EA009128B1

EA009128B1 - Methods of take-off and landing of aerial vehicles

Info

Publication number: EA009128B1
Application number: EA200600088A
Authority: EA
Inventors: Валентин Афанасьевич Сухолитко
Original assignee: Валентин Афанасьевич Сухолитко
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-10-26
Also published as: EA200600088A1

Abstract

The invention relates to transport-towing aviation means which interacts with aerial vehicles (AV). Proposed takeoff method assumes connection of the AV with the tow-line provided by the aerial harbor, lifting the AV to the height of its horizontal flight, starting engines of the AV, its speedup and release from the tow-line. Landing method assumes connection of the tow-line with the AV while it approaches the aerial harbor, making speed of the AV lower through application of tow-line breaks and smooth pulling down of the AV to the ground. Aerial harbor is placed above the height of the AV horizontal flight. From the ground side it has the guiding mechanism with mobile drives connected by the tow-lines with the AV clutch equipment. When the AV speeds up the tow-line is being released from the drive which moves along the guiding mechanism. Making horizontal speed of the AV lower during landing is performed through moving drive along the guiding mechanism. Technical result of the invention is making safe short takeoff and landing of AV.

Description

Предложенное изобретение относится к транспортно-буксировочным авиационным средствам, взаимодействующим с летательными аппаратами (ЛА).The proposed invention relates to transport and towing aircraft, interacting with aircraft (LA).

Известен выбранный в качестве ближайшего аналога способ взлета и посадки, включающий соединение ЛА при помощи захватного устройства с тросом, подъем ЛА при помощи троса на высоту его горизонтального полета, включение двигателей ЛА, его разгон и отстыковку захватного устройства при достижении ЛА скорости горизонтального полета (патент США № 1869506, опубл. 02.08.1932).A known take-off and landing method selected as the closest analogue, including connecting an aircraft using a gripper with a cable, lifting the aircraft with a cable to its horizontal flight height, turning on the aircraft engines, accelerating it and undocking the gripping device when the aircraft reaches horizontal flight speed (patent USA No. 1869506, published 02.08.1932).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности осуществить безопасные короткие взлет и посадку летательного аппарата.The disadvantage of this method is the inability to carry out safe short take-off and landing of the aircraft.

Технической задачей изобретения в части взлета является обеспечение безопасного короткого взлета летательного аппарата.An object of the invention in terms of take-off is to provide a safe short take-off of an aircraft.

Поставленная задача достигается тем, что в способе взлета летательного аппарата (ЛА), включающем подъем ЛА при помощи тросов на высоту его горизонтального полета, включение двигателей ЛА, его разгон и отстыковку захватного устройства при достижении ЛА скорости горизонтального полета, выше высоты горизонтального полета ЛА размещают воздушную гавань, к которой со стороны земли крепят направляющую с подвижным на ней приводом, соединенным с указанными тросом и захватным устройством, на ЛА выполняют два устройства для захвата, располагая их вдоль оси фюзеляжа одно за другим на расстоянии друг от друга не меньшем, чем половина длины фюзеляжа, вводят в зацепление два захватных устройства с каждым устройством для захвата на ЛА, после подъема ЛА на высоту горизонтального полета производят ориентацию ЛА в пространстве, выдерживают ЛА в состоянии покоя не менее 10 с, совершают принудительный разгон ЛА, причем одновременно с разгоном ЛА выпускают гибкие тросы из приводов, перемещая приводы по направляющей.The problem is achieved in that in the method of take-off of an aircraft (LA), including lifting the aircraft with cables to the height of its horizontal flight, turning on the aircraft engines, its acceleration and undocking of the gripper when the aircraft reaches the horizontal flight speed, above the horizontal flight height of the aircraft the air harbor, to which on the ground side a rail is mounted with a drive movable on it, connected to the indicated cable and gripping device, two gripping devices are made on the aircraft, locating them along the fuselage axis, one after the other, at a distance of no less than half the length of the fuselage, two grippers are engaged with each capture device on the aircraft, after raising the aircraft to a horizontal flight height, the aircraft is oriented in space, maintain the aircraft in a state at least 10 s of rest, force the aircraft to accelerate, and simultaneously with the acceleration of the aircraft, they release flexible cables from the drives, moving the drives along the guide.

Технической задачей изобретения в части посадки является обеспечение безопасной короткой посадки ЛА.An object of the invention in terms of landing is to provide a safe short landing LA.

Поставленная задача достигается тем, что в способе посадки ЛА, включающем вывод захватного устройства на тросе и его соединение с ЛА при подлете ЛА к этому устройству, гашение горизонтальной скорости ЛА путем расчетного выпуска и торможения троса, гашение вертикальной скорости ЛА при достижении им горизонтальной скорости, близкой к посадочной, и плавное опускание ЛА на поверхность земли, выше высоты горизонтального полета ЛА размещают воздушную гавань, к которой со стороны земли крепят направляющую с подвижными на ней приводами, соединенными тросами с захватными устройствами, на ЛА выполняют два устройства для захвата, располагая их вдоль оси фюзеляжа одно за другим на расстоянии друг от друга не меньшем, чем половина длины фюзеляжа, захватное устройство вводят в зацепление с первым по ходу движения устройством для захвата на ЛА, после вывода и соединения одного захватного устройства с ЛА гашение горизонтальной скорости ЛА производят, перемещая соответствующий привод по направляющей, одновременно с началом гашения вертикальной скорости вводят второе захватное устройство в зацепление со вторым по ходу движения ЛА устройством для захвата, производят ориентацию ЛА в пространстве, выдерживают ЛА в состоянии покоя не менее 10 с.The problem is achieved in that in the method of landing the aircraft, including the withdrawal of the gripping device on the cable and its connection with the aircraft when the aircraft approaches the device, damping the horizontal speed of the aircraft by the calculated release and braking of the cable, damping the vertical speed of the aircraft when it reaches horizontal speed, close to the landing, and smooth lowering of the aircraft to the surface of the earth, above the horizontal flight height of the aircraft, an air harbor is placed, to which a rail with movable drives on it is attached to the ground, connected With these cables with gripping devices, two gripping devices are made on the aircraft, placing them along the fuselage axis one after another at a distance from each other no less than half the length of the fuselage, the gripping device is engaged with the first device for gripping the aircraft in the direction of travel , after the withdrawal and connection of one gripping device with the aircraft, the horizontal speed is extinguished by moving the corresponding drive along the guide, and at the same time as the vertical speed is extinguished, the second gripping device is introduced GUT into engagement with the second forward facing gripping device LA, LA produce orientation in space, aircraft kept at rest for at least 10 seconds.

Предложенное изобретение поясняется при помощи схем, показанных на фиг. 1-4. На фиг. 1 показана воздушная гавань и способ взлета ЛА, на фиг. 2 показано расположение привода с захватным устройством на направляющей, соединенной при помощи стоек с воздушной гаванью, на фиг. 3 показан способ осуществления посадки ЛА, на фиг. 4 показан вариант исполнения направляющей.The proposed invention is illustrated using the schemes shown in FIG. 1-4. In FIG. 1 shows an air harbor and an aircraft take-off method, FIG. 2 shows the location of the drive with a gripper on a rail connected by struts to the air harbor, FIG. 3 shows a method for landing an aircraft; FIG. 4 shows an embodiment of the guide.

На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения:In FIG. 1-4 the following notation:

воздушная гавань 1, направляющая 2, стойки 3, подвижные приводы 4, гибкий трос 5, захватное устройство 6, летательный аппарат (ЛА) 7, устройство для захвата 8, трос 9.air harbor 1, guide 2, racks 3, movable drives 4, flexible cable 5, gripper 6, aircraft (LA) 7, gripper 8, cable 9.

Предложенное изобретение реализуется следующим образом.The proposed invention is implemented as follows.

На высоте выше высоты горизонтального полета (высота горизонтального полета для разных ЛА колеблется от 50 до 15000 м и более) располагают воздушную гавань 1, выполненную, например, в виде больших размеров воздушного шара или стратостата, и жестко соединяют ее с землей, например, при помощи троса 9. Также можно «привязать», иными словами, сориентировать воздушную гавань 1 к определенной точке за счет собственных двигателей (например, ГТД). По периметру воздушной гавани 1 жестко крепят со стороны земли на стойках 3 направляющую 2 замкнутого контура (в качестве направляющей 2 могут быть использованы рельс, тавр и другие профили), на котором располагают подвижные приводы 4 с гибкими тросами 5 и захватными устройствами 6. Кроме того, направляющая 2 может быть выполнена разветвленной внутри замкнутого контура (фиг. 4), разветвления осуществляются при помощи стрелок. Разветвления выполняются для более компактной парковки ЛА. Выполняют захватное устройство 6, например, в виде крюка, а на ЛА 7 выполняют два устройства для захвата 8, например, в виде скобы. ПриAt a height above the horizontal flight height (the horizontal flight height for different aircraft varies from 50 to 15000 m or more), they have an air harbor 1, made, for example, in the form of a large balloon or stratospheric balloon, and rigidly connect it to the ground, for example, when the help of the cable 9. You can also “tie”, in other words, orient the air harbor 1 to a certain point due to its own engines (for example, gas turbine engine). Around the perimeter of the air harbor 1, a closed loop guide 2 is fixed on the racks 3 from the ground side (rail, brands and other profiles can be used as guide 2), on which movable drives 4 with flexible cables 5 and gripping devices 6 are located. In addition , the guide 2 can be branched inside a closed loop (Fig. 4), the branching is carried out using arrows. Branches are performed for a more compact aircraft parking. A gripping device 6 is carried out, for example, in the form of a hook, and on the LA 7 two gripping devices 8 are made, for example, in the form of a bracket. At

- 1 009128 чем два устройства для захвата 8 располагаются вдоль оси фюзеляжа. При этом устройства для захвата 8 располагаются одно за другим на расстоянии друг от друга не меньшем, чем половина длины фюзеляжа.- 1 009128 than two gripping devices 8 are located along the axis of the fuselage. When this device for capturing 8 are located one after another at a distance from each other no less than half the length of the fuselage.

Перед началом взлета соединяют два захватных устройства 6 с устройствами для захвата 8 на ЛА 7. При этом оба захватные устройства 6 должны быть соединены при помощи гибких тросов 5 с двумя соседними подвижными приводами 4. Затем выбирают гибкие тросы 5 при помощи приводов 4, тем самым поднимая ЛА 7 вверх. После того, как ЛА 7 будет поднят на высоту горизонтального полета, прекращают выбирать гибкий трос 5 и производят ориентацию ЛА 7 в пространстве. Ориентация ЛА 7 в пространстве производится за счет перемещения одного или двух подвижных приводов 4, достигается необходимое направление вектора начала последующего движения ЛА 7. Выдерживают ЛА 7 в состоянии покоя не менее 10 с для стабилизации его положения. Совершают принудительный разгон ЛА 7 за счет движения обоих приводов 4 по направляющей 2 в течение интервала времени, составляющего не менее чем 5 с, после чего включают двигатели ЛА 7, разгоняя его. Одновременно с разгоном ЛА 7 выпускают гибкие тросы 5 из обоих приводов 4 с одинаковой скоростью. При этом приводы 4 могут перемещаться по направляющей 2 (как за счет собственных двигателей, так и за счет силы натяжения гибких тросов 5) так, что гибкие тросы 5 не будут при натяжении замедлять разгон ЛА 7. Кроме того, за счет собственных двигателей приводы 4, перемещаясь по направляющей 2, могут разгонять ЛА 7. После того, как ЛА 7 будет двигаться с безопасной скоростью полета, отстыковывают захватные устройства 6 от устройств для захвата 8 на ЛА 7.Before starting takeoff, two gripping devices 6 are connected with gripping devices 8 on the aircraft 7. In this case, both gripping devices 6 must be connected using flexible cables 5 to two adjacent movable drives 4. Then flexible cables 5 are selected using drives 4, thereby lifting the LA 7 up. After the LA 7 is raised to the height of horizontal flight, stop choosing a flexible cable 5 and produce orientation of the LA 7 in space. Orientation of the aircraft 7 in space is carried out by moving one or two movable drives 4, the necessary direction of the vector of the beginning of the subsequent movement of the aircraft is achieved 7. The aircraft 7 is kept at rest for at least 10 s to stabilize its position. Forced acceleration of the aircraft 7 due to the movement of both drives 4 along the guide 2 for a time interval of at least 5 s, after which the engines of the aircraft 7, accelerating it. Simultaneously with the acceleration of LA 7, flexible cables 5 are released from both drives 4 at the same speed. In this case, the actuators 4 can move along the guide 2 (both due to their own engines, and due to the tension force of the flexible cables 5) so that the flexible cables 5 will not slow down the acceleration of the aircraft when tensioned 7. In addition, the drives 4 moving along the guide 2, they can accelerate LA 7. After the LA 7 moves at a safe flight speed, the grippers 6 are undocked from the grippers 8 on the LA 7.

Перед заходом на посадку ЛА 7 снижает скорость движения и высоту полета. Опускают захватное устройство 6 на гибком тросе 5 на высоту предполагаемой стыковки (высота стыковки может составлять от 50 до 15000 м и более) ЛА 7 с захватным устройством 6. После того, как ЛА 7 подлетел к захватному устройству 6, захватное устройство 6 вводят в зацепление с первым по ходу движения ЛА 7 устройством для захвата 8. Затем осуществляют расчетное торможение гибкого троса 5 при помощи привода 4, тем самым осуществляя гашение горизонтальной составляющей скорости ЛА 7. При достижении горизонтальной составляющей скорости ЛА 7, близкой к посадочной при торможении гибкого троса 5, начинают выполнять гашение вертикальной скорости путем выборки гибкого троса 5. Одновременно с началом гашения вертикальной скорости вводят второе захватное устройство 6 в зацепление со вторым устройством для захвата 8 на ЛА 7 (т.е. тем, которое является вторым по ходу движения ЛА 7). При гашении горизонтальной составляющей скорости движения ЛА 7 приводы 4 могут перемещаться по направляющей 2, что снижает нагрузку на трос 9, соединяющий воздушную гавань 1 с землей.Before landing, the aircraft 7 reduces the speed and altitude. The gripper 6 is lowered on the flexible cable 5 to the height of the proposed docking (the docking height can be from 50 to 15,000 m and more) LA 7 with the gripper 6. After the LA 7 has flown up to the gripper 6, the gripper 6 is engaged with the first device for capturing 8 in the direction of flight of LA 7. Then, braking of the flexible cable 5 is performed using drive 4, thereby extinguishing the horizontal component of the speed of the aircraft 7. When the horizontal component of the speed of the aircraft 7 is close to the landing dormant when braking the flexible cable 5, they begin to extinguish the vertical speed by selecting the flexible cable 5. Simultaneously with the beginning of the extinction of the vertical speed, the second gripping device 6 is engaged with the second gripping device 8 on the LA 7 (i.e., the second in the direction of the aircraft 7). When you extinguish the horizontal component of the speed of the aircraft 7, the actuators 4 can move along the guide 2, which reduces the load on the cable 9, connecting the air harbor 1 with the ground.

После того, как горизонтальная и вертикальная составляющие скорости движения ЛА 7 станут равными нулю, за счет перемещения одного или двух подвижных приводов 4 достигается необходимая ориентация ЛА 7 в пространстве. Затем выдерживают ЛА 7 в состоянии покоя не менее 10 с для стабилизации его положения и плавно опускают на поверхность земли.After the horizontal and vertical components of the speed of movement of the aircraft 7 become equal to zero, due to the movement of one or two mobile drives 4, the necessary orientation of the aircraft 7 in space is achieved. Then maintain LA 7 at rest for at least 10 s to stabilize its position and gradually lower it to the surface of the earth.

При этом для упрощения конструкции воздушной гавани 1 приводы 4 могут быть расположены стационарно на стойках 3.In this case, to simplify the design of the air harbor 1, the actuators 4 can be stationary on the racks 3.

Таким образом, за счет того, что в способе взлета и посадки располагают выше средней высоты горизонтального полета воздушную гавань и соединяют ее с землей, по периметру воздушной гавани, со стороны земли, жестко крепят на стойках направляющую замкнутого контура, располагают на направляющей подвижные приводы с гибкими тросами и захватными устройствами, а на ЛА выполняют устройство для захвата захватным устройством, с помощью захватного устройства производят безопасные для здоровья пассажиров взлет и посадку ЛА.Thus, due to the fact that in the take-off and landing method the air harbor is located above the average height of horizontal flight and connected to the ground, along the perimeter of the air harbor, from the ground, the closed-loop guide is rigidly fixed on the racks, movable drives are mounted on the guide with flexible cables and gripping devices, and on the aircraft carry out a device for gripping with a gripping device, using the gripping device produce safe for passengers health take-off and landing of the aircraft.

Claims

1. The method of take-off of an aircraft (LA), including lifting the aircraft with cables to the height of its horizontal flight, turning on the aircraft engines, accelerating it and undocking the gripper when the aircraft reaches horizontal flight speed, characterized in that airborne aircraft is placed above the horizontal flight height a harbor, to which a rail is mounted on the ground side with a drive movable on it, connected to the indicated cable and gripping device, two gripping devices are made on the aircraft, placing them along the fuselage axis about but after another at a distance from each other no less than half the length of the fuselage, two gripping devices are engaged with each device for capturing onto the aircraft, after raising the aircraft to a horizontal flight altitude, the aircraft is oriented in space, maintain the aircraft at rest no less than 10 s, the aircraft is forced to accelerate, and simultaneously with the acceleration of the aircraft, flexible cables are released from the drives, moving the drives along the guide.

2. A method of landing the aircraft, including the withdrawal of the gripping device on the cable and its connection with the aircraft when the aircraft approaches the device, damping the horizontal speed of the aircraft by the calculated release and braking of the cable, damping the vertical speed of the aircraft when it reaches a horizontal speed close to landing, and smooth lowering of the aircraft to the surface of the earth, characterized in that an air harbor is placed above the horizontal flight altitude of the aircraft, to which a rail is mounted on the ground side with movable drives connected to it by cables tnym devices on

- 2 009128

Two capture devices are performed by the aircraft, placing them along the fuselage axis one after another at a distance from each other no less than half the length of the fuselage, the gripping device is engaged with the first capture device on the aircraft, after the withdrawal and connection of one capture device devices with aircraft extinction of the horizontal speed of the aircraft is carried out by moving the corresponding drive along the guide; simultaneously with the beginning of extinction of the vertical speed, the second gripping device is engaged with the second along the direction of travel LA device for capturing, produce the orientation of the aircraft in space, withstand the aircraft at rest for at least 10 s.

_

FIG. one

BUT

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4