RU2548444C2 - Летательный аппарат - Google Patents

Летательный аппарат Download PDF

Info

Publication number
RU2548444C2
RU2548444C2 RU2013141179/11A RU2013141179A RU2548444C2 RU 2548444 C2 RU2548444 C2 RU 2548444C2 RU 2013141179/11 A RU2013141179/11 A RU 2013141179/11A RU 2013141179 A RU2013141179 A RU 2013141179A RU 2548444 C2 RU2548444 C2 RU 2548444C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing surface
aircraft
wing
miniature aircraft
miniature
Prior art date
Application number
RU2013141179/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013141179A (ru
Inventor
Андреас ФОСС
Original Assignee
Андреас ФОСС
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 Андреас ФОСС filed Critical Андреас ФОСС
Publication of RU2013141179A publication Critical patent/RU2013141179A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2548444C2 publication Critical patent/RU2548444C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/001Shrouded propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C17/00Aircraft stabilisation not otherwise provided for
    • B64C17/02Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus
    • B64C17/04Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus by pendular bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/30Wings comprising inflatable structural components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/028Micro-sized aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/06Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
    • B64C39/066Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having channel wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/06Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
    • B64C39/068Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having multiple wings joined at the tips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/10All-wing aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U40/00On-board mechanical arrangements for adjusting control surfaces or rotors; On-board mechanical arrangements for in-flight adjustment of the base configuration
    • B64U40/20On-board mechanical arrangements for adjusting control surfaces or rotors; On-board mechanical arrangements for in-flight adjustment of the base configuration for in-flight adjustment of the base configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/20Vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/25Fixed-wing aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/80UAVs characterised by their small size, e.g. micro air vehicles [MAV]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/10Wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/13Propulsion using external fans or propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/13Propulsion using external fans or propellers
    • B64U50/14Propulsion using external fans or propellers ducted or shrouded

Abstract

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Миниатюрный летательный аппарат с дистанционным управлением содержит по меньшей мере одну несущую поверхность (17), по меньшей мере одну пару винтовых двигателей (12, 13) и весовой элемент (20), положение которого можно менять в продольном направлении для изменения положения центра тяжести миниатюрного летательного аппарата (10). Несущая поверхность (17) расположена над плоскостью, определенной осями вращения винтовых двигателей (12, 13), с целью создания подъемной силы. Несущая поверхность (17) выполнена в виде верхней несущей поверхности (17), которая расположена над нижней несущей поверхностью (18), при этом миниатюрный летательный аппарат выполнен в форме летающего крыла. Положение в полете в отношении продольной оси (25) и/или вертикальной оси (11) летательного аппарата (10) можно регулировать с помощью разницы между движущими силами, предпочтительно между скоростями вращения винтовых двигателей (12, 13). Миниатюрный летательный аппарат может использоваться в качестве разведывательного, для чего оборудуется средствами мониторинга. Достигается возможность создания компактной и прочной конструкции с улучшенными летными характеристиками. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к летательному аппарату, в частности миниатюрному летательному аппарату с дистанционным управлением, содержащему по меньшей мере одну несущую поверхность, по меньшей мере одну пару винтовых двигателей и весовой элемент, положение которого может изменяться в продольном направлении летательного аппарата для изменения центра тяжести летательного аппарата.
Летательный аппарат этого типа известен из документа WO 2008/007147 A1. В этом случае маятник, расположенный под летательным аппаратом, применяют в качестве весового элемента. Состояние свободного полета летательного аппарата может быть достигнуто, если маятник размещен подходящим образом. Этот летательный аппарат дополнительно оснащен боковым узлом, хвостовой частью и, соответственно, отдельными поверхностями управления.
В этом случае недостатком является то, что таким летательным аппаратом или миниатюрным летательным аппаратом можно управлять только после длительного периода подготовки. Кроме того, такие летательные аппараты являются относительно громоздкими, например, из-за того, что хвостовая балка находится в хвостовой части и/или маятникообразного устройства весового элемента. Это затрудняет транспортировку летательного аппарата. Кроме того, летательный аппарат может быть легко поврежден во время его транспортировки и/или неблагоприятных летных маневров.
Это существенно ограничивает область потенциальных применений летательных аппаратов, например, в качестве разведывательного дрона.
В связи с этим, изобретение основано на цели усовершенствования летательного аппарата, в частности, миниатюрного летательного аппарата с дистанционным управлением первоначально указанного типа, таким образом, что реализуется более компактная и более прочная конструкция с улучшенными летными характеристиками. На основе признаков вступительной части пункта 1 формулы изобретения, эта цель достигается с признаками, раскрытыми в отличительной части этого пункта формулы изобретения.
В предлагаемом миниатюрном летательном аппарате с дистанционным управлением, в частности предпочтительным является то, что несущая поверхность расположена над плоскостью, ограниченной осями вращения винтовых двигателей для того, чтобы генерировать подъемную силу, в частности, для взлета и/или посадки из неподвижного состояния.
Это дает возможность реализовать очень компактную конструкцию. В дополнение, предлагаемое расположение несущей поверхности относительно винтового двигателя уже приводит к высокой подъемной силе в неподвижном состоянии и, следовательно, способствует очень медленной взлетной и/или посадочной скорости, в частности, за счет эффекта Кастера. Летательный аппарат в частности подходит для вертикального взлета и/или посадки летательного аппарата. В этом контексте термин пропеллер также представляет винтовые двигатели, роторы или другие типы аэродинамических двигателей.
Несущая поверхность предпочтительно выполнена в виде верхней несущей поверхности, которая расположена над нижней несущей поверхностью, при этом верхняя несущая поверхность и нижняя несущая поверхность, в частности, интегрированы в одно замкнутое крыло для того, чтобы реализовать летательный аппарат без фюзеляжа. В этой концепции «закрытого крыла» верхняя несущая поверхность и нижняя несущая поверхность жестко соединены друг с другом и на расстоянии друг от друга посредством боковых поверхностей на двух концах несущей поверхности, обращенных в сторону друг от друга, в частности, по всей хорде верхней несущей поверхности и/или нижней несущей поверхности. Тип фюзеляжа, применяемого в обычных летательных аппаратах, не является обязательным. Это способствует стабильным и, следовательно, улучшенным летным характеристикам. Таким образом, летательный аппарат легче контролировать. Человек может быть обучен управлению, например, таким дистанционно-управляемым миниатюрным летательным аппаратом, в ускоренном режиме. Кроме того, за счет закрытого крыла реализуется более компактная и более прочная конструкция.
Летательный аппарат имеет малый вес, в частности, менее 1 кг. Кроме того, летательный аппарат, по существу образован крылом. Это уменьшает риск повреждений летательного аппарата, в частности в виде беспилотного и дистанционно-управляемого миниатюрного летательного аппарата, во время его транспортировки и/или неблагоприятного летного маневра. Летательный аппарат предпочтительно выполнен в виде летающего крыла. В конструкции в виде летающего крыла или квази-летающего крыла, выступающих компонентов, таких как, например, хвостовая балка, в значительной степени избегают, при этом риск повреждения во время транспортировки или в полете, дополнительно уменьшен. Верхняя несущая поверхность и нижняя несущая поверхность могут быть расположены поверх друг друга так, что они полностью перекрываются, чем достигается более компактная конструкция. Летательный аппарат в частности стабилизируется в полете и/или сваливание в значительной степени предотвращается.
Согласно другому варианту осуществления, закрытое крыло реализовано в виде кольцевого крыла или коробчатого крыла. Кольцевое крыло предпочтительно выполнено в виде вертикального кольцевого крыла так, что трубчатый корпус, который открыт в переднюю и заднюю стороны, относится к предполагаемому направлению полета, либо в виде открытого кольцевого крыла. Кольцевое крыло или коробчатое крыло являются известными концепциями крыльев, которые способствуют надежной конструкции и/или стабильности летных характеристик. Кроме того, конструкции крыльев этого типа имеют отличные несущие характеристики так, что может быть реализована медленная взлетная скорость. Несущая поверхность и/или крыло могут состоять из пленочного материала, который может быть изготовлен экономически эффективно и легко транспортирован. При применении пленочного материала, его можно просто свернуть для транспортировки. В этом случае установка реализуется путем простого разворачивания и присоединения материала пленки к конструкции каркаса. Также в качестве альтернативы или в дополнение к пленочному материалу было бы возможным применять материалы из углеродного волокна или других подходящих волокон композитных материалов. Это способствует высокой стабильности и легкости конструкции.
Согласно улучшениям, верхняя несущая поверхность, нижняя несущая поверхность и/или крыло выполнены жесткими, пленочными или надувными. Жесткая конструкция несущей поверхности и/или крыла обеспечивает преимущество в частности стабильной и надежной конструкции. В альтернативном варианте осуществления несущая поверхность и/или все крыло может быть реализовано надувным, так что летательный аппарат может быть упакован, в частности, компактным образом для его транспортировки. Для вылета, несущая поверхность и/или крыло могут быть выполнены так, что они самонадуваются посредством потока воздуха, например, как параплан, или состоять из камеры или резервуара, которые могут быть надуты и закрыты. Камеры или резервуары могут быть заполнены воздухом или рабочим веществом для питания привода и/или блока питания для летательного аппарата. Камеры или резервуары могут содержать, например, водород для работы топливного элемента определенного летательного аппарата.
Пропеллеры пары винтовых двигателей предпочтительно расположены перед или за двумя несущими поверхностями, обозначенными в продольном направлении летательного аппарата, с целью создания воздушного потока над верхней несущей поверхностью и/или нижней несущей поверхностью. Следовательно, два пропеллера двух винтовых двигателей расположены перед или за одной или более несущими поверхностями и/или крылом, обозначенными в предполагаемом направлении полета. Предпочтительным является обеспечение двух или более пар винтовых двигателей. Одна или более пар винтовых двигателей предпочтительно расположены соосно. В ходе эксплуатации, вращающиеся винтовые двигатели уже проводят и/или всасывают воздух через обе несущие поверхности крыла с высокой скоростью в неподвижном состоянии или при очень медленной скорости полета летательного аппарата. Это дает возможность реализовать в частности медленную взлетную скорость. При расположении верхней несущей поверхности, которая расположена над верхней несущей поверхностью, для генерации вертикальной тяги может использоваться площадь поверхности, которая примерно в два раза больше, чем у конструкции только с одной несущей поверхностью. Летательный аппарат предпочтительно выполнен в виде миниатюрного летательного аппарата, который может взлетать с руки человека. Летательный аппарат реализуется, в частности, в виде летательного аппарата с возможностью вертикального взлета и/или посадки, т.е. ВВП-совместимый (ВВП: вертикальный взлет и посадка).
Пара винтовых двигателей предпочтительно расположена между верхней несущей поверхностью и нижней несущей поверхностью. Это уменьшает риск повреждения винтовых двигателей, так как винтовые двигатели по меньшей мере частично окружены или скрыты двумя несущими поверхностями и/или крылом. В таком расположении винтовых двигателей, кроме того, возможно реализовать малые диаметры пропеллеров для того, чтобы генерировать одновременный поток воздуха через верхнюю и нижнюю несущие поверхности.
Кроме того, верхняя несущая поверхность и/или нижняя несущая поверхность расположены между осью вращения винтовых двигателей и максимальным размахом крыла пропеллеров. Это гарантирует, что воздух проходит через верхнюю сторону нижней несущей поверхности и/или верхней несущей поверхности с высокой скоростью посредством пропеллеров во время эксплуатации летательного аппарата. Это способствует медленной скорости взлета и, в частности, ВВП-совместимой конструкции летательного аппарата.
Пропеллеры винтовых двигателей предпочтительно по меньшей мере частично закрыты по меньшей мере одним ограждением пропеллера в области окружности пропеллера. Это уменьшает риск повреждений пропеллеров во время транспортировки и/или в полете. Пропеллеры нескольких винтовых двигателей могут быть соответственно закрыты ограждением пропеллера по отдельности и, в частности, быть реализованы в виде закрытого пропеллера и совместно закрыты одним ограждением пропеллера. Если для каждого пропеллера обеспечено отдельное ограждение пропеллера, индивидуальные элементы ограждения могут быть подсоединены друг к другу посредством скобок.
Кроме того, ограждение пропеллера может быть жестко соединено с одной или несколькими несущими поверхностями или крылом, в частности, с помощью скобок, так что в целом достигается надежная и компактная конструкция. Конструкция летательного аппарата предпочтительно реализована в полужестком виде. Это значительно снижает риск резонансного эффекта. Крыло находится, в частности, в пределах окружности ограждения пропеллера. Максимальная высота и ширина летательного аппарата определяется, в частности, высотой и шириной ограждения пропеллера.
Статическая тяга закрытых пропеллеров предпочтительно превышает статическую тягу незакрытых пропеллеров так, что это способствует дополнительному замедлению взлетной скорости. Ограждение пропеллера может иметь, например, цилиндрическое или трубчатое сечение или поперечное сечение, которое является аналогичным или идентичным форме крыла или несущей поверхности. Крыло предпочтительно имеет меньшую высоту, чем ограждение пропеллера и смещено вниз относительно центральной линии ограждения пропеллера. Это способствует отличному потоку воздуха над верхней стороной верхней несущей поверхности и/или нижней несущей поверхности.
Согласно улучшению, весовой элемент расположен по центру на несущей поверхности, в частности между винтовыми двигателями. Весовой элемент дает возможность, например, для балансировки летательного аппарата по его поперечной оси, в частности, для того, чтобы компенсировать различные распределения нагрузки. Весовой элемент предпочтительно служит для стабилизации летательного аппарата по отношению к внешним воздействиям и/или отрицательным аэродинамическим эффектам. Весовой элемент может быть дополнительно применен для управления летательным аппаратом по его поперечной оси таким образом, чтобы высоту полета можно было регулировать. Весовой элемент, который может находиться в различных точках, дает возможность, в частности, для устранения хвостовой балки от хвостовой части, такой как, например, узел руля высоты и/или вертикальное оперение.
Весовой элемент может быть реализован таким образом, что он может линейно перемещаться в продольном направлении летательного аппарата вдоль его центральной линии посредством механизма переключения или поворачиваться вокруг поперечной оси летательного аппарата посредством поворотного механизма, такого как, например, серводвигатель или ультразвуковой двигатель. Весовой элемент предпочтительно соединен с несущей поверхностью и/или нижней частью крыла, в частности, с верхней несущей поверхностью так, что он может поворачиваться относительно поперечной оси. Таким образом, весовой элемент и поворотный механизм по меньшей мере частично защищены от внешних воздействий на верхнюю несущую поверхность и/или нижнюю несущую поверхность или крыло, соответственно. Весовой элемент может быть выполнен для размещения элементов оборудования, таких как, например, блок управления, датчики, аккумуляторы, полезные грузы и т.д.
Согласно другому варианту осуществления, блок управления обеспечен для управления летательным аппаратом, в частности, с помощью пульта дистанционного управления, при этом положение в полете, относящееся к продольной оси и/или вертикальной оси летательного аппарата, может быть скорректировано посредством разности между угловыми скоростями вращения или хордами углов установки винтовых двигателей. Положение в полете может относиться к поперечной оси, кроме того быть регулируемым посредством смещения весового элемента. Следовательно, изменение положения в полете относительно продольной оси, вертикальной оси и/или поперечной оси летательного аппарата может быть реализовано без плоскостей управления. Это уменьшает риск повреждения летательного аппарата во время его транспортировки и/или во время полета. Положение в полете летательного аппарата управляется только посредством тяги, в частности, скорости вращения винтовых двигателей, и посредством распределения веса в продольном направлении летательного аппарата.
Для того чтобы реализовать управление посредством скорости вращения, необходимо обеспечить по меньшей мере одну или более пар винтовых двигателей. В этом случае винтовые двигатели из пары винтовых двигателей смещены от центра летательного аппарата так, что они обращены в сторону друг от друга. Например, если скорость вращения первого винтового двигателя уменьшается, движущая сила, генерируемая на этом винтовом двигателе, также уменьшается. Если скорость вращения второго винтового двигателя одновременно поддерживается на исходном уровне первого винтового двигателя или увеличивается, движущая сила второго винтового двигателя выше, чем движущая сила первого винтового двигателя. Это приводит к тому, что летательный аппарат поворачивается вокруг своей вертикальной оси в направлении первого винтового двигателя. Если летательный аппарат должен поворачиваться вокруг вертикальной оси в направлении второго винтового двигателя, скорость вращения второго винтового двигателя уменьшается относительно скорости вращения первого винтового двигателя.
Средства управления и/или средства энергоснабжения предпочтительно встроены и/или впечатаны в несущую поверхность и/или в крыло. Например, по меньшей мере одна антенна может быть обеспечена в качестве средства управления. Кроме того, солнечный элемент может быть дополнительно или альтернативно обеспечен в качестве средств энергоснабжения. Антенна может также служить в качестве средства энергоснабжения, при этом, энергия передается с помощью микроволн в этом случае. Средства энергоснабжения позволяют заряжать аккумуляторы летательного аппарата. Средства управления и/или средства энергоснабжения предпочтительно реализованы в виде транспондера, в частности RFID (радиочастотная идентификация), которая предпочтительно содержит обратный канал.
Согласно улучшению, которое также может быть возможно отдельно и независимо от цели данного изобретения, средства энергоснабжения реализованы в виде панели для сбора энергии для лазерного луча. Таким образом, можно, например, удаленно заряжать аккумуляторы летательного аппарата с помощью лазерного луча. Предпочтительным является обеспечение нескольких панелей для сбора энергии, которые расположены, в частности, рядом друг с другом. Это дает возможность реализовать саморегулирующееся управление лазерным лучом, таким образом, процесс зарядки упрощается. Если несколько панелей для сбора энергии, расположены рядом друг с другом, кроме того, становится возможным обеспечение автоматического регулирования расстояния. Чем больше расстояние от летательного аппарата, тем шире лазерный луч и большее количество смежно-расположенных панелей для сбора энергии облучения необходимо. Лазерный луч становится более направленным и узким с тем, как уменьшается расстояние до летательного аппарата. Это приводит к тому, что лазерный луч попадает на меньшее количество панелей для сбора энергии. Этот эффект может быть применен для дистанционного управления.
Новый летательный аппарат является в частности подходящим для применения в качестве разведывательного дрона, при этом средства мониторинга предпочтительно расположены на разведывательном дроне. Например, средства мониторинга в виде датчиков изображения могут быть расположены на весовом элементе, переднем крае несущей поверхности и/или крыле и/или переднем крае ограждения пропеллера. Благодаря своей компактной и легкой конструкции, летательный аппарат может легко переноситься одним человеком, например, в рюкзаке. Кроме того, летные характеристики настолько стабильны, что беспилотные летательные аппараты могут управляться одним человеком после более короткого периода обучения, чем период обучения управлением обычных моделей летательных аппаратов. Медленная взлетная скорость в частности является предпочтительной с точки зрения летных характеристик. Это дает возможность запустить летательный аппарат с руки человека, так что летательный аппарат также готов к взлету в любое время на пересеченной местности. Поэтому, для посадки летательного аппарата не требуется специальное захватывающее устройство.
Изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на примерные варианты осуществления, которые изображены на чертежах. Кроме того, усовершенствования, преимущества и возможности применения изобретения также приведены из нижеследующего описания примерного варианта осуществления и из чертежей. В этом отношении все описанные и/или графически изображенные характеристики в основном образуют объект изобретения по отдельности или в произвольной комбинации, независимо от их обобщения в формуле изобретения или их ссылок на другие пункты формулы изобретения. Содержание формулы изобретения также является частью описания.
Тем не менее специально отмечается, что изобретение никоим образом не ограничено описанными примерами. В приведенных графических материалах:
на фиг.1 изображен схематический вид спереди предлагаемого летательного аппарата,
на фиг.2 изображен схематический частичный вид сбоку в разрезе предлагаемого летательного аппарата по фиг.1, и
на фиг.3 изображен схематический частичный вид сверху в разрезе предлагаемого летательного аппарата по фиг.1 и 2.
На фиг.1 изображен схематический вид спереди предлагаемого летательного аппарата или миниатюрного летательного аппарата 10. Летательный аппарат 10 реализован аксиально-симметрично относительно вертикальной оси 11 и обеспечен двумя винтовыми двигателями 12, 13, которые соответственно содержат пропеллер 14. В показанном примерном варианте осуществления пропеллеры 14 окружены ограждением 15 пропеллера в области внешней окружности пропеллеров 14. В этом случае одно ограждение 15 пропеллера обеспечено для пропеллеров 14 обоих винтовых двигателей 12, 13. Альтернативно, было бы также не лишенным смысла предусмотреть отдельные элементы ограждения пропеллера для пропеллеров 14 винтовых двигателей 12, 13, при этом эти элементы ограждения пропеллера могут быть соединены друг с другом с целью стабилизации конструкции.
Закрытое крыло 16 расположено за ограждением 15 пропеллера на виде спереди в соответствии с фиг.1 или направлено в заданном направлении полета летательного аппарата 10 соответственно. В показанном примерном варианте осуществления, крыло 16 реализовано в виде кольцевого крыла 16. Летательный аппарат 10 реализован без дополнительного фюзеляжа. Крыло 16 имеет верхнюю несущую поверхность 17, которая расположена над нижней несущей поверхностью 18. Высота крыла 16 меньше, чем высота ограждения 15 пропеллера. В показанном примерном варианте осуществления, высота крыла 16 составляет приблизительно на 1/3 меньше, чем высота ограждения 15 пропеллера. В дополнение, крыло 16 смещено вниз относительно ограждения 15 пропеллера по сравнению с симметричным расположением. Тем не менее в этом случае крыло 16 не выступает за окружность ограждения 15 пропеллера, а остается в пределах этой окружности.
Винтовые двигатели 12, 13 установлены на нижней стороне 19 верхней несущей поверхности 17 на расстоянии друг от друга, и аксиально-симметрично относительно вертикальной оси 11. Кроме того, весовой элемент 20 расположен по центру на нижней стороне 19. В показанном примерном варианте осуществления весовой элемент 20 установлен на нижней стороне 19 посредством шарнирного соединения 21. В этом случае шарнирное соединение 21 позволяет поворачивать весовой элемент 20 относительно поперечной оси 22.
На фиг.2 изображен схематический частичный вид сбоку в разрезе предлагаемого летательного аппарата 10 в соответствии с фиг.1. В показанном примерном варианте осуществления весовой элемент 20 выступает вперед за пределы ограждения 15 пропеллера в заданном направлении полета в этом варианте осуществления. Боковая поверхность 27 соответственно расположена на концах несущей поверхности, которые обращены в сторону друг от друга и проходят по всей хорде верхней и нижней несущих поверхностей 17, 18.
Схематически изображенные средства 23 управления расположены в примерном виде на боковой поверхности 27 крыла 15. В этом случае средства управления 23 реализованы в виде антенны 23, которая встроена в крыло 15 и служит для приема сигналов управления для дистанционного управления беспилотными летательными аппаратами 10.
На фиг.3 изображен схематический частичный вид сверху в разрезе предлагаемого летательного аппарата 10 в соответствии с фиг.1 и 2. Изображенные схематически средства энергоснабжения расположены в примерном виде на верхней несущей поверхности 17. В показанном примерном варианте средства энергоснабжения реализованы в форме солнечного модуля.
Летательный аппарат 10 реализован аксиально-симметрично относительно продольной оси 25. Кроме того, верхняя несущая поверхность 17 имеет секцию 26, которая реализована аксиально-симметрично относительно продольной оси 25. Секция 26 по существу реализована в виде V-формы и сужается в направлении весового элемента 20. Наименьшая ширина секции 26 соответствует ширине весового элемента 20 с тем, чтобы весовой элемент 20 мог выступать за пределы верхней несущей поверхности 17, когда весовой элемент 20 поворачивается вокруг поперечной оси 22. В примерном варианте осуществления, нижняя несущая поверхность 18 также имеет не показаную секцию 26 с тем, чтобы весовой элемент 20 выступал за пределы нижней несущей поверхности 18, когда весовой элемент 20 поворачивается вокруг поперечной оси 22.
Функции летательного аппарата 10 поясняются ниже со ссылкой на фиг.1-3.
Например, в случае когда беспилотный летательный аппарат 10 применяют в качестве разведывательного дрона, летательный аппарат оснащают соответствующими средствами мониторинга. Эти средства мониторинга могут быть неотъемлемыми компонентами весового элемента 20. Энергию, необходимую для работы средств мониторинга, а также для управления летательным аппаратом 10, обеспечивают аккумуляторами и/или одним или более средствами 24 энергоснабжения.
Летательный аппарат 10 имеет такие размеры и такой вес, что миниатюрный летательный аппарат 10 может транспортироваться одним человеком, например, в рюкзаке. Летательный аппарат 10 управляется с помощью дистанционного управления, которое может осуществляться одним человеком. Сигналы дистанционного управления обнаруживаются средствами 23 управления и пересылаются.
В этом случае управление осуществляется таким образом, что летательный аппарат 10 поворачивается вокруг продольной оси 25 и/или вертикальной оси 11 посредством управления винтовыми двигателями 12, 13 с разными скоростями вращения. За счет различных скоростей вращения винтовых двигателей 12, 13, эти винтовые двигатели генерируют разную движущую силу, так что летательный аппарат 10 поворачивается вокруг своей продольной оси 25 и/или его вертикальной оси 11. Таким образом можно управлять направлением полета летательного аппарата 10.
Весовой элемент 20 поворачивается вокруг поперечной оси 22 летательного аппарата 10 для того, чтобы контролировать высоту полета летательного аппарата 10. Это приводит к смещению центра тяжести летательного аппарата 10, и летательный аппарат 10 принимает восходящее или нисходящее положение в зависимости от направления поворота.
Следовательно, для управления летательным аппаратом 10 поверхности управления не требуются, таким образом, летательный аппарат 10 является, в частности, надежным и обладает высокой степенью готовности на земле. Кроме того, необходимость в обеспечении хвостовой балки отсутствует, что приводит к обеспечению компактной конструкции.
Пропеллеры 14, которые расположены перед или, согласно альтернативному варианту, за несущими поверхностями 17, 18, уже проводят воздух над несущими поверхностями 17, 18 с высокой скоростью в неподвижном состоянии. Это приводит к очень медленной взлетной скорости, такой что летательные аппараты 10 соответственно способны взлетать с земли или из рук человека.
Перечень позиций
10 Летательный аппарат или миниатюрный летательный аппарат
11 Вертикальная ось
12 Винтовой двигатель
13 Винтовой двигатель
14 Пропеллер
15 Ограждение пропеллера
16 Крыло
17 Верхняя несущая поверхность
18 Нижняя несущая поверхность
19 Нижняя сторона
20 Весовой элемент
21 Шарнирное соединение
22 Поперечная ось
23 Средства управления
24 Средства энергоснабжения
25 Продольная ось
26 Секция
27 Боковая поверхность.

Claims (11)

1. Миниатюрный летательный аппарат с дистанционным управлением, содержащий по меньшей мере одну несущую поверхность (17), по меньшей мере одну пару винтовых двигателей (12, 13) и весовой элемент (20), положение которого может быть изменено в продольном направлении миниатюрного летательного аппарата (10) для того, чтобы изменить центр тяжести миниатюрного летательного аппарата (10), при этом несущая поверхность (17) расположена над плоскостью, определенной осями вращения винтовых двигателей (12, 13), с целью создания подъемной силы, отличающийся тем, что несущая поверхность (17) выполнена в виде верхней несущей поверхности (17), которая расположена над нижней несущей поверхностью (18), при этом миниатюрный летательный аппарат выполнен в форме летающего крыла, и при этом положение в полете в отношении продольной оси (25) и/или вертикальной оси (11) летательного аппарата (10) можно регулировать с помощью разницы между движущими силами, предпочтительно между скоростями вращения винтовых двигателей (12, 13).
2. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхняя несущая поверхность (17) и нижняя несущая поверхность (18) объединены в одно замкнутое крыло (16) для того, чтобы выполнить миниатюрный летательный аппарат (10) без фюзеляжа.
3. Миниатюрный летательный аппарат по п.2, отличающийся тем, что закрытое крыло (16) выполнено в форме кольцевого крыла или коробчатого крыла.
4. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхняя несущая поверхность (17), нижняя несущая поверхность (18) и/или крыло (16) выполнены жесткими, пленочными или надувными.
5. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что пропеллеры (14) пары винтовых двигателей (12, 13) расположены спереди или сзади двух несущих поверхностей (17, 18) в отношении указанного продольного направления летательного аппарата (10) для того, чтобы создавать поток воздуха над верхней несущей поверхностью (17) и/или нижней несущей поверхностью (18).
6. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхняя несущая поверхность (17) и/или нижняя несущая поверхность (18) расположена(ы) между осью вращения винтовых двигателей (12, 13) и максимальным размахом крыла пропеллеров (14), и/или при этом пара винтовых двигателей (12, 13) расположена между верхней несущей поверхностью (17) и нижней несущей поверхностью (18).
7. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что пропеллеры (14) винтовых двигателей (12, 13) по меньшей мере частично закрыты по меньшей мере одним ограждением (15) пропеллера в области окружности пропеллера.
8. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что весовой элемент (20) расположен по центру на несущей поверхности (17), в частности, между винтовыми двигателями (12, 13), при этом весовой элемент (20) предпочтительно соединен с верхней несущей поверхностью (17) под верхней несущей поверхностью (17) так, что он обладает возможностью поворота относительно поперечной оси (22).
9. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что управление миниатюрным летательным аппаратом (10) осуществляется в частности с помощью пульта дистанционного управления, при этом положение в полете в отношении поперечной оси (22) можно регулировать с помощью смещения весового элемента (20).
10. Миниатюрный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что средства (23) управления и/или средства (24) энергоснабжения встроены и/или впечатаны в несущую поверхность (17, 18) и/или крыло (16).
11. Применение миниатюрного летательного аппарата (10) по одному из предыдущих пунктов в качестве дистанционно управляемого разведывательного дрона, при этом средства мониторинга предпочтительно расположены на разведывательном дроне.
RU2013141179/11A 2011-02-11 2012-02-08 Летательный аппарат RU2548444C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011000651.6 2011-02-11
DE102011000651A DE102011000651A1 (de) 2011-02-11 2011-02-11 Flugkörper
PCT/DE2012/100026 WO2012107034A1 (de) 2011-02-11 2012-02-08 Flugkörper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013141179A RU2013141179A (ru) 2015-03-20
RU2548444C2 true RU2548444C2 (ru) 2015-04-20

Family

ID=45976008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013141179/11A RU2548444C2 (ru) 2011-02-11 2012-02-08 Летательный аппарат

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10604237B2 (ru)
EP (1) EP2673192B1 (ru)
CN (1) CN103347782B (ru)
AU (1) AU2012213994B2 (ru)
CA (1) CA2827210C (ru)
DE (1) DE102011000651A1 (ru)
DK (1) DK2673192T3 (ru)
ES (1) ES2582084T3 (ru)
IL (1) IL227844A (ru)
PL (1) PL2673192T3 (ru)
PT (1) PT2673192T (ru)
RU (1) RU2548444C2 (ru)
WO (1) WO2012107034A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623753C1 (ru) * 2016-02-19 2017-06-29 Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Способ формирования габаритно-массового макета беспилотного летательного аппарата
RU2796596C1 (ru) * 2022-09-12 2023-05-26 Акционерное общество "ГАРУДА АЭРО" (АО "ГАРУДА АЭРО") Способ управления по крену или тангажу при транспортировке легким и сверхлегким летательным аппаратом расходуемой по весу нагрузки (варианты) и легкий или сверхлегкий летательный аппарат с устройством управления по крену или тангажу при транспортировке расходуемой по весу нагрузки (варианты)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3005633B1 (fr) * 2013-05-15 2015-05-29 Ridengineering Drone haute altitude
EP3145735B1 (en) * 2014-05-21 2020-03-25 Rutgers, the State University of New Jersey Unmanned air and underwater vehicle
CN105644773A (zh) * 2014-11-15 2016-06-08 徐文进 钨合金飞机配重平衡块及其制造工艺
CN104802983A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 佛山市神风航空科技有限公司 一种旋转动面翼升力生成装置
US10464668B2 (en) * 2015-09-02 2019-11-05 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
US10556680B2 (en) 2016-05-13 2020-02-11 Bell Helicopter Textron Inc. Distributed propulsion system
RU2648491C1 (ru) * 2016-12-12 2018-03-26 Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки (варианты)
US11130568B2 (en) * 2018-11-08 2021-09-28 Textron Innovations Inc. Autonomous thrust vectoring ring wing pod
DE102019121598A1 (de) * 2019-08-09 2021-02-11 Andreas Hettich Gmbh & Co. Kg Zentrifuge
US11106221B1 (en) 2019-11-25 2021-08-31 Kitty Hawk Corporation Multicopter with self-adjusting rotors
US11535366B2 (en) * 2020-03-25 2022-12-27 Aurora Flight Sciences Corporation, a subsidiary of The Boeing Company Shifting a center of gravity of an aircraft
US10926654B1 (en) 2020-03-31 2021-02-23 Kitty Hawk Corporation Electric vertical take-off and landing vehicle with wind turbine
DE102020002267A1 (de) 2020-04-11 2021-10-14 Georg Emanuel Koppenwallner Carrierdrohne oder Schleppdrohne
WO2022060770A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 MightyFly Inc. Detect and avoid system and method for aerial vehicles
RU2760832C1 (ru) * 2021-04-07 2021-11-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Беспилотный летательный аппарат
CN113232835B (zh) * 2021-06-16 2023-12-01 义乌市农业开发有限公司 一种多功能农药喷洒无人机设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5020740A (en) * 1990-03-28 1991-06-04 Thomas Hugh O Pitch control trimming system for canard design aircraft
DE29502677U1 (de) * 1995-02-10 1995-05-11 Krakow Andree Dipl Ing Kompaktflugzeug
WO2008007147A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Hoverwing Limited Aircraft
WO2009069109A2 (en) * 2007-11-14 2009-06-04 Vestal Ltd Wing and a multiple propeller aircraft

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1853233A (en) * 1930-03-04 1932-04-12 Wing Aeronautical Corp Stabilizing device for airships
US1943774A (en) * 1930-08-19 1934-01-16 Harold E Shaw Airplane
US1939682A (en) * 1931-10-31 1933-12-19 Robert W Fleming Aircraft
US2275094A (en) * 1940-04-30 1942-03-03 Paul K Guillow Toy biplane
US2879957A (en) * 1954-08-02 1959-03-31 Collins Radio Co Fluid sustained aircraft
US2910254A (en) * 1955-07-27 1959-10-27 Razak Charles Kenneth Boundary layer control apparatus relating to aircraft
US3017139A (en) * 1959-02-02 1962-01-16 Binder Wilhelm Ring airfoil aircraft
US4345401A (en) * 1979-06-13 1982-08-24 Brzack Jeffrey A Glider
DE8714893U1 (ru) * 1987-11-09 1988-01-14 Schulz, Dieter, 5300 Bonn, De
US5332177A (en) * 1993-09-09 1994-07-26 Boyle Jr James J Aircraft
GB0006420D0 (en) * 2000-03-16 2000-12-20 British Aerospace Flight control system for an aircraft
US20030129917A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Tze-Ming Lou Toy Glider
US7100867B2 (en) * 2004-02-09 2006-09-05 Houck Ii Ronald G Lifting foil
JP4026632B2 (ja) 2004-08-12 2007-12-26 セイコーエプソン株式会社 小型飛行体
GB0707512D0 (en) * 2007-04-18 2007-05-30 Go Science Ltd Annular airborne vehicle
US7770839B2 (en) * 2007-12-18 2010-08-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Flight machinery
WO2009095696A2 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Ashley Christopher Bryant Flying-wing aircraft
US7988088B2 (en) * 2008-06-05 2011-08-02 Konstantinovskiy Alexandr Tubular air transport vehicle
US20100051755A1 (en) 2008-08-26 2010-03-04 DarkStar LLC Tail-less boxed biplane air vehicle
US8246414B2 (en) * 2009-06-25 2012-08-21 Top Notch Toys Ltd. Co. Air shifter toy model
FI126015B (fi) * 2011-03-21 2016-05-31 Flynano Ltd Oy Lentolaite
FR3049575B1 (fr) * 2016-03-31 2019-08-16 Arianegroup Sas Dispositif propulsif a portance active

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5020740A (en) * 1990-03-28 1991-06-04 Thomas Hugh O Pitch control trimming system for canard design aircraft
DE29502677U1 (de) * 1995-02-10 1995-05-11 Krakow Andree Dipl Ing Kompaktflugzeug
WO2008007147A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Hoverwing Limited Aircraft
WO2009069109A2 (en) * 2007-11-14 2009-06-04 Vestal Ltd Wing and a multiple propeller aircraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 2006231675 A1, фиг.1-7. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623753C1 (ru) * 2016-02-19 2017-06-29 Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Способ формирования габаритно-массового макета беспилотного летательного аппарата
RU2796596C1 (ru) * 2022-09-12 2023-05-26 Акционерное общество "ГАРУДА АЭРО" (АО "ГАРУДА АЭРО") Способ управления по крену или тангажу при транспортировке легким и сверхлегким летательным аппаратом расходуемой по весу нагрузки (варианты) и легкий или сверхлегкий летательный аппарат с устройством управления по крену или тангажу при транспортировке расходуемой по весу нагрузки (варианты)
RU2816404C1 (ru) * 2023-04-03 2024-03-28 Дмитрий Сергеевич Дуров Авиакомплекс боевой с беспилотным летательным аппаратом

Also Published As

Publication number Publication date
EP2673192B1 (de) 2016-06-01
DE102011000651A1 (de) 2012-08-16
CN103347782A (zh) 2013-10-09
IL227844A (en) 2017-02-28
CN103347782B (zh) 2016-01-06
CA2827210C (en) 2017-06-13
EP2673192A1 (de) 2013-12-18
RU2013141179A (ru) 2015-03-20
AU2012213994A1 (en) 2013-08-22
PT2673192T (pt) 2016-07-18
ES2582084T3 (es) 2016-09-09
US10604237B2 (en) 2020-03-31
PL2673192T3 (pl) 2016-10-31
US20190193839A1 (en) 2019-06-27
CA2827210A1 (en) 2012-08-16
IL227844A0 (en) 2013-09-30
WO2012107034A1 (de) 2012-08-16
AU2012213994B2 (en) 2016-01-07
DK2673192T3 (en) 2016-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2548444C2 (ru) Летательный аппарат
US11034442B2 (en) Universal vehicle with improved stability for safe operation in air, water and terrain environments
US8322650B2 (en) Aircraft
EP3206949B1 (en) Flying apparatus
US10144509B2 (en) High performance VTOL aircraft
US9878257B2 (en) Aerial vehicles and methods of use
US9145207B2 (en) Remotely controlled micro/nanoscale aerial vehicle comprising a system for traveling on the ground, vertical takeoff, and landing
US20150136897A1 (en) Aircraft, preferably unmanned
US8979016B2 (en) Methods and apparatus for vertical short takeoff and landing
US10287011B2 (en) Air vehicle
US8141819B2 (en) Modular aircraft with removable spar
JPH08509930A (ja) ダクト付きカウンタ回転同軸ロータを有する無人飛行体の空力的補助構造体
JP2016526508A (ja) ハイブリッドvtol機
EP3261924A1 (en) Solar powered aircraft with a variable geometry wing and telecommunications networks utilizing such aircraft
RU2688506C1 (ru) Трансформируемый беспилотный летательный аппарат
US20220324561A1 (en) Aerial vehicle for carrying a payload
RU2793711C1 (ru) Мобильная беспилотная система для воздушного наблюдения и разведки
RU2763896C1 (ru) Многоцелевой беспилотный летательный аппарат
RU41295U1 (ru) Разведывательный беспилотный летательный аппарат
Vashi et al. Concept design of a disaster response unmanned aerial vehicle for India
CA3114388A1 (en) Aerial vehicle for carrying a payload
Lorenz Spinning Aircraft and Nonspinning Disc Aircraft