Система боевых беспилотных летательных аппаратов Российский патент 2023 года по МПК B64U10/10 B64U50/34 B64U101/15 

Изобретение относится к системам боевых беспилотных летательных аппаратов, предназначенных для охраны воздушного пространства и территорий и поражения воздушных и наземных нарушителей.

Известна система боевых беспилотных летательных аппаратов (Минные поля в воздухе // «Техника-молодежи» 1938. №2. С. 19), которая представляет собой набор ракет, к корпусам которых одним своим концом жестко прикреплены пружины. На других концах пружин установлены боеприпасы. К боеприпасам прикреплены одним своим концом стальные тросы, другие концы тросов присоединены к парашютам. При приближении воздушных нарушителей ракеты запускаются на нужную высоту в десяток километров и выбрасывают с помощью пружин боеприпасы, парашюты которых раскрываются. В результате, отмеченного боеприпасы начинают медленно опускаться на землю, причем стальные тросы под действием силы тяжести разматываются и располагаются перпендикулярно поверхности земли. Таким образом, образуются своеобразные «воздушные минные поля». Если воздушный нарушитель касается стального троса, боеприпас ударяется об него и взрывается. Все боеприпасы снабжены автоматически действующими предохранителями, предупреждающими взрыв при падении на землю. Корпуса ракет спускаются на землю на своих парашютах. Таким образом, и ракеты и невзорвавшиеся боеприпасы могут быть использованы повторно.

Недостатком данной системы боевых беспилотных летательных аппаратов является то, что время ее работы ограничено временем спускания боеприпасов на землю.

Известна система боевых беспилотных летательных аппаратов, выбранная в качестве прототипа (Новичков Н., Федюшко Д. «Рой» беспилотников. Новая тактика боевых действий уникального оружия Китая // Новости ВПК. ТАСС [Электронный ресурс], - Режим доступа: https://vpk.name/news/234717_roi_bespilotnikov_novaya_taktika_boevyh_deistvii_unikalnogo_oruzhiya_kitaya.html (дата обращения: 15.11.2018 г.)) и представляющая собой систему - рой ударных мультикоптеров с электрическими двигателями и источниками электропитания, на валах которых расположены воздушные винты, каждый мультикоптер оснащен малоразмерной шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформой, поисково-прицельной радиолокационной станцией и другим разведывательным оборудованием, а также различными авиационными средствами поражения, например, парашютируемыми суббоеприпасами, снарядами, управляемыми ракетами, авиационными бомбами, гранатометами, пулеметами и другие средства поражения. Ударные мультикоптеры оснащены многоканальной линией передачи данных.

Тактические сценарии боевого применения роя ударных мультикоптеров предусматривают поражение бронетанковой техники и различных транспортных средств, ударных порядков противника, артиллерии, радиолокационных станций, технических позиций и складов, узлов связи, личного состава, летательных аппаратов в укрытиях, пунктов энергоснабжения. Ударные мультикоптеры с ракетами класса «воздух-воздух» также способны атаковать воздушные цели типа беспилотников, вертолетов и т.д. Рой ударных мультикоптеров может действовать в радиусе 30 километров, время нахождения в воздухе составляет один час.

Основным недостатком прототипа является малое время работы, определяемое емкостью источника электропитания электрических двигателей.

Задачей настоящего изобретения является увеличение времени работы системы боевых беспилотных летательных аппаратов за счет использования индукционного способа передачи электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что в системе боевых беспилотных летательных аппаратов, содержащей беспилотные летательные аппараты, в корпусах которых жестко закреплены электрические двигатели, соединенные с источниками электропитания, на валах электрических двигателей расположены воздушные винты, каждый беспилотный летательный аппарат оснащен малоразмерной шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформой, поисково-прицельной радиолокационной станцией, блоком разведки и навигации, устройством многоканальной линией передачи данных, приемником-передатчиком аппаратуры «свой-чужой», на корпусе жестко закреплены средства поражения, на лопастях воздушного винта беспилотного летательного аппарата жестко закреплены электрические обмотки, которые гальванически связанны с источниками электропитания, боевые беспилотные летательные аппараты выполнены с возможностью взаимодействия с беспилотными летательными аппаратами-заправщиками, в нижней части корпуса которых жестко закреплен источник магнитного поля, в качестве источника магнитного поля использован постоянный магнит или в качестве источника магнитного поля использована электрическая катушка с обмоткой, соединенной с источником питания.

Система боевых беспилотных летательных аппаратов поясняется чертежами, На фиг.1 показаны конструкции беспилотного летательного аппарата и беспилотного летательного аппарата-заправщика в момент передачи электрической энергии индукционным путем. На фиг.2 представлен вариант исполнения беспилотного летательного аппарата-заправщика с использованием постоянных магнитов в качестве источника магнитного поля, а на фиг.3 приведена конструкция беспилотного летательного аппарата-заправщика с электрической катушкой с обмоткой.

Система боевых беспилотных летательных аппаратов содержит беспилотные летательные аппараты 1, например, мультикоптеры, квадракоптеры или конвертопланы, в корпусах 2 которых жестко закреплены электрические двигатели 3, например, AXI 2814/22, 037 или Racer star Racing Edition 2306 2700KV или Readytosky 2205-2300 2300KV или Racer star Racing Edition 2205 2300KV. Электрические двигатели 3 соединены с источниками электропитания 4, например, литиевыми аккумуляторными батареями LP2-22-xHSw, LP4-22-xHSw или LP6-30-xHSw. На валах 5 электрических двигателей 3 расположены воздушные винты 6. Каждый беспилотный летательный аппарат 1 оснащен малоразмерной шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформой 7, например, «Генезис U200», Генезис ЛЕ-350» или «Генезис SGC», поисково-прицельной радиолокационной станцией 8, блоком разведки и навигации 9, устройством многоканальной линии передачи данных 10, приемником-передатчиком аппаратуры «свой-чужой» 11, например, системы «Пароль» (РФ) или системы Мк12 (США), а также различными средствами поражения 12, например, парашютируемыми суббоеприпасами, снарядами, управляемыми ракетами, авиационными бомбами, гранатометами, пулеметами.

На лопастях 13 воздушного винта 6 беспилотного летательного аппарата 1 жестко закреплены электрические обмотки 14, которые гальванически связанны с источниками электропитания 4, а у беспилотных летательных аппаратов-заправщиков 15 в нижней части корпуса 2 жестко закреплен источник магнитного поля 16, например, самарий-кобальтовые, неодимовые постоянные магниты 17 (фиг.2) или электрическая катушка 18 с обмоткой 19, соединенной с источником электропитания 4 (фиг.3).

Работа системы боевых беспилотных летательных аппаратов осуществляется следующим образом.

После взлета, прилета беспилотных летательных аппаратов 1 в зону боевого дежурства, координаты которой определены полетным заданием, беспилотные летательные аппараты 1 «зависают» на своих позициях. Блок разведки и навигации 9 выполняет следующие функции: полет по заданному маршруту; изменение маршрутного задания или возврат в точку старта по команде с наземного пункта управления; облет указанной точки; автосопровождение выбранного объекта; стабилизацию углов ориентации беспилотного летательного аппарата; поддержание заданных высот и скорости полета; сбор и передачу телеметрической информации о параметрах полета и работе целевого оборудования; программное управление устройствами целевого оборудования.

При «зависании» беспилотного летательного аппарата с помощью шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформы 7 осуществляется круглосуточное слежение за местностью, обнаружение и дальнейшее наблюдение за целями, появившихся в зоне боевого дежурства.

Передача информации между беспилотным летательным аппаратом 1 и наземным пунктом управления (на чертеже не показан)выполняется устройством многоканальной линии передачи данных 10.

Поисково-прицельная радиолокационная станция 8 осуществляет обзор и обнаружение цели, автоматическое и непрерывное сопровождение атакуемой цели по дальности и угловым координатам. При этом приемник-передатчик аппаратуры «свой-чужой» 11 осуществляет распознавание цели путем посылания запроса. В случае неполучения правильного ответного сигнала, инициируются средства поражения 12.

В случае разряда источника электропитания 4 до уровня, не обеспечивающего нормального функционирования беспилотного летательного аппарата 1, устройством многоканальной линии передачи данных 16 подается сигнал на наземный пункт управления, по которому в место расположения беспилотного летательного аппарата 1 направляется боевой беспилотный летательный аппарат-заправщик 15. Происходит обмен запросными и ответными сигналами аппаратур «свой-чужой» 11 между беспилотным летательным аппаратом 1 и беспилотным летательным аппаратом-заправщиком 15. Беспилотный летательный аппарат-заправщик 15 подлетает к беспилотному летательному аппарату 1 и «зависает» над ним. Магнитное поле, созданное источником магнитного поля 16, который жестко закреплен в нижней части корпуса 2 беспилотного летательного аппарата-заправщика 15, сцепляется с электрическими обмотками 14, расположенными на вращающихся лопастях 13 воздушного винта 6 беспилотного летательного аппарата 1. Согласно закону электромагнитной индукции в электрических обмотках 14 индуцируется электродвижущая сила, под действием которой возникает электрический ток, заряжающий источник электропитания 4 беспилотного летательного аппарата 1. После окончания процесса зарядки выполняется перелет беспилотного летательного аппарата-заправщика 15 к следующему беспилотному летательному аппарату 1.

После окончания процесса зарядки выполняется перелет беспилотного летательного аппарата-заправщика 15 к следующему беспилотному летательному аппарату 1 либо возвращение на базу.

Как можно заметить, заряд источника электропитания 4 беспилотного летательного аппарата 1 бесконтактным индукционным способом без прерывания его полета позволяет неограниченно увеличить время работы системы боевых беспилотных летательных аппаратов.

Изобретение относится к системам боевых беспилотных летательных аппаратов, предназначенным для охраны воздушного пространства, территорий и поражения воздушных и наземных целей. Система содержит беспилотные летательные аппараты (БПЛА), в корпусах которых жестко закреплены электрические двигатели, соединенные с источниками электропитания, на валах электрических двигателей расположены воздушные винты. Каждый БПЛА оснащен малоразмерной шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформой, поисково-прицельной радиолокационной станцией, блоком разведки и навигации, устройством многоканальной линии передачи данных, приемником-передатчиком аппаратуры «свой-чужой». На корпусе закреплены средства поражения, на лопастях воздушного винта закреплены электрические обмотки, которые гальванически связаны с источниками электропитания. БПЛА выполнены с возможностью взаимодействия с БПЛА-заправщиками, в нижней части корпуса которых закреплен источник магнитного поля. Технический результат - увеличение полетного времени. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система боевых беспилотных летательных аппаратов, содержащая беспилотные летательные аппараты, в корпусах которых жестко закреплены электрические двигатели, соединенные с источниками электропитания, на валах электрических двигателей расположены воздушные винты, каждый беспилотный летательный аппарат оснащен малоразмерной шарообразной гиростабилизированной оптико-электронной платформой, поисково-прицельной радиолокационной станцией, блоком разведки и навигации, устройством многоканальной линии передачи данных, приемником-передатчиком аппаратуры «свой-чужой», на корпусе жестко закреплены средства поражения, на лопастях воздушного винта беспилотного летательного аппарата жестко закреплены электрические обмотки, которые гальванически связаны с источниками электропитания, отличающаяся тем, что боевые беспилотные летательные аппараты выполнены с возможностью взаимодействия с беспилотными летательными аппаратами-заправщиками, в нижней части корпуса которых жестко закреплен источник магнитного поля.

2. Система боевых беспилотных летательных аппаратов по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве источника магнитного поля использован постоянный магнит.

3. Система боевых беспилотных летательных аппаратов по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве источника магнитного поля использована электрическая катушка с обмоткой, соединенной с источником питания.