RU2497725C1 - Aircraft launching catapult - Google Patents

Aircraft launching catapult Download PDF

Info

Publication number
RU2497725C1
RU2497725C1 RU2012123338/11A RU2012123338A RU2497725C1 RU 2497725 C1 RU2497725 C1 RU 2497725C1 RU 2012123338/11 A RU2012123338/11 A RU 2012123338/11A RU 2012123338 A RU2012123338 A RU 2012123338A RU 2497725 C1 RU2497725 C1 RU 2497725C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
trolley
carriage
guide
cable
Prior art date
Application number
RU2012123338/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Вячеславович Громов
Константин Александрович Гущин
Давид Лазорович Липсман
Владимир Владимирович Маякин
Игорь Яковлевич Петров
Сергей Александрович Пикалин
Вадим Анатольевич Пикин
Владимир Викторович Тонкачев
Тимофей Александрович Черноус
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" filed Critical Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority to RU2012123338/11A priority Critical patent/RU2497725C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497725C1 publication Critical patent/RU2497725C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly to drone launching catapult. Proposed catapult comprises guide 1 with carriage 2, carriage booster including power air cylinder 5 with piston 6 and cable 12 with pulleys 11. One end of said cable is connected with said carriage supporting the device for coupling with the drone while brake 3 is fitted at the guide. Carriage start position lock is arranged at said guide and carriage. Aforesaid booster comprises compressed gas source 17 and receiver. Controller allows inhibiting the compressed gas feed into cylinder unless the carriage contact with aforesaid brake. Stoppers are removed before said contact. Stoppers stay in contact with drone bottom surfaces while ledges and stoppers interact with mate power elements of the drone. Acceleration of carriage with drone created by the booster exceeds that generated by drone engine.
EFFECT: reliable launching.
10 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройствам для взлета беспилотных летательных аппаратов (БЛА).The invention relates to aircraft, in particular to devices for take-off unmanned aerial vehicles (UAVs).

Известно устройство для запуска беспилотных летательных аппаратов (см. патентную заявку Великобритании №2132577, МПК B64F 1/06, 11.071984 г.), содержащее наклонную направляющую, тележку, на которой устанавливается БЛА, перемещаемую по направляющей разгонным устройством, разгонное устройство, включающее в себя маховик с приводом от электромотора, систему сцепления и передачи механической энергии от маховика к тележке.A device for launching unmanned aerial vehicles is known (see UK patent application No. 2132577, IPC B64F 1/06, 07/11/1984), containing an inclined guide, a trolley on which a UAV is installed, which is moved along the guide by an accelerating device, an accelerating device, including a flywheel driven by an electric motor, a clutch system and the transmission of mechanical energy from the flywheel to the trolley.

Перед запуском с помощью стыковочного устройства летательный аппарат присоединяют к тележке, расположенной на катапульте в стартовом положении, а после ее разгона разгонным устройством до требуемой скорости летательный аппарат отсоединяют от тележки, а тележку тормозят.Before starting with the help of a docking device, the aircraft is connected to the carriage located on the catapult in the starting position, and after its acceleration by the booster device to the required speed, the aircraft is disconnected from the carriage and the carriage is braked.

Недостатком данного устройства является ограниченная надежность, обусловленная большим количеством механических звеньев.The disadvantage of this device is the limited reliability due to the large number of mechanical links.

Известна катапульта для старта летательных аппаратов (см. патент Украины №65062 A, МПК B64F 1/00, 15.03.2004 г.), принятая за прототип. Устройство содержит корпус, направляющие с тележкой, систему разгона тележки по направляющим, корпус выполнен как цилиндрическая емкость со сжатым газом с установленными на ней направляющими с тележкой, силовым цилиндром с поршнем, автоматикой подачи сжатого газа, тросовой системой, полиспастом, систему крепления БЛА на тележке, тормозные амортизаторы.Known catapult for launching aircraft (see Ukrainian patent No. 65062 A, IPC B64F 1/00, 03/15/2004), adopted as a prototype. The device comprises a housing, guides with a trolley, a system for accelerating the trolley along the guides, the housing is made as a cylindrical container with compressed gas with guides installed on it with a trolley, a power cylinder with a piston, automatic compressed gas supply, cable system, chain hoist, and a UAV mounting system on the trolley brake shock absorbers.

Устройство работает следующим образом. В пункте дислокации проводят заправку катапульты сжатым газом. После прибытия в район запуска катапульту переводят в рабочее положение. Летательный аппарат устанавливают и закрепляют на тележке, установленной на направляющих. Проверяют системы, которые обеспечивают старт, запускают двигатель БЛА и подают рабочее давление из емкости со сжатым газом в силовой цилиндр с поршнем, взаимодействующим через тросово-блоковую систему с тележкой. После набора стартовой скорости тележка контактирует с амортизаторами, при этом раскрываются узлы крепления БЛА на тележке, аппарат взлетает. Возвратив тележку в исходное положение, можно проводить старт следующего БЛА. После одной заправки емкости можно произвести запуск нескольких БЛА.The device operates as follows. The catapult is refueled with compressed gas at the station. After arriving in the launch area, the catapult is transferred to its working position. The aircraft is mounted and mounted on a trolley mounted on rails. The systems that ensure the start are checked, the UAV engine is started, and the operating pressure is supplied from the compressed gas tank to the power cylinder with a piston interacting via a cable-block system with a trolley. After a set starting speed, the trolley is in contact with shock absorbers, while the attachment points of the UAV on the trolley are revealed, the device takes off. Returning the cart to its original position, you can start the next UAV. After one refueling of the tank, several UAVs can be launched.

К недостаткам прототипа следует отнести невысокую надежность взлета летательного аппарата, обусловленную возможностью его контакта с элементами катапульты и тележки, возникающей в результате их взаимного относительного движения на близком расстоянии друг от друга, что может приводить к касанию хвостовой части БЛА и в результате к поломке летательного аппарата.The disadvantages of the prototype include the low reliability of the takeoff of the aircraft, due to the possibility of its contact with the elements of the catapult and the cart, resulting from their relative relative motion at close distances from each other, which can lead to touching the tail of the UAV and resulting in damage to the aircraft .

Запуск нескольких БЛА после однократной заправки емкости сжатым газом приводит по мере расходования газа к снижению давления в емкости, и, соответственно, к нестабильности динамических и кинематических параметров разгона тележки с БЛА, что, в свою очередь, может быть причиной поломки летательного аппарата на старте.The launch of several UAVs after a single refueling of the vessel with compressed gas leads to a decrease in pressure in the vessel as the gas is consumed, and, accordingly, to the instability of the dynamic and kinematic parameters of the acceleration of the cart with the UAV, which, in turn, can cause the aircraft to break at the start.

Отсутствие фиксатора стартового положения тележки с регулируемым тарированным усилием страгивания приводит к неопределенности момента начала движения тележки и нестабильности параметров разгона, поскольку при такой конструкции момент начала движения тележки зависит от стартовой массы и тяги силовой установки БЛА (например, двигатель с винтом или турбореактивный двигатель), климатических условий окружающей среды, состояния контактирующих элементов тележки и направляющей, и ряда других факторов.The absence of a lock on the starting position of the trolley with an adjustable calibrated pull-out force leads to uncertainty about the moment the trolley starts to move and the acceleration parameters are unstable, since with this design the moment the trolley starts to start depends on the starting mass and thrust of the UAV power unit (for example, a propeller engine or a turbojet engine), climatic environmental conditions, the state of the contacting elements of the cart and the guide, and a number of other factors.

Поскольку подача сжатого газа в силовой цилиндр не прекращается в процессе движения тележки, возникают высокие ударные перегрузки тележки в момент контакта с амортизаторами, эти перегрузки могут приводить к поломке тележки.Since the supply of compressed gas to the power cylinder does not stop during the movement of the trolley, high shock overloads of the trolley occur at the moment of contact with shock absorbers, these overloads can lead to breakage of the trolley.

Применение тросовой системы с полиспастом практически неприемлемо в случае запуска летательных аппаратов, имеющих стартовую массу свыше 15…20 килограммов, по причине большого количества перегибов троса с длинными линиями контакта с блоками (до 0,5 окружности) при высоких передаваемых импульсах силы и ускорениях. Что, с одной стороны, при малых сечениях троса приводит к его обрыву, а с другой, при увеличении сечения, к резкому снижению коэффициента полезного действия за счет затрат энергии на деформацию троса.The use of a cable system with a chain hoist is practically unacceptable in the case of launching aircraft with a starting weight of more than 15 ... 20 kilograms, due to the large number of cable bends with long lines of contact with the blocks (up to 0.5 circles) at high transmitted force pulses and accelerations. Which, on the one hand, with small sections of the cable leads to its breakage, and on the other hand, with an increase in the section, to a sharp decrease in the efficiency due to the energy consumption for the deformation of the cable.

Раскрытие узлов крепления БЛА на тележке после контакта с амортизаторами приводит к передаче ударных перегрузок от тележки летательному аппарату, что может при определенных условиях приводить к его выходу из строя.Disclosure of the UAV attachment points on the carriage after contact with shock absorbers leads to the transfer of shock overloads from the carriage to the aircraft, which under certain conditions can lead to its failure.

Задачей изобретения является повышение надежности запуска летательного аппарата, увеличение ресурса устройства, снижение стоимости его эксплуатации, расширение его функциональных возможностей.The objective of the invention is to increase the reliability of the launch of the aircraft, increase the resource of the device, reduce the cost of its operation, expand its functionality.

Техническим результатом изобретения является разработка конструкции катапульты для взлета летательного аппарата, имеющей систему отделения БЛА от тележки, исключающую возможность поломки аппарата; жестко определенные параметры разгона тележки с БЛА, возможность запуска БЛА с большими стартовой массой и тягой силовой установки, большое количество запусков БЛА без дозаправки устройства, пониженные ударные перегрузки при торможении тележки, повышение безопасности.The technical result of the invention is the development of a catapult design for takeoff of an aircraft having a system for separating the UAV from the cart, eliminating the possibility of damage to the apparatus; well-defined parameters for accelerating a cart with a UAV, the ability to launch a UAV with a large starting weight and traction of a power plant, a large number of UAV launches without refueling the device, reduced shock overloads when braking a truck, and increasing safety.

Указанный технический результат достигается тем, что в катапульте для взлета летательного аппарата, содержащей направляющую с тележкой, разгонное устройство тележки, включающее в себя силовой пневмоцилиндр с поршнем и трос с блоками, один конец троса соединен с тележкой, на тележке смонтирован узел стыковки с летательным аппаратом, на направляющей установлено тормозное устройство, новым является то, что на направляющей и тележке установлено устройство фиксации стартового положения тележки с регулируемым тарированным усилием страгивания, разгонное устройство содержит источник сжатого газа и ресивер, источник сжатого газа соединен с ресивером через вентильное устройство, на ресивере установлены манометр и клапан сброса избыточного давления, силовой пневмоцилиндр сообщен с ресивером через электропневмоклапан, электропневмоклапан управляется от программируемого контроллера, узел стыковки с летательным аппаратом содержит закрепленные в верхней части тележки симметрично относительно вертикальной продольной плоскости симметрии тележки свободно вращающиеся ролики в количестве не менее четырех, а также выступы, фиксирующие летательный аппарат по всем степеням свободы за исключением перемещения по направлению «вперед», выдвигающиеся стопоры, фиксирующие летательный аппарат от перемещения по направлению «вперед», второй конец троса закреплен на поршне, при этом контроллер обеспечивает прекращение подачи сжатого газа в силовой пневмоцилиндр до момента контакта тележки с тормозным устройством, стопоры убираются до момента контакта тележки с тормозным устройством, ролики контактируют с нижними поверхностями летательного аппарата, выступы и стопоры взаимодействуют с ответными силовыми элементами летательного аппарата, ускорение тележки с летательным аппаратом, создаваемое разгонным устройством, превышает ускорение летательного аппарата, создаваемое его силовой установкой.The specified technical result is achieved by the fact that in the catapult for take-off of an aircraft containing a guide with a trolley, an accelerating device of the trolley, including a power pneumatic cylinder with a piston and a cable with blocks, one end of the cable is connected to the trolley, a docking unit with an aircraft is mounted on the trolley , a brake device is installed on the guide, new is that on the guide and the trolley there is a device for fixing the starting position of the trolley with adjustable calibrated straining force The booster device contains a source of compressed gas and a receiver, a source of compressed gas is connected to the receiver through a valve device, a pressure gauge and an overpressure relief valve are installed on the receiver, a power pneumatic cylinder is connected to the receiver through an electro-pneumatic valve, the electro-pneumatic valve is controlled by a programmable controller, and a docking unit with the aircraft contains freely rotating roller fixed in the upper part of the cart symmetrically with respect to the vertical longitudinal plane of symmetry of the cart in an amount of at least four, as well as protrusions securing the aircraft in all degrees of freedom except for moving in the forward direction, retractable stoppers securing the aircraft from moving in the forward direction, the second end of the cable is fixed to the piston, while the controller provides the termination of the supply of compressed gas to the power pneumatic cylinder until the trolley contacts the brake device, the stops are removed until the trolley contacts the brake device, the rollers are in contact with the lower the surfaces of the aircraft, the protrusions and stoppers interact with the reciprocal power elements of the aircraft, the acceleration of the cart with the aircraft, created by the booster, exceeds the acceleration of the aircraft, created by its power plant.

Установка на направляющей и тележке устройства фиксации стартового положения тележки с регулируемым тарированным усилием страгивания позволяет обеспечить стабильные параметры разгона тележки с летательным аппаратом, обеспечить возможность запуска БЛА с различными стартовыми массой и тягой силовой установки независимо от климатических условий окружающей среды, состояния контактирующих элементов тележки и направляющей, и других факторов.The installation on the rail and carriage of the device for fixing the starting position of the carriage with an adjustable calibrated pull-out force makes it possible to ensure stable acceleration parameters of the carriage with the aircraft, and enables the UAV to be launched with various starting masses and thrusts of the power plant, regardless of the climatic conditions of the environment, the state of the contacting elements of the carriage and the guide , and other factors.

Введение в состав разгонного устройства отдельных источника сжатого газа и ресивера, соединение источника сжатого газа с ресивером через вентильное устройство, установка на ресивере манометра и клапана сброса избыточного давления, сообщение силового пневмоцилиндра с ресивером через электропневмоклапан, управление электропневмоклапаном от программируемого контроллера позволяют жестко определять параметры разгона тележки с БЛА, исключить поломки летательного аппарата на старте, обеспечить большое количество запусков БЛА без дозаправки устройства, повысить безопасность.Introducing a separate compressed gas source and receiver into the booster device, connecting the compressed gas source to the receiver through a valve device, installing a pressure gauge and an overpressure relief valve on the receiver, communicating the power pneumatic cylinder with the receiver through an electro-pneumatic valve, controlling an electro-pneumatic valve from a programmable controller allows you to rigidly determine the acceleration parameters carts with UAVs, eliminate aircraft breakdowns at launch, provide a large number of UAV launches without dosing avki devices, increase security.

Обеспечение контроллером прекращения подачи сжатого газа в цилиндр до момента контакта тележки с тормозным устройством позволяет снизить ударные перегрузки при торможении тележки и исключить ее поломку.Providing the controller with the termination of the supply of compressed gas to the cylinder until the bogie is in contact with the brake device allows to reduce shock overloads when braking the bogie and to prevent its breakdown.

Конструкция узла стыковки с летательным аппаратом, включающая в себя закрепленные в верхней части тележки симметрично относительно вертикальной продольной плоскости симметрии тележки свободно вращающиеся ролики в количестве не менее четырех, а также выступы, фиксирующие летательный аппарат по всем степеням свободы за исключением перемещения по направлению «вперед», выдвигающиеся стопоры, фиксирующие БЛА от перемещения по направлению «вперед» и убираемые до момента контакта тележки с тормозным устройством, контактирование роликов с нижними поверхностями БЛА, взаимодействие выступов и стопоров с ответными силовыми элементами летательного аппарата, величина ускорения тележки с БЛА, создаваемого разгонным устройством, превышающая ускорение летательного аппарата, создаваемого его силовой установкой, позволяют избежать поломки летательного аппарата при запуске.The design of the docking assembly with the aircraft, including at least four freely rotating rollers fixed in the upper part of the carriage symmetrically with respect to the vertical longitudinal plane of symmetry of the carriage, as well as protrusions that fix the aircraft in all degrees of freedom except for movement in the forward direction , retractable stoppers that fix the UAV from moving in the "forward" direction and are removed until the cart contacts the braking device, roller contacting UAV lower surfaces, and the interaction of the projections with counter stops power elements of the aircraft, the acceleration trolley UAV generated booster device exceeding the acceleration of the aircraft created by its propulsion system allows the aircraft to avoid breakage during startup.

Закрепление второго конца троса на поршне определяет конструкцию разгонного устройства с минимальным количеством перегибов троса при линиях контакта с блоками меньших половины окружности, что дает возможность запускать БЛА с большой стартовой массой без обрыва троса и снижения коэффициента полезного действия.Fastening the second end of the cable to the piston determines the design of the acceleration device with a minimum number of cable bends with contact lines with blocks less than half the circumference, which makes it possible to launch UAVs with a large starting mass without breaking the cable and reducing the efficiency.

Совокупность конструктивных элементов, их взаимное расположение, форма выполнения элементов и связь между ними позволяют обеспечить высокую надежность запуска летательного аппарата, большой ресурс устройства, снизить стоимость эксплуатации, расширить функциональные возможности устройства.The combination of structural elements, their relative position, the form of the elements and the relationship between them allow to ensure high reliability of the launch of the aircraft, a large resource of the device, reduce the cost of operation, expand the functionality of the device.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где наThe essence of the invention is illustrated by drawings, where

- фиг.1 - устройство в исходном состоянии с установленным на нем летательным аппаратом (система пневмопитания разгонного устройства не показана);- figure 1 - the device is in the initial state with an aircraft installed on it (the pneumatic system of the booster is not shown);

- фиг.2 - устройство в исходном состоянии с установленным на нем летательным аппаратом (вид сверху);- figure 2 - the device is in its original state with an aircraft installed on it (top view);

- фиг.3 - (выносной элемент А) пружинный блок устройства фиксации стартового положения до начала движения тележки;- figure 3 - (remote element A) the spring block of the locking device starting position before the movement of the trolley;

- фиг.4 - (выносной элемент А) пружинный блок устройства фиксации стартового положения после начала движения тележки (стрелками показаны направления движения тележки и ползунов);- figure 4 - (remote element A) the spring block of the device for fixing the starting position after the start of the movement of the trolley (arrows indicate the direction of movement of the trolley and sliders);

- фиг.5 - (выносной элемент Б) откидная планка устройства фиксации стартового положения до начала движения тележки;- figure 5 - (remote element B) hinged bar device for fixing the starting position before the start of the movement of the trolley;

- фиг.6 - (выносной элемент Б) откидная планка устройства фиксации стартового положения после начала движения тележки (стрелками показаны направления движения тележки и вращения откидной планки);- 6 - (remote element B) hinged bar device for fixing the starting position after the start of the movement of the trolley (arrows indicate the direction of movement of the trolley and rotation of the hinged bar);

- фиг.7 - (выносной элемент В) - узел стыковки с летательным аппаратом до начала движения тележки (стопор выдвинут);- Fig.7 - (remote element B) - node docking with an aircraft before the movement of the trolley (stopper extended);

- фиг.8 - (выносной элемент В) - узел стыковки с летательным аппаратом в момент контакта тележки с тормозным устройством (стопор убран, БЛА катится по роликам, стрелками показаны направления движения БЛА и вращения роликов);- Fig. 8 - (remote element B) —the docking unit with the aircraft at the moment of contact of the truck with the brake device (the stopper is removed, the UAV rolls on rollers, the arrows show the direction of UAV movement and rotation of the rollers);

- фиг.9 - устройство в момент контакта тележки с тормозным устройством (стрелкой показано направление движения БЛА);- Fig.9 - the device at the moment of contact of the truck with the brake device (the arrow shows the direction of movement of the UAV);

- фиг.10 - пневматическая схема разгонного устройства.- figure 10 is a pneumatic diagram of a booster device.

В состав катапульты входят направляющая 1 с тележкой 2, тормозное устройство 3 и разгонное устройство.The catapult includes a guide 1 with a trolley 2, a brake device 3 and an accelerating device.

Направляющая 1 представляет собой короб квадратного сечения, устанавливаемый на опорах 4 в наклонном положении, при этом верхняя и нижняя продольные грани короба находятся в вертикальной плоскости.The guide 1 is a square box mounted on the supports 4 in an inclined position, while the upper and lower longitudinal faces of the box are in a vertical plane.

Внутри короба установлен силовой пневмоцилиндр 5 с поршнем 6.A power pneumatic cylinder 5 with a piston 6 is installed inside the box.

В нижней части направляющей 1 закреплены откидная планка 7 (фиг.5) устройства фиксации стартового положения тележки 2, а также тросики 8 с чеками 9 (фиг.7) для фиксации выдвигающихся стопоров 10 узла стыковки тележки с летательным аппаратом. Стопоры 10 удерживаются в выдвинутом положении чеками 9, соединенными с тросиками 8, вторые концы тросиков закреплены на направляющей 1.In the lower part of the guide 1 there is a hinged bar 7 (Fig. 5) of the device for fixing the starting position of the carriage 2, as well as cables 8 with checks 9 (Fig. 7) for fixing the retractable stoppers 10 of the docking unit of the carriage with the aircraft. The stops 10 are held in extended position by checks 9 connected to the cables 8, the second ends of the cables are fixed on the guide 1.

В верхней части направляющей 1 установлено тормозное устройство 3, в случае, показанном на фиг.2, оно представляет собой резиновые буферы. На верхнем торце направляющей также установлены свободно вращающиеся блоки 11 для троса 12.In the upper part of the guide 1 is installed a brake device 3, in the case shown in figure 2, it is a rubber buffer. At the upper end of the guide also installed freely rotating blocks 11 for the cable 12.

Тележка 2 расположена на направляющей 1 с возможностью перемещения по ней под действием разгонного устройства, снабжена узлом стыковки с летательным аппаратом и пружинным блоком 13 (фиг.3, 4) устройства фиксации стартового положения.The cart 2 is located on the guide 1 with the possibility of moving along it under the action of the accelerating device, equipped with a docking unit with an aircraft and a spring block 13 (Figs. 3, 4) of the device for fixing the starting position.

В нижней части тележки 2 установлены две пары свободно вращающихся роликов 14 с возможностью качения по двум противоположным граням направляющей 1, расположенным в наклонной плоскости.In the lower part of the trolley 2 there are two pairs of freely rotating rollers 14 with the possibility of rolling along two opposite sides of the guide 1, located in an inclined plane.

В верхней части тележки 2 размещен узел стыковки с летательным аппаратом.In the upper part of the trolley 2 there is a docking unit with an aircraft.

Он состоит (фиг.4) из установленных симметрично относительно вертикальной продольной плоскости симметрии тележки свободно вращающихся роликов 15, а также двух выступов 16 и двух выдвигающихся стопоров 10.It consists (figure 4) of installed symmetrically with respect to the vertical longitudinal plane of symmetry of the trolley of freely rotating rollers 15, as well as two protrusions 16 and two retractable stoppers 10.

В задней части тележки установлен (фиг.3, 4) пружинный блок 13 устройства фиксации стартового положения тележки 2, состоящий из двух подпружиненных ползунов с регулируемым усилием поджатия, соединенных штифтом (на чертежах позиции не показаны).In the rear part of the trolley (Figs. 3, 4) a spring block 13 of the device for fixing the starting position of the trolley 2 is installed, consisting of two spring-loaded sliders with adjustable clamping force connected by a pin (positions are not shown in the drawings).

Разгонное устройство тележки 2 включает в себя силовой пневмоцилиндр 5 с поршнем 6, трос 12 с блоками 11, (далее фиг.10) источник сжатого газа 17, ресивер 18. Источник сжатого газа соединен с ресивером через вентильное устройство 19. На ресивере установлены манометр 20 и клапан 21 сброса избыточного давления. Силовой пневмоцилиндр 5 сообщен с ресивером через электропневмоклапан 22. Электропневмоклапан 22 управляется от программируемого контроллера 23.The accelerating device of the trolley 2 includes a power pneumatic cylinder 5 with a piston 6, a cable 12 with blocks 11, (see Fig. 10) a source of compressed gas 17, a receiver 18. A source of compressed gas is connected to the receiver through a valve device 19. A pressure gauge 20 is installed on the receiver and an overpressure relief valve 21. The power pneumatic cylinder 5 is in communication with the receiver through an electro-pneumatic valve 22. The electro-pneumatic valve 22 is controlled from a programmable controller 23.

Корпус силового пневмоцилиндра 5 выполнен в виде цилиндрической трубы с закрытыми торцами, в одном из которых выполнено отверстие для троса. Поршень 6 размещен в корпусе силового пневмоцилиндра 5 с возможностью перемещения вдоль его продольной оси и образования рабочей камеры, расположенной со стороны отверстия в торце корпуса силового пневмоцилиндра.The housing of the power pneumatic cylinder 5 is made in the form of a cylindrical pipe with closed ends, in one of which a hole for the cable is made. The piston 6 is placed in the housing of the power pneumatic cylinder 5 with the possibility of movement along its longitudinal axis and the formation of a working chamber located on the side of the hole in the end of the housing of the power pneumatic cylinder.

Трос 12 пропущен через отверстие в торце корпуса силового пневмоцилиндра, охватывает блоки 11, закрепленные на верхнем торце направляющей 1, один конец троса соединен с тележкой 2, а второй закреплен на поршне 6 по его оси.The cable 12 is passed through an opening in the end face of the housing of the power pneumatic cylinder, covers blocks 11 mounted on the upper end of the guide 1, one end of the cable is connected to the carriage 2, and the second is fixed to the piston 6 along its axis.

Контроллер 23 электропневмоклапана 22 запрограммирован на прекращение подачи сжатого газа в силовой пневмоцилиндр 5 в определенный момент времени - до контакта тележки 2 с тормозным устройством 3.The controller 23 of the electro-pneumatic valve 22 is programmed to stop the supply of compressed gas to the power pneumatic cylinder 5 at a certain point in time - until the bogie 2 contacts the braking device 3.

Кроме того, в целях улучшения условий торможения, корпус силового пневмоцилиндра 5 может быть снабжен дренажными отверстиями, выполненными в его боковой стенке, при этом размеры и расположение дренажных отверстий по длине силового пневмоцилиндра подбираются исходя из условия сообщения полости рабочей камеры с окружающей средой перед контактом тележки 2 с тормозным устройством 3, а также условия образования около закрытого торца силового пневмоцилиндра 5 при смещении к нему поршня 6 замкнутой по объему камеры торможения поршня.In addition, in order to improve braking conditions, the housing of the power pneumatic cylinder 5 can be equipped with drainage holes made in its side wall, while the dimensions and location of the drainage holes along the length of the power pneumatic cylinder are selected based on the condition of the cavity of the working chamber with the environment before the contact of the truck 2 with a brake device 3, as well as the conditions for the formation of a closed end face of a power pneumatic cylinder 5 when the piston 6 is displaced to it by a piston 6 that is closed in volume by the brake chamber.

Катапульта работает следующим образом.The catapult works as follows.

Первоначально устройство находится в стартовом состоянии, показанном на фиг.1, 2. Тележка 2 размещена в начале направляющей 1 и удерживается устройством фиксации стартового положения, состоящим из откидной планки 7 и пружинного блока 13, на котором проводится установка тарированного усилия страгивания.Initially, the device is in the starting state shown in FIGS. 1, 2. The trolley 2 is located at the beginning of the guide 1 and is held by the locking device for starting position, consisting of a hinged bar 7 and a spring unit 13, on which the calibrated straining force is set.

Летательный аппарат 24 установлен на тележку 2, закрепленные в верхней части тележки ролики 15 контактируют с нижними поверхностями БЛА. Выступы 16 и стопоры 10 взаимодействуют с ответными силовыми элементами летательного аппарата 24. Выступы 16 и ролики 15 фиксируют летательный аппарат 24 по всем степеням свободы, за исключением перемещения по направлению «вперед». Стопоры 10 выдвинуты вверх и фиксируют летательный аппарат от перемещения по направлению «вперед».The aircraft 24 is mounted on the carriage 2, the rollers 15 fixed in the upper part of the carriage are in contact with the lower surfaces of the UAV. The protrusions 16 and the stoppers 10 interact with the reciprocal power elements of the aircraft 24. The protrusions 16 and the rollers 15 fix the aircraft 24 in all degrees of freedom, except for moving in the forward direction. The stops 10 are pulled up and fix the aircraft from moving in the forward direction.

От источника сжатого газа 17, которым может служить компрессор (с приводом от электромотора либо двигателя внутреннего сгорания) или заправленный газом под давлением порядка 100 атм. баллон, через вентильное устройство 19 ресивер 18 заправляется газом (например, воздухом) до определенного давления (порядка десятков атмосфер). Величина давления определяется в зависимости от стартовой массы и тяги силовой установки БЛА. При использовании в качестве источника 17 баллона высокого давления можно дополнительно применить для заправки ресивера 18 пневморедуктор, настроенный на нужное давление.From a source of compressed gas 17, which can be a compressor (driven by an electric motor or internal combustion engine) or charged with gas under a pressure of about 100 atm. the cylinder, through the valve device 19, the receiver 18 is charged with gas (for example, air) to a certain pressure (of the order of tens of atmospheres). The pressure value is determined depending on the starting weight and thrust of the power plant UAV. When using a high-pressure cylinder 17 as a source, it is possible to additionally apply a pneumatic reducer tuned to the required pressure for filling the receiver 18.

С помощью манометра 20 контролируется уровень давления в ресивере 18. При излишнем давлении в ресивере клапан 21 произведет его сброс в атмосферу.Using a pressure gauge 20, the pressure level in the receiver is monitored 18. With excessive pressure in the receiver, the valve 21 will discharge it into the atmosphere.

Далее запускают силовую установку БЛА и выводят ее на режим максимальной тяги, после чего подают электрическую команду на программируемый контроллер 23 (программированием контроллера 23 устанавливают время отключения подачи сжатого газа в силовой пневмоцилиндр 5, это время определяют в зависимости от давления в ресивере 18, стартовой массы и тяги силовой установки БЛА 24).Next, the UAV power plant is launched and brought to maximum thrust mode, after which an electric command is sent to the programmable controller 23 (by programming the controller 23, the time for shutting off the compressed gas supply to the power pneumatic cylinder 5 is set, this time is determined depending on the pressure in the receiver 18, the starting mass and traction of the UAV power plant 24).

Контроллер 23 открывает электропневмоклапан 22, сжатый газ подается в рабочую камеру силового пневмопилиндра 5.The controller 23 opens the electro-pneumatic valve 22, the compressed gas is supplied to the working chamber of the power pneumatic cylinder 5.

Сила давления газа на поршень 6 через трос 12, перекинутый через блоки 11, передается к тележке 2. При достижении на тележке величины тяги, соответствующей усилию срабатывания устройства фиксации стартового положения откидная планка 7 сбрасывается со штифта пружинного блока 13. Тележка 2 начинает движение по направляющей 1 катапульты и разгоняется вместе с летательным аппаратом 24. После начала движения тележки чеки 9 выдергиваются из отверстий стопоров 10, стопоры под действием установленных на них пружин убираются внутрь тележки и освобождают летательный аппарат 24 от фиксации по направлению «вперед». Однако БЛА удерживается на тележке за счет взаимодействия с роликами 15 и выступами 16, поскольку ускорение тележки с летательным аппаратом, создаваемое разгонным устройством, превышает ускорение летательного аппарата, создаваемое его силовой установкой.The gas pressure force on the piston 6 through the cable 12, thrown through the blocks 11, is transmitted to the carriage 2. When the traction on the carriage reaches the thrust value corresponding to the actuation force of the locking device of the starting position, the hinged bar 7 is reset from the pin of the spring unit 13. Carriage 2 starts moving along the guide 1 catapult and accelerates along with the aircraft 24. After the start of the movement of the cart, the checks 9 are pulled out of the holes of the stoppers 10, the stoppers are removed by the action of the springs installed on them inside the cart and release 24 aircraft by fixing the direction of "forward". However, the UAV is kept on the cart due to interaction with the rollers 15 and the protrusions 16, since the acceleration of the cart with the aircraft, created by the booster, exceeds the acceleration of the aircraft, created by its power plant.

До наступления контакта тележки 2 с тормозным устройством 3 катапульты контроллер 23 закрывает электропневмоклапан 22, подача газа в рабочую камеру силового пневмоцилиндра 5 прекращается. При этом около закрытого торца силового пневмоцилиндра 5 при смещении к нему поршня 6 образуется замкнутая по объему камера торможения поршня.Before the contact of the truck 2 with the brake device 3 of the catapult, the controller 23 closes the electro-pneumatic valve 22, the gas supply to the working chamber of the power pneumatic cylinder 5 is stopped. Moreover, near the closed end of the power pneumatic cylinder 5 when the piston 6 is displaced to it, a piston braking chamber closed in volume is formed.

При оборудовании силового пневмоцилиндра 5 дренажными отверстиями, перед контактом тележки 2 с тормозным устройством 3 происходит выпуск сжатого газа из рабочей камеры через открывающиеся дренажные отверстия, что способствует торможению тележки 2. Это позволяет снизить перегрузки, возникающие при ударе тележки 2 по тормозному устройству 3.When equipping the power pneumatic cylinder 5 with drainage holes, before the contact of the truck 2 with the brake device 3, compressed gas is released from the working chamber through the opening drainage holes, which helps to brake the truck 2. This reduces the overloads that occur when the truck 2 hits the brake device 3.

После перемещения по всей длине направляющей 1 тележка 2 вместе с летательным аппаратом 24 приобретает скорость, необходимую для взлета БЛА.After moving along the entire length of the guide 1, the carriage 2, together with the aircraft 24, acquires the speed necessary for the take-off of the UAV.

В конце направляющей 1 тележка 2 взаимодействует с тормозным устройством 3, которое гасит ее скорость.At the end of the guide 1, the carriage 2 interacts with the brake device 3, which dampens its speed.

При торможении тележки 2 летательный аппарат 24 за счет тяги силовой установки и сил инерции движется по направлению «вперед» и своей нижней поверхностью катится по роликам 15 тележки, сходит с нее и начинает автономный полет.When braking the trolley 2, the aircraft 24, due to the thrust of the power plant and inertia forces, moves in the forward direction and rolls along the rollers 15 of the trolley with its lower surface, leaves it and starts an autonomous flight.

Claims (1)

Катапульта для взлета летательного аппарата, содержащая направляющую с тележкой, разгонное устройство тележки, включающее в себя силовой пневмоцилиндр с поршнем и трос с блоками, один конец троса соединен с тележкой, на тележке смонтирован узел стыковки с летательным аппаратом, на направляющей установлено тормозное устройство, отличающаяся тем, что на направляющей и тележке установлено устройство фиксации стартового положения тележки с регулируемым тарированным усилием страгивания, разгонное устройство содержит источник сжатого газа и ресивер, источник сжатого газа соединен с ресивером через вентильное устройство, на ресивере установлены манометр и клапан сброса избыточного давления, силовой пневмоцилиндр сообщен с ресивером через электропневмоклапан, электропневмоклапан управляется от программируемого контроллера, узел стыковки с летательным аппаратом содержит закрепленные в верхней части тележки симметрично относительно вертикальной продольной плоскости симметрии тележки свободно вращающиеся ролики в количестве не менее четырех, а также выступы, фиксирующие летательный аппарат по всем степеням свободы за исключением перемещения по направлению «вперед», выдвигающиеся стопоры, фиксирующие летательный аппарат от перемещения по направлению «вперед», второй конец троса закреплен на поршне, при этом контроллер обеспечивает прекращение подачи сжатого газа в силовой пневмоцилиндр до момента контакта тележки с тормозным устройством, стопоры убираются до момента контакта тележки с тормозным устройством, ролики контактируют с нижними поверхностями летательного аппарата, выступы и стопоры взаимодействуют с ответными силовыми элементами летательного аппарата, ускорение тележки с летательным аппаратом, создаваемое разгонным устройством, превышает ускорение летательного аппарата, создаваемое его силовой установкой. A catapult for take-off of an aircraft, comprising a guide with a trolley, an accelerating device of the trolley, including a power pneumatic cylinder with a piston and a cable with blocks, one end of the cable is connected to the trolley, a docking unit with an aircraft is mounted on the trolley, a brake device is installed on the guide, which differs the fact that on the guide and the trolley there is installed a device for fixing the starting position of the trolley with adjustable calibrated pulling force, the accelerating device contains a source of compressed gas and the receiver, the source of compressed gas is connected to the receiver through a valve device, a pressure gauge and an overpressure relief valve are installed on the receiver, the power pneumatic cylinder is connected to the receiver via an electro-pneumatic valve, the electro-pneumatic valve is controlled by a programmable controller, the docking unit with the aircraft contains symmetrically fixed to the top of the truck with respect to the vertical longitudinal plane of symmetry of the trolley, freely rotating rollers in an amount of at least four, as well as protrusions, fixing the aircraft in all degrees of freedom with the exception of moving in the forward direction, retractable stoppers securing the aircraft from moving in the forward direction, the second end of the cable is fixed to the piston, and the controller stops the supply of compressed gas to the power pneumatic cylinder until the contact of the trolley with the brake device, the stops are removed until the contact of the trolley with the brake device, the rollers are in contact with the lower surfaces of the aircraft, the protrusions and stops interact with the reciprocal power elements of the aircraft, the acceleration of the cart with the aircraft, created by the booster, exceeds the acceleration of the aircraft, created by its power plant.
RU2012123338/11A 2012-06-05 2012-06-05 Aircraft launching catapult RU2497725C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123338/11A RU2497725C1 (en) 2012-06-05 2012-06-05 Aircraft launching catapult

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123338/11A RU2497725C1 (en) 2012-06-05 2012-06-05 Aircraft launching catapult

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497725C1 true RU2497725C1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49683018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123338/11A RU2497725C1 (en) 2012-06-05 2012-06-05 Aircraft launching catapult

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497725C1 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103640707A (en) * 2013-12-06 2014-03-19 匡仲平 Method for take-off of aircraft carrier-borne and army aviation fixed wing aircraft
CN106081150A (en) * 2016-08-04 2016-11-09 湖南航天机电设备与特种材料研究所 One launches supporting mechanism and ejection system thereof
RU2617096C1 (en) * 2015-11-20 2017-04-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Launcher to launch unmanned aircraft
RU2642221C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-24 Николай Петрович Дядченко Catapult
RU182299U1 (en) * 2017-10-09 2018-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "ОРИОН-Р" Pneumatic catapult with compensating brake
CN108482700A (en) * 2018-03-07 2018-09-04 燕山大学 A kind of pneumatic ejection system of unmanned plane
CN106184804B (en) * 2016-09-30 2018-10-09 襄阳宏伟航空器有限责任公司 A kind of large size unmanned plane self-monitoring remote control detachment system and method
CN109335013A (en) * 2018-09-28 2019-02-15 洪炜林 A kind of method of controlling operation thereof of the unmanned plane casting device using generation information technology
CN110329533A (en) * 2019-05-15 2019-10-15 浦江会亿智能科技有限公司 A kind of hand holding type miniature unmanned plane transmitter
CN110371311A (en) * 2019-07-08 2019-10-25 李广 A kind of reservoir type ejection machine
CN110758763A (en) * 2019-11-28 2020-02-07 北京泊松技术有限公司 Unmanned aerial vehicle pneumatic catapult and catapult method
CN110758762A (en) * 2019-11-12 2020-02-07 航天时代飞鸿技术有限公司 Unmanned aerial vehicle ejection locking releasing device and method
RU2721215C1 (en) * 2019-10-08 2020-05-18 Константин Валентинович Мигалин Pneumatic hydraulic catapult
RU2725013C1 (en) * 2019-04-04 2020-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Catapult for launching of unmanned aerial vehicles
CN112793801A (en) * 2021-04-02 2021-05-14 成都云鼎智控科技有限公司 Unmanned aerial vehicle boosting structure and unmanned aerial vehicle launcher
RU2789905C1 (en) * 2022-10-03 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Catapult for aircraft takeoff
US11628952B1 (en) 2022-02-10 2023-04-18 Censys Technologies Corporation Constant torque UAV device, method and system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2344971C1 (en) * 2007-04-05 2009-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Aircraft catapult takeoff method and aircraft takeoff catapult
RU114030U1 (en) * 2011-11-01 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Туполев" (ОАО "Туполев") CATAPULT FOR TAKEOFF OF THE AIRCRAFT

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2344971C1 (en) * 2007-04-05 2009-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Aircraft catapult takeoff method and aircraft takeoff catapult
RU114030U1 (en) * 2011-11-01 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Туполев" (ОАО "Туполев") CATAPULT FOR TAKEOFF OF THE AIRCRAFT

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103640707A (en) * 2013-12-06 2014-03-19 匡仲平 Method for take-off of aircraft carrier-borne and army aviation fixed wing aircraft
RU2617096C1 (en) * 2015-11-20 2017-04-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Launcher to launch unmanned aircraft
CN106081150A (en) * 2016-08-04 2016-11-09 湖南航天机电设备与特种材料研究所 One launches supporting mechanism and ejection system thereof
CN106081150B (en) * 2016-08-04 2018-07-27 湖南航天机电设备与特种材料研究所 A kind of ejection supporting mechanism and its ejection system
CN106184804B (en) * 2016-09-30 2018-10-09 襄阳宏伟航空器有限责任公司 A kind of large size unmanned plane self-monitoring remote control detachment system and method
RU2642221C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-24 Николай Петрович Дядченко Catapult
RU182299U1 (en) * 2017-10-09 2018-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "ОРИОН-Р" Pneumatic catapult with compensating brake
CN108482700A (en) * 2018-03-07 2018-09-04 燕山大学 A kind of pneumatic ejection system of unmanned plane
CN109335013A (en) * 2018-09-28 2019-02-15 洪炜林 A kind of method of controlling operation thereof of the unmanned plane casting device using generation information technology
RU2725013C1 (en) * 2019-04-04 2020-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Catapult for launching of unmanned aerial vehicles
CN110329533B (en) * 2019-05-15 2020-12-11 江苏润翔软件技术有限公司 Handheld micro unmanned aerial vehicle emitter
CN110329533A (en) * 2019-05-15 2019-10-15 浦江会亿智能科技有限公司 A kind of hand holding type miniature unmanned plane transmitter
CN110371311A (en) * 2019-07-08 2019-10-25 李广 A kind of reservoir type ejection machine
CN110371311B (en) * 2019-07-08 2021-02-26 李广 Storage type ejection machine
RU2721215C1 (en) * 2019-10-08 2020-05-18 Константин Валентинович Мигалин Pneumatic hydraulic catapult
CN110758762A (en) * 2019-11-12 2020-02-07 航天时代飞鸿技术有限公司 Unmanned aerial vehicle ejection locking releasing device and method
CN110758763A (en) * 2019-11-28 2020-02-07 北京泊松技术有限公司 Unmanned aerial vehicle pneumatic catapult and catapult method
CN112793801A (en) * 2021-04-02 2021-05-14 成都云鼎智控科技有限公司 Unmanned aerial vehicle boosting structure and unmanned aerial vehicle launcher
US11628952B1 (en) 2022-02-10 2023-04-18 Censys Technologies Corporation Constant torque UAV device, method and system
RU2789905C1 (en) * 2022-10-03 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Catapult for aircraft takeoff
RU2813138C1 (en) * 2023-11-21 2024-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-конструкторский центр специального назначения" Pneumatic ejector for taking off an aircraft and a method for taking off an aircraft from a pneumatic ejector
RU2827784C1 (en) * 2024-03-19 2024-10-02 Константин Валентинович Мигалин Aircraft launching catapult

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2497725C1 (en) Aircraft launching catapult
US10486830B2 (en) Launcher for unmanned aerial vehicles
US8955800B2 (en) Method and apparatus for automated launch, retrieval, and servicing of a hovering aircraft
RU2438940C2 (en) Launching system and installation
US9612085B2 (en) Payload launch system and method
US2712913A (en) Aerial drop equipment
US20170313442A1 (en) Aerial vehicle launcher
CN203064205U (en) Unmanned aerial vehicle ejector
JP2016531799A (en) Electric launcher for unmanned aerial vehicles
KR101343246B1 (en) Launchign apparatus for samll unmanned aerial vehicle
RU2373117C1 (en) Aircraft take-off accelerator
US20120211588A1 (en) Methods and Apparatus for Aerial Recovery of Flying Apparatus
RU2497714C2 (en) Takeoff-landing complex with universal power drive
CN102795347A (en) Two-tube spring ejector for aircraft carrier
RU114030U1 (en) CATAPULT FOR TAKEOFF OF THE AIRCRAFT
RU2344971C1 (en) Aircraft catapult takeoff method and aircraft takeoff catapult
CN116692062A (en) Unmanned aerial vehicle undercarriage and unmanned aerial vehicle
RU2436711C1 (en) Method of aircraft crew rescue and system to this end
RU2725013C1 (en) Catapult for launching of unmanned aerial vehicles
CN102849223A (en) Novel spring catapult for aircraft carrier
CN108820213A (en) A kind of unmanned plane launches umbrella shape robot device in the air
CN103010478B (en) A kind of method of aircraft catapult cataplane
CN115675908A (en) Launching mechanism of pneumatic track ejection aircraft
CN115251033A (en) Flying bird-repelling device
RU172944U1 (en) CATAPULT FOR STARTING UNMANNED AIRCRAFT