БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2012 года по МПК B64C39/10 

Описание патента на изобретение RU2461494C2

Предлагаемое изобретение относится к авиации, в частности к беспилотным летательным аппаратам.

Известны проекты беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с низким уровнем радиолокационной заметности, выполненных по схеме «летающее крыло» Х-45, Х-47, nEUROn (Aviation Week&Space Technology, August, 6, 2001, p.41; Aviation Week&Space Technology, July, 29, 2002, p.46; FlightInternational, 15-21 April, 2003, p.20; FlightIntemational, 6-12 May, 2003, р.21). С целью снижения эффективной площади рассеяния (ЭПР) в аэродинамических компоновках этих БЛА не используются горизонтальное и вертикальное оперения.

Известен БЛА, выполненный по схеме «летающее крыло» (Aviation Week&Space Technology, January, 7, 2007) с единой передней кромкой большой стреловидности и задней кромкой меньшей стреловидности. На крыле выполнены элевоны и интерцепторы. Управление по тангажу и крену осуществляется элевонами, по рысканью - расщепляющимися концевыми элевонами или интерцепторами.

К недостаткам такого БЛА относится малая эффективность органов продольного управления из-за небольшого продольного расстояния между аэродинамическими фокусами по углу атаки и углу отклонения элевона. Эффективность расщепляющегося элевона на задней кромке стреловидного крыла малого удлинения мала вследствие небольшого плеча и существенно уменьшается с ростом угла атаки из-за отклонения потока от плоскости симметрии модели, а создание управляющих моментов рысканья сопровождается существенными приращениями сопротивления.

За прототип принят летательный аппарат, который может быть использован как беспилотный летательный аппарат, выполненный по схеме «летающее крыло», с единой передней кромкой большой стреловидности и задней кромкой меньшей обратной стреловидности, содержащий двухкилевое хвостовое оперение, рули на килях хвостового оперения и элевоны в хвостовой части. Кили вертикального оперения расположены на концах крыла так, что передние кромки крыла и киля пересекаются (Патент США 3684217, 15.08.1972 г., реф. на 1 стр.).

Недостатком такого летательного аппарата является то, что при больших углах атаки кили окажутся в области вихревого течения над крылом. Кили станут неэффективными, уменьшится подъемная сила.

Задача данного изобретения - создание аэродинамической компоновки малозаметного БЛА.

Технический результат состоит в достижении потребного уровня статической устойчивости в путевом и продольном каналах управления, высокой эффективности органов управления по тангажу, крену и рысканью в широком диапазоне углов атаки и скольжения при уровне эффективной площади рассеяния, характерном для бескилевой компоновки.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в беспилотном летательном аппарате, содержащем крыло, выполненное с единой передней кромкой большой стреловидности и задней кромкой меньшей обратной стреловидности, двухкилевое хвостовое оперение, рули на килях хвостового оперения и элевоны в хвостовой части, кили завалены к плоскости симметрии аппарата под углом ψ к вертикали больше 45° и соединены в концевом сечении, задняя кромка хвостовой части (заднего корневого наплыва)составляет с передней кромкой крыла угол φ 92-95°, а упомянутые рули и элевоны использованы в качестве органов продольного, поперечного и путевого управления.

Фиг.1 - Вид беспилотного летательного аппарата в плане.

Фиг.2 - Вид беспилотного летательного аппарата спереди.

Фиг.3 - Общий вид беспилотного летательного аппарата.

Фиг.4 - Влияние хвостового оперения на путевую статическую устойчивость модели беспилотного летательного аппарата.

Фиг.5 - Приращения коэффициента момента тангажа модели беспилотного летательного аппарата от отклонения руля на левом киле хвостового оперения.

Фиг.6 - Приращения коэффициента момента рысканья модели беспилотного летательного аппарата от отклонения руля на левом киле хвостового оперения.

Фиг.7 - Приращения коэффициента момента тангажа модели беспилотного летательного аппарата от отклонения элевона на левой консоли крыла.

Фиг.8 - Приращения коэффициента момента крена модели беспилотного летательного аппарата от отклонения элевона на левой консоли крыла.

Как видно из фиг.1, беспилотный летательный аппарат содержит центроплан 1, единую переднюю кромку 2 большой стреловидности, заднюю кромку 3 меньшей обратной стреловидности, двухкилевое хвостовое оперение, рули 4 на килях хвостового оперения и элевоны в хвостовой части. Угол φ между передней кромкой крыла и задней кромкой хвостовой части составляет 92-95°. Данный выбор угла φ обусловлен тем, что именно в указанном диапазоне обеспечивается перпендикулярность вектора скорости потока на верхней поверхности крыла к оси вращения элевона и его наибольшая эффективность. При угле φ менее 92° и более 95° происходит увеличение сопротивления и потери аэродинамических качеств летательного аппарата на балансировку.

В качестве органа путевой и продольной стабилизации используется двухкилевое хвостовое оперение с рулями 4. Кили хвостового оперения завалены к плоскости симметрии аппарата под углом ψ к вертикали больше 45° и соединяются в концевом сечении, что повышает жесткость конструкции.

Объединение в беспилотном летательном аппарате крыла с большой стреловидностью передней кромки, двухкилевого хвостового оперения с заваленными с углом ψ более 45° к плоскости симметрии аппарата килями и заднего корневого наплыва крыла, задняя кромка которого составляет с передней кромкой крыла угол φ≈92-95°, дает новое качество: эффективность рулей на килях и корневых элевонов практически не уменьшаются с ростом угла атаки α в широком диапазоне углов атаки.

Достигнутый положительный эффект подтвержден экспериментальными исследованиями, проведенными в аэродинамической трубе на модели БЛА. На фиг.4-8 приведены результаты этих исследований.

На фиг.4 показано влияние хвостового оперения на путевую статическую устойчивость модели . Из графика видно, что установка хвостового оперения обеспечивает путевую статическую устойчивость модели в исследованном диапазоне углов атаки.

На фиг.5 и 6 - приращения коэффициентов моментов тангажа Δmza и рысканья Δmy модели от отклонения руля на левом киле хвостового оперения на угол δ°р лев. Из графика видно, что приращения коэффициентов моментов тангажа и рысканья модели от отклонения руля на хвостовом оперении сохраняются в исследованном диапазоне углов атаки практически неизменными.

На фиг.7 и 8 - приращения коэффициентов моментов тангажа Δmza и крена Δmx модели от отклонения левого элевона на угол δ°э лев. Из графика видно, что приращения коэффициентов моментов тангажа от отклонения элевона незначительно уменьшаются с ростом угла атаки, начиная с α≈15°, а приращения коэффициента момента крена остаются неизменными до α≈12°, и при дальнейшем увеличении угла атаки несколько увеличиваются.

Стреловидность передней кромки киля оперения согласована со стреловидностью передней кромки крыла, задних кромок консольной части крыла - с задней кромкой хвостового оперения и заднего наплыва. Это, а также значительный наклон киля к плоскости симметрии аппарата приводит к тому, что эффективная площадь рассеяния компоновки от установки оперения практически не увеличивается.

Похожие патенты RU2461494C2

название год авторы номер документа
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 2005
  • Зубарев Александр Николаевич
  • Икрянников Евгений Демьянович
  • Петров Евгений Геннадиевич
  • Подобедов Владимир Александрович
RU2288140C1
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ 2015
  • Присяжнюк Сергей Прокофьевич
  • Безруков Юрий Иванович
RU2606216C1
ЛЕГКИЙ ТАКТИЧЕСКИЙ САМОЛЕТ 2021
  • Стрелец Михаил Юрьевич
  • Булатов Алексей Сергеевич
  • Ниженко Артем Алексеевич
  • Полякова Наталья Борисовна
  • Шокуров Алексей Кириллович
  • Минков Михаил Сергеевич
  • Тарасов Алексей Захарович
RU2768101C1
КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ СПУСКА С ОРБИТЫ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ И СПОСОБ ЕГО СПУСКА С ОРБИТЫ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ 2005
  • Белошицкий Александр Васильевич
  • Болотин Виктор Александрович
  • Брюханов Николай Альбертович
  • Дядькин Анатолий Александрович
  • Журин Сергей Викторович
  • Землянский Борис Андреевич
  • Куликов Сергей Всеволодович
  • Лавров Владимир Николаевич
  • Лапыгин Владимир Иванович
  • Николаенко Валерий Александрович
  • Петров Николай Константинович
  • Погосян Михаил Асланович
  • Севастьянов Николай Николаевич
  • Симакова Татьяна Владимировна
  • Трашков Геннадий Анатольевич
  • Хамиц Игорь Игоревич
  • Шокуров Алексей Кириллович
  • Шувалов Михаил Петрович
  • Юрин Илья Евгеньевич
RU2334656C2
Беспилотный летательный аппарат - перехватчик 2018
  • Брусов Владимир Сергеевич
  • Волковой Александр Васильевич
  • Друзин Сергей Валентинович
  • Росляков Игорь Алексеевич
  • Созинов Павел Алексеевич
  • Трифонов Игорь Витальевич
RU2669904C1
СВЕРХЗВУКОВОЙ КОНВЕРТИРУЕМЫЙ САМОЛЕТ 2009
  • Дуров Дмитрий Сергеевич
RU2432299C2
БЕСПИЛОТНЫЙ ВЕРТОЛЕТ-САМОЛЕТ С ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Дуров Дмитрий Сергеевич
RU2527248C1
СКОРОСТНОЙ ВЕРТОЛЕТ С ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВОЙ СИСТЕМОЙ 2016
  • Дуров Дмитрий Сергеевич
RU2629478C2
Беспилотный летательный аппарат 2023
  • Горбачев Алексей Дмитриевич
  • Карпухин Александр Александрович
RU2818209C1
КОМПЛЕКС АДАПТИВНЫЙ РАКЕТНО-АВИАЦИОННЫЙ 2019
  • Дуров Дмитрий Сергеевич
RU2720592C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 461 494 C2

Реферат патента 2012 года БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к области авиации. Беспилотный летательный аппарат содержит крыло, выполненное с единой передней кромкой большой стреловидности и задней кромкой меньшей обратной стреловидности, двухкилевое хвостовое оперение, рули на килях хвостового оперения и элевоны в хвостовой части. Кили завалены к плоскости симметрии аппарата под углом ψ к вертикали больше 45° и соединены в концевом сечении, Задняя кромка хвостовой части составляет с передней кромкой крыла угол φ≈92-95°. Рули и элевоны использованы в качестве органов продольного, поперечного и путевого управления. Изобретение направлено на повышение эффективности органов управления. 8 ил.

Формула изобретения RU 2 461 494 C2

Беспилотный летательный аппарат, содержащий крыло, выполненное с единой передней кромкой большой стреловидности и задней кромкой меньшей обратной стреловидности, двухкилевое хвостовое оперение, рули на килях хвостового оперения и элевоны в хвостовой части, отличающийся тем, что кили завалены к плоскости симметрии аппарата под углом ψ к вертикали больше 45° и соединены в концевом сечении, задняя кромка хвостовой части составляет с передней кромкой крыла угол φ≈92-95°, а упомянутые рули и элевоны использованы в качестве органов продольного, поперечного и путевого управления.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2461494C2

US 3684217 A1, 15.08.1972
US 5979824 A, 09.11.1999
МАЛОЗАМЕТНЫЙ БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 2006
  • Барковский Владимир Иванович
  • Безверхний Валерий Борисович
  • Дмитриев Владимир Григорьевич
  • Колдаев Александр Васильевич
  • Коржуев Михаил Вадимович
  • Кострубский Эдуард Карлович
  • Малов Юрий Иванович
  • Моржин Александр Михайлович
  • Федоров Алексей Иннокентьевич
  • Цивилев Сергей Викторович
RU2353547C2

RU 2 461 494 C2

Авторы

Барковский Владимир Иванович

Федоренко Геннадий Андреевич

Павленко Александр Алексеевич

Павловец Геннадий Андреевич

Культин Виктор Георгиевич

Нилов Виктор Александрович

Сидоров Владимир Алексеевич

Даты

2012-09-20Публикация

2010-10-15Подача