RU208853U1

RU208853U1 - VTOL unmanned aerial vehicle designed for aerial surveying

Info

Publication number: RU208853U1
Application number: RU2021117188U
Authority: RU
Inventors: Илья Алексеевич Галкин
Original assignee: Илья Алексеевич Галкин
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-01-18

Abstract

Полезная модель относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки (конвертопланам), предназначенным для производства воздушной топографической съемки (топографической аэрофотосъемки). Беспилотный летательный аппарат включает планер и винтомоторную группу. При этом в центре масс летательного аппарата расположен отсек с видеокамерой топографической аэрофотосъемки. Планер выполнен по схеме летающее крыло без киля и стабилизаторов с положительной стреловидностью передней кромки, отрицательной стреловидностью середины задней кромки крыла. Винтомоторная группа выполнена в виде двух передних тяговых двигателей, размещенных на одинаковом удалении от оси фюзеляжа, равном 2/3 длины крыла аппарата и выполненных с возможностью изменения своего положения между вертикальным и горизонтальным положениями, и одного заднего двигателя, расположенного в вертикальном положении, при этом все двигатели расположены на одинаковом удалении от центра масс аппарата и образуют равносторонний треугольник. Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение устойчивости полета беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки в целях повышения качества производства воздушной топографической съемки (топографической аэрофотосъемки). 4 ил.The utility model relates to the field of aviation, in particular to the structures of vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles (tiltiplanes) intended for the production of aerial topographic survey (topographic aerial photography). The unmanned aerial vehicle includes a glider and a propeller group. At the same time, a compartment with a video camera for topographic aerial photography is located in the center of mass of the aircraft. The glider is made according to the scheme of a flying wing without a keel and stabilizers with a positive sweep of the leading edge, a negative sweep of the middle of the trailing edge of the wing. The propeller group is made in the form of two front traction engines located at the same distance from the fuselage axis, equal to 2/3 of the wing length of the apparatus and made with the possibility of changing its position between vertical and horizontal positions, and one rear engine located in a vertical position, while all engines are located at the same distance from the center of mass of the apparatus and form an equilateral triangle. The technical result of the claimed utility model is to increase the flight stability of an unmanned aerial vehicle for vertical takeoff and landing in order to improve the quality of aerial topographic survey (topographic aerial photography). 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки (конвертопланам), предназначенным для производства воздушной топографической съемки (топографической аэрофотосъемки). The utility model relates to the field of aviation, in particular to the structures of vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles (tiltiplanes) intended for the production of aerial topographic survey (topographic aerial photography).

Производство воздушной топографической съемки задает ряд требований к носителю аэрофотосъемочного оборудования, заключающимся в необходимости обеспечения высокой продольной и поперечной устойчивости полета летательного аппарата продолжительное время с возможно малыми отклонениями по курсу полета. Снижение стабильности полета аппарата влияет на точность аэрофотосъемки, в частности увеличивает количество «смазанных» фотоснимков, произведенных в ходе воздушной топографической съемки, что ведет к дальнейшей невозможности их использования при составлении карт местности. The production of aerial topographic survey sets a number of requirements for the carrier of aerial photography equipment, which consists in the need to ensure high longitudinal and lateral stability of the flight of the aircraft for a long time with possibly small deviations in the flight course. Decreased flight stability of the device affects the accuracy of aerial photography, in particular, it increases the number of "blurred" photographs taken during aerial topographic survey, which leads to the further impossibility of using them when compiling terrain maps.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение устойчивости полета беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки в целях повышения качества производства воздушной топографической съемки (топографической аэрофотосъемки).The technical result of the claimed utility model is to increase the flight stability of an unmanned aerial vehicle for vertical takeoff and landing in order to improve the quality of aerial topographic survey (topographic aerial photography).

Уровень техники.The level of technology.

Известен беспилотный тяжелый электроконвертоплан по патенту РФ № 2532672 [1], имеющий планер из композитного углепластика с передним горизонтальным оперением и двухкилевым оперением, смонтированным к консолям высокорасположенного крыла на разнесенных балках, содержит с внешних сторон килей консоли стабилизатора, двигатели силовой установки, передающие мощность через главный редуктор и валы трансмиссии на поворотные тянущий и толкающий винты, расположенные соответственно в носовой и кормовой части фюзеляжа, обеспечивающие горизонтальную и соответствующим отклонением вертикальную тягу, трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой вспомогательной опорой, отличающийся тем, что он выполнен с разновеликими крыльями по дупланной аэродинамической схеме, включающей высокорасположенное первое крыло и большее второе крыло, и концепции тандемного расположения трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости и различного типоразмера, два передних из которых одинакового по взлетной мощности типоразмера смонтированы на консолях цельноповоротного первого крыла и один задний большего по взлетной мощности типоразмера, равного сумме двух передних - на межкилевом цельноповоротном стабилизаторе Н-образного хвостового оперения, как с обеспечением разнесения поперечных осей их поворота соответственно ближе и дальше от центра масс, так и с возможностью преобразования его полетной конфигурации с вертолета девятивинтовой несущей схемы, имеющей при этом от всех несущих винтов полную компенсацию реактивных крутящих моментов и не только при противоположном направлении вращения между тянущим и толкающими винтами в каждом модуле, но и при одинаковом направлении вращения между собой как левого тянущего с правыми толкающими винтами, так и правого тянущего с левыми толкающими винтами передней группы и противоположного - между тянущими винтами левым передним и задним, но и парой толкающих винтов левых передних и парой задних, в полетную конфигурацию самолета, позволяющего достичь третьей или второй крейсерской скорости полета с шести- или четырехвинтовой движительной системой, соответственно с тремя или двумя парами толкающих винтов в соответствующих трехвинтовых модулях.Known unmanned heavy electric tiltrotor according to the patent of the Russian Federation No. 2532672 [1], having an airframe made of composite carbon fiber with front horizontal tail and two-tail tail, mounted to the consoles of a high wing on spaced beams, contains on the outer sides of the keels of the stabilizer console, engines of the power plant transmitting power through the main gearbox and transmission shafts on the rotary pulling and pushing propellers, located respectively in the forward and aft fuselage, providing horizontal and vertical thrust with a corresponding deflection, a three-post retractable wheeled landing gear, with a nasal auxiliary support, characterized in that it is made with different-sized wings on a duplanar aerodynamic scheme, including a high-lying first wing and a larger second wing, and the concept of a tandem arrangement of three-screw modules, made with the ability to operate at different angles of their deviation in the vertical plane and of various types dimensions, two front ones of the same size in terms of take-off power are mounted on the consoles of the all-moving first wing and one rear one of a larger size in terms of take-off power, equal to the sum of the two front ones - on the inter-keel all-moving stabilizer of the H-shaped tail, as with ensuring the separation of the transverse axes of their rotation, respectively closer and farther from the center of mass, and with the possibility of converting its flight configuration from a helicopter to a nine-rotor carrier scheme, which at the same time has full compensation of reactive torques from all rotors and not only with the opposite direction of rotation between the pulling and pushing screws in each module, but and with the same direction of rotation between each other, both the left pulling with the right pushing screws, and the right pulling with the left pushing screws of the front group and the opposite - between the pulling screws of the left front and rear, but also a pair of pushing screws of the left front and a pair of rear, in p flight configuration of the aircraft, allowing to achieve the third or second cruising flight speed with a six- or four-rotor propulsion system, respectively, with three or two pairs of pusher propellers in the corresponding three-rotor modules.

Известен многовинтовой гибридный электроконвертоплан по патенту РФ № 2543120 [2], содержащий планер из композитных материалов с трапециевидным крылом, на поворотных консолях которого смонтированы в мотогондолах двигатели с редукторами и винтами, создающими горизонтальную и соответствующим их отклонением вертикальную тягу, синхронизирующую Т-образную в плане систему валов трансмиссии, связывающую между собой два двигателя и их с рулевыми соосными винтами, смонтированными за Т-образным оперением на конце удлиненной балки, трехстоечное убирающееся колесное шасси, с носовой вспомогательной и главными опорами, убираемыми в носовой и бортовые отсеки, отличающийся тем, что на поворотных частях консолей крыла типа «чайка», имеющих по размаху разновеликие внутренние и внешние секции соответственно с положительным и отрицательным углом их поперечного V и оснащенных на нижней части изломов крыла гибридными мотогондолами трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости, имеющих разновеликие тянущие винты, каждый левый и правый больший из которых, установленный в соответствующей гибридной мотогондоле с передним расположением силовой ее установки, вынесен вперед за переднюю кромку крыла и от плоскости вращения двух меньших винтов, размещенных ближе к передней кромке крыла и вокруг большего винта за внешним и внутренним его квадрантами по системе распределенной тяги разновеликих винтов (РТРВ) в соответствующих каплевидной формы мотогондолах с передним расположением электродвигателя, установленных на концах верхних и нижних пилонов, смонтированных соответственно сверху на больших внутренних и снизу на конце меньших внешних секций крыла таким образом, что при синхронном повороте их всех и создании ими вертикальной тяги передние внешние и задние внутренние меньшие винты, имеющие равновеликие расстояния от вертикальных осей их вращения до поперечной плоскости, проходящей через центр масс и вертикальные оси вращения больших винтов, располагающиеся с вертикальными осями меньших винтов в направлении полета в расходящейся V-образной конфигурации в плане относительно крыла, и снабжен возможностью изменения полетной его конфигурации с многовинтового гибридного электровертолета с шестью флюгерно-реверсивными несущими винтами, размещенными в двух поперечных системах РТРВ-(Х1+2), имея при этом ярусное расположение тянущих винтов, обеспечивают вертикальный взлет, посадку и висение при полной компенсации реактивных крутящих моментов от всех несущих винтов, имеющих противоположное направление вращения между левым и правым большими винтами трехвинтовых модулей, а также между меньшими винтами как в каждой левой и правой их паре, так и в каждой передней и задней их паре, но и при одинаковом направлении вращения между несущими винтами в каждой диагональной группе меньших винтов, в полетную конфигурацию электросамолета, позволяющего достичь первой или второй крейсерской скорости полета с двух- или четырехвинтовой движительной системой, соответственно с одной или двумя парами винтов в соответствующих трехвинтовых модулях.Known multi-rotor hybrid electric tiltrotor according to the patent of the Russian Federation No. 2543120 [2], containing a glider made of composite materials with a trapezoidal wing, on the rotary consoles of which engines with gearboxes and propellers are mounted in engine nacelles, creating a horizontal and corresponding vertical deflection, synchronizing the T-shaped in terms of a system of transmission shafts connecting two engines and them with steering coaxial screws mounted behind a T-shaped plumage at the end of an elongated beam, a three-post retractable wheeled chassis with a bow auxiliary and main supports retractable into the bow and side compartments, characterized in that on the turning parts of the gull-type wing panels, having different-sized inner and outer sections, respectively, with a positive and negative angle of their transverse V and equipped on the lower part of the kinks of the wing with hybrid engine nacelles of three-screw modules, made with the ability to work at different angles and x deviations in the vertical plane, having different-sized pulling screws, each left and right larger of which, installed in the corresponding hybrid engine nacelle with its front power plant, is moved forward beyond the leading edge of the wing and from the plane of rotation of two smaller screws located closer to the leading edge of the wing and around the larger propeller behind its outer and inner quadrants according to the system of distributed thrust of different-sized propellers (RTRV) in the corresponding teardrop-shaped engine nacelles with a front-mounted electric motor installed at the ends of the upper and lower pylons, mounted respectively on top of the large internal and from below at the end of the smaller external sections of the wing in such a way that when they all turn synchronously and create vertical thrust, the front external and rear internal smaller screws having equal distances from the vertical axes of their rotation to the transverse plane passing through the center of mass and vertical axes of rotation pain the largest propellers, located with the vertical axes of the smaller propellers in the direction of flight in a diverging V-shaped configuration in terms of the wing, and is equipped with the possibility of changing its flight configuration from a multi-rotor hybrid electric helicopter with six vane-reversible rotors placed in two transverse systems RTRV-( X1 + 2), while having a tiered arrangement of the pulling screws, provide vertical takeoff, landing and hovering with full compensation of reactive torques from all rotors having the opposite direction of rotation between the left and right large screws of the three-screw modules, as well as between the smaller screws as in each left and right pair of them, and in each of their front and rear pairs, but also with the same direction of rotation between the rotors in each diagonal group of smaller propellers, into the flight configuration of an electric aircraft, which makes it possible to achieve the first or second cruising flight speed from two or four screw living system, respectively with one or two pairs of screws in the corresponding three-screw modules.

Известен многоцелевой криогенный конвертоплан по патенту РФ № 2394723 [3], выполненный в виде моноплана трехбалочной схемы, содержащий низкорасположенное трапециевидное крыло, разнесенные балки, соединяющие крыло с киль-шайбами, связанные с вертикальным оперением и стабилизатором, силовую установку, включающую двигатели, установленные в передних окончаниях разнесенных балок, трансмиссию с редукторами и соединительными валами, обеспечивающую равномерное распределение их мощности между консольными и межбалочными винтами в поворотных кольцевых каналах, создающими горизонтальную тягу и соответствующим отклонением вертикальную или наклонную тягу, трехстоечное колесное шасси, убирающееся, с передней носовой и главными боковыми опорами, отличающийся тем, что он снабжен возможностью преобразования его полетной конфигурации с самолета трехбалочной компоновки, выполненной по продольной схеме триплана, с расположенными тандемом на консолях переднего горизонтального оперения и хвостового стабилизатора соответственно двух носовых и двух межкилевых винтов в поворотных кольцевых каналах, преобразующих цельноповоротными соответствующие эти консоли, в полетную конфигурацию вертолета четырехвинтовой несущей схемы 2+2 и обратно, при этом переднее горизонтальное оперение с винтами в поворотных кольцевых каналах, оснащенных на их выходе серворулями высоты, выполненное в виде управляемого дестабилизатора, установленного в носовом обтекателе фюзеляжа, к нижней части которого под дестабилизатором смонтирован цельноповоротный передний киль непосредственного управления боковой силой, оснащенный соосно вертикальной оси его поворота в носке килевой поверхности амортизационной стойкой с передним колесом шасси, а вертикальное оперение, представляющее собой кормовой пилон двухкилевого оперения, выполненного Н-образным, снабженным стабилизатором, смонтированным в хвостовом обтекателе кормового пилона, Н-образная в плане трансмиссия, включающая наряду с Т-образными передним и задним промежуточными редукторами, расположенными соответственно в носовом и хвостовом обтекателях и связанными поперечными валами, проходящими соответственно в плоскостях переднего горизонтального оперения и стабилизатора с редукторами носовых и межкилевых винтов, оснащена Г-образными в продольной плоскости системами валов с угловыми редукторами, обеспечивающими их перегибы в носовом обтекателе и кормовом пилоне, и продольным валом, связывающими соответственно передний и задний промежуточные редукторы с главным редуктором, приводимым силовой установкой и объединяющим эти системы таким образом, что винты в поворотных кольцевых каналах, расположенные по диагонали, снабжены возможностью одинакового направления их вращения и противоположного - между их диагональными группами, при этом межкилевые винты, размещенные сзади, имеют при висении расположение плоскости вращения их лопастей выше плоскости вращения лопастей носовых винтов, комбинированная силовая установка, имеющая криогенные топливные баки в разнесенных балках, киль-шайбах и в кормовом пилоне, снабжена по бокам последнего двумя подъемно-маршевыми газотурбинными двигателями и двумя подъемно-разгонными турбореактивными двухконтурными двигателями, смонтированными в межкилевых поворотных кольцевых каналах, рассчитанными на работу при различных углах их отклонения, выполненными соответственно с задним и передним выводом вала для отбора взлетной их мощности, при этом половина располагаемой мощности от турбореактивных двухконтурных двигателей передается на вертолетных режимах полета на редукторы межкилевых винтов и тем самым, наряду с реактивной их вертикальной тягой, обеспечивается увеличение вертикальной подъемной тяги этих винтов.Known multi-purpose cryogenic tiltrotor according to the patent of the Russian Federation No. 2394723 [3], made in the form of a three-beam monoplane, containing a low-lying trapezoidal wing, spaced beams connecting the wing with keel washers, associated with vertical tail and stabilizer, a power plant, including engines installed in the front ends of the spaced beams, a transmission with gearboxes and connecting shafts, ensuring a uniform distribution of their power between the cantilever and inter-girder screws in the rotary annular channels, creating a horizontal thrust and a corresponding deviation of vertical or inclined thrust, a three-post wheeled landing gear, retractable, with a front bow and main side supports, characterized in that it is equipped with the possibility of converting its flight configuration from a three-beam layout aircraft, made according to the longitudinal scheme of the triplane, with located in tandem on the consoles of the front horizontal tail and tail stabilization of the torus, respectively, of two nose and two inter-keel propellers in the rotary annular channels, converting the corresponding consoles into all-moving ones, into the flight configuration of a helicopter of a four-rotor carrier scheme 2 + 2 and vice versa, while the front horizontal tail with propellers in the rotary annular channels, equipped with altitude servo rudders at their output , made in the form of a controlled destabilizer installed in the fuselage nose cone, to the bottom of which, under the destabilizer, an all-moving front keel for direct control of lateral force is mounted, equipped coaxially with the vertical axis of its rotation in the toe of the keel surface with a shock absorber strut with the front landing gear wheel, and the vertical tail, representing is an aft pylon of a two-keel plumage, made of an H-shaped, equipped with a stabilizer mounted in the tail fairing of the aft pylon, an H-shaped transmission in terms of transmission, including, along with a T-shaped front and rear intermediate gearboxes located respectively in the nose and tail fairings and connected by transverse shafts, passing respectively in the planes of the front horizontal tail and stabilizer with gearboxes for nose and interkeel propellers, equipped with L-shaped shaft systems in the longitudinal plane with angular gearboxes, providing their kinks in the nose fairing and aft pylon, and a longitudinal shaft connecting, respectively, the front and rear intermediate gearboxes with the main gearbox driven by the power plant and combining these systems in such a way that the screws in the rotary annular channels located diagonally are provided with the possibility of the same direction of rotation and the opposite - between them diagonal groups, while the inter-keel propellers located at the rear have, when hovering, the plane of rotation of their blades is higher than the plane of rotation of the blades of the nose propellers, a combined power plant with cryogenic fuel tanks spaced apart x beams, keel washers and in the aft pylon, equipped on the sides of the latter with two hoisting and sustainer gas turbine engines and two hoisting and accelerating turbojet bypass engines mounted in the inter-keel rotary annular channels, designed to operate at different angles of their deflection, made respectively with the rear and the front output of the shaft for taking off their power, while half of the available power from the turbojet bypass engines is transmitted in helicopter flight modes to the gearboxes of the inter-keel propellers and thus, along with their reactive vertical thrust, an increase in the vertical lifting thrust of these propellers is provided.

Известен конвертоплан по патенту РФ № 2657706 [4], включающий фюзеляж, планер и винтомоторную группу, характеризуется тем, что планер выполнен по схеме «летающее крыло» с положительной стреловидностью, а винтомоторная группа выполнена в виде двух передних тяговых двигателей и одного заднего двигателя, при этом два передних тяговых двигателя размещены на равном удалении от строительной оси конвертоплана и на расстоянии от передней кромки крыла, большем, чем радиус их винтов, имеют противоположное направление вращения винтов и установлены с возможностью изменения направления вектора тяги путем их независимого друг от друга поворота относительно фюзеляжа параллельно строительной оси конвертоплана, а задний двигатель размещен на строительной оси конвертоплана на расстоянии от задней кромки крыла, большем, чем радиус его винта, и установлен с заданным углом к горизонтальной плоскости.Known tiltrotor according to the patent of the Russian Federation No. 2657706 [4], including the fuselage, airframe and propeller group, is characterized by the fact that the glider is made according to the "flying wing" scheme with a positive sweep, and the propeller group is made in the form of two front traction engines and one rear engine, at the same time, two front traction motors are placed at an equal distance from the construction axis of the tiltrotor and at a distance from the leading edge of the wing, greater than the radius of their propellers, have the opposite direction of rotation of the propellers and are installed with the possibility of changing the direction of the thrust vector by turning them independently of each other relative to of the fuselage parallel to the construction axis of the tiltrotor, and the rear engine is placed on the construction axis of the tiltrotor at a distance from the trailing edge of the wing, greater than the radius of its propeller, and is installed at a given angle to the horizontal plane.

Согласно выбранной схеме планера «летающее крыло» обеспечивается устойчивость и управляемость летательного аппарата в различных режимах работы. Схема «летающее крыло, в совокупности с винтомоторной группой мультироторного типа обеспечивает улучшение массогабаритных и конструкционно-прочностных характеристик летательного аппарата. Заявленная трехдвигательная винтомоторная группа обеспечивает управление по каналам крена и тангажа путем управления разницей частот вращения несущих винтов, а также управление по курсу за счет смены направления вектора тяги путем поворота двигателей. Установка заднего двигателя с заданным углом к горизонтальной плоскости компенсирует собственный момент вращения несущего винта. Заявленная установка двух передних поворотных двигателей обеспечивает минимизацию эффекта затенения потока корпусом самолета.According to the selected scheme of the airframe "flying wing", the stability and controllability of the aircraft in various operating modes is ensured. The “flying wing” scheme, in conjunction with the multi-rotor propeller group, provides an improvement in the weight, size, structural and strength characteristics of the aircraft. The claimed three-engine propeller group provides control through the channels of roll and pitch by controlling the difference in the frequencies of rotation of the rotors, as well as directional control by changing the direction of the thrust vector by turning the engines. Installing the rear engine with a given angle to the horizontal plane compensates for its own moment of rotation of the main rotor. The claimed installation of two front rotary engines ensures the minimization of the effect of airflow shading by the aircraft body.

Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.This technical solution, as the closest to the declared technical essence and the achieved result, is accepted as its prototype.

В данной конструкции решается задача расширения функциональных возможностей летательного аппарата за счет повышения устойчивости и управляемости летательного аппарата в различных режимах работы, а также улучшения его массогабаритных и конструкционно-прочностных характеристик.This design solves the problem of expanding the functionality of the aircraft by increasing the stability and controllability of the aircraft in various operating modes, as well as improving its weight and size and structural strength characteristics.

В то же время прототип имеет ряд недостатков, не позволяющих достичь обеспечиваемого полезной моделью технического результата.At the same time, the prototype has a number of disadvantages that do not allow to achieve the technical result provided by the utility model.

Недостатками прототипа являются недостаточное обеспечение продольной и поперечной устойчивости полета в ходе проведения воздушной топографической съемки из-за недостаточной ширины, излишней стреловидности и формы крыла, а также отсутствия рассчитанного расположения отсека полезной нагрузки, минимизирующего влияние полезной нагрузки на устойчивость полета летательного аппарата. Близкое относительно друг друга расположение передних тяговых двигателей и неэффективное взаимное расположение всех двигателей снижает стабилизацию полета аппарата по курсу (устойчивость на курсе). The disadvantages of the prototype are the insufficient provision of longitudinal and lateral flight stability during aerial topographic survey due to insufficient width, excessive sweep and wing shape, as well as the lack of a calculated location of the payload compartment, which minimizes the impact of the payload on the flight stability of the aircraft. The location of the front traction engines close relative to each other and the inefficient mutual arrangement of all engines reduces the stabilization of the flight of the apparatus along the course (stability on the course).

Задачей заявленной полезной модели «Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, предназначенный для ведения воздушной топографической съемки» является устранение отмеченных недостатков. Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата: The objective of the claimed utility model "Vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle designed for conducting aerial topographic survey" is to eliminate the noted shortcomings. The essence of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features sufficient to achieve a technical result:

«Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, предназначенный для ведения воздушной топографической съемки» состоит из планера, выполненного по схеме летающее крыло без киля и стабилизаторов с положительной стреловидностью передней кромки, отрицательной стреловидностью середины задней кромки крыла, расположенным в центре масс летательного аппарата отсеком с видеокамерой топографической аэрофотосъемки, винтомоторной группы, выполненной в виде двух передних тяговых двигателей, размещенных на одинаковом удалении от оси фюзеляжа, равном 2/3 длины крыла аппарата и выполненных с возможностью изменения своего положения между вертикальным и горизонтальным положениями, одного заднего двигателя, расположенного в вертикальном положении, при этом все двигатели расположены на одинаковом удалении от центра масс аппарата и образуют равносторонний треугольник, что позволит повысить устойчивость полета. "Vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle designed for conducting aerial topographic survey" consists of a glider made according to the scheme of a flying wing without a keel and stabilizers with a positive sweep of the leading edge, a negative sweep of the middle of the trailing edge of the wing, a compartment located in the center of mass of the aircraft with topographic aerial photography video camera, propeller group, made in the form of two front traction motors, located at the same distance from the fuselage axis, equal to 2/3 of the wing length of the device and made with the ability to change its position between vertical and horizontal positions, one rear engine, located in a vertical position, while all the engines are located at the same distance from the center of mass of the apparatus and form an equilateral triangle, which will increase the stability of the flight.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 представлен общий вид заявленного беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки, предназначенного для ведения воздушной топографической съемки, на фиг. 2 – схема расположения винтомоторной группы и геометрические формы крыла, на фиг. 3 – расположение отсека с видеокамерой топографической аэрофотосъемки, и расположение двигателей винтомоторной группы для вертикального взлета, на фиг. 4 – расположение двигателей винтомоторной группы для горизонтального полета.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the claimed vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle, designed for conducting aerial topographic survey, in Fig. 2 - the layout of the propeller group and the geometric shapes of the wing, in Fig. 3 - the location of the compartment with a video camera for topographic aerial photography, and the location of the engines of the propeller group for vertical takeoff, in Fig. 4 - the location of the engines of the propeller group for horizontal flight.

Технический результат достигается редукцией фюзеляжа 1 с исключением киля и стабилизаторов, установкой в центре масс летательного аппарата отсека с видеокамерой топографической аэрофотосъемки 2, созданием планера 3 по схеме «летающее крыло» с положительной стреловидностью передней кромки, отрицательной стреловидностью середины задней кромки крыла, винтомоторной группы, каждый двигатель которой расположен в вершинах равностороннего треугольника, выполненной в виде двух передних тяговых двигателей 4, размещенных на одинаковом удалении от центра масс аппарата, равном 2/3 длины крыла аппарата и одного заднего двигателя 5. При этом передние тяговые двигатели 4 конструктивно имеют возможность изменять свое положение по вертикальной оси, что позволяет аппарату осуществлять вертикальные взлет и посадку, а также горизонтальный полет. The technical result is achieved by reducing the fuselage 1 with the exception of the keel and stabilizers, installing a compartment with a topographic aerial photography video camera 2 in the center of mass of the aircraft, creating a glider 3 according to the “flying wing” scheme with a positive sweep of the leading edge, a negative sweep of the middle of the trailing edge of the wing, a propeller group, each engine of which is located at the vertices of an equilateral triangle, made in the form of two front traction engines 4, located at the same distance from the center of mass of the device, equal to 2/3 of the length of the wing of the device and one rear engine 5. At the same time, the front traction engines 4 are structurally able to change its position along the vertical axis, which allows the device to carry out vertical takeoff and landing, as well as horizontal flight.

Заявленный «Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, предназначенный для ведения воздушной топографической съемки» работает следующим образом. Аппарат имеет несколько режимов полета таких, как вертикальный режим полета, в том числе взлет и посадку (передние тяговые двигатели направлены вверх), горизонтальный полет (передние тяговые двигатели направлены параллельно горизонтальной оси фюзеляжа). В ходе горизонтального полета по заданной траектории осуществляется воздушная топографическая съемка. Управление по каналам крена и тангажа производится путем управления разницей частот вращения несущих винтов (создания управляющих моментов) при сохранении общей тяги, необходимой для удержания аппарата в воздухе. Управление по курсу осуществляется за счет смены направления вектора тяги за счет разницы скорости вращения винтов прямого и обратного направления.The declared "Unmanned aerial vehicle for vertical takeoff and landing, designed for conducting aerial topographic survey" works as follows. The device has several flight modes such as vertical flight mode, including takeoff and landing (front thrusters are directed upwards), horizontal flight (front thrusters are directed parallel to the horizontal axis of the fuselage). In the course of horizontal flight along a given trajectory, aerial topographic survey is carried out. The roll and pitch control is performed by controlling the difference in rotor speeds (creating control torques) while maintaining the total thrust required to keep the vehicle in the air. The course control is carried out by changing the direction of the thrust vector due to the difference in the speed of rotation of the forward and reverse propellers.

Покажем существенность отличительных признаков (новизна).Let us show the significance of distinctive features (novelty).

Размещение отсека с видеокамерой топографической аэрофотосъемки в центре масс аппарата позволяет снизить влияние полезной нагрузки на устойчивость полета аппарата, что позволит производить более точную аэрофотосъемку (получать меньше «смазанных» фотоснимков).Placing a compartment with a video camera for topographic aerial photography in the center of mass of the vehicle makes it possible to reduce the impact of the payload on the stability of the flight of the vehicle, which will allow for more accurate aerial photography (to obtain less "blurred" photographs).

Увеличение площади планера типа «летающее крыло» с приданием положительной стреловидности передней кромке, отрицательной стреловидности середины задней кромки крыла позволяет повысить устойчивость полета аппарата.Increasing the area of the "flying wing" type airframe with positive sweep of the leading edge, negative sweep of the middle of the trailing edge of the wing makes it possible to increase the flight stability of the vehicle.

Размещение двух передних тяговых двигателей на одинаковом удалении от оси фюзеляжа, равном 2/3 длины крыла аппарата позволяет повысить устойчивость на курсе.The placement of two front traction engines at the same distance from the fuselage axis, equal to 2/3 of the length of the wing of the device, allows you to increase the stability on the course.

Размещение трех двигателей винтомоторной группы в вершинах равностороннего треугольника позволяет повысить устойчивость полета аппарата.The placement of three engines of the propeller group at the vertices of an equilateral triangle makes it possible to increase the stability of the flight of the device.

Совокупность заявленных отличительных признаков позволит полезной модели повысить точность производства воздушной топографической съемки.The totality of the declared distinguishing features will allow the utility model to improve the accuracy of the production of aerial topographic survey.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Заявленный «Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, предназначенный для ведения воздушной топографической съемки» может быть реализован с использованием известного оборудования, технических и технологических средств.The claimed "Vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle designed for conducting aerial topographic survey" can be implemented using known equipment, technical and technological means.

Список использованных источниковList of sources used

1. патент РФ № 2532672.1. RF patent No. 2532672.

2. патент РФ № 2543120.2. RF patent No. 2543120.

3. патент РФ № 2394723.3. RF patent No. 2394723.

4. патент РФ № 2657706.4. RF patent No. 2657706.

Claims

Vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle designed for conducting aerial topographic survey, including a glider and a propeller group, characterized in that in the center of mass of the aircraft there is a compartment with a topographic aerial photography video camera, the glider is made according to the scheme of a flying wing without a keel and stabilizers with a positive sweep leading edge, negative sweep of the middle of the trailing edge of the wing, and the propeller group is made in the form of two front traction motors placed at the same distance from the fuselage axis, equal to 2/3 of the length of the wing of the device, and made with the possibility of changing its position between vertical and horizontal positions, and one rear engine located in a vertical position, while all engines are located at the same distance from the center of mass of the apparatus and form an equilateral triangle.