LV14965B - Bezpilota lidaparāts - Google Patents

Description

Izgudrojuma apraksts

Izgudrojums attiecas uz tālvadības lidaparātiem, kas pielāgoti, lai nolaistos “uz vēdera”, un jo īpaši tādiem lidaparātiem, kam lietderīgā krava atrodas zem fizelāžas.

Zināmā tehnikas līmeņa analīze

Tālvadības lidaparāti tiek plaši pielietoti militāru un civilu uzdevumu pildīšanai, kad pilotēti lidojumi ir nesamērīgi dārgi un/vai bīstami. Piemēram, ar tālvadības kamerām aprīkoti bezpilota lidaparāti spēj veikt daudzveidīgas novērošanas misijas, ietverot izlūkošanas fotografēšanu, valsts robežu patrulēšanu, mežsaimniecības, lauksaimniecības vai ceļu satiksmes monitoringu utt.

Mazi tālvadības lidaparāti, saukti arī par bezpilota lidaparātiem jeb BPLA, parasti tiek projektēti palaišanai no rokām vai no speciālām katapultēšanas iekārtām un to nolaišanās ir paredzēta uz sauszemes. Tā kā svars un izmērs šādiem lidaparātiem ir ārkārtīgi svarīgs, daļa lidaparātu nav aprīkoti ar šasijām, bet gan ir paredzēti, lai nolaistos tieši uz fizelāžas vai fizelāžas konteinera.

Lidaparāta piemērs, kas ir pielāgots, lai nolaistos “uz vēdera”, ir kompānijas “Aeromao” http://www.aeromao.com izstrādātais prototips “Aeromapper”. No tehnikas līmeņa zināmā lidaparāta “Aeromapper” kopskats ir parādīts 1. zīmējumā, savukārt tā zemfizelāžas konteiners ar atvērtu un aizvērtu vērtni ir parādīts 2. zīmējumā. Minētā lidaparāta konstrukcija ietver korpusu ar spārnu, asti, fizelāžu, kā arī elektromotoru ar propelleri un zemfizelāžas konteineru, kurā ir iespējams uzstādīt frontālu navigācijas un lejupvērstu novērošanas kameru. Pacelšanās un nolaišanās laikā kamera tiek pasargāta ar vērtni konteinerā, kas atveras tikai kartografēšanas laikā. Šādai lidmašīnai ir tādas problēmas, ka kameras redzes lauku ierobežo vērtnes izmērs, drošība nosēšanās laikā nav efektīva, kā arī vērtnes mazie izmēri ierobežo lidaparāta pielietojumu, jo dažāda lietderīgā krava nav tai piemērota.

Izgudrojuma mērķi un būtība

Šī izgudrojuma mērķi ir: uzlabot zināmā lidaparāta īpašības un piedāvāt labāku lietderīgās kravas drošību lidaparāta nolaišanās brīdī; nodrošināt labāku redzes lauku novērošanas aprīkojumam, kas uzstādīts lidaparātā; nodrošināt maināmu lietderīgās kravas moduli, lai atvieglotu dažāda novērošanas aprīkojuma pielietojumu.

Atbilstoši izgudrojumam ir piedāvāts tālvadības lidaparāts, kas pielāgots, lai nolaistos “uz vēdera”, un ietver fizelāžu, spārnu, asti, motoru ar propelleri un zemfizelāžas lietderīgās kravas konteineru, kas pielāgots novērošanas aprīkojuma pārvietošanai, pie tam lietderīgās kravas konteiners ietver priekšējo nodalījumu un aizmugurējo nodalījumu, kas ar atstarpi ir piestiprināti pie fizelāžas gar tās garenisko asi, kā ari ietver centrālo nodalījumu, kas ar rotācijas iespēju ir piestiprināts pie priekšējā nodalījuma un pie aizmugurējā nodalījuma. Šāda lietderīgās kravas konteinera konfigurācija sniedz labāku redzes lauku novērošanas aprīkojumam, kas uzstādīts konteinera centrālajā nodalījumā. Ar rotējošu centrālo nodalījumu kameras vai jebkura cita novērošanas aprīkojuma drošība nav atkarīga no loga vai vērtnes lieluma konkrētā daļā, jo kļūst iespējams izmantot aprīkojumu, kas prasa lielas atveres konteinerā.

Pārsvarā priekšējais konteinera nodalījums satur navigācijas videokameru, kurai ir īpaša videokamera navigācijas nolūkiem, kas ļauj atsevišķi veikt lidaparāta kontroles sistēmas optimizāciju un dažādas lietderīgās kravas optimizāciju. Ir izdevīgi, ka priekšējais nodalījums un aizmugurējais nodalījums pie fizelāžas tiek piestiprināti ar balstiem. Lietderīgās kravas konteinera piestiprināšana ar atstarpi no fizelāžas samazina vai pat izslēdz navigācijas kameras apēnošanu no propellera, kā arī nolaišanās laikā samazina lidaparāta gaitas izlīdzināšanas nepieciešamību.

Pārsvarā zemfizelāšas lietderīgās kravas konteiners ir novietots tā, ka centrālā nodalījuma ģeometriskais centrs atrodas tieši zem lidaparāta smaguma centra, kad tas veic horizontālus lidojumus. Šāds konteinera novietojums ļauj mainīt lietderīgās kravas svaru, neizmainot lidaparāta centrējumu.

Pārsvarā konteinera centrālā nodalījuma apakšdaļā ir atvere, kas horizontālo lidojumu laikā sāniski tiek pagriezta uz zemi. Atkarībā no novērošanas aprīkojuma atvere var tikt pasargāta ar optiski caurlaidīgu vai radioviļņus caurlaidīgu materiālu.

Centrālais konteinera nodalījums var tikt pielāgots dažāda novērošanas aprīkojuma uzstādīšanai. Lidaparātā, piemēram, var uzstādīt tādu aprīkojumu kā video, foto vai infrasarkanās kameras.

Pārsvarā centrālais nodalījums ir pielāgots rotācijai vismaz ±90° amplitūdā. Šāda amplitūda vienlaicīgi nodrošina pietiekami lielu redzes lauku novērošanas aprīkojumam un pietiekamu aizsardzību lidaparāta nolaišanās laikā. Vēl labāk ir, ja centrālais nodalījums ir pielāgots rotācijai vismaz ±180° amplitūdā. Palielināta rotācijas amplitūda sniedz ne tikai lielāku redzes lauku, bet arī labāku drošību novērošanas aprīkojumam lidaparāta nosēšanās laikā, jo atvere, kas horizontālā lidojuma laikā vērsta lejup, tiek pagriezta ar skatu uz fizelāžu.

Ir izdevīgi, ka lietderīgās kravas konteineram ir vārpstas forma ar vārpstas asi, kas ir paralēla fizelāžas asij, un centrālais nodalījums var rotēt ap konteinera centrālo asi. Konteinera plūdlīniju forma samazina gaisa pretestību.

Ir izdevīgi, ka lidaparāts ir pielāgots dažādu centrālo nodalījumu uzstādīšanai atkarībā no novērošanas aprīkojuma. Visa centrālā nodalījuma maiņa ir vieglāka par cita aprīkojuma uzstādīšanu jau esošajā konteinerā. Savukārt tikai centrālā nodalījuma nomaiņa salīdzinājumā ar visa konteinera maiņu ir ekonomiskāka, jo aprīkojums, kas dažādām novērošanas iekārtām ir vienāds, piemēram, baterijas, regulētāji, rotācijas spēka pievads, navigācijas aprīkojums utt., tiek uzstādīts konteinera priekšējā un aizmugurējā nodalījumā. Var tikt nomainīts tikai speciāls aprīkojums, piemēram, kameras, sensori utt.

Pārsvarā centrālajam nodalījumam ir „centrālā” un «nolaišanās” pozīcija. Centrālā pozīcija ir pozīcija, kad horizontālā lidojuma laikā novērošanas aprīkojums ir vērsts lejup, savukārt nolaišanās pozīcija ir pozīcija, kas no centrālās pozīcijas novērošanas aprīkojums ir pagriezta vismaz par 45°.

Pārsvarā lidaparāts ir paredzēts palaišanai no rokas. Šāda sistēma ir vispiemērotākā maziem lidaparātiem, kas tiek palaisti un atgūti bez papildus ierīcēm, piemēram, tādiem lidaparātiem, kas tiek palaisti no operatora rokas, un uz sauszemes nolaižas „uz vēdera” un pēc speciālā aprīkojuma vai bateriju maiņas ir gatavi nākamajam lidojumam.

Citas šī izgudrojuma pazīmes un priekšrocības ir redzamas no turpmākā izgudrojuma izklāsta aprakstā, kas paskaidrots ar rasējumiem, kas uzskatāmi ilustrē piedāvātā izgudrojuma konstrukcijas piemēru un darbības principus. Izgudrojuma darbības joma neaprobežojas tikai ar šo vēlamāko iemiesojumu.

Izgudrojumu paskaidrojošie zīmējumi

Lidaparāta saskaņā ar izgudrojumu iemiesojuma piemērs ir parādīts sekojošos zīmējumos:

- 3.zīm. ir lidaparāta iemiesojuma piemēra kopskats,

- 4. zīm. ir lidaparāta sānskats,

- 5. zīm. ir lidaparāta skats no apakšas,

- 6. zīm. ir lidaparāta skats no priekšas

- 7. zīm. ir palielināts lidaparāta skats no sāna un

- 8.zīm. ir lidaparāta lietderīgās kravas konteinera palielināts skats no apakšas.

Zīmējumos ir izmatoto sekojoši apzīmējumi: 10 - lidaparāts; 12 - fizelāža; 14 spārns; 16 - aste; 18 - propelleris; 20 - lietderīgās kravas konteiners; 22 - priekšējais nodalījums; 24 - aizmugurējais nodalījums; 26 - centrālais nodalījums; 28 un 30 balsti; 32 - atvere centrālajā nodalījumā; 34 - navigācijas kamera.

Izgudrojuma īstenošanas variantu detalizēts apraksts

Tālāk izgudrojums ir detalizēti aprakstīts, izmantojot 3. zīm. parādīto tālvadības lidaparāta kopskatu atbilstoši vienam izgudrojuma iemiesojumam. Lidaparāts kopumā tiek apzīmēts ar skaitli 10. Papildus lidaparāta skati no sāniem, apakšas un augšas ir parādīti no 4.zīm līdz 6.zīm. Lidaparāts ietver fizelāžu 12, spārnu 14, asti 16 un fizelāžas 12 priekšpusē uzstādītu motoru ar propelleri 18. Lidaparāts 10 tāpat ietver zemfizelāžas lietderīgās kravas konteineru 20, pielāgotu novērošanas aprīkojuma uzstādīšanai. Konteiners 10 ir cauruļveida jeb cilindriskas formas ar sašaurinātiem galiem. Konteinera 20 gareniskā ass ir paralēla ar lidaparāta asi. Lietderīgās kravas konteiners 20 pa garenisko asi ir sadalīts trīs daļās jeb nodalījumos: priekšējā nodalījumā 22, centrālajā nodalījuma 26 un aizmugurējā nodalījuma 24. Priekšējais nodalījums 22 ir piestiprināts pie fizelāžas 12 ar diviem balstiem 28, un aizmugurējais nodalījums 24 arī ir piestiprināts pie fizelāžas 12 ar diviem balstiem 30. Priekšējais nodalījums 22 un aizmugurējais nodalījums 24 ir atdalīti pa fizelāžas asi ar centrālo nodalījumu 26, kas ir uzstādīts starp tiem. Centrālais nodalījums 26 pie priekšējā nodalījuma 22 un aizmugurējā nodalījuma 24 ir piestiprināts ar rotācijas iespēju ap lietderīgās kravas konteinera garenisko asi. Centrālajam nodalījumam ir atvere 32 tā ārējā sienā, kas paredzēta novērošanas aprīkojuma darbībai, piemēram, fotokamerai, kas uzstādīta centrālajā nodalījumā 26. Lidaparāts 10 ir aprīkots ar navigācijas kameru 34, kas uzstādīta priekšējā nodalījumā 22.

Lidaparāts 10 ir aprīkots ar elektrisko motoru un saliekamu propelleri 18. Papildus lidaparāta aprīkojums, tāds kā autopilota sistēma, radio aprīkojums un kontroles sistēma, ir uzstādīts fizelāžā.

Zemfizelāžas lietderīgās kravas konteinera 20 novietojums pa fizelāžas asi ir izvēlēts tā, ka centrālā nodalījuma ģeometriskais 26 centrs atrodas zem lidaparāta 10 smaguma centra, kad tas atrodas horizontālā lidojumā. Šāds lietderīgās kravas konteinera 20 novietojums ļauj mainīt lietderīgās kravas svaru, nemainot lidaparāta centrējumu. Lietderīgā krava centrālajā nodalījumā 26 ir uzstādīta tā, ka nodalījuma smaguma centrs atrodas tuvu ģeometriskajam centram, lai centrālā nodalījuma 26 svars atstātu mazu iespaidu uz kopējo lidaparāta centrējumu.

Centrālā nodalījuma 26 rotācija tiek nodrošināta ar elektriskā spēka pievada palīdzību, kas uzstādīts priekšējā nodalījumā un tiek kontrolēts ar mikroprocesora palīdzību. Spēka pievada vārpstai ir pievienots zobrats, kas savienots ar citu zobratu centrālajā nodalījumā 26. Tādējādi centrālā nodalījuma 26 leņķiskā pozīcija var tikt precīzi kontrolēta ar procesora palīdzību. Procesors papildus spēj piedāvāt stabilizācijas sistēmu, saglabājot nemainīgu centrālā nodalījuma 26 leņķisko pozīciju attiecībā pret horizontu.

Lidaparata saskaņa ar izgudrojumu darbības apraksts

Pacelšanās laikā centrālais nodalījums 26 ir „nosēšanās” pozīcijā, kad atvere 32 ir vērsta prom no lejupejošā virziena. Ir vēlams, lai atvere 32 tiktu vērsta uz fizelāžu 10. Normāla lidojuma laikā centrālais nodalījums 26 ir pagriezts «darbības” pozīcijā, kas ir pozīcija, kad centrālajā nodalījumā 26 uzstādītais novērošanas aprīkojums ir vērsts uz paredzēto mērķi. Centrālā nodalījuma 26 leņķiskā pozīcija lidojuma laikā var tikt operatīvi regulēta, piemēram, lai nodrošinātu kameras grozīšanu liela laukuma aptveršanai vai ari lai kompensētu lidaparāta pozīcijas maiņu utt. Piemēram, 7.zīm. centrālais nodalījums 26 ir pagriezts tā, ka uzstādītā kamera tiek vērsta uz sāniem, turpretim 8.zīm. centrālais nodalījums 26 ir pagriezts tā, ka uzstādītā kamera tiek vērsta lejup.

Nolaišanās laikā centrālais nodalījums 26 tiek atkal pagriezts «nosēšanās” pozīcijā. Atkarībā no centrālajā nodalījumā 26 uzstādītā novērošanas aprīkojuma «nosēšanās” pozīcija var atšķirties no tās pozīcijas, kad atvere 32 tiek vērsta fizelāžas 10 virziena, lai nodrošinātu optimālu novērošanas aprīkojuma orientāciju, nosēšanās laika to pasargājot no trieciena pret zemi.

Izgudrojuma rūpnieciska izmantošana

Izgudrojums var tikt izmantots, aprīkojot tālvadības lidaparātu, kas ir pielāgots, lai nolaistos „uz vēdera” un ir aprīkots ar zemfizelāžas konteineru novērošanas aprīkojuma uzstādīšanai. Izgudrojums nodrošina uzlabotu redzes lauku un uzlabotu aprīkojuma aizsardzību. Tas piedāvā ari dažāda novērošanas aprīkojuma vieglu nomaiņu.

Claims (12)

1. Pretenzijas

   1. Tālvadības lidaparāts (10), kurš ir pielāgots, lai nolaistos „uz vēdera”, un ietver fizelāžu (12), spārnus (14), asti (16), motoru ar propelleri (18) un zemfizelāžas kravas konteineru (20), pielāgotu novērošanas aprīkojuma uzstādīšanai, atšķirīgs ar to, ka kravas konteiners (20) ietver priekšējo nodalījumu (22) un aizmugurējo nodalījumu (24), kuri abi ir ar atstarpi piestiprināti pie fizelāžas (12) gar tās garenisko asi, kā arī centrālo nodalījumu (26), kurš ar rotācijas iespēju ir piestiprināts pie priekšējā nodalījuma (22) un aizmugurējā nodalījuma (24).
2. 2. Lidaparāts (10) saskaņā ar 1. pretenziju, kura priekšējā nodalījumā (22) ir ievietota navigācijas video kamera (34).
3. 3. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura priekšējais nodalījums (22) un aizmugurējais nodalījums (24) ir uzstādīti uz balstiem (28, 30), kas piestiprināti pie fizelāžas (12).
4. 4. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura zemfizelāžas kravas nodalījums (20) ir novietots tā, ka centrālā nodalījuma (26) ģeometriskais centrs atrodas zem lidaparāta smaguma centra, kad lidaparāts (10) atrodas horizontālā lidojumā
5. 5. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura centrālajam nodalījumam (26) ir atvere (32) tā apakšējā daļā.
6. 6. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura centrālais nodalījums (26) ir pielāgots novērošanas aprīkojuma pārvadāšanai, kurš izvēlēts no grupas, kura ietver video kameru, foto kameru un infrasarkano kameru.
7. 7. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura centrālais nodalījums (26) ir pielāgots rotācijai vismaz ±90° amplitūdā.
8. 8. Lidaparāts (10) saskaņā ar 7. pretenziju, kura centrālais nodalījums (26) ir pielāgots rotācijai vismaz ± 180° amplitūdā.
9. 9. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kura lietderigās kravas konteineram ir vārpstveida forma ar asi, kas paralēla fizelāžas (12) asij.
10. 10. Lidaparāts (10) saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kurš ir pielāgots dažādu maināmu centrālo nodalījumu (26) ar dažādu novērošanas aprīkojumu uzstādīšanai.
11. 11. Lidaparāts (10) saskaņā ar 1. pretenziju, kura centrālajam nodalījumam (26) ir centrālā pozīcija un nosēšanās pozīcija, turklāt centrālā pozīcija ir pozīcija, kad horizontālā lidojuma laikā novērošanas aprīkojums ir vērsts lejup, savukārt nosēšanās pozīcija ir pozīcija, kas no centrālās pozīcijas pagriezta vismaz par 45°.
12. 12. Lidaparāts (10) saskaņā ar 1. pretenziju, kurš ir pielāgots palaišanai no rokas.