RU213791U1 - Устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов - Google Patents

Abstract

Задачей полезной модели является поражение малогабаритных беспилотных летательных аппаратов нарушителей. Устройство содержит резервуары рабочих жидкостей, аккумуляторную батарею, модуль полетно-навигационной системы, электромагнитный воздушный клапан, ультразвуковые датчики, блоки рабочих дюз, баллон высокого давления с заправочной горловиной. В качестве средств поражения применяются вода и компоненты пенополиуретана (полиол и изоцианат), образующие при смешивании быстрозастывающие капли пенополиуретановых смесей (герметика), которые при попадании на беспилотные летательные аппараты нарушителя приводят к ограничению подвижности их силовых и исполнительных механизмов, нарушению баланса корпуса и сокращению угла обзора средств наблюдения беспилотных летательных аппаратов. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности, к беспилотным летательным аппаратам, которые используются для защиты объектов от воздушного нападения микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов квадрокоптерного (мультикоптерного) или вертолетного типа, действующих роевым способом.

Предполагаемая модель предназначена для защиты объектов от ударов с воздуха малогабаритных беспилотных летательных аппаратов, действующих роевым способом, путем создания на их пути помехового поля в виде быстрозастывающих капель пенополиуретановых смесей.

Известно устройство - беспилотная система активного противодействия БПЛА (RU 2669881 от 16.10.2018 г.), содержащая беспилотный летательный аппарат, систему управления, камеру кругового обзора, устройство поражения, электродвигатель с винтовым толкающим движителем, аккумуляторную батарею, блок сбрасываемых пороховых ускорителей, стабилизированную камеру наблюдения в видимом и инфракрасном диапазоне, лазерный дальномер, систему спутниковой навигации и связи, систему неуправляемых реактивных снарядов малого калибра. Корпус беспилотного летательного аппарата выполнен в форме многосекционного летающего крыла, обтянутого сверху тонкой пленочной кремниевой солнечной батареей.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является устройство для борьбы с роем малогабаритных беспилотных летательных аппаратов путем создания осколочного поля (RU 208980 от 03.02.2021 г.), состоящее из беспилотного летательного аппарата типа квадрокоптер, подпружиненной платформы, многоствольного стрельбового модуля, телескопических направляющих, сети, датчиков и блока управления, позволяющее создавать осколочное поле сплошного поражения в определенном радиусе и уничтожать атакующий рой малогабаритных БПЛА.

Недостатками известных устройств являются: высокая стоимость устройств, низкая эффективность в ближней зоне по отношению к охраняемому объекту при пролете цели на малых высотах, демаскирование местоположения охраняемых объектов, интенсивный расход эксплуатационного ресурса устройств, сложность наведения на цель неуправляемых реактивных снарядов.

Задачей полезной модели является поражение малогабаритных беспилотных летательных аппаратов противника сравнительно дешевым способом, а именно постановкой заслона путем создания помехового поля в виде быстрозастывающих капель пенополиуретановых смесей.

Сущность полезной модели заключается в следующем: устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов, отличающееся тем, что устройство оборудовано четырьмя резервуарами рабочих жидкостей, аккумуляторной батареей, модулем полетно-навигационной системы, электромагнитным воздушным клапаном, четырьмя ультразвуковыми датчиками, четырьмя блоками рабочих дюз и баллоном высокого давления с заправочной горловиной, корпус устройства выполнен в форме полого цилиндра, к внутренней поверхности которого жестко закреплена моторама с бесколлекторным электродвигателем, оснащенным винтовым тянущим движителем, и бесколлекторным электродвигателем, оснащенным винтовым толкающим движителем, организующими соосную схему работы винтомоторной группы устройства, каждый резервуар рабочих жидкостей жестко закреплен на мотораме устройства перпендикулярно по отношению к остальным резервуарам рабочих жидкостей и представляет собой конструкцию из трех соединенных изолированных емкостей для хранения компонентов средств поражения беспилотных летательных аппаратов: в первой емкости - дистиллированная вода, во второй емкости - компонент пенообразования А - полиол, в третьей емкости - компонент пенообразования Б - изоцианат, аккумуляторная батарея закреплена на мотораме устройства с возможностью съема и замены, модуль полетно-навигационной системы жестко закреплен на мотораме устройства и представляет собой систему стабилизации в пространстве за счет управления работой двух регуляторов оборотов электродвигателей сигналами, поступающими от решающего устройства или радиоприемника, электромагнитный воздушный клапан жестко закреплен на мотораме устройства, ультразвуковые датчики жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны, блоки рабочих дюз жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны и трубками соединены с резервуарами рабочих жидкостей, баллон высокого давления жестко закреплен на мотораме устройства с возможностью свободного доступа к заправочной горловине, соединен трубками через электромагнитный воздушный клапан с резервуарами рабочих жидкостей, приемник радиосигналов модуля полетно-навигационной системы имеет два входа и девять выходов, первый вход приемника радиосигналов соединен с выходами ультразвуковых датчиков, второй вход - антенный, применяемый для управления устройством с пульта оператора, первый выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы соединен со входом электромагнитного воздушного клапана, второй выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы через первый регулятор оборотов электродвигателя модуля полетно-навигационной системы соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем, третий выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы через второй регулятор оборотов электродвигателя модуля полетно-навигационной системы соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем, выходы приемника радиосигналов с четвертого по девятый предназначены для резервирования в случае выхода из строя выходов приемника радиосигналов с первого по третий, выход аккумуляторной батареи соединен со вторыми входами бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем, бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем.

На фиг. 1 представлено устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов;

на фиг. 2 представлен общий вид устройства, включающего в свой состав:

1 - резервуар рабочих жидкостей;

2 - аккумуляторная батарея;

3 - модуль полетно-навигационной системы (ПНС);

4 - электромагнитный воздушный клапан;

5 - ультразвуковой датчик;

6 - блок рабочих дюз;

7 - баллон высокого давления с заправочной горловиной;

8 - моторама;

9 - электродвигатель с винтовым тянущим движителем;

10 - электродвигатель с винтовым толкающим движителем.

Устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) представляет собой корпус, выполненный в форме полого цилиндра, к внутренней поверхности которого жестко закреплена моторама 8 с бесколлекторным электродвигателем с винтовым тянущим движителем 9 и бесколлекторным электродвигателем с винтовым толкающим движителем 10, организующими соосную схему работы винтомоторной группы устройства, каждый резервуар рабочих жидкостей 1 жестко закреплен на мотораме 8 устройства перпендикулярно по отношению к остальным резервуарам рабочих жидкостей 1, аккумуляторная батарея 2 закреплена на мотораме 8 устройства с возможностью съема и замены, модуль ПНС 3 жестко закреплен на мотораме 8 устройства и включает в себя решающее устройство, систему стабилизации в пространстве, радиоприемник, два регулятора оборотов электродвигателей, электромагнитный воздушный клапан 4 жестко закреплен на мотораме 8 устройства, ультразвуковые датчики 5 жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны, блоки рабочих дюз 6 жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны и трубками соединены с резервуарами рабочих жидкостей 1, баллон высокого давления 7 жестко закреплен на мотораме 8 устройства с обеспечением свободного доступа к заправочной горловине, соединен трубками через электромагнитный воздушный клапан 4 с резервуарами рабочих жидкостей 1, приемник радиосигналов модуля ПНС 3 имеет два входа и девять выходов, первый вход приемника радиосигналов соединен с выходами ультразвуковых датчиков 5, второй вход - антенный, применяемый для управления устройством с пульта оператора, первый выход приемника радиосигналов модуля ПНС 3 соединен со входом электромагнитного воздушного клапана 4, второй выход приемника радиосигналов модуля ПНС 3 через первый регулятор оборотов электродвигателя модуля ПНС 3 соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем 9, третий выход приемника радиосигналов модуля ПНС 3 через второй регулятор оборотов электродвигателя модуля ПНС 3 соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем 10, выходы приемника радиосигналов модуля ПНС 3 с четвертого по девятый предназначены для резервирования в случае выхода из строя выходов приемника радиосигналов модуля ПНС 3 с первого по третий, выход аккумуляторной батареи 2 соединен со вторыми входами бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем 9, бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем 10.

Перед началом эксплуатации баллон высокого давления с заправочной горловиной 7 заправляется воздухом, заполняются емкости резервуаров рабочих жидкостей 1 дистиллированной водой, компонентами пенообразования А и Б. Устройство устанавливается на специальные шасси, закрепленные на грунте. Производится коммутация аккумуляторной батареи 2 и установка ее в корпус устройства с последующей фиксацией. При визуальном обнаружении возле охраняемого объекта нежелательных микро- и мини-БПЛА оператор дает команду на взлет устройству. Электродвигатель с винтовым тянущим движителем 9, электродвигатель с винтовым толкающим движителем 10 раскручиваются в противоположные стороны. Винтомоторная группа устройства работает по соосной схеме и регулируется модулем ПНС 3. После набора требуемых оборотов устройство начинает подъем в строго вертикальном направлении, при этом скорость подъема регулируется оператором вплоть до занятия требуемой высоты. При попадании в зону действия ультразвуковых датчиков 5 микро- и мини-БПЛА или по команде оператора производятся следующие действия в автоматическом режиме:

электродвигатель с винтовым толкающим движителем 10 останавливается, а электродвигатель с винтовым тянущим движителем 9 увеличивает мощность на 20 процентов и продолжает работать;

после остановки электродвигателя с винтовым толкающим движителем 10 за счет крутящего момента, создаваемого винтовым тянущим движителем электродвигателя 9, начинает раскручиваться корпус устройства в противоположную сторону вращения винта;

открывается электромагнитный воздушный клапан 4, и через систему трубок из баллона высокого давления с заправочной горловиной 7 подается давление в емкости резервуаров рабочих жидкостей 1, наполненных компонентами пенообразования;

через блоки рабочих дюз 6 рабочие жидкости выбрасываются в воздух, смешиваются, и происходит химическая реакция по образованию капель пены и быстрому ее застыванию, поскольку реакция протекает в среде с высокой влажностью;

образующиеся капли пены под действием набегающего потока, давления создаваемого баллоном высокого давления с заправочной горловиной 7, вращения корпуса устройства и движения его вверх, создают осколочное поле в виде цилиндрического облака быстрозастывающих капель пенополиуретановых смесей. При попадании в зону поражения помехового поля микро- или мини-БПЛА покрывается липкой быстрозастывающей пеной, что приводит к дисбалансу лопастей, корпуса и заклиниванию силовых и исполнительных механизмов, а также полностью или частично выводится оптика БПЛА нарушителя;

после израсходования всей пены устройство зависает для осадки капель пены, после чего выполняет посадку для последующей перезарядки и запуска.

Технико-экономическая эффективность предполагаемой полезной модели заключается в том, что устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов обеспечивает решение задач по поражению малогабаритных беспилотных летательных аппаратов противника путем ограничения подвижности их силовых и исполнительных механизмов, нарушения баланса корпуса и сокращения угла обзора средств наблюдения беспилотных летательных аппаратов использованием доступного подручного ресурса - воды и компонентов пенополиуретана. Кроме того, при применении предполагаемой полезной модели не требуется обеспечивать высокую точность наведения поражающих средств и осуществлять постоянное барражирование в воздушном пространстве над позицией, что уменьшает расход эксплуатационного ресурса устройства и снижает вероятность обнаружения позиции противником. Наиболее эффективно применение таких устройств группой.

Claims (1)

1. Устройство ограничения подвижности микро- и мини-беспилотных летательных аппаратов, отличающееся тем, что устройство оборудовано четырьмя резервуарами рабочих жидкостей, аккумуляторной батареей, модулем полетно-навигационной системы, электромагнитным воздушным клапаном, четырьмя ультразвуковыми датчиками, четырьмя блоками рабочих дюз и баллоном высокого давления с заправочной горловиной, корпус устройства выполнен в форме полого цилиндра, к внутренней поверхности которого жестко закреплена моторама с бесколлекторным электродвигателем, оснащенным винтовым тянущим движителем, и бесколлекторным электродвигателем, оснащенным винтовым толкающим движителем, организующими соосную схему работы винтомоторной группы устройства, каждый резервуар рабочих жидкостей жестко закреплен на мотораме устройства перпендикулярно по отношению к остальным резервуарам рабочих жидкостей и представляет собой конструкцию из трех соединенных изолированных емкостей для хранения компонентов средств поражения беспилотных летательных аппаратов: в первой емкости - дистиллированная вода, во второй емкости - компонент пенообразования А - полиол, в третьей емкости - компонент пенообразования Б - изоцианат, аккумуляторная батарея закреплена на мотораме устройства с возможностью съема и замены, модуль полетно-навигационной системы жестко закреплен на мотораме устройства и представляет собой систему стабилизации в пространстве за счет управления работой двух регуляторов оборотов электродвигателей сигналами, поступающими от решающего устройства или радиоприемника, электромагнитный воздушный клапан жестко закреплен на мотораме устройства, ультразвуковые датчики жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны, блоки рабочих дюз жестко закреплены на внешней стенке корпуса устройства по одному с каждой его стороны и трубками соединены с резервуарами рабочих жидкостей, баллон высокого давления жестко закреплен на мотораме устройства с возможностью свободного доступа к заправочной горловине, соединен трубками через электромагнитный воздушный клапан с резервуарами рабочих жидкостей, приемник радиосигналов модуля полетно-навигационной системы имеет два входа и девять выходов, первый вход приемника радиосигналов соединен с выходами ультразвуковых датчиков, второй вход - антенный, применяемый для управления устройством с пульта оператора, первый выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы соединен со входом электромагнитного воздушного клапана, второй выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы через первый регулятор оборотов электродвигателя модуля полетно-навигационной системы соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем, третий выход приемника радиосигналов модуля полетно-навигационной системы через второй регулятор оборотов электродвигателя модуля полетно-навигационной системы соединен с первым входом бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем, выходы приемника радиосигналов с четвертого по девятый предназначены для резервирования в случае выхода из строя выходов приемника радиосигналов с первого по третий, выход аккумуляторной батареи соединен со вторыми входами бесколлекторного электродвигателя с винтовым тянущим движителем, бесколлекторного электродвигателя с винтовым толкающим движителем.

Images