Беспилотный летательный аппарат

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ	(19) RU (11) 143 213  (13) U1
	(51) МПК B64C 5/02 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

Статус: Пошлина:

действует (последнее изменение статуса: 27.01.2017) учтена за 4 год с 26.02.2017 по 25.02.2018

(21)(22) Заявка: 2014107030/11, 25.02.2014 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 25.02.2014 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 25.02.2014 (45) Опубликовано: 20.07.2014 Бюл. № 20 Адрес для переписки: 199178, Санкт-Петербург, Малый пр., В.О., 54, корп. 4, лит. В, ЗАО "Транзас", Захарову С.В.

(72) Автор(ы): Лебедев Николай Юрьевич (RU), Долженков Николай Николаевич (RU), Поляков Алексей Вячеславович (RU), Евстафьев Денис Вячеславович (RU) (73) Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Транзас" (RU)

(54) БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

(57) Реферат:

1. Беспилотный летательный аппарат, характеризующийся наличием фюзеляжа, размещенного по схеме среднеплан удлиненного крыла, разделенного на две консоли, сочлененных с фюзеляжем в зоне его максимальной строительной ширины, хвостового оперения, состоящего из двух консолей, расположенных V-образно, трехопорного убираемого шасси, силовой установки, движителя в виде винто-вентилятора, размещенного в кольцевом канале, экранированного хвостовым оперением, топливных баков в крыле и фюзеляже.

2. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая консоль удлиненного крыла содержит закрылок, разделенный на секции с приводами, функционирующих независимо друг от друга, и один элерон с приводом.

3. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая консоль хвостового оперения содержит две секции руля высоты и направления с приводами.

4. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что шасси содержит две основные стойки с колесами и приводами, стойку носового шасси с колесом, механизмом руления и приводом.

5. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что силовая установка содержит закрытый капотом авиационный двигатель внутреннего сгорания, расположенный в фюзеляже, вблизи центра масс.

6. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для передачи крутящего момента на винто-вентилятор применяют закрытый гаргротом трасмиссионный вал с карданным шарниром.

7. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в фюзеляже размещены отсек бортового оборудования и отсек полезной нагрузки.

8. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что на каждой консоли удлиненного крыла расположен пилон подвесного вооружения.

Полезная модель относится к авиационной технике, в частности, к средним по взлетной массе, малоскоростным, средневысотным беспилотным летательным аппаратам (БЛА).

К основным направлениям использования предлагаемого БЛА относятся: дистанционный мониторинг окружающей среды, разведка, целеуказание и нанесение боевых ударов. При этом, одной из важных летно-технических характеристик является продолжительность полета.

Известны различные технические решения в рассматриваемой области.

Так, известны БЛА: MQ-9 Reaper (Predator B) американской фирмы GAAS (см. ссылку http://www.airwar.ru/enc/bpla/mq9.html) и HERMES 900 израильской фирмы Elbit Systems (см. ссылку http://bp-la.ru/bespilotnyj-apparat-hermes-900/).

Аналоги содержат фюзеляж, крыло, силовую установку, горизонтальное и вертикальное оперение, трехопорное шасси, двигатель, полезную нагрузку, бортовое оборудование, винтомоторную установку. Общим недостатком является открытость винтомоторной установки, что повышает акустическую и радиолокационную заметность БЛА.

По совокупности существенных признаков, наиболее близким к заявляемой полезной модели, является патент на беспилотный летательный аппарат RU №2380286 (МПК B64C 39/04, опублик. 27.01.2010), который принят за прототип. Известный БЛА содержит фюзеляж с двухбалочной хвостовой частью, винтомоторную установку толкающего типа, крыло, горизонтальное и вертикальное хвостовое оперение, рулевые машинки и шасси, кроме того, силовая часть фюзеляжа выполнена в виде металлической фермы и содержит отсек с бортовым радиоэлектронным оборудованием и отсек с основным топливным баком, к силовой части фюзеляжа прикреплены: в носовой части -ферма, содержащая отсек с целевой нагрузкой, в хвостовой части - моторная рама, на которой установлена винтомоторная установка, сверху в средней части - лонжероны крыльев, снизу спереди - переднее шасси, снизу в средней части - основное шасси. Лонжероны выполнены трубчатыми с возможностью их использования в качестве дополнительного топливного бака, хвостовые балки выполнены в виде металлических труб и прикреплены к лонжеронам сверху, вертикальное оперение выполнено в виде двух наклонных килей с рулями направления и размещено на концах хвостовых балок, между которыми размещено горизонтальное оперение, выполненное в виде стабилизатора с рулем высоты, обшивка фюзеляжа, состоящая из переднего обтекателя, основного обтекателя и капота двигателя, выполнена с возможностью доступа через съемные части к блокам целевой нагрузки, блокам бортового радиоэлектронного оборудования и двигателя. В верхней части основного обтекателя расположен люк, который закрывает отсек с парашютом, находящийся над топливным баком.

Недостатком прототипа является открытость винтомоторной установки, что повышает акустическую и радиолокационную заметность БЛА.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание среднего по взлетной массе, малоскоростного, средневысотного беспилотного летательного аппарата средней продолжительности полета, с улучшенными летно-техническими характеристиками.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в увеличении продолжительности полета, снижении акустической и радиолокационной заметности беспилотного летательного аппарата.

Технический результат достигается тем, что беспилотный летательный аппарат характеризуется наличием фюзеляжа, размещенного по схеме среднеплан удлиненного крыла, разделенного на две консоли, сочлененных с фюзеляжем в зоне его максимальной строительной ширины, хвостового оперения, состоящего из двух консолей, расположенных V-образно, трехопорного убираемого шасси, силовой установки, движителя в виде винто-вентилятора, размещенного в кольцевом канале, экранированного хвостовым оперением, топливных баков в крыле и фюзеляже.

Технический результат достигается также тем, что:

каждая консоль удлиненного крыла содержит закрылок, разделенный на секции с приводами, функционирующих независимо друг от друга, и один элерон с приводом;

каждая консоль хвостового оперения содержит две секции руля высоты и направления с приводами;

шасси содержит две основные стойки с колесами и приводами, стойку носового шасси с колесом, механизмом руления и приводом;

силовая установка содержит закрытый капотом авиационный двигатель внутреннего сгорания, расположенный в фюзеляже, вблизи центра масс;

для передачи крутящего момента на винто-вентилятор применяют закрытый гаргротом трасмиссионный вал с карданным шарниром;

в фюзеляже размещены отсек бортового оборудования и отсек полезной нагрузки;

на каждой консоли удлиненного крыла расположен пилон подвесного вооружения.

Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами:

фиг. 1, на которой изображен общий вид БЛА, где:

1 - фюзеляж;

2 - удлиненное крыло;

3 - консоль крыла;

4 - хвостовое оперение;

5 - консоль хвостового оперения;

6 - винто-вентилятор;

7 - кольцевой канал винто-вентилятора;

8 - капот двигателя;

9 - гаргрот;

10 - основная стойка шасси;

11 - колесо основной стойки шасси;

12 - стойка носового шасси;

13 - колесо стойки носового шасси;

фиг. 2, на которой изображен вид спереди;

фиг. 3, на которой изображен вид сверху в разрезе, где:

14 - закрылок;

15 - элерон;

16 - секция руля высоты и направления;

17 - привод закрылка;

18 - привод элерона;

19 - авиационный двигатель внутреннего сгорания;

20 - топливный бак;

21 - трансмиссионный вал;

22 - карданный шарнир;

23 - отсек бортового оборудования;

24 - отсек полезной нагрузки;

25 - пилон подвесного вооружения;

фиг. 4, на которой изображен вид сбоку в разрезе, где:

26 - механизм руления стойки носового шасси;

27 - привод секции руля высоты и направления.

Беспилотный летательный аппарат содержит фюзеляж 1, размещенное по схеме среднеплан удлиненное крыло 2, разделенное на две консоли 3, сочлененные с фюзеляжем 1 в зоне его максимальной строительной ширины, хвостовое оперение 4, состоящее из двух консолей 5, расположенных V-образно, силовую установку, движитель в виде винто-вентилятора 6, размещенного в кольцевом канале 7, экранированного хвостовым оперением 4, топливные баки 20 в крыле 2 и фюзеляже 1, трехопорное убираемое шасси, состоящее из двух основных 10 стоек с колесами 11 и приводами, стойки 12 носового шасси с колесом 13, механизмом руления 26 и приводом. Основные 10 стойки шасси оснащены электрическими тормозами. Стойка 12 носового шасси, размещенная в носовой части фюзеляжа 1, помимо восприятия нагрузок на взлете/посадке, обеспечивает управляемость БЛА при разбеге/пробеге и рулежке. Для передачи крутящего момента на винто-вентилятор 6 применяют закрытый гаргротом 9 трансмиссионный вал 21 с карданным шарниром 22.

Силовая установка содержит закрытый капотом 8 авиационный двигатель 19 внутреннего сгорания, расположенный в фюзеляже 1, вблизи центра масс.

В фюзеляже 1, выполненном с покрытием, снижающим радиолокационную заметность, размещены отсек 23 бортового оборудования и отсек 24 полезной нагрузки, включающий, по крайней мере, комплекс обороны, обзорную систему, радиолокационную аппаратуру и аэрофотоаппарат.

Каждая консоль 3 удлиненного крыла 2, на которой расположен пилон 25 подвесного вооружения, содержит закрылок 14, разделенный на секции с приводами 17, функционирующих независимо друг от друга, и один элерон 15 с приводом 18. Применение на каждой консоли 3 крыла 2 секций закрылка 14, необходимых для снижения взлетной и посадочной скорости, и зависающего элерона 15, необходимого для управления креном в режимах взлета и посадки, уменьшает дистанцию разбега. При этом, привод 18 элерона 15 унифицирован с приводами 17 секций закрылка 14.

Консоли 5 хвостового оперения 4 расположены под углом 90° и выполняют функцию горизонтального и вертикального оперения одновременно. При этом, они экранируют основную зону образования шума - зону выхода потока из кольцевого канала 7 винто-вентилятора. На консолях 5 расположены секции 16 рулей высоты и направления с приводами 27.

Для описания процесса функционирования БЛА целесообразно выделить следующие режимы работы: «Взлет», «Посадка», «Полет по маршруту».

В режиме «Взлет» БЛА взлетает аналогично обычному самолету, за счет подъемной силы, создаваемой удлиненным крылом 2, размещенным по схеме среднеплан. Управление БЛА - аэродинамическое, обеспечивается элеронами 15, секциями 16 рулей высоты и направления. После взлета происходит уборка секций закрылков 14.

В режиме «Посадка» БЛА приземляется аналогично обычному самолету.

В режиме «Полет» основные стойки 10 шасси убраны в фюзеляж 1 и размещены продольно строительной оси БЛА, позади авиационного двигателя 19 внутреннего сгорания.

Предлагаемая полезная модель обладает следующими преимуществами.

Аэродинамическое профилирование крыла 2 большого удлинения позволяет реализовывать схему с аэродинамически «чистым» крылом, обеспечивающим аэродинамическое качество K≥26,5 (при существующих показателях 18÷22), при выбранном удлинении.

Применение винто-вентилятора 6, закрытого кольцевым каналом 7 и V-образным хвостовым оперением 4, позволяет снизить акустический шум.

Применение формы фюзеляжа 1 с капотом 8 авиационного двигателя 19 внутреннего сгорания и гаргротом 9, винто-вентилятора 6 с уменьшенными размерами, закрытого кольцевым каналом 7 и V-образным хвостовым оперением 4, в совокупности с покрытием фюзеляжа 1, позволяет снизить уровень радиолокационной заметности до уровня 0,1 м² в диапазоне радиоволн 2-3 см в передних и боковых ракурсах, что повышает боевую живучесть.

Высокое аэродинамическое качество и использование большого количества топлива, размещаемого в топливных баках 20, увеличивает продолжительность полета БЛА.

Таким образом, применение удлиненного крыла, винто-вентилятора, закрытого V-образным хвостовым оперением, большого количества топлива, размещаемого в топливных баках, обеспечивает предлагаемому беспилотному летательному аппарату большую продолжительность полета и сниженную акустическую и радиолокационную заметность.

Формула полезной модели

1. Беспилотный летательный аппарат, характеризующийся наличием фюзеляжа, размещенного по схеме среднеплан удлиненного крыла, разделенного на две консоли, сочлененных с фюзеляжем в зоне его максимальной строительной ширины, хвостового оперения, состоящего из двух консолей, расположенных V-образно, трехопорного убираемого шасси, силовой установки, движителя в виде винто-вентилятора, размещенного в кольцевом канале, экранированного хвостовым оперением, топливных баков в крыле и фюзеляже.

2. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая консоль удлиненного крыла содержит закрылок, разделенный на секции с приводами, функционирующих независимо друг от друга, и один элерон с приводом.

3. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая консоль хвостового оперения содержит две секции руля высоты и направления с приводами.

4. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что шасси содержит две основные стойки с колесами и приводами, стойку носового шасси с колесом, механизмом руления и приводом.

5. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что силовая установка содержит закрытый капотом авиационный двигатель внутреннего сгорания, расположенный в фюзеляже, вблизи центра масс.

6. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для передачи крутящего момента на винто-вентилятор применяют закрытый гаргротом трасмиссионный вал с карданным шарниром.

7. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в фюзеляже размещены отсек бортового оборудования и отсек полезной нагрузки.

8. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что на каждой консоли удлиненного крыла расположен пилон подвесного вооружения.