RU2278060C1 - Method of landing of unmanned flying vehicle - Google Patents
Method of landing of unmanned flying vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278060C1 RU2278060C1 RU2005125575/11A RU2005125575A RU2278060C1 RU 2278060 C1 RU2278060 C1 RU 2278060C1 RU 2005125575/11 A RU2005125575/11 A RU 2005125575/11A RU 2005125575 A RU2005125575 A RU 2005125575A RU 2278060 C1 RU2278060 C1 RU 2278060C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- ground
- uav
- equipment
- ball
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) аэродинамического типа, в частности сверхлегких (массой порядка одного килограмма) БЛА, оснащенных бортовыми электронными устройствами наблюдения за земной поверхностью, навигации и автоматического управления полетом.The invention relates to methods for landing unmanned aerial vehicles (UAVs) of an aerodynamic type, in particular ultralight (weighing about one kilogram) UAVs equipped with on-board electronic devices for monitoring the earth's surface, navigation and automatic flight control.
Известен способ посадки БЛА с помощью парашютной системы (например, информационный бюллетень "Иностранная печать об экономическом, научно-техническом и военном потенциале...", серия "Технические средства разведывательных служб капиталистических государств", Москва, №6, 1998, с.21), при котором на БЛА предварительно устанавливают парашютную систему, при посадке раскрывают парашют и с его помощью гасят скорость приземления БЛА до допустимого значения.A known method of landing UAVs using a parachute system (for example, the newsletter "Foreign press on the economic, scientific, technical and military potential ...", a series of "Technical means of intelligence services of the capitalist states", Moscow, No. 6, 1998, p.21 ), in which the parachute system is pre-installed on the UAV, the parachute is opened during landing, and with it, the UAV landing speed is suppressed to an acceptable value.
Недостатком этого способа является увеличение общей массы БЛА за счет массы парашютной системы, приводящее к необходимости существенного уменьшения массы полезной нагрузки. Из-за указанных массогабаритных ограничений использование для посадки парашютной системы на сверхлегких БЛА затруднительно. Кроме того, раскрытие парашюта при сильном боковом ветре может привести к сносу БЛА и к его механическому повреждению, например, о ветви деревьев.The disadvantage of this method is the increase in the total mass of the UAV due to the mass of the parachute system, leading to the need to significantly reduce the mass of the payload. Due to the indicated weight and size limitations, it is difficult to use a parachute system on ultralight UAVs for landing. In addition, the opening of a parachute with a strong crosswind can lead to the drift of the UAV and to its mechanical damage, for example, about a tree branch.
Другой известный способ посадки БЛА (как малой, так и большой массы) основан на гашении относительной скорости за счет скоординированного движения посадочной площадки.Another known method of landing UAVs (both small and large mass) is based on damping the relative speed due to the coordinated movement of the landing site.
К этому классу технических решений относится, например, способ посадки БЛА по японскому патенту JP №2001354199, В 64 F 1/00, В 63 В 35/50, В 64 С 13/18. Этот способ основан на движении посадочной площадки, роль которой выполняет палуба надводного судна (корабля, баржи и т.п.), со скоростью, близкой к горизонтальной скорости БЛА на заключительном участке посадки. При этом измеряют горизонтальную составляющую скорости БЛА и регулируют скорость движения судна таким образом, чтобы относительная скорость сближения БЛА и поверхности палубы стремилась к нулю.This class of technical solutions includes, for example, the method of landing UAVs according to Japanese patent JP No. 2005 1354199, B 64 F 1/00, B 63 V 35/50, B 64 C 13/18. This method is based on the movement of the landing site, the role of which is played by the deck of a surface vessel (ship, barge, etc.), at a speed close to the horizontal speed of the UAV in the final landing area. In this case, the horizontal component of the speed of the UAV is measured and the speed of the vessel is adjusted so that the relative speed of approach of the UAV and the deck surface tends to zero.
Очевидно, что такой способ может иметь весьма ограниченное применение, и его использование создает значительные неудобства для объекта, используемого в качестве посадочной площадки.Obviously, such a method can have very limited application, and its use creates significant inconvenience for the object used as a landing site.
Для устранения этого недостатка в качестве посадочной площадки используют платформу, на которой устанавливают вертикальную раму с посадочной сетью, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и горизонтального перемещения по закрепленным на платформе направляющим. На борту БЛА и на платформе устанавливают специальные электронные посадочные средства (оптические или радиолокационные), позволяющие дистанционно контролировать относительное местоположение и скорость сближения БЛА с сетью и управлять БЛА на конечном участке захода на посадку.To eliminate this drawback, a platform is used as a landing pad, on which a vertical frame with a landing net is installed, made with the possibility of rotation around a vertical axis and horizontal movement along guides fixed to the platform. On board the UAV and on the platform, special electronic landing equipment (optical or radar) is installed that allows you to remotely control the relative location and speed of approach of the UAV to the network and control the UAV at the final landing approach site.
Так, в известном способе посадки БЛА путем улавливания его в вертикальную сеть (обзор "Дистанционно пилотируемые летательные аппараты капиталистических стран", под ред. Федосова Е.А., Москва, Научно-информационный центр, 1989, с.51-61)в носовой части БЛА устанавливают импульсный источник излучения, работающий в ближней инфракрасной (ИК) области спектра. На посадочной площадке устанавливают платформу с направляющими, которая в процессе посадки БЛА остается неподвижной, на платформу устанавливают вертикальную раму, выполненную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и привод для этого вращения. На раму устанавливают два ИК-приемника, вертикальную посадочную сеть с возможностью ее горизонтального перемещения по направляющим, закрепленным на платформе, вычислитель и тормозное устройство, которое тросами соединяют с сетью. С помощью привода раму предварительно поворачивают по направлению ветра. На конечном участке захода БЛА на посадку путем дистанционного управления с земли выводят его в зону действия ИК-приемников, измеряют с их помощью угол возвышения и боковое смещение БЛА относительно центра сети, вычисляют значения отклонений БЛА от программной траектории полета и передают эти данные на борт БЛА для обеспечения его попадания в сеть. При входе БЛА в сеть перемещают последнюю вдоль направляющих рамы, за счет вытягивания тросов тормозного устройства гасят кинетическую энергию движения БЛА и высвобождают попавшийся в сеть БЛА из сети.So, in the known method of landing UAVs by capturing it in a vertical network (review "Remote-piloted aircraft of the capitalist countries", under the editorship of EA Fedosov, Moscow, Scientific Information Center, 1989, pp. 51-61) parts of the UAV establish a pulsed radiation source operating in the near infrared (IR) region of the spectrum. A platform with guides is installed on the landing pad, which remains stationary during the UAV landing process, and a vertical frame is mounted on the platform, which is rotatable around the vertical axis, and a drive for this rotation. Two IR receivers are installed on the frame, a vertical landing network with the possibility of its horizontal movement along the rails mounted on the platform, a calculator and a brake device, which are connected to the network by cables. Using the drive, the frame is pre-rotated in the direction of the wind. At the final section of the UAV approach by landing, by remote control from the ground, they bring it into the range of infrared receivers, measure the angle of elevation and the lateral offset of the UAV with respect to the network center, calculate the deviations of the UAV from the programmed flight path and transfer this data to the UAV to ensure it gets into the network. When the UAV enters the network, the latter is moved along the frame guides, by pulling the braking device cables, the kinetic energy of the UAV movement is suppressed and the UAV trapped in the network is released from the network.
К этому же классу технических решений относится усовершенствованный способ посадки БЛА в вертикальную сеть по патенту RU №2208555, В 64 F 1/18, В 64 С 13/20, G 08 C 5/02.The same class of technical solutions includes an improved method for landing UAVs in a vertical network according to patent RU No. 2208555, B 64 F 1/18, B 64 C 13/20, G 08
Он отличается от описанного выше аналога тем, что с целью повышения вероятности неповреждения БЛА при его посадке в сеть платформу устанавливают с возможностью поступательного перемещения по направлению горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости этой сети. Дополнительно устанавливают привод перемещения платформы. На вертикальной раме дополнительно устанавливают датчик линейного ускорения, ось чувствительности которого выставляют по направлению, перпендикулярному плоскости сети, дальномер и датчик начала вытягивания тросов тормозного устройства. В вычислитель заблаговременно вводят значение максимальной зоны действия ИК-приемников в простых метеорологических условиях. При посадке в момент входа БЛА в зону действия ИК-приемников определяют текущее значение дальности и скорости сближения БЛА с посадочной площадкой. В вычислителе запоминают значения дальности и скорости движения БЛА в момент его входа в зону действия ИК-приемников. С использованием определенных величин вычисляют требуемое значение ускорения поступательного перемещения платформы. Далее, включают привод поступательного перемещения платформы. С помощью этого привода поступательно перемещают платформу. При этом с помощью датчика линейного ускорения измеряют текущие значения ускорения и скорости перемещения. Вычисляют разность текущего и требуемого значений скоростей. Управляют приводом, стремясь уменьшить указанную разность скоростей до нуля. В момент попадания БЛА в сеть выключают привод по сигналу от датчика начала вытягивания тросов тормозного устройства.It differs from the analogue described above in that in order to increase the probability of UAV non-damage during its landing on the network, the platform is installed with the possibility of translational movement in the direction of the horizontal axis perpendicular to the plane of this network. Additionally, a platform displacement drive is installed. An additional linear acceleration sensor is installed on a vertical frame, the sensitivity axis of which is set in the direction perpendicular to the network plane, a range finder and a sensor for starting the pulling of the braking device cables. The value of the maximum range of infrared receivers in simple meteorological conditions is introduced into the calculator in advance. When landing at the moment the UAV enters the coverage area of the IR receivers, the current value of the range and the speed of approach of the UAV to the landing site is determined. The calculator remembers the values of the range and speed of the UAV at the time of its entry into the range of infrared receivers. Using certain values, the required acceleration value of the translational movement of the platform is calculated. Further, a platform translational drive is included. Using this drive, the platform is progressively moved. In this case, using the linear acceleration sensor measure the current values of acceleration and speed. The difference between the current and the required speed values is calculated. The drive is controlled in an effort to reduce the indicated speed difference to zero. When a UAV enters the network, the drive is turned off by a signal from the sensor for starting the pulling of the braking device cables.
Как следует из приведенного описания, для реализации обоих описанных выше способов улавливания БЛА в вертикальную сеть требуется довольно сложное и громоздкое наземное оборудование, выполненное с возможностью автоматического управления процессом торможения. При этом на заключительном участке полета БЛА необходимо дистанционно управлять им с земли путем передачи соответствующих команд по линии связи. Указанные особенности ограничивают сферу возможного применения способов улавливания БЛА в вертикальную сеть, особенно в тех случаях, когда БЛА должен иметь небольшую стоимость, малые массу и габариты. В этих случаях применение сложных посадочных устройств не оправдано ни по тактическим, ни по экономическим соображениям.As follows from the above description, for the implementation of both of the above methods for capturing UAVs in a vertical network, a rather complex and cumbersome ground equipment is required that is capable of automatically controlling the braking process. At the same time, at the final section of the UAV flight, it is necessary to remotely control it from the ground by transmitting the appropriate commands over the communication line. These features limit the scope of the possible application of methods for capturing UAVs in a vertical network, especially in cases where the UAV should have a small cost, small weight and dimensions. In these cases, the use of complex landing gear is not justified for tactical or economic reasons.
В качестве прототипа настоящего изобретения выбран указанный выше способ посадки БЛА путем его улавливания в вертикальную сеть по патенту RU №2208555, В 64 F 1/18, В 64 С 13/20, G 08 C 5/02.As a prototype of the present invention, the aforementioned UAV landing method by capturing it in a vertical network according to RU patent No. 2208555, B 64 F 1/18, B 64 C 13/20, G 08
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков способа-прототипа.The present invention is aimed at eliminating the above disadvantages of the prototype method.
Предметом изобретения является способ посадки БЛА, при котором до начала полета БЛА на нем устанавливают электронную аппаратуру наведения, на посадочной площадке размещают наземное посадочное оборудование и посадочную платформу, оснащенную посадочным приспособлением, при заходе БЛА на посадку выводят его в зону действия наземного посадочного оборудования, по сигналам которого электронной аппаратурой наведения осуществляют наведение БЛА на посадочную площадку по заданной траектории, обеспечивая снижение скорости его движения и выход в точку механического контакта с посадочным приспособлением, после чего полностью гасят кинетическую энергию БЛА и высвобождают его из посадочного приспособления, - при этом до начала полета приклеивают к нижней части поверхности фюзеляжа БЛА бортовую ленту-контакт, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, а в составе электронной аппаратуры наведения БЛА используют систему видеонаведения, выполненную с возможностью визуального распознавания посадочной площадки, оценки текущего расстояния до посадочного приспособления и удержания БЛА на заданной траектории посадки, в качестве посадочной платформы используют вертикально установленную посадочную платформу-шест, на верхнем конце которой закреплено посадочное приспособление-шар, верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара оклеивают наземной лентой-контактом, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, выполненными с возможностью крючкового сцепления по типу текстильной застежки с петлевыми мононитями бортовой ленты-контакта на фюзеляже БЛА, а в качестве наземного посадочного оборудования используют один или несколько пространственно разнесенных наземных оптических источников излучения, размещаемых на посадочной площадке, по сигналам которых осуществляют самонаведение БЛА до механического контакта между нижней частью поверхности его фюзеляжа и верхней полусферой посадочного приспособления-шара, а гашение кинетической энергии БЛА осуществляют за счет упругого отклонения и возвратно-поступательного движения с постепенно уменьшающейся амплитудой верхней части посадочной платформы-шеста.The subject of the invention is a UAV landing method, in which, before the UAV flight starts, electronic guidance equipment is installed on it, a ground landing equipment and a landing platform equipped with a landing gear are placed on the landing site, when the UAV enters the landing, it is brought into the coverage area of the ground landing equipment, the signals of which electronic guidance equipment carry out UAV guidance to the landing site along a predetermined path, providing a decrease in its speed and output d to the point of mechanical contact with the landing gear, after which the UAV kinetic energy is completely extinguished and released from the landing gear - in this case, before the start of the flight, an on-board contact tape is glued to the bottom of the UAV fuselage surface, the front side of which is covered with loop monofilaments, and As part of the electronic UAV guidance equipment, a video guidance system is used that is capable of visually recognizing the landing site, and estimates the current distance to the landing gear I and holding the UAV on a given landing path, use a vertically mounted landing platform-pole as the landing platform, on the upper end of which the landing gear is fixed, the upper part of the surface of the landing gear-ball is glued with ground contact tape, the front side of which is covered with loop monofilaments made with the possibility of hook coupling according to the type of textile fastener with loop monofilaments of the side ribbon-contact on the fuselage of the UAV, and as a ground landing of the used equipment, one or several spatially separated ground-based optical radiation sources placed on the landing site are used for homing UAVs until mechanical contact between the lower part of the surface of its fuselage and the upper hemisphere of the landing device-ball, and the extinction of the kinetic energy of the UAV is carried out due to the elastic deviations and reciprocating movements with gradually decreasing amplitude of the upper part of the landing platform-pole.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие.Particular features of the invention are as follows.
Посадочная платформа-шест представляет собой цилиндрическую штангу, выполненную из упругого, пластичного материала.The landing platform-pole is a cylindrical rod made of an elastic, plastic material.
Наземные оптические источники излучения, размещаемые на посадочной площадке, являются оптическими отражателями, характеризующимися контрастом по отношению к близлежащим техногенным и природным объектам.Ground-based optical radiation sources placed on the landing site are optical reflectors characterized by contrast to nearby technogenic and natural objects.
В качестве наземного посадочного оборудования используют посадочное приспособление-шар, при этом цвет наземной ленты-контакта, наклеиваемой на верхнюю часть его оболочки, выбирают, исходя из критерия ее максимальной заметности на фоне подстилающей поверхности.As a ground landing equipment, a ball landing device is used, and the color of the ground contact tape glued to the upper part of its shell is selected based on the criterion of its maximum visibility against the underlying surface.
Один или несколько оптических отражателей размещают на поверхности посадочного приспособления-шара.One or more optical reflectors are placed on the surface of the landing device-ball.
Внутри посадочного приспособления-шара устанавливают источник света, а в верхней части оболочки посадочного приспособления-шара и в наклеенной на нее наземной ленте-контакте проделывают отверстия для пропускания света.A light source is installed inside the landing gear-ball, and openings for transmitting light are made in the upper part of the shell of the landing gear-ball and in the ground contact tape glued to it.
Задачей настоящего изобретения является создание технологии посадки сверхлегкого БЛА, которая не требовала бы сложного и дорогостоящего наземного посадочного оборудования и обеспечивала бы при этом высокую вероятность неповреждения БЛА.An object of the present invention is to provide an ultralight UAV landing technology that would not require complex and expensive ground landing equipment and would provide a high probability of UAV non-damage.
Обеспечиваемый технический результат заключается в упрощении посадочной платформы, уменьшении ее массы и габаритов (посадочной платформой в заявляемом способе является вертикально установленный на посадочной площадке упругий шест). Технический результат также заключается в упрощении конструкции и повышении надежности работы посадочного приспособления (которое в заявляемом способе представляет собой шар с наклеенной на него наземной лентой-контактом).The technical result provided is to simplify the landing platform, reducing its weight and dimensions (the landing platform in the present method is an elastic pole vertically mounted on the landing site). The technical result also consists in simplifying the design and increasing the reliability of the landing gear (which in the present method is a ball with a ground contact tape glued onto it).
Этот технический результат достигается, благодаря применению для захвата БЛА на заключительном участке посадки технологии "текстильной застежки", реализуемой с помощью высокопрочной эксплуатационно надежной ленты-контакта (как бортовой - на БЛА, так и наземной - на посадочном приспособлении), а также благодаря использованию для торможения БЛА свойства упругости посадочной платформы-шеста.This technical result is achieved due to the use of “textile fastener” technology for capturing UAVs at the final landing site, implemented using high-strength, operationally reliable contact tape (both airborne on the UAV and ground on the landing gear), as well as using UAV braking properties of the elasticity of the landing platform-pole.
Суть изобретения поясняется на фиг.1-4.The essence of the invention is illustrated in figures 1-4.
На фиг.1 представлен в двух ракурсах: вид снизу и вид спереди (полет и посадка) эскиз сверхлегкого БЛА, разработанного предприятием-заявителем. Геометрические размеры (размах крыльев, длина и ширина фюзеляжа) указаны в миллиметрах.Figure 1 presents in two angles: a bottom view and a front view (flight and landing) of a sketch of an ultralight UAV developed by the applicant company. Geometric dimensions (wingspan, fuselage length and width) are indicated in millimeters.
На фиг.2 показано взаимное расположение (вид сверху в горизонтальной плоскости):Figure 2 shows the relative position (top view in the horizontal plane):
- БЛА, оснащенного бортовой системой видеонаведения;- UAV equipped with an on-board video guidance system;
- посадочного приспособления-шара;- landing gear-ball;
- наземных оптических источников излучения, распределенных по посадочной площадке.- ground-based optical radiation sources distributed over the landing site.
На фиг.3 показано взаимное расположение (вид сверху в горизонтальной плоскости):Figure 3 shows the relative position (top view in the horizontal plane):
- БЛА, оснащенного бортовой системой видеонаведения;- UAV equipped with an on-board video guidance system;
- посадочного приспособления-шара;- landing gear-ball;
- наземных оптических источников излучения, распределенных по поверхности посадочного приспособления-шара.- ground-based optical radiation sources distributed over the surface of the landing device-ball.
Фиг.4 иллюстрирует процесс захвата и торможения БЛА посадочным приспособлением-шаром, установленным на посадочной платформе-шесте.Figure 4 illustrates the process of capturing and braking UAVs landing gear-ball mounted on the landing platform-pole.
На фиг.1-4 использованы следующие обозначения: 1 - БЛА; 2 - система видеонаведения; 3 - наземные оптические источники излучения; 4 - посадочная платформа-шест; 5 - посадочное приспособление-шар; 6 - наземная лента-контакт; 7 - бортовая лента-контакт; 8 - силовая установка; 9 - внутренние элевоны; 10 - внешние элевоны; 11 - консоль; 12 - вертикальные стабилизаторы.Figure 1-4 used the following notation: 1 - UAV; 2 - video guidance system; 3 - ground-based optical radiation sources; 4 - landing platform-pole; 5 - landing gear-ball; 6 - ground tape-contact; 7 - side ribbon contact; 8 - power plant; 9 - internal elevons; 10 - external elevons; 11 - console; 12 - vertical stabilizers.
В роли БЛА 1 может выступать любой летательный аппарат с аэродинамической схемой построения. Для примера рассмотрим сверхлегкий малоразмерный БЛА 1 типа "летающее крыло" на электротяге (фиг.1) с полетной массой порядка 1 кг. На чертеже показаны основные элементы конструкции и характерные габаритные размеры опытного образца такого БЛА 1, разработанного на предприятии-заявителе.In the role of
Заявленный способ реализуется, благодаря следующим особенностям летно-посадочного оборудования:The claimed method is implemented, thanks to the following features of the flight landing equipment:
- установке в носовой части БЛА 1 системы 2 видеонаведения, позволяющей БЛА 1 попасть в район расположения посадочной площадки;- installation in the bow of the
- нанесению на нижнюю часть поверхности фюзеляжа БЛА 1 посадочного приспособления в виде бортовой ленты-контакта 7;- drawing on the bottom of the surface of the fuselage of the
- установке на посадочной площадке посадочной платформы-шеста 4 в виде гибкого упругого шеста с жестко закрепленным на земле нижним концом и со свободным верхним концом, на котором жестко закреплено посадочное приспособление-шар 5;- installation on the landing site of the landing platform-
- нанесению на верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара 5 наземной ленты-контакта 6, ответной по отношению к бортовой ленте-контакту 7, нанесенной на нижнюю часть поверхности фюзеляжа БЛА 1. Взаимодействие наземной ленты-контакта 6 и бортовой ленты-контакта 7 обеспечивает при этом механический контакт, захват и торможение БЛА 1;- applying to the upper surface of the landing device-
- полному гашению кинетической энергии БЛА 1 за счет отклонения посадочной платформы-шеста 4 от вертикального положения в момент механического контакта БЛА 1 с поверхностью посадочного приспособления-шара 5 и его последующего возвратно-поступательного движения с постепенно уменьшающейся амплитудой.- complete damping of the kinetic energy of the
Рассматриваемый вариант БЛА 1 типа "летающее крыло" (фиг.1) состоит из консолей 11 и фюзеляжа. На консолях 11 располагаются плоскости управления - внутренние 9 и внешние 10 элевоны и вертикальные стабилизаторы 12, выполненные из легкого синтетического материала. Фюзеляж (центральная часть) содержит рабочий отсек, в котором располагаются элементы питания, навигации и управления, а также полезная нагрузка в виде системы 2 видеонаведения. Снаружи, на верхней части фюзеляжа, располагается силовая установка 8, представляющая собой турбину, приводимую в действие электродвигателем, расположенным внутри цилиндрического корпуса турбины. Горизонтальную тягу создает вращающаяся крыльчатка, находящаяся внутри цилиндрического корпуса турбины. Фюзеляж выполнен из стеклопластика или углепластика. На нижнюю часть его поверхности наклеена бортовая лента-контакт 7, обеспечивающая "прилипание" ЕЛА 1 к покрытой наземной лентой-контактом 6 верхней части сферической поверхности посадочного приспособления-шара 5.The considered version of the
Основные тактико-технические характеристики опытного образца БЛА 1 типа "летающее крыло" представлены в таблице 1.The main tactical and technical characteristics of the
Ключевым фактором, определяющим практическую возможность реализации заявленного способа, являются уникальные свойства наземной ленты-контакта 6 и бортовой ленты-контакта 7. Как отмечается в информационном материале, размещенном на сайте www.gamma.msk.ru, в настоящее время промышленностью серийно производится лента-контакт ("велькро", "репейник", "липучка"), устойчивая к воздействию воды и химических чистящих средств, которая обеспечивает высокую прочность сцепления. В авиационной технике такие виды ленты-контакта применяется для крепления (по типу текстильной застежки) различных приборов и аксессуаров внутри салона самолета.The key factor determining the practical feasibility of implementing the claimed method is the unique properties of the
В таблице 2 приведены характеристики прочности сцепления указанных бортовой 7 и наземной 6 лент-контактов в варианте текстильной застежки (http://www.igolochka.ru/lipuchka.php).Table 2 shows the adhesion strength characteristics of the specified airborne 7 and
Как видно из таблицы 2, соединение между лентами-контактами шириной 5 см выдерживает усилие сдвига до 285 Н, что достаточно для гашения скорости сверхлегкого БЛА 1 с помощью описанной выше конструкции посадочной платформы-шеста 4 с жестко закрепленным посадочным приспособлением-шаром 5. Снижение ударной нагрузки на БЛА 1 в момент механического контакта БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 обеспечивается, благодаря пружинящему действию упругой вертикально закрепленной штанги посадочной платформы-шеста 4. Если использовать природную аналогию, то это напоминает посадку насекомого на цветок.As can be seen from table 2, the connection between the contact strips with a width of 5 cm withstands a shear force of up to 285 N, which is sufficient to dampen the speed of the
Очевидно, что элементы такого посадочного оборудования более просты и удобны в эксплуатации, чем в прототипе (RU №2208555, В 64 F 1/18, B 64 C 13/20, G 08 C 5/02).Obviously, the elements of such landing equipment are simpler and more convenient to use than in the prototype (RU No. 2208555, B 64
Так, посадочная платформа-шест 4 представляет собой цилиндрическую штангу, выполненную из упругого пластичного материала.So, the landing platform-
Посадочное приспособление-шар 5, устанавливаемое на верхней части посадочной платформы-шеста 4, значительно проще и безопаснее для БЛА 1, чем использованная в прототипе сетка в подвижной раме, установленная на тележке. При этом не требуется регулировать угол ориентации сетки в вертикальной плоскости и осуществлять торможение в горизонтальной плоскости с помощью тросового механизма. Благодаря форме посадочного приспособления-шара 5 заход на него БЛА 1 может осуществляться под любым углом в горизонтальной плоскости.The landing gear-
В качестве наземных оптических источников 3 излучения, размещаемых на посадочной площадке, могут быть применены простейшие оптические отражатели, например, зеркала, создающие значительный контраст по отношению к подстилающей поверхности (фиг.2).As ground-based
Еще более простым является вариант практической реализации, при котором роль наземного посадочного оборудования играет посадочное приспособление-шар 5. Это достигается путем окрашивания наклеиваемой на его поверхности наземной ленты-контакта 6 в яркий цвет для достижения максимальной заметности поверхности посадочного приспособления-шара 5 на фоне подстилающей поверхности.An even simpler version is the practical implementation, in which the role of the ground landing equipment is played by the landing gear-
Возможен также вариант размещения наземных оптических источников 3 излучения - оптических отражателей - на поверхности посадочного приспособления-шара 5 (фиг.3).It is also possible placement of ground-based optical radiation sources 3 - optical reflectors - on the surface of the landing device-ball 5 (figure 3).
Наконец, наземное посадочное оборудование может включать в свой состав любой источник света, размещенный внутри посадочного приспособления-шара 5, в верхней части оболочки которого проделаны отверстия для прохождения света.Finally, ground-based landing equipment can include any light source located inside the landing device-
Применяемая на БЛА 1 система 2 видеонаведения представляет собой видеомодуль, содержащий цифровую видеокамеру с оптической системой и цифровым видеопроцессором, выход которого подключен ко входу системы навигации и управления полетом БЛА 1.The video guidance system 2 used on the
В качестве видеомодуля может быть использована, к примеру, сверхкомпактная видеосистема ADCM-2650-0001 фирмы Agilent Technologies, Inc.As a video module, for example, the ultra-compact ADCM-2650-0001 video system from Agilent Technologies, Inc. can be used.
Она содержит высококачественный объектив, миниатюрную видеокамеру на комплементарных металлоксидных полевых интегральных схемах (CMOS), обеспечивающих сверхмалое потребление (не более 120 мВт при тактовой частоте свыше 13 МГц) и высокое разрешение в формате VGA (не хуже 480×640 пикселей), а также высокопроизводительный цифровой процессор, выполненный с возможностью обработки изображений в формате VGA и сжатия изображений в формате JPEG.It contains a high-quality lens, a miniature video camera on complementary metal oxide field integrated circuits (CMOS), which provide ultra-low consumption (not more than 120 mW at a clock frequency of more than 13 MHz) and high resolution in VGA format (no worse than 480 × 640 pixels), as well as high-performance a digital processor configured to process images in VGA format and compress images in JPEG format.
Видеопроцессор может быть запрограммирован на распознавание наземных объектов определенной конфигурации и цвета. Как отмечалось выше, это могут быть либо несколько распределенных по территории посадочной площадки наземных оптических источников 3 излучения в виде оптических отражателей (например, зеркал), либо используемое посадочное приспособление-шар 5 с контрастной по отношению к подстилающей поверхности цветной наземной лентой-контактом 6. Способ и устройство для распознавания таких объектов и видеонаведения на них БЛА 1 подробно описаны, например, в патенте RU №2248307, В 64 С 29/00, G 08 C 21/00.The video processor can be programmed to recognize ground objects of a specific configuration and color. As noted above, it can be either several ground-based
Таким образом, рассматриваемый способ посадки БЛА 1 практически реализуем, а устройства, требуемые для его реализации, значительно проще устройств, требуемых для реализации способа-прототипа.Thus, the considered method of
Предлагаемый способ посадки БЛА 1 включает в себя следующую последовательность операций. До начала полета БЛА 1 (фиг.1) на его борту устанавливают электронную аппаратуру, включающую в себя систему 2 видеонаведения, выполненную с возможностью визуального распознавания посадочной площадки, в пределах которой устанавливают один наземный оптический источник 3 излучения или заданную конфигурацию нескольких наземных оптических источников 3 излучения. В центральной части посадочной площадки устанавливается вертикальная посадочная платформа-шест 4 из упругого пластичного материала, на верхнем конце которой находится посадочное приспособление-шар 5. В свою очередь, на верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара 5 наклеивается наземная лента-контакт 6.The proposed method of
На заключительном этапе полета БЛА 1 его выводят в зону действия системы 2 видеонаведения радиусом R (фиг.2, 3). С помощью системы 2 видеонаведения БЛА 1 автономно, под заданным углом возвышения, выходит на посадочное приспособление-шар 5. При этом должен обеспечиваться механический контакт верхней части посадочного приспособления-шара 5, на которую наклеена наземная лента-контакт 6, с нижней частью фюзеляжа БЛА 1, на которую наклеена ответная бортовая лента-контакт 7. До момента пересечения границы зоны действия системы 2 видеонаведения радиусом R БЛА 1 управляется, например, с помощью спутниковой радионавигационной системы или любой другой навигационной системы. После начала самонаведения ориентация и управление БЛА 1 осуществляются с более высокой точностью - по видеоизображениям, получаемым системой 2 видеонаведения. Самонаведение осуществляется на наземные оптические источники 3 излучения. При этом возможны различные варианты формирования наземных оптических источников 3 излучения.At the final stage of the flight of the
Наземные оптические источники 3 излучения, размещаемые на посадочной площадке, могут быть оптическими отражателями, например, зеркалами, характеризующимися высоким контрастом по отношению к близлежащим техногенным и природным объектам.Terrestrial
В качестве наземного посадочного оборудования может быть использовано само посадочное приспособление-шар 5, при этом цвет наклеиваемой на его поверхность наземной ленты-контакта 6 выбирают, исходя из критерия ее максимальной заметности на фоне подстилающей поверхности.As the ground landing equipment, the
Один или несколько оптических отражателей могут быть размещены и на поверхности посадочного приспособления-шара 5.One or more optical reflectors can be placed on the surface of the landing device-
Наземные оптические источники 3 излучения могут быть сформированы также путем установки внутри посадочного приспособления-шара 5 источника света и проделывания в верхней части оболочки посадочного приспособления-шара 5 и в наклеенной на нее наземной ленте-контакте 6 отверстий для пропускания света.Terrestrial
Конкретный вид алгоритмов навигации и последующего самонаведения на заключительном участке посадки не является существенным для настоящего изобретения, и далее не уточняются.The specific form of navigation and subsequent homing algorithms at the final landing site is not essential for the present invention, and is not further specified.
При подлете на заранее заданное расстояние к посадочному приспособлению-шару 5 БЛА 1 переходит в посадочный режим:When approaching a predetermined distance to the landing device, the
- уменьшаются тяга электродвигателя силовой установки 8 и, соответственно, скорость вращения крыльчатки силовой установки 8;- decreases the thrust of the electric motor of the power plant 8 and, accordingly, the speed of rotation of the impeller of the power plant 8;
- опускаются внутренние элевоны 9 и поднимаются внешние элевоны 10, в результате чего гасится горизонтальная составляющая скорости движения.- the inner elevons 9 are lowered and the outer elevons 10 are raised, as a result of which the horizontal component of the speed of movement is extinguished.
Таким образом, кинетическая энергия ЕЛА 1 уменьшается до некоторой безопасной величины.Thus, the kinetic energy of
При этом управление тягой двигателя, внутренними 9 и внешними 10 элевонами осуществляются таким образом, чтобы сближение БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 происходило наиболее эффективно, то есть БЛА 1 плавно подходил бы к посадочной платформе-шесту 4 под заданным углом возвышения, постепенно гася кинетическую энергию своего движения. Как было отмечено выше, угол подхода в горизонтальной плоскости не имеет при этом значения, поскольку посадка производится на сферическую поверхность.At the same time, the engine thrust, internal 9 and external 10 elevons are controlled in such a way that the
Малая масса БЛА 1 и большой размах консолей 11 крыльев, на концах которых расположены вертикальные стабилизаторы 12, определяют хорошую управляемость БЛА 1 на заключительном участке посадки.The small mass of the
В момент контакта БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 БЛА 1 как бы "прилипает" к верхней части посадочного приспособления-шара 5, оклеенной наземной лентой-контактом 6 (фиг.4).At the moment of contact of the
Остаточная кинетическая энергия гасится при этом за счет упругого отклонения посадочной платформы-шеста 4 от вертикального положения и возвратно-поступательного движения верхнего конца посадочной платформы-шеста 4 с постепенно уменьшающейся амплитудой, чем обеспечивается плавное торможение БЛА 1, "прилипшего" к посадочному приспособлению-шару 5.In this case, the residual kinetic energy is extinguished due to the elastic deviation of the landing platform-
Таким образом, предложена новая технология посадки сверхлегкого БЛА 1, которая не требует сложного и дорогостоящего летно-посадочного оборудования и обеспечивает при этом высокую вероятность неповреждения БЛА 1, благодаря чему решается поставленная задача изобретения.Thus, a new landing technology for an
Обеспечиваемый технический результат заключается в упрощении и уменьшении массы посадочной платформы, а также в упрощении конструкции и повышении надежности посадочного приспособления.The technical result provided is to simplify and reduce the weight of the landing platform, as well as to simplify the design and increase the reliability of the landing device.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125575/11A RU2278060C1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Method of landing of unmanned flying vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125575/11A RU2278060C1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Method of landing of unmanned flying vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2278060C1 true RU2278060C1 (en) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125575/11A RU2278060C1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Method of landing of unmanned flying vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278060C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490687C2 (en) * | 2008-10-13 | 2013-08-20 | Дснс | Method and system for control over drone takeoff/landing on round landing grid of platform, in particular, sea platform grid |
RU2539703C2 (en) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Method for precision landing of unmanned aerial vehicle |
RU2615587C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Method of accurate landing of unmanned aircraft |
RU2707465C1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" | Apparatus for positioning an unmanned aerial vehicle on a landing site |
-
2005
- 2005-08-12 RU RU2005125575/11A patent/RU2278060C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490687C2 (en) * | 2008-10-13 | 2013-08-20 | Дснс | Method and system for control over drone takeoff/landing on round landing grid of platform, in particular, sea platform grid |
RU2539703C2 (en) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Method for precision landing of unmanned aerial vehicle |
RU2615587C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Method of accurate landing of unmanned aircraft |
RU2615587C9 (en) * | 2016-03-18 | 2017-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Method of accurate landing of unmanned aircraft |
RU2707465C1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" | Apparatus for positioning an unmanned aerial vehicle on a landing site |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11858631B2 (en) | Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft with submersible devices, and associated systems and methods | |
US11542036B2 (en) | Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft, and associated systems and methods | |
US10436941B2 (en) | Image and/or radio signals capturing platform | |
US10850866B2 (en) | Pod cover system for a vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aerial vehicle (UAV) | |
US7714536B1 (en) | Battery charging arrangement for unmanned aerial vehicle utilizing the electromagnetic field associated with utility power lines to generate power to inductively charge energy supplies | |
US20170158353A1 (en) | Remote Aerodrome for UAVs | |
US4354419A (en) | Survivable target acquisition and designation system | |
US20200055613A1 (en) | Systems, methods, and devices for improving safety and functionality of craft having one or more rotors | |
AU2016256294B2 (en) | Intelligent docking system with automated stowage for uavs | |
CN106945827B (en) | Floating body throwing type amphibious four-rotor unmanned aerial vehicle | |
EP3828087B1 (en) | Landing platform and method for unmanned aerial vehicle, and charging system | |
US20140231585A1 (en) | Launch and recovery system for unmanned aerial vehicles | |
GB2455374A (en) | Unmanned aerial vehicle comprising a triangular array of rotors | |
WO2006121662A2 (en) | Robotically assisted launch/capture platform for an unmanned air vehicle | |
KR101621142B1 (en) | Apparatus of withdrawing Unmaned Aerial Vehicle and the method of withdrawing thereof | |
RU2278060C1 (en) | Method of landing of unmanned flying vehicle | |
US11591087B2 (en) | Unmanned aerial vehicle with ducted rotors | |
RU2323851C1 (en) | Ground surface surveillance system with unmanned vehicle | |
KR20200127634A (en) | Mooring type flight apparatus | |
Skitmore | Launch and Recovery System for Improved Fixed-Wing UAV Deployment in Complex Environments | |
RU2741142C2 (en) | Unmanned interceptor | |
RU2307047C1 (en) | Method of landing superlight unmanned flying vehicles | |
EP2868577B1 (en) | Remotely controllable airplane adapted for belly-landing | |
RU2652373C1 (en) | Aerostat | |
CN216636823U (en) | Rescue unmanned aerial vehicle and rescue system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080813 |