design of the left wing console. The right console has a similar design, symmetrical to the left console, therefore the description of Fig. 2 is applicable to both consoles.

Основным силовым элементом конструкции является лонжерон 16, который работает на изгиб и воспринимает перерезывающую силу. Лонжерон 16 выполнен в виде продольного силового элемента коробчатого типа, расположенного почти по всей длине консоли и содержащего центральную стенку и две накладки, расположенные в корневой части консоли. Как центральная стенка, так и накладки лонжерона 16 должны быть выполнены из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. Накладки прикреплены к центральной стенке – например, с помощью клея, винтового соединения и т.д. Наличие накладок в корневой части консоли увеличивает толщину и, соответственно, прочность лонжерона 16 в области крепления с центропланом, в которой могут действовать повышенные нагрузки. В ином варианте осуществления лонжерон может быть выполнен из единого элемента, имеющего утолщение в корневой части консоли, однако вариант с накладками позволяет использовать для изготовления лонжерона обычные листовые материалы, имеющие одинаковую толщину по всей своей площади. Для увеличения прочности предпочтительно, чтобы толщина накладок была больше толщины центральной стенки лонжерона. В неограничивающем примере центральная стенка лонжерона 16 выполнена из 2 мм стеклотекстолита, а накладки из 3 мм стеклотекстолита.The main load-bearing element of the structure is the spar 16, which operates in bending and perceives the shear force. The spar 16 is made in the form of a longitudinal load-bearing element of a box type, located almost along the entire length of the console and containing a central wall and two pads located in the root part of the console. Both the central wall and the pads of the spar 16 must be made of a lightweight durable material - for example, a composite material or wood. The pads are attached to the central wall - for example, with glue, a screw connection, etc. The presence of pads in the root part of the console increases the thickness and, accordingly, the strength of the spar 16 in the area of attachment to the center section, in which increased loads may act. In another embodiment, the spar can be made of a single element having a thickening in the root part of the console, but the version with pads allows using conventional sheet materials for the manufacture of the spar, having the same thickness over its entire area. To increase strength, it is preferable that the thickness of the pads be greater than the thickness of the central wall of the spar. In a non-limiting example, the central wall of the spar 16 is made of 2 mm fiberglass, and the pads are made of 3 mm fiberglass.

Нервюры 17 прикреплены к лонжерону 16 и имеют форму аэродинамического профиля крыла. Нервюры 17 предназначены для поперечного подкрепления конструкции крыла и поддержания аэродинамического профиля крыла. В корневой нервюре, которая расположена на торце консоли, обращенном к центроплану, имеются технологические отверстия для обеспечения сборки. Корневая нервюра соединена с центральной стенкой и накладками лонжерона 16, остальные нервюры соединены с центральной стенкой лонжерона 16. Нервюры 17 должны быть выполнены из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. В неограничивающем примере нервюры 17 выполнены из фанеры толщиной 3 мм.The ribs 17 are attached to the spar 16 and have the shape of the wing aerodynamic profile. The ribs 17 are intended for transverse reinforcement of the wing structure and for maintaining the wing aerodynamic profile. In the root rib, which is located on the end of the console facing the center section, there are technological holes for ensuring assembly. The root rib is connected to the central wall and the pads of the spar 16, the remaining ribs are connected to the central wall of the spar 16. The ribs 17 must be made of a lightweight, durable material - for example, a composite material or wood. In a non-limiting example, the ribs 17 are made of 3 mm thick plywood.

Помимо лонжерона 16 и нервюр 17, консоль содержит заднюю стенку 18, прикрепленную к нервюрам и выполненную в виде продольного элемента коробчатого типа из композитных материалов. Задняя стенка 18 может быть расположена параллельно лонжерону или с небольшим угловым смещением относительно плоскости, параллельной лонжерону. Задняя стенка 18 служит для местного подкрепления конструкции и передачи крутящего момента. Толщина задней стенки может быть меньше толщины центральной стенки лонжерона. Задняя стенка 18 должна быть выполнена из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. В неограничивающем примере задняя стенка 18 выполнена из 1,5 мм стеклотекстолита.In addition to the spar 16 and the ribs 17, the console comprises a rear wall 18 attached to the ribs and made in the form of a longitudinal box-type element made of composite materials. The rear wall 18 may be located parallel to the spar or with a small angular offset relative to the plane parallel to the spar. The rear wall 18 serves for local reinforcement of the structure and transmission of torque. The thickness of the rear wall may be less than the thickness of the central wall of the spar. The rear wall 18 must be made of a lightweight, durable material - for example, a composite material or wood. In a non-limiting example, the rear wall 18 is made of 1.5 mm fiberglass.

К лонжерону, нервюрам и задней стенке прикреплена охватывающая их обшивка 19, предназначенная для восприятия крутящего момента. Обшивка 19 должна быть выполнена из легкого прочного материала и при этом обладать высокой прочностью. В неограничивающем примере обшивка 19 содержит три слоя, внутренний слой выполнен из листового тонкого пенопласта, а внешние слои выполнены из композитных материалов, таких как карбон или стеклоткань. Совокупная толщина пакета из 3 слоев (2 мм) обеспечивает необходимую местную жесткость и прочность.Attached to the spar, ribs and rear wall is a covering skin 19 intended to absorb the torque. Skin 19 must be made of a light, durable material and at the same time have high strength. In a non-limiting example, skin 19 contains three layers, the inner layer is made of thin sheet foam plastic, and the outer layers are made of composite materials such as carbon or fiberglass. The total thickness of the 3-layer package (2 mm) provides the necessary local rigidity and strength.

Законцовка 20, расположенная на конце консоли, силовым элементом не является, а служит для уменьшения сопротивления и улучшения внешнего вида. Формироваться может, например, из обшивки при выклике.The tip 20, located at the end of the console, is not a power element, but serves to reduce resistance and improve the appearance. It can be formed, for example, from the skin when calling out.

Закладной элемент 21, расположенный внутри консоли между лонжероном 16 и задней частью консоли и соединенный с корневой нервюрой, предназначен для крепления к крылу различных элементов БПЛА и передачи усилий на другие элементы силового набора. Кроме того, закладной элемент 21 в консоли служит кронштейном для защелки 22. В неограничивающем примере закладной элемент 21 может иметь форму параллелепипеда и может быть выполнен из PLA пластика или древесины.The embedded element 21, located inside the console between the spar 16 and the rear part of the console and connected to the root rib, is intended for fastening various elements of the UAV to the wing and transmitting forces to other elements of the power set. In addition, the embedded element 21 in the console serves as a bracket for the latch 22. In a non-limiting example, the embedded element 21 can have the shape of a parallelepiped and can be made of PLA plastic or wood.

Защелка 22 фиксирует консоли, притягивая их к центроплану. Защелка 22 представляет собой узел стыковки, выполненный в виде защелки-клипсы, расположенной в углублении обшивки и предназначенной для соединения с ответной частью защелки-клипсы, расположенной в центроплане. Защелка 22 устанавливается в углублении обшивки для улучшения аэродинамических характеристик, однако при необходимости для удобства изготовления консоли защелка может располагаться непосредственно на обшивке.Latch 22 fixes the consoles, pulling them to the center section. Latch 22 is a docking unit made in the form of a latch-clip, located in a recess in the skin and designed to connect with the mating part of the latch-clip, located in the center section. Latch 22 is installed in the recess in the skin to improve aerodynamic characteristics, but if necessary, for the convenience of manufacturing the console, the latch can be located directly on the skin.

Помимо защелки 22, консоль содержит еще один узел стыковки, выполненный в виде части лонжерона, выступающей за пределы корневой нервюры и имеющей форму клиновидного шипа 23, который сужается в наружном направлении. Клиновидный шип 23 предназначен для вставки в ответный клиновидный паз центроплана. Величина сужения равна сужению инструментального конуса Морзе (1:19). Такая форма позволяет обеспечить необходимый натяг при стыковке консолей с центропланом, исключить люфты, обеспечить необходимую соосность лонжеронов консолей с лонжероном центроплана, а также ускорить и упростить сборку крыла.In addition to the latch 22, the console contains another docking unit made in the form of a part of the spar protruding beyond the root rib and having the shape of a wedge-shaped tenon 23, which narrows in the outer direction. The wedge-shaped tenon 23 is intended for insertion into the mating wedge-shaped groove of the center section. The narrowing value is equal to the narrowing of the Morse instrument cone (1:19). This shape allows for the necessary tension when joining the consoles with the center section, eliminating backlash, ensuring the necessary coaxiality of the console spars with the center section spar, and accelerating and simplifying the wing assembly.

В другом варианте осуществления клиновидный шип 23 может содержать на конце фиксирующий элемент (например, сферический, конический или треугольный выступ, крюк, пружину), предназначенный для сопряжения с ответным фиксирующим элементом в клиновидном пазе центроплана для фиксации клиновидного шипа в клиновидном пазе.In another embodiment, the wedge-shaped tenon 23 may comprise at its end a locking element (for example, a spherical, conical or triangular protrusion, a hook, a spring) intended to mate with a mating locking element in the wedge-shaped groove of the center section to lock the wedge-shaped tenon in the wedge-shaped groove.

Кроме того, консоль может содержать еще один узел стыковки, выполненный в виде карбоновой трубки 24, выступающей за пределы корневой нервюры в задней части консоли параллельно выступающей части лонжерона 16. Трубка 24 простирается вглубь консоли до одной из внутренних нервюр и соединена с нервюрами. Трубка 24 может быть соединена с задней стенкой или может быть расположена рядом с ней; может выполнять функции задней стенки в той области, где задней стенки нет, и/или может усиливать заднюю стенку в той области, где имеется как трубка, так и задняя стенка. На Фиг. 2 показан вариант, в котором трубка 24 доходит до третьей нервюры, считая от корневой, и соединяется своим краем с этой нервюрой и с краем задней стенки, которая простирается от третьей нервюры до конца консоли, что позволяет сберечь ресурсы на изготовление задней стенки, сохранив функционал задней стенки. В данном варианте к задней стенке крепится элерон 25 крыла, механизм управления элероном находится на нижней части консоли. Выступающая часть трубки 24 предназначена для вставки в ответную трубку в центроплане, внутренний размер которой соответствует внешнему размеру выступающей части трубки 24 консоли. Трубка 24 может иметь прямоугольное, квадратное, круглое или иное подходящее сечение. Во время стыковки трубка центроплана и трубка 24 консоли должны быть соосны и вставляются одна в другую. В неограничивающем примере трубка 24 имеет диаметр 10 мм и предназначена для вставки в трубку центроплана диаметром 12 мм.In addition, the console may contain another joint unit made in the form of a carbon tube 24 protruding beyond the root rib in the rear part of the console parallel to the protruding part of the spar 16. The tube 24 extends deep into the console to one of the internal ribs and is connected to the ribs. The tube 24 may be connected to the rear wall or may be located next to it; it may perform the functions of the rear wall in the area where there is no rear wall, and/or it may reinforce the rear wall in the area where there is both a tube and a rear wall. Fig. 2 shows a variant in which the tube 24 reaches the third rib, counting from the root, and is connected by its edge to this rib and to the edge of the rear wall, which extends from the third rib to the end of the console, which makes it possible to save resources for the manufacture of the rear wall, while preserving the functionality of the rear wall. In this embodiment, the aileron 25 of the wing is attached to the rear wall, the aileron control mechanism is located on the lower part of the console. The protruding part of the tube 24 is intended for insertion into the mating tube in the center section, the internal size of which corresponds to the external size of the protruding part of the tube 24 of the console. The tube 24 can have a rectangular, square, round or other suitable cross-section. During docking, the center section tube and the tube 24 of the console must be coaxial and inserted into each other. In a non-limiting example, the tube 24 has a diameter of 10 mm and is intended for insertion into a center section tube with a diameter of 12 mm.

Комбинация двух узлов стыковки на разных концах корневой части консоли (клиновидный шип 23 и трубка 24) позволяет увеличить жесткость и прочность конструкции, и вместе с тем обеспечить необходимую соосность лонжеронов и трубок консолей с лонжероном и трубкой центроплана, и соответственно ускорить и упростить сборку крыла.The combination of two joints at different ends of the console root (wedge-shaped tenon 23 and tube 24) allows for increasing the rigidity and strength of the structure, and at the same time ensuring the necessary alignment of the console spars and tubes with the center section spars and tube, and accordingly accelerating and simplifying the wing assembly.

Еще в одном варианте осуществления трубка 24 консоли имеет круглое сечение, а длина выступающей части трубки 24 консоли больше длины выступающей части 23 лонжерона (клиновидного шипа 23). За счет этого обеспечивается возможность установки консоли следующим образом. Центроплан уже зафиксирован в горизонтальной плоскости на фюзеляже, и необходимо вставить в него с двух сторон консоли. Консоль вынимается из упаковки и удерживается на весу продольно в вертикальной плоскости так, что передняя закругленная часть (передняя кромка) консоли направлена вниз, а задняя заостренная часть консоли (задняя кромка и/или элерон) направлена вверх. Удерживание консоли в таком положении является наиболее простым и естественным: передняя часть консоли является более тяжелой и при этом именно она является более обтекаемой, чем задняя часть, поэтому ее проще удерживать на руках внизу. При таком положении консоли выше горизонтально располагается трубка 24, а ниже горизонтально располагается клиновидный шип 23. Трубка 24 консоли частично вставляется в трубку центроплана, а поскольку длина выступающей части трубки 24 больше длины клиновидного шипа 23, имеется возможность использовать трубку 24 в качестве оси вращения и поднять переднюю часть консоли, повернув ее относительно трубки 24 без столкновения клиновидного шипа 23 с центропланом и без необходимости удерживания консоли за элерон 25. Далее, имея уже вставленную трубку 24, консоль легко можно протолкнуть в направлении центроплана, сохраняя соосность, и за счет клиновидной формы шипа 23 быстро и точно вставить его в соответствующий паз центроплана. После этого консоль окончательно прикрепляется к центроплану с помощью защелки 22. Таким образом, обеспечивается ускоренная и упрощенная сборка крыла с сохранением высоких характеристик жесткости и прочности.In another embodiment, the tube 24 of the console has a circular cross-section, and the length of the protruding part of the tube 24 of the console is greater than the length of the protruding part 23 of the spar (wedge-shaped tenon 23). Due to this, it is possible to install the console as follows. The center section is already fixed in the horizontal plane on the fuselage, and it is necessary to insert the consoles into it from both sides. The console is removed from the package and held in the air longitudinally in the vertical plane so that the front rounded part (the front edge) of the console is directed downwards, and the rear pointed part of the console (the rear edge and/or aileron) is directed upwards. Holding the console in this position is the simplest and most natural: the front part of the console is heavier and at the same time it is more streamlined than the rear part, so it is easier to hold it with your hands below. With this position of the console, the tube 24 is located horizontally above, and the wedge-shaped tenon 23 is located horizontally below. The tube 24 of the console is partially inserted into the tube of the center section, and since the length of the protruding part of the tube 24 is greater than the length of the wedge-shaped tenon 23, it is possible to use the tube 24 as an axis of rotation and raise the front part of the console, turning it relative to the tube 24 without collision of the wedge-shaped tenon 23 with the center section and without the need to hold the console by the aileron 25. Further, having the tube 24 already inserted, the console can easily be pushed in the direction of the center section, maintaining coaxiality, and due to the wedge-shaped shape of the tenon 23, quickly and accurately insert it into the corresponding groove of the center section. After this, the console is finally attached to the center section using the latch 22. Thus, an accelerated and simplified assembly of the wing is ensured while maintaining high rigidity and strength characteristics.

Аналогичным образом выполняется разборка крыла. Открепляется защелка 22, консоль вытягивается из центроплана до тех пор, пока не будет вынут клиновидный шип 23, но при этом часть трубки 24 консоли по-прежнему остается внутри трубки центроплана. Затем передняя часть консоли вместе с клиновидным шипом 23 опускается вниз путем поворота относительно трубки 24, после чего консоль можно окончательно вынуть, и она окажется в положении, удобном для переноса и укладки в тару.The wing is disassembled in a similar manner. The latch 22 is released, the console is pulled out of the center section until the wedge-shaped pin 23 is removed, but part of the tube 24 of the console still remains inside the center section tube. Then the front part of the console together with the wedge-shaped pin 23 is lowered down by turning relative to the tube 24, after which the console can be finally removed, and it will be in a position convenient for carrying and placing in a container.

Разъем электросистемы (не показан на чертежах) расположен на корневой нервюре между лонжероном и задней частью консоли и предназначен для соединения с ответным разъемом электросистемы, расположенным в центроплане. Приведенная выше комбинация узлов стыковки обеспечивает повышенную точность ориентации корневой нервюры на финальном отрезке этапа соединения консоли с центропланом, поэтому нет необходимости отдельно вручную соединять разъем – он точно вставляется в ответную часть разъема на центроплане сам, что также упрощает и ускоряет сборку крыла и в целом БПЛА.The electrical system connector (not shown in the drawings) is located on the root rib between the spar and the rear part of the console and is designed to connect to the mating electrical system connector located in the center section. The above combination of docking units provides increased accuracy of the root rib orientation at the final section of the console-center section connection stage, so there is no need to manually connect the connector separately - it is precisely inserted into the mating part of the connector on the center section itself, which also simplifies and speeds up the assembly of the wing and the UAV as a whole.

ЦентропланCenter section

На Фиг. 3 показана конструкция центроплана. Как и в случае с консолью, основным силовым элементом конструкции центроплана является лонжерон 26, который работает на изгиб и воспринимает перерезывающую силу. Лонжерон 26 выполнен в виде продольного силового элемента коробчатого типа, расположенного по всей длине центроплана и содержащего внутреннюю стенку и внешние стенки, выполненные из композитных материалов. Как внутренняя стенка, так и внешние стенки лонжерона 26 должны быть выполнены из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. Внешние стенки прикреплены к внутренней стенке – например, с помощью клея, винтового соединения и т.д. Такая многослойная структура обеспечивает повышенную устойчивость и прочность лонжерона 26 по всей длине центроплана, так как ему необходимо выдерживать высокие нагрузки и обеспечивать надежное соединение со всеми основными элементами конструкции БПЛА: с фюзеляжем, с балками, с консолями. Предпочтительно, чтобы толщина внешних стенок была меньше толщины внутренней стенки лонжерона. В неограничивающем примере внутренняя стенка лонжерона 26 выполнена из 10 мм фанеры, а внешние стенки из 1,5 мм стеклотекстолита.Fig. 3 shows the design of the center section. As in the case of the console, the main load-bearing element of the center section design is the spar 26, which operates in bending and takes up the shear force. The spar 26 is made in the form of a longitudinal box-type load-bearing element located along the entire length of the center section and containing an inner wall and outer walls made of composite materials. Both the inner wall and the outer walls of the spar 26 must be made of a lightweight, durable material - for example, a composite material or wood. The outer walls are attached to the inner wall - for example, using glue, a screw connection, etc. Such a multilayer structure provides increased stability and strength of the spar 26 along the entire length of the center section, since it must withstand high loads and ensure a reliable connection with all the main elements of the UAV design: with the fuselage, with the beams, with the consoles. It is preferable that the thickness of the outer walls be less than the thickness of the inner wall of the spar. In a non-limiting example, the inner wall of the spar 26 is made of 10 mm plywood, and the outer walls are made of 1.5 mm fiberglass.

Нервюры 27 прикреплены к лонжерону 26 и имеют форму аэродинамического профиля крыла. Нервюры 27 предназначены для поперечного подкрепления конструкции крыла и поддержания аэродинамического профиля крыла. В торцевых нервюрах, которые расположены на торцах центроплана, обращенных к консолям, имеются технологические отверстия для обеспечения сборки. Нервюры 27 должны быть выполнены из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. В неограничивающем примере нервюры 27 выполнены из фанеры толщиной 3 мм.The ribs 27 are attached to the spar 26 and have the shape of the wing aerodynamic profile. The ribs 27 are intended for transverse reinforcement of the wing structure and for maintaining the wing aerodynamic profile. In the end ribs, which are located on the ends of the center section facing the consoles, there are technological holes to ensure assembly. The ribs 27 must be made of a lightweight, durable material - for example, a composite material or wood. In a non-limiting example, the ribs 27 are made of 3 mm thick plywood.

Помимо лонжерона 26 и нервюр 27, центроплан содержит заднюю стенку 28, прикрепленную к нервюрам и выполненную в виде продольного элемента коробчатого типа из композитных материалов. Задняя стенка 28 может быть расположена параллельно лонжерону или с небольшим угловым смещением относительно плоскости, параллельной лонжерону. Задняя стенка 28 служит для местного подкрепления конструкции и передачи крутящего момента. Толщина задней стенки может быть меньше толщины центральной стенки лонжерона. Задняя стенка 18 должна быть выполнена из легкого прочного материала – например, из композитного материала или древесины. В неограничивающем примере задняя стенка 18 выполнена из 1,5 мм стеклотекстолита.In addition to the spar 26 and the ribs 27, the center section comprises a rear wall 28 attached to the ribs and made in the form of a longitudinal box-type element made of composite materials. The rear wall 28 may be located parallel to the spar or with a small angular offset relative to the plane parallel to the spar. The rear wall 28 serves for local reinforcement of the structure and transmission of torque. The thickness of the rear wall may be less than the thickness of the central wall of the spar. The rear wall 18 must be made of a lightweight, durable material - for example, a composite material or wood. In a non-limiting example, the rear wall 18 is made of 1.5 mm fiberglass.

К лонжерону, нервюрам и задней стенке прикреплена охватывающая их обшивка 29, предназначенная для восприятия крутящего момента. Обшивка 29 должна быть выполнена из легкого прочного материала и при этом обладать высокой прочностью. В неограничивающем примере обшивка 29 содержит три слоя, внутренний слой выполнен из листового тонкого пенопласта, а внешние слои выполнены из композитных материалов, таких как карбон или стеклоткань. Совокупная толщина пакета из 3 слоев (2 мм) обеспечивает необходимую местную жесткость и прочность.Attached to the spar, ribs and rear wall is a covering skin 29 intended to absorb the torque. Skin 29 must be made of a light, durable material and at the same time have high strength. In a non-limiting example, skin 29 contains three layers, the inner layer is made of thin sheet foam, and the outer layers are made of composite materials such as carbon or fiberglass. The total thickness of the 3-layer package (2 mm) provides the necessary local rigidity and strength.

Закладные элементы 30, расположенные внутри центроплана, предназначены для крепления к крылу различных элементов БПЛА и передачи усилий на другие элементы силового набора. Закладные элементы 30 могут иметь различную форму, соответствующую месту их установки, и могут быть выполнены из PLA пластика, древесины и т.п. Как показано на Фиг. 3, задний закладной элемент расположен в пространстве между двумя центральными нервюрами, задней стенкой и задним краем центроплана, соединен с ними и содержит крепежные элементы для прикрепления к фюзеляжу. Также центроплан содержит с каждого торца по группе торцевых закладных элементов, прикрепленных к торцевой нервюре и к соседней с ней нервюре. Каждая такая группа содержит передний торцевой закладной элемент, расположенный в передней части центроплана до лонжерона, и задний торцевой закладной элемент, расположенный в задней части центроплана за задней стенкой. Соседняя с торцевой нервюра расположена на расстоянии от торцевой нервюры, приблизительно равном ширине балки БПЛА, так что ширина торцевых закладных элементов также приблизительно равна ширине балки. Соответственно, торцевые закладные элементы содержат крепежные элементы для соединения с балкой и в сочетании с торцевой нервюрой, соседней с ней нервюрой, лонжероном и задней стенкой обеспечивают надежное крепление балок.The embedded elements 30, located inside the center section, are intended for fastening various UAV elements to the wing and transmitting forces to other elements of the power set. The embedded elements 30 can have various shapes corresponding to the place of their installation, and can be made of PLA plastic, wood, etc. As shown in Fig. 3, the rear embedded element is located in the space between two central ribs, the rear wall and the rear edge of the center section, connected to them and contains fasteners for fastening to the fuselage. The center section also contains a group of end embedded elements at each end, attached to the end rib and to the rib adjacent to it. Each such group contains a front end embedded element, located in the front part of the center section up to the spar, and a rear end embedded element, located in the rear part of the center section behind the rear wall. The adjacent end rib is located at a distance from the end rib approximately equal to the width of the UAV beam, so that the width of the end embedded elements is also approximately equal to the width of the beam. Accordingly, the end embedded elements contain fasteners for connection to the beam and, in combination with the end rib, the adjacent rib, the spar and the rear wall, ensure reliable fastening of the beams.

Кроме того, центроплан содержит переднюю стенку 31, предназначенную для местного усиления области соединения с фюзеляжем, поскольку там действует сосредоточенная нагрузка от фюзеляжа. Передняя стенка 31 имеет пазы для соединения с фюзеляжем, а также к ней крепится разъем электросистемы. В неограничивающем примере передняя стенка 31 выполнена из 2 мм стеклотекстолита.In addition, the center section comprises a front wall 31 intended for local reinforcement of the area of connection with the fuselage, since a concentrated load from the fuselage acts there. The front wall 31 has grooves for connection with the fuselage, and the electrical system connector is also attached to it. In a non-limiting example, the front wall 31 is made of 2 mm fiberglass.

Защелка 32 на каждом торце центроплана фиксирует консоль, притягивая ее к центроплану. Защелка 32 представляет собой узел стыковки, выполненный в виде ответной части защелки-клипсы, расположенный в углублении обшивки и предназначенный для соединения с защелкой-клипсой 22, расположенной в консоли. Защелка 32 устанавливается в углублении обшивки для улучшения аэродинамических характеристик, однако при необходимости для удобства изготовления центроплана защелка может располагаться непосредственно на обшивке.Latch 32 on each end of the center section fixes the console, pulling it to the center section. Latch 32 is a docking unit made in the form of a mating part of the latch-clip, located in the recess of the skin and intended for connection with the latch-clip 22, located in the console. Latch 32 is installed in the recess of the skin to improve the aerodynamic characteristics, however, if necessary, for the convenience of manufacturing the center section, the latch can be located directly on the skin.

Помимо защелки 32, центроплан содержит еще один узел стыковки на каждом торце центроплана, выполненный внутри лонжерона в пространстве между внешними стенками и имеющий форму клиновидного паза 33, который сужается от торцевой нервюры во внутреннем направлении. Клиновидный паз 33 предназначен для вставки в него ответного клиновидного шипа 23, выступающего из консоли крыла. Величина сужения равна сужению инструментального конуса Морзе. Такая форма позволяет обеспечить необходимый натяг при стыковке консолей с центропланом, исключить люфты, обеспечить необходимую соосность лонжеронов консолей с лонжероном центроплана, а также ускорить и упростить сборку крыла.In addition to the latch 32, the center section contains another docking unit on each end of the center section, made inside the spar in the space between the outer walls and having the shape of a wedge-shaped groove 33, which narrows from the end rib in the inner direction. The wedge-shaped groove 33 is designed to insert a mating wedge-shaped tenon 23 protruding from the wing console. The narrowing value is equal to the narrowing of the Morse instrument cone. This shape allows for the necessary tension to be provided when joining the consoles with the center section, eliminate backlash, provide the necessary coaxiality of the console spars with the center section spar, and also speed up and simplify the wing assembly.

В другом варианте осуществления клиновидный паз 33 может содержать на конце фиксирующий элемент (например, сферическое, коническое или треугольное углубление, крюк, пружину), предназначенный для сопряжения с ответным фиксирующим элементом в клиновидном шипе 23 консоли для фиксации клиновидного шипа в клиновидном пазе.In another embodiment, the wedge-shaped groove 33 may comprise at its end a locking element (for example, a spherical, conical or triangular recess, a hook, a spring) intended to mate with a corresponding locking element in the wedge-shaped tenon 23 of the console for fixing the wedge-shaped tenon in the wedge-shaped groove.

Кроме того, центроплан может содержать с каждого торца центроплана еще один узел стыковки, выполненный в виде карбоновой трубки 34, расположенной около задней стенки параллельно клиновидному пазу, соединенной с торцевой нервюрой и по меньшей мере одной из внутренних нервюр. Трубка 34 предназначена для вставки в нее ответной трубки 24, выступающей из консоли крыла (см. отверстие 35). Внутренний размер трубки 34 в центроплане соответствует внешнему размеру трубки 24, выступающей из консоли крыла. Трубка 34 может иметь прямоугольное, квадратное, круглое или иное подходящее сечение. Во время стыковки трубка 34 центроплана и трубка 24 консоли должны быть соосны и вставляются одна в другую. В неограничивающем примере трубка 34 имеет диаметр 12 мм и предназначена для вставки в нее трубки 24 консоли диаметром 10 мм.In addition, the center section may comprise, at each end of the center section, another docking unit made in the form of a carbon tube 34 located near the rear wall parallel to the wedge-shaped groove, connected to the end rib and at least one of the internal ribs. Tube 34 is intended for insertion into it of a mating tube 24 protruding from the wing console (see opening 35). The internal size of tube 34 in the center section corresponds to the external size of tube 24 protruding from the wing console. Tube 34 may have a rectangular, square, round or other suitable cross-section. During docking, tube 34 of the center section and tube 24 of the console must be coaxial and inserted into one another. In a non-limiting example, tube 34 has a diameter of 12 mm and is intended for insertion into it of tube 24 of the console with a diameter of 10 mm.

Комбинация двух узлов стыковки на разных концах торцевой части центроплана (клиновидный шип 33 и трубка 34) позволяет увеличить жесткость и прочность конструкции, и вместе с тем обеспечить необходимую соосность лонжеронов и трубок консолей с лонжероном и трубкой центроплана, и соответственно ускорить и упростить сборку крыла.The combination of two joints at different ends of the end section of the center section (wedge-shaped tenon 33 and tube 34) allows for increasing the rigidity and strength of the structure, and at the same time ensuring the necessary coaxiality of the side members and tubes of the consoles with the side member and tube of the center section, and accordingly accelerating and simplifying the assembly of the wing.

На Фиг. 3 показан вариант, в котором трубка 34 доходит до третьей нервюры, считая от торцевой, и соединяется своим краем с этой нервюрой, в то время как задняя стенка 28 простирается на всю длину центроплана, находясь рядом с трубкой 34 или соединяясь с ней. Наличие и трубки 34, и задней стенки 28 позволяет увеличить жесткость и прочность конструкции и надежность крепления консоли к центроплану, а также обеспечивает защиту центроплана от повреждения в момент сборки и разборки. Выше при описании консоли раскрывался вариант осуществления, в котором длина выступающей части трубки 24 консоли больше длины выступающей части 23 лонжерона (клиновидного шипа 23). В момент, когда трубка 24 консоли частично вставляется в трубку 34 центроплана, а передняя часть консоли, по существу висящая на трубке, поворачивается относительно трубки 24, оказывается большое усилие на трубку 34, направленное вниз и вперед, и предложенная выше конструкция центроплана позволяет защитить центроплан в процессе сборки и разборки, а также обеспечить ускоренную и упрощенную сборку и разборку крыла с сохранением высоких характеристик жесткости и прочности.Fig. 3 shows a variant in which the tube 34 reaches the third rib, counting from the end one, and is connected with its edge to this rib, while the rear wall 28 extends the entire length of the center section, being next to the tube 34 or connecting with it. The presence of both the tube 34 and the rear wall 28 makes it possible to increase the rigidity and strength of the structure and the reliability of the console attachment to the center section, and also ensures protection of the center section from damage during assembly and disassembly. Above, when describing the console, a variant of implementation was disclosed in which the length of the protruding part of the tube 24 of the console is greater than the length of the protruding part 23 of the spar (wedge-shaped tenon 23). At the moment when the tube 24 of the console is partially inserted into the tube 34 of the center section, and the front part of the console, essentially hanging on the tube, rotates relative to the tube 24, a large force is exerted on the tube 34, directed downwards and forwards, and the above-proposed design of the center section makes it possible to protect the center section during assembly and disassembly, as well as to ensure accelerated and simplified assembly and disassembly of the wing while maintaining high rigidity and strength characteristics.

Разъем электросистемы (не показан на чертежах) расположен на каждой торцевой нервюре между лонжероном и задней частью центроплана и предназначен для соединения с ответным разъемом электросистемы, расположенным в консоли. Приведенная выше комбинация узлов стыковки обеспечивает повышенную точность ориентации корневой нервюры консоли на финальном отрезке этапа соединения консоли с центропланом, поэтому нет необходимости отдельно вручную соединять разъем – он точно вставляется в ответную часть разъема на центроплане сам, что также упрощает и ускоряет сборку крыла и в целом БПЛА.The electrical system connector (not shown in the drawings) is located on each end rib between the spar and the rear part of the center section and is designed to connect to the mating electrical system connector located in the console. The above combination of docking units provides increased accuracy of the console root rib orientation at the final section of the console-center section connection stage, so there is no need to manually connect the connector separately - it is precisely inserted into the mating part of the connector on the center section itself, which also simplifies and speeds up the assembly of the wing and the UAV as a whole.

Еще один разъем электросистемы (позиция 36 на Фиг. 3) расположен на передней стенке 31 центроплана и предназначен для соединения с ответным разъемом на фюзеляже.Another electrical system connector (position 36 in Fig. 3) is located on the front wall 31 of the center section and is intended for connection to the mating connector on the fuselage.

БалкаBeam

На Фиг. 4 показана конструкция балки. В известных решениях правая балка отличается конструктивно от левой балки. В настоящем документе предлагается унифицированная конструкция балки, так что правая балка и левая балка одинаковы. Балка содержит продольное основание 37, имеющее стенки и внутреннюю полость. Основание 37 может быть выполнено в виде полой квадратной или круглой трубки или может иметь другую подходящую форму. В качестве материала для изготовления основания 37 предпочтительно использовать композитные материалы, однако при необходимости могут применяться, например, металлы. Внутренняя полость используется для размещения силовых проводов, проводов управления, датчиков.Fig. 4 shows the beam design. In known solutions, the right beam differs structurally from the left beam. In the present document, a unified beam design is proposed, so that the right beam and the left beam are the same. The beam comprises a longitudinal base 37 having walls and an internal cavity. The base 37 can be made in the form of a hollow square or round tube or can have another suitable shape. Composite materials are preferably used as the material for manufacturing the base 37, however, if necessary, metals, for example, can be used. The internal cavity is used to accommodate power wires, control wires, sensors.

На конце основания 37 выполнено хвостовое оперение, содержащее киль 38, расположенный в нормальной плоскости, и присоединенный к нему руль 39 направления.At the end of the base 37, a tail assembly is formed, containing a keel 38 located in the normal plane, and a rudder 39 attached to it.

Основание 37 в передней части содержит переднее гнездо 40 аэродинамической формы с углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем 11. Вариант осуществления, в котором гнездо 40 расположено на самом конце балки и имеет каплевидную форму, позволяет уменьшить длину и вес балки, обеспечивая при этом необходимые аэродинамические характеристики. В другом варианте осуществления гнездо 40 расположено не на конце балки, то есть при отсчете спереди часть основания 37 предшествует гнезду 40. Данная выступающая перед передним гнездом 40 часть основания 37 тоже имеет на конце аэродинамическую форму (в простейшем случае коническую) и имеет длину, несколько превышающую или равную длине лопасти электродвигателя 11. За счет этого обеспечивается защита лопастей при неудачной посадке и столкновении с препятствиями, а также возможность установки в балку датчиков перед передним гнездом 40.The base 37 in the front part contains a front socket 40 of an aerodynamic shape with a recess and fastening elements for connection with the electric motor 11. The embodiment in which the socket 40 is located at the very end of the beam and has a teardrop shape makes it possible to reduce the length and weight of the beam, while ensuring the necessary aerodynamic characteristics. In another embodiment, the socket 40 is not located at the end of the beam, i.e. when counting from the front, the part of the base 37 precedes the socket 40. This part of the base 37 protruding in front of the front socket 40 also has an aerodynamic shape at the end (in the simplest case, conical) and has a length slightly greater than or equal to the length of the blade of the electric motor 11. Due to this, protection of the blades is ensured in case of an unsuccessful landing and collision with obstacles, as well as the possibility of installing sensors in the beam in front of the front socket 40.

Основание 37 в области между центром и килем 38 содержит заднее гнездо 41 аэродинамической формы с углублением и крепежными элементами для соединения с электродвигателем 12.The base 37 in the area between the center and the keel 38 contains a rear socket 41 of an aerodynamic shape with a recess and fastening elements for connection with the electric motor 12.

На чертежах изображен вариант осуществления, в котором электродвигатели 11-14 вставляются в гнезда снизу балки, и соответственно, выход вала электродвигателя и винт расположены также под балкой. Тем не менее, следует понимать, что возможен вариант осуществления, в котором электродвигатели 11-14 вставляются в гнезда сверху балки, и соответственно, выход вала электродвигателя и винт расположены над балкой. Кроме того, возможен вариант осуществления, в котором используется не 4 электродвигателя, а 8 электродвигателей, из которых 4 вставляются снизу, а 4 сверху, то есть, например, в позиции 40 располагаются два гнезда, одно из которых направлено вверх, а другое вниз.The drawings show an embodiment in which the electric motors 11-14 are inserted into the sockets from below the beam, and accordingly, the output of the electric motor shaft and the screw are also located under the beam. However, it should be understood that an embodiment is possible in which the electric motors 11-14 are inserted into the sockets from above the beam, and accordingly, the output of the electric motor shaft and the screw are located above the beam. In addition, an embodiment is possible in which not 4 electric motors are used, but 8 electric motors, of which 4 are inserted from below, and 4 from above, that is, for example, in position 40 there are two sockets, one of which is directed upwards, and the other downwards.

Особенностью предложенного решения является то, что углубления в гнездах 40 и 41 имеют форму, которая обеспечивает возможность изменения угла закрепления электродвигателя относительно нормали в поперечной плоскости, то есть электродвигатель может быть закреплен в гнезде как традиционным образом, когда его вал расположен вертикально (по нормали к горизонтальной плоскости), так и под углом. В частности, если бы углубление просто повторяло форму электродвигателя (например, цилиндрическую), то электродвигатель закреплялся бы строго в одной неизменной позиции, в то время как в предложенном решении углубление может иметь, например, форму, соответствующую фигуре вращения, образованной вращением электродвигателя относительно оси крена в поперечной вертикальной плоскости. Таким образом, обеспечивается углубление, в котором можно изменять положение электродвигателя, но в котором по-прежнему сохраняется достаточный контакт с электродвигателем для его надежного закрепления. Изменение положения электродвигателя позволяет подобрать оптимальный угол его наклона относительно балки и относительно БПЛА в целом. Соответственно, отпадает необходимость изготовления отдельно правой балки и левой балки. Кроме того, унификация балки позволяет сократить время укладки балок в транспортный контейнер.The peculiarity of the proposed solution is that the recesses in the sockets 40 and 41 have a shape that provides the ability to change the angle of fastening of the electric motor relative to the normal in the transverse plane, i.e. the electric motor can be fastened in the socket both in the traditional way, when its shaft is located vertically (along the normal to the horizontal plane), and at an angle. In particular, if the recess simply repeated the shape of the electric motor (for example, cylindrical), then the electric motor would be fastened strictly in one constant position, while in the proposed solution the recess can have, for example, a shape corresponding to the rotation figure formed by the rotation of the electric motor relative to the roll axis in the transverse vertical plane. Thus, a recess is provided in which the position of the electric motor can be changed, but in which sufficient contact with the electric motor is still maintained for its reliable fastening. Changing the position of the electric motor allows you to select the optimal angle of its inclination relative to the beam and relative to the UAV as a whole. Accordingly, there is no need to manufacture the right beam and the left beam separately. In addition, beam unification allows for a reduction in the time required to place beams in a transport container.

Чтобы ускорить процесс сборки предложенной балки, крепежные элементы в гнездах 40 и 41 могут быть расположены таким образом, чтобы можно было закрепить электродвигатель только в некоторых положениях – например, только в крайних положениях, или только в крайних и центральном положениях, или в крайних, центральном и двух промежуточных положениях. Соответственно, хотя это и ограничивает возможность точной настройки угла наклона электродвигателя, при сборке не будет необходимости измерять углы наклона и будет устранена ошибка, при которой электродвигатели могут оказаться установлены под разными углами, что могло бы негативно сказаться на характеристиках БПЛА.In order to speed up the assembly process of the proposed beam, the fasteners in the sockets 40 and 41 can be arranged in such a way that it is possible to fix the electric motor only in certain positions - for example, only in the extreme positions, or only in the extreme and central positions, or in the extreme, central and two intermediate positions. Accordingly, although this limits the ability to fine-tune the angle of inclination of the electric motor, during assembly there will be no need to measure the angles of inclination and the error will be eliminated, in which the electric motors can be installed at different angles, which could negatively affect the characteristics of the UAV.

Основание 37 в области под килем 38 содержит углубление 42 и крепежные элементы для соединения со стабилизатором, причем форма углубления 42 повторяет форму стабилизатора. Края стабилизатора выполнены идентичными, чтобы унифицированная балка могла надежно соединяться с ним и справа, и слева.The base 37 in the area under the keel 38 contains a recess 42 and fastening elements for connection with the stabilizer, wherein the shape of the recess 42 repeats the shape of the stabilizer. The edges of the stabilizer are made identical so that the unified beam can be reliably connected to it both on the right and on the left.

Основание 37 в центральной части сверху содержит выступающий элемент 43 аэродинамической формы, предваряющий крыло, а также углубление 44 и крепежные элементы для соединения с крылом, причем форма углубления 44 повторяет форму крыла. В настоящем решении предлагается выполнять крепление балки к краям центроплана, чтобы обеспечить повышенную жесткость и надежность конструкции, а также упростить сборку. В противном случае, если бы балки крепились к консолям, это увеличило бы нагрузку на узлы стыковки консоли с центропланом (клиновидный шип 23, трубка 24, защелка 22), что снизило бы надежность конструкции, а при сборке приходилось бы сначала крепить балку к консоли, и лишь потом полученную сборку крепить к центроплану, что лишало бы возможности выполнения вышеописанной процедуры крепления консоли к центроплану с поворотом консоли относительно трубки.The base 37 in the central part at the top contains a protruding element 43 of an aerodynamic shape preceding the wing, as well as a recess 44 and fasteners for connection with the wing, wherein the shape of the recess 44 repeats the shape of the wing. In the present solution, it is proposed to fasten the beam to the edges of the center section in order to provide increased rigidity and reliability of the structure, as well as to simplify the assembly. Otherwise, if the beams were fastened to the consoles, this would increase the load on the joints of the console with the center section (wedge-shaped tenon 23, tube 24, latch 22), which would reduce the reliability of the structure, and during assembly it would be necessary to first fasten the beam to the console, and only then fasten the resulting assembly to the center section, which would deprive the possibility of performing the above-described procedure for fastening the console to the center section with the rotation of the console relative to the tube.

СборкаAssembly

Далее будет описан процесс сборки БПЛА, имеющего предложенную конструкцию. При необходимости весь процесс может быть выполнен одним человеком. Специальное оборудование для сборки не требуется.The following will describe the process of assembling a UAV with the proposed design. If necessary, the entire process can be performed by one person. No special equipment is required for assembly.

В фюзеляж 2 устанавливается бортовое оборудование, если оно не было там заранее установлено.On-board equipment is installed in fuselage 2 if it was not previously installed there.

К нижней части фюзеляжа 2 присоединяются опоры 15, если они не были заранее установлены.Supports 15 are attached to the lower part of the fuselage 2 if they have not been installed in advance.

В задней части или в передней части фюзеляжа 2 устанавливается маршевый двигатель, в качестве которого может выступать, например, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 10 или электродвигатель, если он не был там заранее установлен, и прикрепляется его винт, если он не был заранее прикреплен к двигателю.In the rear part or in the front part of the fuselage 2, a cruise engine is installed, which can be, for example, an internal combustion engine (ICE) 10 or an electric motor, if it was not previously installed there, and its propeller is attached, if it was not previously attached to the engine.

К верхней части фюзеляжа 2 присоединяется центроплан 4 путем его накладывания в углубление на фюзеляже, повторяющее форму центроплана, последующего проталкивания вперед для вхождения в сочленение с аэродинамическим выступом на фюзеляже, предваряющим центроплан, и фиксации с использованием крепежных элементов. При этом необходимо соблюдать позиционирование центроплана относительно фюзеляжа, чтобы корректно соединить разъемы электросистемы. Чтобы повысить точность позиционирования центроплана в процессе сборки, центроплан и фюзеляж могут содержать соответствующие направляющие элементы.The center section 4 is attached to the upper part of the fuselage 2 by placing it in a recess on the fuselage that follows the shape of the center section, then pushing it forward to engage with the aerodynamic projection on the fuselage preceding the center section, and securing it using fasteners. In this case, it is necessary to maintain the positioning of the center section relative to the fuselage in order to correctly connect the electrical system connectors. In order to increase the accuracy of the center section positioning during assembly, the center section and fuselage may contain appropriate guide elements.

К краям центроплана 4 присоединяются балки 7 и 8, при этом край центроплана фиксируется в углублении 44 балки с использованием крепежных элементов, а передняя часть центроплана примыкает к выступающему элементу 43 балки.Beams 7 and 8 are attached to the edges of the center section 4, whereby the edge of the center section is fixed in the recess 44 of the beam using fasteners, and the front part of the center section adjoins the protruding element 43 of the beam.

К балкам 7 и 8 в их нижней задней части под килем 38 присоединяется стабилизатор 9, при этом край стабилизатора фиксируется в углублении 42 балки с использованием крепежных элементов.A stabilizer 9 is attached to beams 7 and 8 in their lower rear part under keel 38, and the edge of the stabilizer is fixed in recess 42 of the beam using fasteners.

В гнезда 40 и 41 балок 7 и 8 вставляются электродвигатели 11-14 и фиксируются под необходимым углом наклона относительно балки с использованием крепежных элементов. К электродвигателям прикрепляются винты.Electric motors 11-14 are inserted into sockets 40 and 41 of beams 7 and 8 and fixed at the required angle of inclination relative to the beam using fasteners. Screws are attached to the electric motors.

К торцам центроплана 4 присоединяются консоли 5 и 6. В частности, консоль вынимается из упаковки и удерживается на весу продольно в вертикальной плоскости так, что передняя закругленная часть (передняя кромка) консоли направлена вниз, а задняя заостренная часть консоли (задняя кромка и/или элерон) направлена вверх. Удерживание консоли в таком положении является наиболее простым и естественным: передняя часть консоли является более тяжелой и при этом именно она является более обтекаемой, чем задняя часть, поэтому ее проще удерживать на руках внизу. При таком положении консоли выше горизонтально располагается трубка 24, а ниже горизонтально располагается клиновидный шип 23. Трубка 24 консоли частично вставляется в трубку центроплана на расстояние, не превышающее разность длины выступающей части трубки и длины клиновидного шипа, поэтому имеется возможность использовать трубку 24 в качестве оси вращения и поднять переднюю часть консоли, повернув ее относительно трубки 24 без столкновения клиновидного шипа 23 с центропланом и без необходимости удерживания консоли за элерон 25. Далее, имея уже вставленную трубку 24, консоль легко можно протолкнуть в направлении центроплана, сохраняя соосность, и за счет клиновидной формы шипа 23 быстро и точно вставить его в соответствующий паз центроплана. После этого консоль окончательно прикрепляется к центроплану с помощью защелки 22.Consoles 5 and 6 are attached to the ends of the center section 4. In particular, the console is removed from the packaging and held in the air longitudinally in the vertical plane so that the front rounded part (leading edge) of the console is directed downwards, and the rear pointed part of the console (trailing edge and/or aileron) is directed upwards. Holding the console in this position is the simplest and most natural: the front part of the console is heavier and at the same time it is more streamlined than the rear part, so it is easier to hold it with your hands below. With this position of the console, the tube 24 is located horizontally above, and the wedge-shaped tenon 23 is located horizontally below. The tube 24 of the console is partially inserted into the center section tube at a distance not exceeding the difference in the length of the protruding part of the tube and the length of the wedge-shaped tenon, therefore it is possible to use the tube 24 as an axis of rotation and raise the front part of the console, turning it relative to the tube 24 without collision of the wedge-shaped tenon 23 with the center section and without the need to hold the console by the aileron 25. Further, having the tube 24 already inserted, the console can easily be pushed in the direction of the center section, maintaining coaxiality, and due to the wedge-shaped shape of the tenon 23, quickly and accurately insert it into the corresponding groove of the center section. After this, the console is finally attached to the center section using the latch 22.

Таким образом, обеспечивается ускоренная и упрощенная сборка БПЛА с сохранением высоких характеристик жесткости и прочности конструкции. Унифицированная балка позволяет упростить производство и упаковку, ускорить сборку, предотвратить ошибки сборки.This ensures accelerated and simplified assembly of the UAV while maintaining high rigidity and strength characteristics of the structure. The unified beam simplifies production and packaging, accelerates assembly, and prevents assembly errors.

Полученный БПЛА обладает возможностями горизонтального полета и вертикального взлета и посадки и сочетает в себе преимущества самолета и коптера.The resulting UAV has horizontal flight and vertical takeoff and landing capabilities and combines the advantages of an airplane and a copter.

Предложенный выше порядок выполнения этапов способа сборки не является строгим, и при необходимости некоторые этапы могут выполняться в иной последовательности – например, установка винтов на двигатели может выполняться после присоединения консолей к центроплану.The order of the assembly method stages proposed above is not strict, and if necessary, some stages can be performed in a different sequence - for example, the installation of propellers on the engines can be performed after the consoles are attached to the center section.

ПримерExample

Опытные образцы предложенного БПЛА изготовлены и протестированы авторами в различных вариантах исполнения: полностью карбоновые детали конструкции, полностью металлические детали, различные комбинации карбоновых, стеклотекстолитовых, деревянных и металлических деталей. Помимо деталей собственного производства в опытных образцах использовались типовые вычислители, датчики, камеры, ДВС, бесколлекторные двигатели, регуляторы скорости вращения и прочие компоненты. Испытания продемонстрировали повышенную скорость и простоту сборки-разборки и соответствие заявленным характеристикам, в том числе повышенную надежность, безопасность и удобство использования. Аппарат обладает повышенной устойчивостью в воздухе в широком диапазоне условий окружающей среды, повышенной автономностью. В случае возникновения нештатной ситуации и падения аппарат выдерживает удар и не разрушается, крылья, узлы стыковки, двигатели и лопасти не ломаются.The prototypes of the proposed UAV were manufactured and tested by the authors in various design options: all-carbon structural parts, all-metal parts, various combinations of carbon, fiberglass, wood and metal parts. In addition to the parts of our own production, the prototypes used standard computers, sensors, cameras, internal combustion engines, brushless motors, speed controllers and other components. The tests demonstrated increased speed and ease of assembly and disassembly and compliance with the declared characteristics, including increased reliability, safety and ease of use. The device has increased stability in the air in a wide range of environmental conditions, increased autonomy. In the event of an emergency and a fall, the device withstands the impact and is not destroyed, the wings, docking units, engines and blades do not break.

ПрименениеApplication

Устройства, системы и способы согласно настоящему решению можно использовать для производства и эксплуатации беспилотных летательных аппаратов для различных целей, в том числе для мониторинга территорий.The devices, systems and methods according to this decision can be used for the production and operation of unmanned aerial vehicles for various purposes, including for monitoring territories.

Дополнительные особенности реализацииAdditional implementation features

Следует понимать, что хотя в настоящем документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций могут использоваться такие термины, как "первый", "второй", "третий" и т.п., эти элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются только для того, чтобы отличить один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Так, первый элемент, компонент, область, слой или секция может быть назван вторым элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без выхода за рамки объема настоящей полезной модели. В настоящем описании термин "и/или" включает любые и все комбинации из одной или более из соответствующих перечисленных позиций. Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.It should be understood that although terms such as "first", "second", "third", etc. may be used in this document to describe various elements, components, regions, layers and/or sections, these elements, components, regions, layers and/or sections should not be limited by these terms. These terms are used only to distinguish one element, component, region, layer or section from another element, component, region, layer or section. Thus, a first element, component, region, layer or section may be referred to as a second element, component, region, layer or section without departing from the scope of the present utility model. In the present description, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the corresponding listed items. Elements mentioned in the singular do not exclude a plurality of elements, unless otherwise specifically indicated.

Функциональность элемента, указанного в описании или формуле полезной модели как единый элемент, может быть реализована на практике посредством нескольких компонентов устройства, и наоборот, функциональность элементов, указанных в описании или формуле полезной модели как несколько отдельных элементов, может быть реализована на практике посредством единого компонента.The functionality of an element specified in the description or formula of a utility model as a single element may be implemented in practice by means of several components of the device, and vice versa, the functionality of elements specified in the description or formula of a utility model as several separate elements may be implemented in practice by means of a single component.

Несмотря на то что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать настоящую полезную модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку специалисту в данной области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники могут быть очевидны различные другие модификации и варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.Although exemplary embodiments have been described in detail and shown in the accompanying drawings, it should be understood that such embodiments are merely illustrative and are not intended to limit the present utility model, and that the present utility model should not be limited to the specific arrangements and structures shown and described, since various other modifications and embodiments of the utility model may be apparent to a person skilled in the art based on the information set forth in the description and knowledge of the prior art, without departing from the spirit and scope of the present utility model.

Claims

1. A beam of an unmanned aerial vehicle comprising:

a longitudinal base having walls and an internal cavity;

a tail assembly formed at the end of a base and containing a keel located in the normal plane and a rudder attached to it,

wherein the base in the front part contains a teardrop-shaped socket with a first recess and fastening elements for connection to an electric motor,

wherein the base in the region between the center and the keel contains a socket of an aerodynamic shape with a second recess and fastening elements for connection to the electric motor,

wherein the first and second recesses have a shape that provides the ability to change the angle of attachment of the electric motor relative to the normal in the transverse plane.

2. A beam according to item 1, in which:

the base in the area under the keel contains a third recess and fastening elements for connection to the stabilizer, and the shape of the third recess repeats the shape of the stabilizer.

3. A beam according to item 1, in which:

the base in the central part at the top contains a protruding element of an aerodynamic shape preceding the wing, as well as a fourth recess and fastening elements for connection with the wing, wherein the shape of the fourth recess repeats the shape of the wing.