РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНЫЙ БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2023 года по МПК B64U10/30 B64B1/08 B64B1/30 

Изобретение относится к области авиационной техники и предназначено для длительного ведения разведки с использованием широкого спектра средств наблюдения.

В последние годы беспилотные летательные аппараты приобрели огромную популярность, особенно в наиболее развитых государствах мира. Область применения беспилотников довольно широка. Они активно развиваются, существует большое количество разновидностей этих аппаратов и продолжается создание новых и совершенствование уже существующих. Беспилотные летательные аппараты активно используются в различных сферах деятельности. В военном деле их используют для разведки, корректировки огня и нанесение ударов, съемки координат объектов противника, замера расстояний и площадей, они хорошо зарекомендовали себя в различных военных конфликтах.

В этой связи все большее внимание уделяется характеристикам беспилотных летательных аппаратов, их универсальности, возможности выполнять широкий спектр задач в течение длительного времени, возможность контролировать обстановку и доставлять грузы с различными массогабаритными характеристиками на большие расстояния. Применение новых технических решений повысит эксплуатационные характеристики летательных аппаратов, увеличит время и соответственно дальность полета, позволит более качественно решать имеющиеся задачи и открывает перспективы новых форм и методов использования за счет пополнения запасов энергии в полете.

Известен беспилотный летательный аппарат легче воздуха (патент RU №2600556 от 2015 г. ), содержащий фюзеляж, состоящий из шпангоутов и стрингеров, сверху покрытый пленкой с кремниевой солнечной батареей, в отсеке фюзеляжа расположена эластичная, воздухонепроницаемая оболочка, внутри которой находится резервуар с подъемным газом под давлением, оборудованный травящим клапаном, и компрессор.

Недостатком этого устройства является ограниченные возможности по маневрированию в горизонтальной плоскости, и как правило, для парковки и стоянки требуются специальные устройства и закрытые помещения.

Также известен планирующий аэростат (патент RU №2104214 от 1998 г.), содержащий первую аэростатическую оболочку, полость которой заполнена гелием, вторую аэростатическую оболочку, газовые горелки для заполнения теплым воздухом второй аэростатической оболочки горячим воздухом, подвесную систему и стропы крепления подвесной системы к аэростатической оболочке. Первая аэростатическая оболочка имеет форму крыла, вторая аэростатическая оболочка составлена из цилиндрической и конической частей, снабжена компенсатором объема, который расположен в полости цилиндрической части аэростатической оболочки, боковая поверхность которой расположена перед передней кромкой крыла с образованием щелевого канала, стенки которого соединены с управляющей двусторонней стропой для герметичного перекрытия щелевого канала, управляющая стропа пропущена через боковые кромки гибкого крыла и соединена с кольцом управления щелью, а газовые горелки расположены под конической частью второй аэростатической оболочки.

Недостатком этого устройства является использование подогрева воздуха для осуществления полета, что требует дополнительного запаса топлива, и имеет низкую скорость и маневренность в процессе взлета и посадки.

Известен также комбинированный летательный аппарат (патент RU №2578834 от 2016 г.), имеющий аэростат с жестким каркасом, баллонетами и несущим газом, подвесную систему, несущую платформу с грузопассажирской кабиной, органами управления, двигателями, электрооборудованием и измерительными приборами. Аэростат составлен из двух оболочек, связанных поперечным цилиндрическим шарниром и выполненных с возможностью поворота и фиксации в виде крыла с аэродинамическим профилем или в виде A-образной фигуры с раскрывшимся обтекателем, подвесная система включает жесткие и гибкие элементы и выполнена с возможностью трансформации и фиксации, двигатели установлены с возможностью изменения направления их векторов тяги на угол от 0° до 360° в вертикальной плоскости и фиксации.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, взлет и посадка производятся на аэродромах, оборудованных специальными техническими средствами, с помощью обслуживающего персонала.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является складной дирижабль - самолет (патент RU №2752326 от 2021 г.), содержащий мягкую оболочку с камерами, выполненную в виде крыла большого удлинения с дозвуковым аэродинамическим профилем, два надувных киля с двумя рулями направления, один руль высоты, по меньшей мере две силовые установки, состоящие из электромоторов и флюгируемых воздушных винтов, солнечные батареи, расположенные на верхней поверхности упомянутого крыла, связной и командный блоки управления, а также контейнер для полезной нагрузки, при этом упомянутые камеры выполнены с возможностью заполнения несущим газом и его откачки, упомянутые силовые установки, блоки и контейнер выполнены съемными, а упомянутое крыло выполнено с возможностью складывания в гармошку.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, взлет и посадка производятся на аэродромах, оборудованных специальными техническими средствами.

Задачей изобретения является создание разведывательного беспилотного летающего аппарата, обладающего возможностью взлета без разбега и посадки без пробега, возможностью выбора и изменения высоты над заданной точкой, маневренностью и управляемостью в полете, возможностью длительного нахождения в воздухе и пополнения в полете электроэнергии, использованию различных средств наблюдения.

Техническим результатом является расширение возможностей средств наблюдения по выявлению объектов противника, повышение живучести и устойчивости к радиоэлектронным и механическим воздействиям.

Требуемый технический результат достигается тем, что разведывательный беспилотный летательный аппарат, содержит оболочку с баллонами, заполненными подъемным газом, выполненную в виде крыла, два электродвигателя, солнечные батареи, расположенные на верхней поверхности крыла. Сверху в средней части крыла располагаются блоки системы связи и управления. Крыло крепится к каркасу. Под крылом с каждой стороны каркаса расположены электродвигатели с толкающими винтами, а внутри каркаса крепится сменная сетчатая емкость. В сетчатой емкости по краям расположены эластичные емкости, наполненные подъемным газом, а в центре эластичная емкость, внутри которой расположен электронасос, связанный с атмосферой через систему воздушных клапанов. На нижней внешней поверхности сетчатой емкости крепятся аккумуляторная батарея и сменный набор средств наблюдения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 и Фиг. 2 представлена схема разведывательного беспилотного летательного аппарата, где:

1 - блоки системы связи и управления;

2 - солнечные батареи;

3 - баллоны с подъемным газом;

4 - электродвигатели с толкающими винтами;

5 - каркас;

6 - сменная сетчатая емкость;

7 - сменные средства наблюдения;

8 - аккумуляторная батарея.

На Фиг. 3 представлена схема сменной сетчатой емкости (6) разведывательного беспилотного летательного аппарата с изменяемой подъемной силой, где:

9 - эластичная емкость, соединенная с атмосферой;

10 - эластичные емкости, заполненные подъемным газом;

11 - электронасос;

12 - система воздушных клапанов.

Изобретение работает следующим образом: при подготовке к выполнению задач определяются необходимые средства наблюдения, их массогабаритные характеристики. С учетом уже имеющейся массы элементов разведывательного беспилотного летательного аппарата и возможностей подъема крыла, выполненного из баллонов с подъемным газом (3), рассчитывается и объем необходимого подъемного газа в эластичных емкостях (10) и, соответственно, объем сменной сетчатой емкости (6). Эластичные емкости (10) заполняются необходимым количеством подъемного газа. Для предотвращения преждевременного старта разведывательного беспилотного летательного аппарата также заполняется атмосферным воздухом эластичная емкость (9), связанная с атмосферой через электронасос (11) и систему воздушных клапанов (12).

Включается электронасос (11), система воздушных клапанов (12) перекрывает стравливание воздуха и эластичная емкость (9) заполняется атмосферным воздухом, увеличиваясь в объеме и сжимая эластичные емкости (10), заполненные подъемным газом. Навешиваются сменные средства наблюдения (7) и заряженная аккумуляторная батарея. Разведывательный беспилотный летательный аппарат готов к старту.

Старт осуществляется уменьшением объема эластичной емкости (9), заполненной атмосферным воздухом, и увеличением объема эластичных емкостей (10), заполненных подъемным газом. Включается электронасос (11), система воздушных клапанов (12) открывает стравливание воздуха и эластичная емкость (9) освобождается от воздуха, уменьшается объем и освободившееся пространство занимают увеличивающиеся в объеме эластичные емкости (10), заполненные подъемным газом. Высота полета регулируется системой связи и управления (1), изменяя объем атмосферного воздуха в эластичной емкости (9). Маршрут движения задается системой связи и управления (1) по заранее введенным данным или получаемым в процессе полета. Горизонтальное движение по маршруту осуществляется при помощи двух электродвигателей с толкающими винтами (4) компенсирующими отклонение за счет их работы с различной мощностью.

Собираемая в процессе эксплуатации информация передается на пункт управления через блоки системы связи и управления (1).

Питание всех электронных устройств осуществляется за счет заряда аккумуляторной батареи (8), пополняющей запас энергии в процессе полета от солнечных батарей (2), расположенных на верхней поверхности баллонов с подъемным газом (3).

При завершении выполнения задач для посадки включается электронасос (11), система воздушных клапанов (12) перекрывает стравливание воздуха и эластичная емкость (9) заполняется атмосферным воздухом, увеличиваясь в объеме и сжимая эластичные емкости (10), заполненные подъемным газом. Уменьшается подъемная сила и разведывательный беспилотный летательный аппарат совершает посадку на опоры каркаса (5), предотвращающие повреждение полезной нагрузки о землю.

Разведывательный беспилотный летательный аппарат способен длительное время автономно осуществлять эффективное применение различной сменной полезной нагрузки (средств контроля, наблюдения, ретрансляции, поражения и др.) за счет возможности пополнения и накопления запасов электроэнергии.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных аэростатических летательных аппаратов. Разведывательный беспилотный летательный аппарат содержит оболочку с баллонами, заполненными подъемным газом, выполненную в виде крыла, два электродвигателя, солнечные батареи, расположенные на верхней поверхности крыла. Сверху в средней части крыла располагаются блоки системы связи и управления. Крыло крепится к каркасу. Под крылом с каждой стороны каркаса расположены электродвигатели с толкающими винтами, а внутри каркаса крепится сменная сетчатая емкость. В сетчатой емкости по краям расположены эластичные емкости, наполненные подъемным газом, а в центре эластичная емкость, внутри которой расположен электронасос, связанный с атмосферой через систему воздушных клапанов. На нижней внешней поверхности сетчатой емкости крепятся аккумуляторная батарея и сменный набор средств наблюдения. Обеспечивается расширение возможностей средств наблюдения по выявлению объектов противника, повышение живучести и устойчивости к радиоэлектронным и механическим воздействиям. 3 ил.

Разведывательный беспилотный летательный аппарат, содержащий оболочку с баллонами, заполненными подъемным газом, выполненную в виде крыла, два электродвигателя, солнечные батареи, расположенные на верхней поверхности крыла, отличающийся тем, что сверху в средней части крыла располагаются блоки системы связи и управления, крыло крепится к каркасу, под крылом, с каждой стороны каркаса, расположены электродвигатели с толкающими винтами, а внутри каркаса крепится сменная сетчатая емкость, в которой по краям расположены эластичные емкости, наполненные подъемным газом, а в центре эластичная емкость, внутри которой расположен электронасос, связанный с атмосферой через систему воздушных клапанов, на нижней внешней поверхности сетчатой емкости крепятся аккумуляторная батарея и сменный набор средств наблюдения.