RU2019108368A - Многоцелевой ракетный авиационный комплекс - Google Patents

Claims (5)

1. Многоцелевой ракетный авиационный комплекс (МРАК), содержащий беспилотный летательный аппарат, имеющий фюзеляж с отделяемой управляемой ракетой, низкорасположенное крыло с органами его управления, двигатель, бортовую систему управления (БСУ), обеспечивающую телемеханическое управление (ТМУ) с командного пункта (КП) корабля, отличающийся тем, что он имеет группу аппаратов вертикального взлета и посадки корабельного базирования, включающую более чем один опционально пилотируемый самолет-вертолет (ОПСВ) с более чем одним дистанционно пилотируемым самолетом-вертолетом (ДПСВ), используемую, по меньшей мере, с одной вертолетной площадки авианесущего корабля (АНК), причем каждый ДПСВ и ОПСВ выполнен без вертикального оперения по гибридной двухфюзеляжной компоновке с крылом асимметрично изменяемой стреловидности (КАИС), имеет в двухвинтовой поперечно-несущей схеме (ДПНС) на его консолях два однолопастных несущих винта (ОНВ) с их противовесами, создающих в ДПНС-Х2 вертикальную тягу только при вертикальном и коротком взлете/посадке (ВВП и КВП) или на переходных режимах полета, но и снабжен не менее чем парой комбинированных газотурбинных двигателей (КГтД), левый и правый из которых установлен в соответствующем подкрыльном фюзеляже-гондоле (ПФГ) с боковыми воздухозаборниками и выполнен в виде двухконтурного двигателя, имеющего внешний и внутренний контуры соответственно с выносным однорядным вентилятором (ВОВ) в кольцевом обтекателе и, по меньшей мере, одной свободной силовой турбиной (ССТ), имеющей круглое сопло со всеракурсным управлением вектора тяги (ВУВТ), передающей взлетную мощность силовой установки (СУ) посредством системы трансмиссии на соответствующий ОНВ в симметрично-сбалансированной ДПНС-Х2 и/или ВОВ, имеющий лопатки с большой их круткой, работающий по тянущей схеме, создает в пропульсивно-реактивной системе (ПPC-R2) синхронную реактивную тягу при выполнении ВВП и КВП или горизонтальном поступательном полете, но и оснащен на консолях трапециевидного КАИС поворотными в горизонтальной плоскости шарнирами, смонтированными сверху ПФГ на поворачивающих КАИС механизмах, имеющих следящий привод, обеспечивающий от стреловидности χ=0° до противоположно направленной χ=±60° или χ=±65° одновременный при виде сверху поворот как против часовой стрелки правой и левой консолей КАИС с образованием разнонаправленной стреловидности χ=-60° и χ=+60° или χ=-65° и χ=+65° соответственно, так и синхронный поворот на двух вертикальных осях вращения, установленных в плане на продольных осях ПФГ, размещенных параллельно оси симметрии, равноудаленных в плане от центра масс, размещены в плане на поперечной оси, проходящей через центр масс, и установленных от передней кромки КАИС на расстоянии равным 1/4 от средней его аэродинамической хорды, но и выполнен как возвращаемым на АНК, так и с возможностью преобразования полетной его конфигурации после выполнения технологии КВП или ВВП с винтокрыла или вертолета с ДПНС-Х2 и ПРС-R2 в соответствующие реактивные крылатый автожир для барражирующего полета или самолет при максимальном или нормальном взлетном весе соответственно с поперечными ОНВ, работающими на режимах их авторотации или одновременно остановленными после разгонного режима полета и синхронно зафиксированными ОНВ так, что при виде сверху их лопасти и противовесы размещены вдоль продольной оси соответствующей ПФГ назад и вперед по полету соответственно и расположены над консолями КАИС и параллельно оси симметрии с преобразованием большого удлинения КАИС с λ=9,0-10,0 до малого его удлинения λ=2,25-2,5 или λ=1,87-2,1 соответственно при его стреловидности χ=±60° или χ=±65° в полетной конфигурации реактивного или трансзвукового самолета, но и обратно, при этом длина ПФГ без носовой его части равновелика или меньше совместной длины противовеса и радиуса ОНВ, что обеспечивает размещение их вдоль продольной оси ПФГ или вынос наружу концевых частей лопастей ОНВ за пределы ПФГ, причем в системе трансмиссии каждый ее КГтД с кольцевым обтекателем ВОВ размещен в ПФГ, в котором между ВОВ и ССТ соосно с двумя последними смонтирован Т-образный при виде сбоку консольный редуктор, имеющий продольные входные валы от одной или двух ССТ и выходные валы, первый продольный по его оси из которых передает мощность через муфту сцепления на ВОВ, а второй верхний вал через муфту сцепления передает крутящий момент на ОНВ, вертикальная колонка которого, являясь жесткой осью соответствующего поворотного шарнира КАИС, размещена соосно с последним в подшипниковом узле, имеет вал ОНВ, выходящий из нее и размещенный с втулкой ОНВ над КАИС, при этом ПФГ имеют на их концах внешние полустабилизаторы с рулевыми поверхностями, отклоненные как вниз, так и наружу от плоскости симметрии под углом развала 47°.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые ОПСВ и ДПСВ на их режимах ВВП и зависания при удельной нагрузке на мощность СУ, составляющей ρ_N=l,925 кг/л.с, каждая упомянутая ССТ выполнена с элементами цифрового программного управления, сочетающего систему управления формированием безопасного полета (УФБП) при удельной вертикальной тяговооруженности упомянутой ДПНС-Х2, составляющей ρ_ВТ=1,63, включает как режим ее работы при отборе 100%, так и 75% или 50% взлетной ее мощности на привод упомянутых ОНВ соответственно как от четырех работающих ССТ, так и от трех или двух работающих ССТ с автоматическим выравниванием и равным перераспределением оставшейся мощности между двумя ОНВ соответственно при отказе ССТ в одном ПФГ с любой стороны или двух ССТ из противоположных ПФГ, но и, например, даже в последнем случае после автоматического включения чрезвычайного режима (ЧР) работы двух оставшихся в работе ССТ, которые при удельной вертикальной тяговооруженности упомянутой ДПНС-Х2, составляющей ρ_ВТ=1,19 или ρ_ВТ=1,075, обеспечат два режима аварийной вертикальной посадки в течение 2,5 минут или 30 минут соответственно, при этом на режимах ВВП и зависания в каждой ССТ система УФБП, содержащая: один или несколько датчиков, которые сконфигурированы для выявления данных, касающихся расхода воздуха (G_B, кг/с) через компрессор ССТ, температуры газов (Т_Г, К) перед турбиной ССТ, суммарной степени сжатия (К) компрессора, а также один или несколько датчиков, которые сконфигурированы для обнаружения относительного положения и ПФГ, и дисков вращения упомянутых ОНВ для относительного их положения относительно уровня земли или поверхности посадочной площадки, а также различных препятствий на пути следящего его безопасного снижения; компьютер управления полетом, расположенный в его упомянутой БСУ и находящийся в рабочем состоянии с одним или несколькими датчиками, компьютер управления полетом сконфигурирован чтобы: определить относительную позицию между ПФГ с его колесным шасси и уровнем земли или поверхностью посадочной площадки; сравнить относительную позицию ПФГ и несущей его системы с выбранной относительной его позицией; определить скорость управляемого снижения, необходимую для его перемещения в выбранное относительное положение; преобразовать скорость следящего устройства во входы управления полетом; а также обеспечить прямое управляемое безопасное снижение в выбранное относительное положение через входы управления полетом, при этом упомянутые ОПСВ и ДПСВ на их режимах ВВП и зависания в упомянутой ДПНС-Х2 каждый ОНВ выполнен с жестким креплением их лопастей и с автоматом их перекоса, обеспечивает изменение балансировки по тангажу, курсу и крену, которое создается изменением соответствующего циклического шага посредством автомата перекоса каждого ОНВ и дифференциальным изменением тяги левого и правого ОНВ соответственно, а упомянутые круглые сопла с ВУВТ их ССТ снабжены возможностью при синфазном и дифференциальном их синхронном отклонении обоих вертикально вверх или вниз, обоих горизонтально влево или вправо и вертикально одного вверх, а другого вниз изменять соответственно балансировку по тангажу, курсу и крену при горизонтальном поступательном полете ОПСВ и ДПСВ, причем для выполнения взлетно-посадочных режимов упомянутые ОПСВ и ДПСВ снабжены в каждом ПФГ убирающимся колесным шасси велосипедного типа с передними и задними главными стойками шасси, смонтированными в соответствующих частях ПФГ, убираемыми в нижние их отсеки вперед по полету, а центроплан их КАИС снабжен от задней его кромки вдоль оси симметрии задним отсеком, имеющим на его конце выдвижную штангу магнитометра и в нижней его части с открываемыми створками опускаемую лебедкой и буксируемую на тросе под водой антенну гидроакустической станции при барражирующем его полете и размещении перпендикулярно оси симметрии консолей КАИС, имеющих треугольные законцовки, при этом упомянутые ОПСВ и ДПСВ, несущие в бомбоотсеках авиационные противолодочные и противокорабельные ракеты (АПР и ПКР), обеспечивают соответствующую борьбу с подводной лодкой (ПЛ) и надводным кораблем (НК), а снизу их центроплана крепится удобообтекаемый сменный модуль целевой нагрузки (МЦН) на поворотном шарнире, обеспечивающем при изменении стреловидности КАИС совмещение продольной оси МЦН с осью их симметрии при синхронном повороте МНЦ в горизонтальной плоскости следящим приводом с совместным поворотом двух ПФГ, а законцовки стреловидных их полустабилизаторов имеют спереди и сзади на их концах соответствующие пары инфракрасных (ИК) излучателей с ИК-приемниками, причем при противолодочной обороне в упомянутых ОПСВ и ДПСВ используется опускаемая гидроакустическая система, состоящая из индикатора акустических сигналов и двух приемников для их приема от гидроакустической антенны, их кодирования и передачи по восьмиканальной закрытой связи на АНК для обработки в реальном масштабе времени или высокочувствительный магнитометр, имеющий магниточувствительный элемент, работающий на расстоянии 30 м от водной поверхности, и связанным с БСУ в упомянутых ОПСВ и ДПСВ, предусматривающей выдачу команд на включение в расчетной точке магнитометра и на управление после срабатывания магнитометра при обнаружении ПЛ-цели, но и регистрации в запоминающем устройстве БСУ координат точки обнаружения ПЛ-цели при передаче на АНК и его КП, при этом в упомянутых ОПСВ и ДПСВ упомянутая их БСУ имеет как радиоканал закрытой связи с АНК, так и радиолокационную станцию с передатчиком команд, оптико-электронную систему с двухканальным автоматом сопровождения цели и вычислительную систему с блоком автоматики многофункционального пульта управления, обеспечивающего при барражирующем полете самостоятельное нахождение ПЛ-цели, идентификации ее и принятие подтвержденного решения от оператора АНК об уничтожении им выбранных, причем при противокорабельной обороне упомянутые ОПСВ и ДПСВ, использующие полетную конфигурацию реактивного самолета с зафиксированными ОНВ, несущие в бомбоотсеке соответствующие ПКР Х-35У или ПКР Х-38М для создания буферной безопасной авиазоны между головным ОПСВ и ПВО НК-цели, увеличивающей радиус действия ПКР Х-38М/Х-35У с 40/130 до 400 км, при этом радаром типа Н036 [3], размещенном в носовой части правого ПФГ головного ОПСВ, обеспечивается целеуказание, а управление ДПСВ - вторым пилотом ОПСВ, используя маловысотный профиль полета и систему самообороны - станцию активных электронных помех ДПСВ, причем при достижении области, из которой будет поражена НК-цель, упомянутый ДПСВ произведет залп или поочередный запуск ПКР с коррекцией ошибки, накопленной комбинированной инерциальной системой управления по данным приемника сигналов спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, на конечном участке полета ПКР используется ИК-головка ее самонаведения и программно-аппаратные средства автономного распознавания целей, затем ДПСВ на удалении 1868 км автоматически возвращается на АНК с вертикальной на его вертолетную площадку посадкой, при этом в упомянутых ОПСВ и ДПСВ планер выполнен из алюминиево-литиевых сплавов и композиционных материалов по малозаметной технологии с радиопоглощающим покрытием, а их ПФГ снизу снабжены отсеками колесного шасси и пусковых устройств вооружения в бомбоотсеках, каждый их которых имеет автоматические створки с пилообразными поперечными их сторонами, а БСУ ОПСВ снабжена возможностью опционального его управления пилотами из правой или из обеих кабин, смонтированных в соответствующих ПФГ, имеющих катапультируемые в верхнюю полусферу кресла, срабатывающие на режимах ВВП и зависания только после отстрела пиропатронами профилированных противовесов и лопастей ОНВ, но и его использования в составе авиационной группы в качестве головного совместно, например, с двумя ДПСВ, один из которых, являясь ведомым, автоматически повторяет в следящем полете маневры головного ОПСВ, а другой - управляется вторым пилотом с головного ОПСВ, а затем, наоборот, при этом система управления формированием относительной позиции в следящем полете, содержащая один или несколько датчиков, расположенных на ведомом ДПСВ, сконфигурированы для обнаружения данных, касающихся его положения относительно положения головного ОПСВ, имеющего компьютер управления полетом, находящийся в рабочем состоянии с одним или несколькими датчиками, содержащий дополнительный сенсорный компьютер, который сконфигурирован чтобы: определить относительную позицию между ведомым ДПСВ и головным ОПСВ; сравнить относительную позицию с выбранной относительной позицией; определить скорость ведомого ДПСВ, необходимую для его перемещения в выбранное относительное положение; преобразовывать скорость следящего устройства во входы управления полетом; ограничивать прямое перемещение ведомого ДПСВ относительно головного ОПСВ, обеспечивающего через входы его компьютера управления полетом относительное их безопасное положение в совместном полете.

3. Комплекс по п. 2, отличающийся тем, что в упомянутых ОПСВ и ДПСВ система управления формированием их относительной позиции в полете с один или несколькими датчиками, включают в себя один или несколько ИК-датчиков, видеодатчиков, радиолокационных, лазерных и ультразвуковых датчиков, гидролокаторов, датчиков глобального позиционирования, при этом упомянутый компьютер управления полетом выполнен как с дополнительным компьютером суммирования данных датчиков и каналом приема-передачи данных, расположенным на головном ОПСВ для получения глобальных данных о местоположении от ведомого ДПСВ, так и с возможностью преобразования изображений с каждого видеодатчика, обеспечивающего определение относительного положения, которое посредством триангуляции включает в себя определение относительного диапазона, азимута и угла места, причем дополнительный компьютер суммирования данных датчиков и каналом передачи данных имеет многополосное радиочастотное оборудование с направленной антенной, способной по каналам закрытой связи передавать несколько видеопотоков, обеспечивать сбор данных от каждого видеодатчика, а также обеспечивать преобразование изображений с каждого видеодатчика в относительное положение, которое определяет на основе глобального положения головного ОПСВ, передаваемого на ведомый ДПСВ, при этом компьютер суммирования данных полностью интегрирован в интерфейс пилота и системой управления ОПСВ, обеспечивающей упомянутый следящий полет ведомого ДПСВ, который по необходимости может быть отключен посредством одного из входов интерфейса пилота для управления полетом, активации пилотом кнопки или переключателя управления, причем компьютер суммирования данных дополнительно снабжен возможностью его независимого действия, определяющего то, что полет ОПСВ небезопасен для относительного его положения от ведомого ДПСВ, но и отключающего формирование упомянутого следящего полета ведомым ДПСВ через компьютер управления полетом.

4. Комплекс по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что для экономичного скоростного горизонтального полета упомянутых ОПСВ и ДПСВ их ОНВ в синхронно-сбалансированной авторотирующей системе, включающей в упомянутом каждом консольном редукторе ОНВ автоматическую коробку передач, имеющую для привода ОНВ выходные упомянутые валы, каждый из которых создает по два потока: первый - взлетный с выдачей соответствующей мощности от соответствующего КГтД и созданием подъемной тяги от ОНВ, второй - крейсерский в конфигурации автожира с приемом мощности от авторотации ОНВ на ее соответствующую ступень, отключающую ОНВ от привода ССТ упомянутых КГтД, приводящую генератор и управляющую синхронным снижением и скорости их вращения, например, до 200 мин^-1 или 100 мин^-1, и углом атаки лопастей авторотирующих ОНВ, обеспечивающих долю увеличения в 1/3-1/4 раза требуемой подъемной силы упомянутого КАИС, но и плоскостью вращения лопастей ОНВ, которые почти выровнены с соответствующим воздушным потоком на скоростях для мало- или скоростного полета, приводящим к уменьшению вращательного сопротивления ОНВ на 12-15% от общего сопротивления профиля лопастей ОНВ при их самовращении и возможности для режимов крейсерского полета расчета КАИС с уменьшенной его геометрией, составляющей 2/3-3/4 от габаритов крыла аналогичного реактивного самолета.

5. Комплекс по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что для горизонтального полета ОПСВ и ДПСВ с трансзвуковой скоростью полета, достигая маршевой тяговоуроженности с 0,225 до 0,363, используется мощность СУ с 36% до 72% от работающих упомянутых КГтД только на привод упомянутых ВОВ в конфигурации упомянутого реактивного самолета с ПPC-R2, упомянутое КАИС которого, имея по передней его кромке стреловидность с углом χ=0°, обеспечивает на высоте 11 км скорость полета с 0,6 Маха (М), а с углом χ=±15° - М=0,69, при угле χ=±30° - М=0,75, а с углом χ=±45° - М-0.79, при угле χ=±60° - М=0,82, а с углом χ=±62,5° - М=0,87, при угле χ=±65° повышается скорость горизонтального полета с М=0,9 до М=0,96 при достижении маршевой тяговоуроженности до 0,46, при этом каждый КГтД снабжен в ССТ перед механизмом ВУВТ ее реактивного сопла форсажной камерой, используемой на взлетных режимах или горизонтальном полете с передними за ВОВ и задними перед форсажной камерой открытыми управляемыми створками ПФГ для дополнительного в нее подвода воздуха, позволит с их перегрузом 15% увеличить маршевую тяговоуроженность с 0,46 до 0,69 и достичь на высоте полета 11 км скорость М=0,96 или М=1,04 соответственно в конфигурации транс- или сверхзвукового самолета.