МОНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МАЛОЗАМЕТНЫЙ БОЕВОЙ БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2024 года по МПК B64U101/00 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к беспилотным летательным аппаратам, а более конкретно к малозаметным боевым летательным аппаратам.

Из уровня техники известны различные варианты беспилотных летательных аппаратов.

Из патента RU 2778177, опубликованного 15.08.2022, известен многофункциональный малогабаритный трансформируемый многоразовый беспилотный летательный аппарат в транспортно-пусковом контейнере, содержащий осесимметричный фюзеляж, сменные модули целевой нагрузки, блоки навигации, управления и двухсторонней радиосвязи, маршевую силовую установку, переходную раму, соосно соединенную с фюзеляжем стартово-разгонную ступень со стабилизаторами, складывающиеся крыло и рули.

Однако недостатком данного технического решения является его большая заметность в радиолокационном диапазоне.

Таким образом, задачей заявленного изобретения является устранение недостатков известного уровня техники.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является уменьшение радиолокационной заметности боевого беспилотного летательного аппарата без применения радиопоглощающих материалов (далее - РПМ) и радиопоглощающих покрытий (далее - РПП). Отсутствие РПП и РПМ обусловлено длительностью, сложностью и дороговизной их нанесения/монтажа на поверхность летательного аппарата.

Имеется несколько причин, из-за которых следует уменьшать радиолокационную (далее - РЛ) заметность боевого летательного аппарата (далее - ЛА):

- предотвратить или, по крайней мере, задержать или ухудшить обнаружение радиолокационной станцией противника;

- заставить радиолокационную станцию противника увеличить мощность излучения, увеличивая, таким образом, возможности его обнаружения пассивными системами радиоэлектронной борьбы;

- предотвратить корректную классификацию целей путем анализа «блестящих точек»;

- побуждать противника к недооценке размеров цели;

- уменьшить мощность системы радиоэлектронного подавления, необходимую для защиты боевого ЛА;

- уменьшить диапазон самоэкранирования, т.е. минимальный диапазон при котором передатчик помех защищает ЛА;

- уменьшить вес дипольных отражателей, которые необходимы для маскирования ЛА,

- др.

Заявленный монофункциональный малозаметный боевой беспилотный ЛА содержит фюзеляж, силовую установку, воздухозаборник, крылья и оперения. ЛА содержит максимум два датчика взаимодействия с внешней средой. Воздухозаборник располагается в задней части фюзеляжа ЛА с отклонением в сторону задней полусферы, располагаясь на скошенной поверхности в задней части фюзеляжа. Фюзеляж выполнен многогранным с исключением закругленных поверхностей. Покрытие фюзеляжа выполнено бесшовным, а все стыки элементов покрытия ЛА покрыты токопроводящей тканью и проклеены токопроводящим клеем.

Угол наклона каждой нормали к каждой грани ЛА выполнен большим, чем угол, ограничивающий защищаемый сектор.

Далее более подробно заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:

На фиг. 1 представлен заявленный ЛА в общем виде.

На фиг. 2 (а, б) представлены иллюстрация увода геометрической видимости воздухозаборника из защищаемых ракурсов визирования (на фиг. 2 б отсутствует геометрическая видимость входа в воздухозаборник при отрицательном угле атаке ЛА).

На фиг. 3 представлена реализация увода нормалей из защищаемого сектора (под защищаемым сектором понимается угловой сектор в самолетной системе координат в котором необходимо проводить уменьшение РЛ заметности) т.е. реализация правила при котором угол наклона нормалей к граням больше угла, ограничивающего защищаемый сектор.

На фиг. 4 представлена типовая диаграмма обратного рассеяния не малозаметного летательного аппарата (стр. 227, Е.Н. Майзелс, В.А. Торгованов «Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей», Москва - 1972 г.).

На фиг. 5 представлена диаграмма обратного рассеяния цилиндра (сплошная линия) и шестигранного параллелепипеда (пунктирная линия) в угломестной плоскости.

На представленных чертежах следующими позициями представлены:

1 - фюзеляж,

2 - крыло,

3 - оперение,

4 - воздухозаборник,

5 - скошенная поверхность фюзеляжа,

6 - нормаль к грани,

7 - защищаемый сектор,

8 - пик диаграммы обратного рассеивания,

9 - сектор увода,

10 - пик отражения с направления по нормали к грани,

11 - грань шестигранного параллелепипеда,

12 - ребро шестигранного параллелепипеда,

13 - отражение с направления по нормали к грани параллелепипеда,

14 - отражение с направления на ребро параллелепипеда.

Заявленный монофункциональный малозаметный боевой беспилотный летательный аппарат содержит фюзеляж (1), крылья (2) и оперение (3). Монофункциональность в заявленном летательном аппарате обеспечивается за счет минимизации количества датчиков, которые усложняют конструкцию летательного аппарата и, как следствие, ухудшают качество поверхности, увеличивают количество люков на ней и рост количества стыков. Каждый датчик ЛА помимо собственного вклада в эффективную поверхность рассеивания (далее - ЭПР) ЛА имеет взаимодействие с его поверхностью, и, главное, взаимодействует с другими датчиками и элементами ЛА образуя при этом практически неконтролируемые выбросы в диаграмму обратного рассеивания (далее - ДОР) при этом чем больше датчиков, тем менее возможным становится контроль ДОР и, тем больше выбросов, при этом описываемые эффекты характерны даже для датчиков с низким ЭПР (с примененными мероприятиями и нанесенным радиопоглощающим покрытием). В связи с вышеизложенным одним из важнейших действенных способом обеспечения малой РЛ заметности без применения радиопоглощающего покрытия становится именно экстремальное снижение количества датчиков до одного - двух, например, для навигации и/или связи с летательным аппаратом.

Также для достижения заявленного технического результата в заявленном ЛА воздухозаборник (4), располагаемый на фюзеляже (1) ЛА в задней его части с отклонением в сторону задней полусферы, располагаясь на скошенной поверхности (5) в задней части фюзеляжа (1) реализуя тем самым принцип увода геометрической видимости входа в воздухозаборник из защищаемого сектора поскольку единственным способом уменьшения заметности входа и канала воздухозаборника при его видимости является сочетание применения искривления канала (придание каналу S - образности) и применения РПП, а без наличия РПП канал воздухозаборника является для электро-магнитной волны (далее - ЭМВ) по сути волноводом и поэтому форма канала (прямой или изогнутый) не влияет на количество электро-магнитной энергии рассеиваемой каналами в обратном направлении при этом S - образность лишь перераспределяет энергию по угловым координатам, не изменяя ее количества.

Кроме того, поскольку наличие стыков покрытия на поверхности ЛА является необходимым (необходимо как минимум компенсировать деформации вызываемые температурными и/или аэродинамическими нагрузками) в заявленном ЛА покрытие фюзеляжа выполнено бесшовным, а все стыки элементов (фюзеляж-крыло, фюзеляж-оперение) и панелей покрытия ЛА покрыты токопроводящей тканью (например: ткань «Полет») и проклеены токопроводящим клеем (например: НТК), создавая бесшовный летательный аппарат с электромагнитно однородной поверхностью.

Также для обеспечения малой РЛ заметности фюзеляж (1) выполнен многогранным с исключением закругленных поверхностей, поскольку ДОР цилиндра и конуса широко известна, а любые перемещения цилиндрической и конусной поверхности не помогут вывести пик ДОР из защищаемого сектора и таким образом отказ от цилиндрических и конусных поверхностей уменьшает РЛ заметность ЛА, при этом учитывая, что максимальное отражение от любой грани наблюдается по нормали к этой грани, угол наклона каждой нормали к каждой грани ЛА выбран большим, чем угол, ограничивающий защищаемый сектор.

Очевидно, что не каждый пик ДОР может быть выведен из защищаемого сектора (примером служат пики от кромок управляющих поверхностей), поэтому для снижения РЛ заметности актуальной становится задача уменьшения их количества, единственным возможным способом является совмещение пиков, причем применяемый обычно принцип совмещения пиков на виде в плане (виде сверху) не может привести к требуемому результату, поскольку пики совпадая под одним углом места начинают расходится при его изменении. Таким образом в заявленном ЛА использован принцип пространственной параллельности и пространственного совмещения. В нашем случае в качестве секторов в которые проводилось сведение пиков выбраны узкие (шириной в 2-3°) сектора пиков от кромки крыла и бокового ребра ЛА, а угол стреловидности крыла и бокового ребра помимо аэродинамики выбирались с точки зрения наименьшей атакоопасности (т.е. вероятности и длительности нахождения противника на данных направлениях).

Таким образом, даже без использования радиопоглощающего покрытия в заявленном ЛА обеспечивается снижение РЛ заметности до минимума, обеспечивая тем самым удовлетворение причин необходимости снижения РЛ заметности.

Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам. Монофункциональный малозаметный боевой беспилотный ЛА содержит фюзеляж (1), силовую установку, воздухозаборник (4), крылья (2) и оперение (3). ЛА содержит максимум два датчика взаимодействия с внешней средой. Воздухозаборник располагается в задней части фюзеляжа ЛА с отклонением в сторону задней полусферы, располагаясь на скошенной поверхности (5) в задней части фюзеляжа (1). Фюзеляж (1) выполнен многогранным с исключением закругленных поверхностей. Покрытие фюзеляжа выполнено бесшовным, а все стыки элементов покрытия ЛА покрыты токопроводящей тканью и проклеены токопроводящим клеем. Достигается уменьшение радиолокационной заметности боевого беспилотного летательного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Монофункциональный малозаметный боевой беспилотный летательный аппарат, содержащий фюзеляж, силовую установку, воздухозаборник, крылья и оперения, отличающийся тем, что содержит максимум два датчика взаимодействия с внешней средой, воздухозаборник располагается в задней части фюзеляжа летательного аппарата с отклонением в сторону задней полусферы, располагаясь на скошенной поверхности в задней части фюзеляжа, при этом фюзеляж выполнен многогранным с исключением закругленных поверхностей, кроме того, покрытие фюзеляжа выполнено бесшовным, а все стыки элементов покрытия летательного аппарата покрыты токопроводящей тканью и проклеены токопроводящим клеем.

2. Монофункциональный малозаметный боевой беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона каждой нормали к каждой грани летательного аппарата выполнен большим, чем угол, ограничивающий защищаемый сектор.