IT201900007857A1

IT201900007857A1 - Velivolo a pilotaggio remoto.

Info

Publication number: IT201900007857A1
Application number: IT102019000007857A
Authority: IT
Inventors: Massimo Lucchesini
Original assignee: Massimo Lucchesini
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-03

Description

Velivolo a pilotaggio remoto.

La presente invenzione si riferisce ad un velivolo a pilotaggio remoto.

Un aeromobile o velivolo a pilotaggio remoto o APR, comunemente noto come drone, è un apparecchio volante caratterizzato dall'assenza del pilota a bordo. Il suo volo è controllato dal computer a bordo del mezzo aereo oppure tramite il controllo remoto di un navigatore o pilota, sul terreno o in un altro veicolo. Il loro utilizzo è ormai consolidato per usi militari ed è crescente per applicazioni civili, ad esempio in operazioni di prevenzione e intervento in emergenza incendi, per usi di sicurezza non militari, per sorveglianza di oleodotti, con finalità di telerilevamento e ricerca e, più in generale, in tutti i casi in cui tali sistemi possano consentire l'esecuzione di missioni ove non è prevista la presenza di un pilota.

Sono noti anche con altri acronimi, molti dei quali di derivazione anglosassone: oltre a RPA (Remotely piloted aircraft) possono essere indicati come UAV (Unmanned aerial vehicle), RPV (Remotely piloted vehicle), ROA (Remotely operated aircraft) o UVS (Unmanned vehicle system), ecc.

Tali tipi di velivoli si debbono caratterizzare dal fatto di avere piccole dimensioni, peso limitato e dall’avere una autonomia in volo anche piuttosto rilevante.

A seguito del rapido progresso tecnologico registrato nel corso degli anni duemila e grazie alla loro versatilità, tali velivoli hanno cominciato ad essere utilizzati anche in ambito civile, dove sono impiegati nella sorveglianza aerea delle coltivazioni, in aerofotogrammetria, per effettuare riprese aeree cinematografiche, in operazioni di ricerca e salvataggio, nel controllo di linee elettriche e condutture petrolifere e nel monitoraggio della fauna selvatica. In ambito civile, nei paesi anglosassoni, viene utilizzato in prevalenza il termine "drone" piuttosto che quello, originario, di UAS ("unmanned aerial system").

Tali velivoli per poter svolgere il compito loro assegnato debbono essere provvisti quindi di apposita sensoristica atta a visionare, ascoltare ed a rilevare condizioni ambientali. Tali sensori sono ad esempio camere digitali, microfoni direzionali e non, sensori ottici ed ad infrarossi, di temperatura, pressione, umidità ecc

Inoltre, i velivoli di tale tipo utilizzati per scopi bellici possono essere attrezzati con armamenti.

Nell’ambito delle esigenze sopra menzionate, uno scopo della presente invenzione è, quindi, quello di realizzare un veicolo a pilotaggio remoto che presenti caratteristiche di aerodinamicità tali da massimizzarne le prestazioni e da favorirne le integrazioni con i sistemi di bordo e di missione.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dal velivolo secondo la presente invenzione avente le caratteristiche della rivendicazione 1.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica del velivolo secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale del velivolo di figura 1;

- la figura 3 è una vista laterale del velivolo di figura 1;

- la figura 4 è una vista prospettica di una delle due ali del velivolo secondo la presente invenzione;

- la figura 5 sono tre sezioni sovrapposte dell’ala di figura 2;

Con riferimento alle figure menzionate, il velivolo, in particolare secondo la presente invenzione comprende una fusoliera 2, due ali 21, rispettivamente una ala destra ed una ala sinistra, connesse alla fusoliera 2 ed un piano di coda 3. Le ali sono poste preferibilmente in posizione alta rispetto alla fusoliera con cui sono connesse e sono preferibilmente del tipo a sbalzo. Ciascuna ala presenta un alettone di estremità 22 ed alla sua terminazione un’aletta di estremità 23. La sagoma di tali ali presenta sezione decrescente in direzione della loro estremità libera, come evidenziato nelle sezioni sovrapposte illustrate in figura 5, prese in altrettante porzioni intermedie dell’ala a partire dalla fusoliera verso l’estremità libera. Inoltre le ali presentano uno svergolamento verso l’apertura (estremità libera), come altrettanto evidenziato dalla sovrapposizione delle sezioni di figura 5.

La fusoliera presenta forma allungata a sezione sostanzialmente rettangolare. Tale caratteristica in combinazione con la svergolatura e la sezione decrescente delle ali determina l’ottimale aerodinamicità del velivolo.

Inoltre la forma della fusoliera a sezione rettangolare consente di disporre di vani per alloggiare carburante, sensori, apparati dati aria, autopiloti etc, per tutta la sua estensione, compreso all’interno del naso. Ciò a vantaggio di una estesa modularità per installare varie tipologie di sensori e ottimizzare così in modo flessibile la posizione del baricentro del velivolo. L’ottimizzazione del baricentro contribuisce anch’esso a diminuire la resistenza di trimmaggio e di manovra.

Il piano di coda 3 è del tipo comprendente due bracci 31 che si vincolano ad una porzione intermedia delle ali 21 e aventi all’estremità non vincolata impennaggi 32 disposti a V rovesciata. Su tali impennaggi sono posti i timoni di coda 33.

La configurazione a doppio braccio consente di posizionare la spinta del motore 24 direttamente nella parte posteriore 25 della fusoliera. Inoltre, essa consente a parità di manovrabilità, di minimizzare il numero dei componenti del piano di coda e quindi il suo peso. La distanza della coda dalle ali è tale da minimizzare la resistenza di trimmaggio.

La fusoliera comprende inoltre un naso allungato 26 e nella zona ove si congiungono le ali una gobba 27 atta a formare alloggiamenti per eventuali equipaggiamenti e dotata di alette superiori 28 che ritardano lo stallo dall’ala in caso di assetti con angoli di attacco elevati.

La fusoliera comprende nervature di irrobustimento longitudinali 29 della struttura atte anche a sostenere eventuali equipaggiamenti per la sorveglianza ISR (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance) fissati all’esterno della fusoliera stessa.

All’interno della fusoliera sono presenti almeno un vano di carico utile 291 chiuso da un coperchio 292 ed un serbatoio per il propellente 293.

Il velivolo è realizzato prevalentemente in materiale composito ad alte caratteristiche meccaniche (ad esempio fibra di carbonio e resina epossidica). Inoltre che il velivolo secondo la presente invenzione è completamente smontabile e facilmente trasportabile.

Il sistema propulsivo è costituito da un motore ad iniezione, l’elica, lo scarico, il sistema combustibile ed è integrato da un sistema di prese d’aria per l’alimentazione del motore ed il raffreddamento delle testate.

Il sistema propulsivo è meccanicamente vincolato alla struttura principale con vincoli idonei a filtrare vibrazioni garantendo così i supporti dei sensori esenti da ingressi vibratori. La sorgente primaria di energia elettrica è un generatore elettrico mosso dal motore e da un unità per la distribuzione dell’energia elettrica, integrato da batterie di BackUp.

Un sistema elettronico di controllo del volo (FCS) controlla il motore, tutti i gli attuatori di comando a bordo velivolo e la sensoristica. Tale sistema di controllo provvede anche, tramite apposita antenna, alla comunicazione con una unità di controllo esterna al velivolo (a terra) che lo comanda.

Il sistema di controllo del volo (FCS) svolge le seguenti funzioni principali: • monitoraggio dei sistemi di bordo attraverso specifici sensori installati sul velivolo

• controllo del velivolo agendo sugli attuatori delle superfici di comando e leggendo i dati derivanti dai sensori di bordo

• controllare il percorso di volo (missione) durante tutte le fasi del volo stesso (decollo, navigazione, atterraggio) in tutti i differenti modi di esecuzione del volo.

• controllare ed intervenire sulle funzionalità dei sottosistemi (i.e. accensione e spegnimento motore)

• inviare tutte le informazioni di volo alla unità a terra

• ricevere i comandi provenienti dall’unità a terra

L’FCS deve inoltre interfacciarsi per operare su tutti i sistemi di bordo e in particolare:

• ottenere potenza elettrica dal sistema elettrico

• controllare le superfici di comando attraverso gli attuatori

• controllare il motore attraverso l’attuatore di manetta

• ricevere i segnali dai sensori di monitoraggio dei sottosistemi (i.e. sensore di livello combustibile, voltaggio di uscita dal generatore elettrico…).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Velivolo a pilotaggio remoto comprendente una fusoliera (2), due ali (21), rispettivamente una destra ed una sinistra, connesse alla fusoliera ed un piano di coda (3), caratterizzato dal fatto che la fusoliera presenta forma allungata a sezione sostanzialmente rettangolare e la sagoma di tali ali presenta sezione decrescente in direzione della loro estremità libera e presentano uno svergolamento verso l’apertura.
2. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui le e ali sono poste in posizione alta rispetto alla fusoliera con cui sono connesse e sono del tipo a sbalzo ciascuna ala presenta un alettone di estremità 22 ed alla sua terminazione un’aletta di estremità 23.
3. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui il piano di coda (3) è del tipo comprendente due bracci (31) che si vincolano ad una porzione intermedia delle ali 21 e aventi all’estremità non vincolata impennaggi (32) disposti a V rovesciata, su tali impennaggi essendo posti i timoni di coda (33).
4. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui il motore (24) del velivolo è posizionato nella parte posteriore (25) della fusoliera.
5. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui la fusoliera comprende inoltre un naso allungato (26) e nella zona ove si congiungono le ali una gobba (27) atta a formare alloggiamenti per eventuali equipaggiamenti e dotata di alette superiori (28) che ritardano lo stallo dall’ala in caso di assetti con angoli di attacco elevati.
6. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui la fusoliera comprende nervature di irrobustimento longitudinali (29) della struttura atte anche a sostenere eventuali equipaggiamenti per la sorveglianza ISR fissati all’esterno della fusoliera stessa.
7. Velivolo secondo la rivendicazione 1, in cui all’interno della fusoliera sono presenti almeno un vano di carico utile (291) chiuso da un coperchio (292) ed un serbatoio per il propellente (293).