RU183246U1 - Беспилотный летательный аппарат - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к летательным аппаратам и может быть использована при создании беспилотных летательных аппаратов самолетного, вертолетного и комбинированного типов преимущественно с вертикальным или коротким взлетом-посадкой. Техническим результатом полезной модели является возможность совершения взлетно-посадочных операций с заранее неподготовленной площадки с возможностью обеспечения расположения беспилотного летательного аппарата как в горизонтальном положении, так и под заданным углом относительно горизонтального положения. Беспилотный летательный аппарат содержит узлы и системы согласно его назначению, в том числе: фюзеляж, систему силовой установки, включая двигатели, систему управления полетом и навигацией и взлетно-посадочное устройство (шасси). Взлетно-посадочное устройство (шасси) состоит из, как минимум, трех ног-опор, при этом каждая нога-опора содержит, как минимум, две секции, подвижно соединенные между собой с возможностью установки в заданное пространственное положение и поддержания указанного положения и/или его управляемого изменения, как минимум, один исполнительный механизм, и, как минимум, один датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре. Упомянутый датчик связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством (шасси), который связан с исполнительным механизмом или механизмами. 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Полезная модель относится к летательным аппаратам и может быть использована при создании беспилотных летательных аппаратов самолетного, вертолетного или комбинированного типов преимущественно с вертикальным или коротким взлетом-посадкой.

Известны беспилотные летательные аппараты, запуск которых осуществляется с использованием устройств запуска (катапульты), а приземление - посредством парашютной системы.

При эксплуатации таких аппаратов используются минимальные требования в площадке, на которой установлено устройство запуска; требования к площадке для приземления фактически обуславливаются ее доступностью и безопасностью для летательного аппарата. Среди существенных недостатков, присущих таким аппаратам, можно указать на возможность применения такой схемы запуска-приземления фактически для «легких» беспилотных летательных аппаратов и невозможность гарантировать сохранность как груза, так и самого летательного аппарата в процессе приземления.

Из уровня техники известны летательные аппараты, в том числе с вертикальным взлетом (вертолеты, самолеты вертикального взлета) или с укороченным взлетом (самолеты палубного базирования, самолеты безаэродромного базирования) со взлетно-посадочными устройствами различных видов - колесными, полозковыми, поплавковыми и т.п., однако для эксплуатации практически любого из таких аппаратов предъявляются требования к оборудованию и состоянию площадки, с которой совершаются взлетно-посадочные операции (в частности, состояние, угол наклона, наличие препятствий и т.п.).

Для некоторых из них допустимо наличие неподготовленной поверхности, наличие незначительных неровностей или препятствий, однако угол наклона поверхности или соответствующие колебания, возникающие при преодолении неровностей, передаются на сам летательный аппарат и на соответствующую полезную нагрузку, что не всегда допустимо. Значительные препятствия (сравнимые с габаритами летательного аппарата), как правило, находятся за пределами посадочной площадки.

В качестве ближайшего аналога принят БЛА, выполненный по аэродинамической схеме «летающее крыло», содержащий центропланную часть крыла с относительно утолщенным профилем, левую и правую консоли крыла, передние кромки крыла, соединяющиеся в носовой части, являющиеся прямолинейными и находящимися под углом друг к другу, задние кромки крыла, образованные отрезками прямых линий, параллельных передним кромкам крыла, управляющие поверхности, состоящие из элевонов на задних кромках крыла и интерцепторов на поверхности крыла, опорные элементы конструкции в виде продольных лонжеронов и поперечных шпангоутов, двигательную установку и отсек полезной нагрузки, которые размещены внутри центропланной части крыла, воздухозаборники, входные отверстия которых находятся на верхней поверхности крыла в носовой части беспилотного летательного аппарата симметрично друг другу относительно его продольной оси, трехопорное убирающееся шасси (взлетно-посадочное устройство), люки для уборки шасси и люк доступа в отсек полезной нагрузки, топливные баки, плоское выходное сопло, бортовой компьютер, автономные средства навигации, использующие спутниковую систему радионавигации, средства радиоэлектронной борьбы, радиолокационную станцию, средства радиосвязи и средства наблюдения, (см. патент РФ на изобретение RU 2353547 С2, Кл. В64С 39/02, приоритет от 2006 г.).

Недостатки указанного ближайшего аналога изложены выше. К ним относится возможность совершения взлетно-посадочных операций только с использованием подготовленной площадки.

Техническим результатом полезной модели является возможность совершения взлетно-посадочных операций как с подготовленной, так и с неподготовленной площадки, с наличием практически любых статических и динамически изменяющихся неровностей и препятствий, сравнимых с габаритами летательного аппарата (включая препятствия ступенчатой и сложной формы), а также возможность обеспечения расположения беспилотного летательного аппарата, (и, соответственно, расположения полезной нагрузки) как в горизонтальном положении, так и под заданным углом относительно горизонтального положения.

Указанный технический результат распространяется также на случай посадки на поверхность с наклоном к горизонтальной плоскости, изменяемым случайным образом (например, палубу судна) или на водную поверхность, изменения которой происходят случайным образом.

Указанный технический результат достигается тем, что в беспилотном летательном аппарате, содержащем его узлы и системы (согласно его назначению), в том числе: фюзеляж, систему силовой установки, включая двигатели, систему управления полетом и навигацией и взлетно-посадочное устройство, указанное взлетно-посадочное устройство состоит из, как минимум, трех ног-опор, при этом каждая нога-опора содержит, как минимум, две секции, подвижно соединенные между собой с возможностью установки в заданное пространственное положение и поддержания указанного положения и/или его управляемого изменения, а также, как минимум, один исполнительный механизм, и, как минимум, один датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре, причем упомянутый датчик связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством, который, в свою очередь, связан с исполнительным механизмом или механизмами.

В предпочтительных случаях выполнения технического решения:

Секции ноги-опоры соединены между собой, как минимум, посредством шарнирного сочленения.

Одна из крайних секций ноги-опоры соединена с беспилотным летательным аппаратом.

Одна из секций ноги-опоры снабжена узлом, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата. Узел, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки, содержит, как минимум, одно средство контакта с участком поверхности посадки из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок. Упомянутый узел, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки, может содержать несколько средств из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок, причем упомянутый узел снабжен собственным исполнительным механизмом, обеспечивающим установку соответствующего средства из перечисленных или их сочетания, оптимального (необходимого в данный момент), для его использования в качестве средства контакта с участком поверхности посадки с целью обеспечения посадки, взлета и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата, при этом собственный исполнительный механизм узла, обеспечивающего непосредственный контакт с участком поверхности посадки, как минимум, входом связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством

В предпочтительном случае выполнения нога-опора состоит из трех или четырех секций, одна из которых снабжена узлом крепления к беспилотному летательному аппарату, а еще одна снабжена узлом, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата.

Исполнительные механизмы могут быть выполнены на основе гидравлического, пневматического или электрического приводов или их комбинации.

Возможно выполнение беспилотного летательного аппарата, у которого все ноги-опоры взлетно-посадочного устройства выполнены однотипными, состоящими из однотипных секций, одинаковым образом выполненных и одинаковым образом соединенных между собой.

Возможно также выполнение беспилотного летательного аппарата, в котором, как минимум, одна нога-опора отличается от других, например, числом секций, выполнением какой-либо секции, или их соединением.

Датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре (фактически - дальномер или датчик высоты), выполнен на основе оптического датчика, лазерного датчика, датчика на основе электромагнитных волн, радиоволнового датчика, акустического датчика, ультразвукового датчика, датчика давления или их комбинаций.

Беспилотный летательный аппарат может быть дополнительно снабжен, как минимум, одним средством локации, направленным преимущественно по ходу полета и определяющим препятствия по ходу полета при нахождении беспилотного летательного аппарата в воздухе. Очевидно, что упомянутое средство локации соединено с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата или интегрировано в нее.

Блок управления взлетно-посадочного устройства может являться как подсистемой системы управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата, так и обособленной системой беспилотного летательного аппарата, связанной или имеющей возможность связи с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата.

Очевидно, что блок управления взлетно-посадочного устройства содержит процессорное средство, работающее на основе адаптивного алгоритма. Указанное процессорное средство может работать на основе адаптивного алгоритма с самообучением, в том числе на основе алгоритма с использованием нейронный сетей.

Блок управления взлетно-посадочного устройства содержит (дополнительно к процессорному средству) средства памяти с базой данных, содержащей сведения о поверхностях посадки и соответствующих конфигурациях пространственного положения ног-опор. Блок управления взлетно-посадочного устройства содержит, как минимум, один модуль связи для возможности обмена сведениями с внешним источником.

Блок управления взлетно-посадочного устройства может связан с датчиком для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего ноге-опоре, посредством однонаправленной или двунаправленной связи.

Блок управления взлетно-посадочного устройства может быть связан с исполнительным механизмом или механизмами посредством однонаправленной или двунаправленной связи.

По меньшей мере, часть исполнительных механизмов может быть снабжена собственными блоками управления.

Система управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата и/или блок управления взлетно-посадочного устройства связаны с системой силовой установки.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где показаны

на фиг. 1 и на фиг. 2 - общий вид предлагаемого беспилотного летательного аппарата (на примере аппарата самолетного типа);

на фиг. 2 и на фиг. 3 - общий вид на ноги-опоры беспилотного летательного аппарата;

На фиг. 5 - пример ноги-опоры беспилотного летательного аппарата (общий вид).

На прилагаемых иллюстрациях обозначены следующие позиции:

1 - беспилотный летательный аппарат;

2 - взлетно-посадочное устройство в виде ног-опор;

3 - секция ноги-опоры;

4 - секция ноги-опоры;

5 - подвижное (шарнирное) соединение между секциями;

6 - исполнительный механизм;

7 - датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре;

8 - участок поверхности посадки (для ноги-опоры);

9 - секция (или часть секции) ноги-опоры для соединения с фюзеляжем или крылом беспилотного летательного аппарата;

10 - узел, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки (который соответствует данной ноге-опоре);

11 - секция (или часть секции) ноги-опоры, снабженная узлом, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки.

Беспилотный летательный аппарат 1 содержит узлы и системы согласно его назначению, в числе которых: фюзеляж, система силовой установки, включая двигатели, система энергоснабжения, система управления полетом и навигацией и взлетно-посадочное устройство (шасси), выполненное в виде ног-опор 2. Указанные узлы и системы отражают минимальную конфигурацию беспилотного летательного аппарата.

В качестве пояснения можно отметить, что беспилотным летательным аппаратом по данному техническому решению может пониматься летательный аппарат нескольких типов:

- летательный аппарат, построенный по аэродинамической схеме самолетного типа с традиционной компоновкой, содержащей фюзеляж, крыло, в качестве несущей системы, горизонтальное и вертикальное хвостовое оперение;

- летательный аппарат, построенный по схеме «летающее крыло», в котором фюзеляж и крыло функционально объединены в интегрированную конструкцию.

- летательный аппарат, построенный по вертолетной схеме («вертолетного типа»), где присутствует фюзеляж и несущая система в виде винта или соосных винтов.

- летательный аппарат, построенный по схеме комбинированного типа, в котором присутствуют как элементы схемы самолетного типа, так и элементы схемы вертолетного типа.

Взлетно-посадочное устройство 2 состоят из, как минимум, трех ног-опор.

В общем случае количество ног-опор взлетно-посадочного устройства определяется устойчивостью летательного аппарата при посадке и в статическом состоянии, и может быть определено по известным в авиации закономерностям из условий устойчивости и целесообразности их применения.

Минимальное количество ног-опор, определяемое из соображений устойчивости, составляет три единицы.

На представленных иллюстрациях (фиг. 1 - фиг. 4) приведены беспилотные летательные аппараты 1 с взлетно-посадочным устройством 2, содержащим три или четыре ноги-опоры, показывающими предпочтительное количество ног-опор в частных случаях выполнения технического решения. Однако указанное не означает, что в некоторых случаях выполнения беспилотного летательного аппарата количество ног-опор у него не может быть большим. Максимально возможное значение ног-опор определяется исходя из назначения беспилотного летательного аппарата, его полезной нагрузки, взлетного веса и т.п.

На фиг. 5 приведен пример выполнения ноги-опоры взлетно-посадочного устройства.

Каждая нога-опора взлетно-посадочного устройства (шасси) 2 содержит, как минимум, две секции - 3 и 4, подвижно соединенных между собой с возможностью установки в заданное пространственное положение и поддержания указанного положения и/или его управляемого изменения. Указанное соединение может быть обеспечено посредством, как минимум, шарнирного соединения 5, реализация различных вариантов которого широко известна.

Для обеспечения возможности установки ноги-опоры в заданное пространственное положение и поддержания указанного положения и/или его управляемого изменения соответствующая нога-опора содержит, как минимум, один исполнительный механизм 6 (на фиг. 5 он показан в виде гидроцилиндра; на фиг. 3 условно исполнительный механизм не показан, но приведены ответные мета для его установки), и, как минимум, один датчик 7 для определения расстояния до участка поверхности посадки 8, соответствующего данной ноге-опоре, причем упомянутый датчик 7 связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством, который, в свою очередь, связан с исполнительным механизмом или механизмами 6.

Важным для реализации и для достижения технического результата является возможность определения расстояния не только до всей поверхности посадки всего беспилотного летательного аппарата, а до участка поверхности 8, соответствующего той ноге-опоре, в состав которой входит датчик 7. Определение данного расстояния для каждой ноги-опоры позволяет определить оптимальную конфигурацию (пространственное положение) данной ноги-опоры (с учетом расстояния для остальных ног-опор и их планируемой конфигурации при этом) для последующего осуществления посадки и обеспечения требуемого угла по отношению к горизонтальной плоскости при этом. Таким образом, поверхность посадки 8, соответствующая ноге опоре, как и расстояние от датчика 7 до поверхности посадки, могут быть различными для каждой из ног-опор. Поверхность посадки 8 для каждой из ног-опор индивидуальна, она может отличаться от поверхности посадки для остальных ног-опор взлетно-посадочного устройства.

Под поверхностью в данном случае следует понимать не только поверхность земли или судна, но или другую поверхность (включая водную), на которую осуществляет посадку беспилотный летательный аппарат, в том числе отдельные неровности или препятствия, а также на колеблющиеся поверхности (в том числе водные). При дальнейшем рассмотрении станет очевидным, что некоторые исполнения данного технического решения способны осуществлять взлетно-посадочные операции на стыке разнородных поверхностей, например, земной и водной.

При взлете беспилотного летательного аппарата 1 осуществляется, как минимум, его небольшой подъем («зависание») над поверхностью, и беспилотный летательный аппарат осуществляет полет в штатном режиме. При необходимости, в любой момент времени после отрыва от поверхности быть осуществлен перевод ног-опор в транспортное положение. В некоторых случаях указанный подъем может осуществляться после небольшого перемещения беспилотного летательного аппарата по поверхности посадки.

Указанный подъем и «зависание» беспилотного летательного аппарата 1 обеспечивается посредством управления системой силовой установки, режим работы двигателя или двигателями которых при взлетно-посадочных операциях отличается от режима работы при полете. Например, двигатель или двигатели на режиме взлета-посадки могут обеспечивать создание воздушной подушки, обеспечивающей, как минимум, отрыв аппарата от поверхности. Также не исключается работа двигателей на различных режимах при взлете и при посадке.

При необходимости посадки двигатель или двигатели и система силовой установки в целом переводятся на режим работы при посадке, и беспилотный летательный аппарат 1 осуществляет «зависание» над поверхностью либо осуществляет незначительное перемещение относительно нее.

В это время каждый из датчиков 7 ног-опор взлетно-посадочного устройства обеспечивает определение расстояния до поверхности посадки 8 для соответствующей ноги-опоры, на основе которого блок управления взлетно-посадочного устройства определяет оптимальную или необходимую пространственную конфигурацию каждой из ног опор, и вырабатывает соответствующее управляющее воздействие на исполнительный механизм (или механизмы) 6, который и приводит каждую из ног-опор в такое положение. Очевидно, что при определении оптимальной или необходимой конфигурации ног-опор могут быть учтены также такие факторы, как необходимо положение беспилотного летательного аппарата относительно горизонтальной плоскости.

Можно отметить, что указанный выше процесс измерения расстояния может быть фактически непрерывным или с малым шагом дискретности; причем современные средства вычислительной техники и точной механики позволяют минимизировать задержку при осуществлении данного процесса.

Предварительно все ноги-опоры взлетно-посадочного устройства 2 могут быть приведены в промежуточное положение, например, соответствующее ожидаемое режиму посадки.

В статическом состоянии, при нахождении беспилотного летательного аппарата на поверхности, он может сохранять или принимать практически любое заданное положение относительно горизонтальной плоскости посредством управления конфигурацией ног-опор. Наибольший интерес в этом случае представляет нахождение беспилотного летательного аппарата на неустойчивой, колеблющейся поверхности, например, на палубе судна или даже на водной поверхности: за счет синхронизации колебания поверхности и компенсирующих эти колебания управляемых изменений в конфигурации ног-опор появляется возможность сохранения заданного положения относительно горизонтальной плоскости.

В статическом состоянии представляет интерес возможность поддержания заданного положения беспилотного летательного аппарата относительно горизонтальной плоскости при посадке на колеблющуюся поверхность, например, на поверхность воды.

Одна из крайних секций ноги-опоры соединена с беспилотным летательным аппаратом: соответственно, присоединена к фюзеляжу, крылу, к интегрированной конструкции летательного аппарата, и т.п.. На фиг. 1-4 такая секция обозначена позицией 9, причем ее можно рассматривать как отдельную, самостоятельную, секцию ноги-опоры (см. фиг. 3-4), так и составную часть секции 3 (см. фиг. 1-2).

Одна из секций ноги-опоры снабжена узлом 10, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата. Очевидно, что предпочтительно такой секцией будет секция, находящаяся с другого края по отношению к соединенной с беспилотным летательным аппаратом. На фиг. 1-4 такая секция обозначена позицией 11, при этом ее можно рассматривать как часть секции 4.

Узел 10, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки, содержит, как минимум, одно средство контакта с участком поверхности посадки из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок. На представленных иллюстрациях приведено выполнение узла 10 с опорной площадкой и узла с колесом,, однако должно бють очевидным выполнение узла 10 с лыжей или поплаваком; также очевидно, что данный узел может быть снабжен комбинацией из вышеперечисленных средств (например, опорная площадка с колесом, и т.п.).

Как вариант выполнения, указанный узел 10, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки, может содержать несколько средств из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок, причем упомянутый узел снабжен собственным исполнительным механизмом (не показан), обеспечивающим установку соответствующего средства из перечисленных или их сочетания, оптимального (необходимого в данный момент), для его использования в качестве средства контакта с участком поверхности посадки с целью обеспечения посадки, взлета и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата, при этом собственный исполнительный механизм узла, обеспечивающего непосредственный контакт с участком поверхности посадки, как минимум, входом связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством. Варианты реализации исполнительного механизма, обеспечивающего выбор одного или нескольких элементов и установку их в заданное положение и удержание в нем, известны из уровня техники и не являются предметом настоящего технического решения.

В одной из предпочтительных реализаций беспилотного летательного аппарата (можно также проиллюстрировать на фиг. 3) ноги-опоры взлетно-посадочного устройства состоят из трех или четырех секций - 3, 4, 9, 11, одна из из которых (9) снабжена узлом крепления к фюзеляжу беспилотного летательного аппарата, а еще одна (11) снабжена узлом 10, обеспечивающим непосредственный контакт с участком 8 поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата.

Исполнительные механизмы 6, используемые в ногах-опорах беспилотного летательного аппарата 1, могут быть выполнены на основе гидравлического, пневматического или электрического приводов, или их комбинации. Принцип действия и конструкции приводов известны из уровня техники и не являются предметом настоящего технического решения, при этом отсутствуют препятствия для выбора существующих или проектирования новых приводов фактически любых массогабаритных характеристик. На фиг. 5 показан лишь пример выполнения такого исполнительного механизма.

В одном из случаев выполнения все ноги-опоры взлетно-посадочного устройства 2 выполнены однотипными, состоящими из однотипных секций, одинаковым образом выполненных и одинаковым образом соединенных между собой.

В другом из частных случаев выполнения, как минимум, одна нога-опора отличается от других, например, числом секций, выполнением секции, или их соединением. Очевидно, что указанный частный случай выполнения распространяется также на отличия в узлах 10, обеспечивающих непосредственный контакт с участком поверхности посадки (для данных ног-опор). Например, частным случаем выполнения может являться снабжение части ног-опор колесами и другой части ног-опор - опорными площадками. Очевидно также, что могут быть и другие сочетания.

Используемый датчик 7 для определения расстояния до участка 8 поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре, может быть выполнен на основе оптического датчика, лазерного датчика, датчика на основе электромагнитных волн, радиоволнового датчика, акустического датчика, ультразвукового датчика, датчика давления или их комбинаций. Соответствующее выполнение и принципы действия дальномеров или (в данном случае) датчиков высоты известно из уровня техники и не является предметом настоящего технического решения. Существующие в настоящее время датчиковые средства позволяют выбрать соответствующие датчики необходимых массогабаритных характеристик. На фиг. 5 условно показано одно из возможных мест расположения указанного датчика.

Беспилотный летательный аппарат может быть дополнительно снабжен, как минимум, одним средством локации, направленным преимущественно по ходу полета и определяющим препятствия по ходу полета при нахождении беспилотного летательного аппарата в воздухе. Очевидно, что упомянутое средство локации соединено с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата или интегрировано в нее. Применительно к настоящему техническому решению указанное средство локации (самостоятельно или совместно с системой управления полетом и навигацией) определяет наличие и примерную конфигурацию поверхности, включая препятствия, в том числе рассматривая их как возможные поверхности посадки (при такой необходимости).

Блок управления взлетно-посадочным устройством может являться как подсистемой системы управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата, так и обособленной системой, связанной или имеющей возможность связи с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата.

Очевидно, что функциями блока управления взлетно-посадочным устройством является обработка информации о расстоянии до участка 8 поверхности посадки, соответствующим каждой ноге-опоре, на основании информации от датчика 7, и принятие решения о конфигурации каждой из ног-опор и выдача управляющих сигналов на соответствующие исполнительные механизмы 6 ног-опор для приведения каждой из них в оптимальную конфигурацию.

Также очевидно, что указанное в указанном процессорном средстве может быть реализован любой из алгоритмов, отвечающих поставленным задачам, однако наиболее предпочтительно использование адаптивного алгоритма.

В предпочтительных случаях реализации технического решения процессорное средство может быть реализовано на основе адаптивного алгоритма с самообучением, в том числе адаптивного алгоритма, основанного на использовании нейронных сетей.

В свою очередь, применяемый алгоритм также может устанавливать ноги-опоры в положение, которое ожидается через некоторый промежуток времени.

Принципы синтеза и инструменты реализации соответствующих алгоритмов известны.

Для обеспечения работы соответствующего алгоритма могут быть полезны сведения о возможных сочетаниях поверхностей посадки соответствующих конфигурациях пространственного положения ног-опор. Такая информация содержится в базе данных, содержащейся или записанной на средствах памяти которой снабжен блок управления взлетно-посадочным устройством. Очевидно, что средства памяти должны иметь возможность взаимодействия с упомянутым блоком управления ВПУ.

Маловероятно, что такая база данных может быть сформирована при эксплуатации конкретного экземпляра беспилотного летательного аппарата 1, скорее, это база будет формироваться на основе сочетания расчетного моделирования, самообучения и эксплуатации целого ряда беспилотных летательных аппаратов.

Установка или актуализация базы данных возможна при обслуживании беспилотного летательного аппарата в наземных условиях. Однако в предпочтительном варианте реализации это может быть осуществлено в любой момент времени, в т.ч. при нахождении летательного аппарата в полете. Для этого блок управления взлетно-посадочным устройством содержит, как минимум, один модуль связи для возможности обмена сведениями, содержащимися в базе данных, с внешним источником. В предпочтительном варианте указанный модуль связи может быть выполнен для реализации беспроводного канала связи, например, на основе Wi-Fi канала связи.

Для обеспечения приведения ног-опор в оптимальное положение блок управления взлетно-посадочным устройством связан с датчиком 7 для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего ноге-опоре, однонаправленной или двунаправленной связи. Минимально возможным является соединение выхода датчика со входом блока управления взлетно-посадочным устройством, однако в предпочтительном варианте осуществления предполагается двунаправленная связь. Посредством ее возможно, например, управлять включением, отключением или иным состоянием датчика в любой из моментов времени.

Аналогичным образом предполагается связь блока управления взлетно-посадочным устройством с исполнительным механизмом или механизмами 6: минимально возможной является соединение выхода блока управления взлетно-посадочным устройством со входом исполнительного механизма, однако предпочтительна двусторонняя связь, посредством которой определять состояние (положение) соответствующего исполнительного механизма в любой момент времени, и, при необходимости, вносить соответствующие корректировки в управляющие воздействия от блока управления ВПУ.

Необходимо отметить, что, по меньшей мере, часть исполнительных механизмов может быть снабжена снабжена собственными блоками управления.

Предпочтительно, чтобы система управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата и/или блок управления взлетно-посадочным устройством были связаны с системой силовой установки. Одним из направлений реализаций такой связи является реализация управления режимами работы силовой установки и двигателями при осуществлении взлетно-посадочных операций и при полете в штатном режиме.

Claims (25)

1. Беспилотный летательный аппарат, содержащий его узлы и системы, в том числе, фюзеляж, систему силовой установки, включая двигатели, систему управления полетом и навигацией и взлетно-посадочное устройство, отличающийся тем, что взлетно-посадочное устройство состоит из более двух ног-опор, при этом каждая нога-опора содержит секции, подвижно соединенные между собой с возможностью установки в заданное пространственное положение и поддержания указанного положения и/или его управляемого изменения, а также исполнительный механизм и датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре, причем упомянутый датчик связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством, который, в свою очередь, связан с исполнительным механизмом.

2. Беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что секции ноги-опоры соединены между собой с использованием шарнирного сочленения.

3. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1,2, отличающийся тем, что одна из крайних секций ноги-опоры соединена с беспилотным летательным аппаратом.

4. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что одна из секций ноги-опоры снабжена узлом, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата.

5. Беспилотный летательный аппарат по п. 4, отличающийся тем, что узел, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки,

содержит, как минимум, одно средство контакта с участком поверхности посадки из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок.

6. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 4,5, отличающийся тем, что узел, обеспечивающий непосредственный контакт с участком поверхности посадки, содержит несколько средств контакта с участком поверхности посадки из перечисленных: колесо, лыжа, опорная площадка, поплавок, причем упомянутый узел снабжен собственным исполнительным механизмом, обеспечивающим установку соответствующего средства из перечисленных или их сочетания, оптимального (необходимого в данный момент), для его использования в качестве средства контакта с участком поверхности посадки с целью обеспечения посадки, взлета и/или наземного расположения беспилотного летательного аппарата, при этом собственный исполнительный механизм узла, обеспечивающего непосредственный контакт с участком поверхности посадки, как минимум, входом связан с блоком управления взлетно-посадочным устройством.

7. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что нога-опора состоит из трех или четырех секций, одна из которых снабжена узлом крепления к беспилотному летательному аппарату, а еще одна снабжена узлом, обеспечивающим непосредственный контакт с участком поверхности посадки, соответствующим данной ноге-опоре при посадке, взлете и/или наземном расположении беспилотного летательного аппарата.

8. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что исполнительный механизм выполнен на основе гидравлического или электрического приводов или их комбинации.

9. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что все ноги-опоры взлетно-посадочного устройства выполнены однотипными, состоящими из однотипных секций, одинаковым образом выполненных и одинаковым образом соединенных между собой.

10. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что, как минимум, одна нога-опора отличается от других, например, числом секций, выполнением секции или их соединением.

11. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что датчик для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего данной ноге-опоре, выполнен на основе: оптического датчика, лазерного датчика, датчика на основе электромагнитных волн, радиоволнового датчика, акустического датчика, ультразвукового датчика, датчика давления или их комбинаций.

12. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен, как минимум, одним средством локации, направленным преимущественно по ходу полета и определяющим препятствия по ходу полета при нахождении беспилотного летательного аппарата в воздухе.

13. Беспилотный летательный аппарат по п. 12, отличающийся тем, что средство локации соединено с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата или интегрировано в нее.

14. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством является подсистемой системы управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата.

15. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством является обособленной системой, связанной или имеющей возможность связи с системой управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата.

16. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством содержит процессорное средство, работающее на основе адаптивного алгоритма.

17. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством содержит процессорное средство, работающее на основе адаптивного алгоритма с самообучением.

18. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством содержит процессорное средство, работающее на основе алгоритма с использованием нейронных сетей.

19. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-18, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством содержит средства памяти с базой данных, содержащей сведения о поверхностях посадки и соответствующих конфигурациях пространственного положения ног-опор.

20. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством содержит, как минимум, один модуль связи для возможности обмена сведениями с внешним источником.

21. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством связан с датчиком для определения расстояния до участка поверхности посадки, соответствующего ноге-опоре, посредством однонаправленной или двунаправленной связи.

22. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-21, отличающийся тем, что блок управления взлетно-посадочным устройством связан с исполнительным механизмом посредством однонаправленной или двунаправленной связи.

23. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-22, отличающийся тем, что исполнительный механизм снабжен собственным блоком управления.

24. Беспилотный летательный аппарат по любому из пп. 1-23, отличающийся тем, что система управления полетом и навигацией беспилотного летательного аппарата и/или блок управления взлетно-посадочным устройством связаны с системой силовой установки.

Images