RU2642210C1 - Aeronautic craft - Google Patents

Aeronautic craft Download PDF

Info

Publication number
RU2642210C1
RU2642210C1 RU2016150627A RU2016150627A RU2642210C1 RU 2642210 C1 RU2642210 C1 RU 2642210C1 RU 2016150627 A RU2016150627 A RU 2016150627A RU 2016150627 A RU2016150627 A RU 2016150627A RU 2642210 C1 RU2642210 C1 RU 2642210C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas chambers
gas
supporting frame
volume
suspended
Prior art date
Application number
RU2016150627A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Перфилов
Original Assignee
Александр Александрович Перфилов
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 Александр Александрович Перфилов filed Critical Александр Александрович Перфилов
Priority to RU2016150627A priority Critical patent/RU2642210C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2642210C1 publication Critical patent/RU2642210C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/22Arrangement of cabins or gondolas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24Arrangement of propulsion plant
    • 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

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to flight vehicles. Aeronautical vehicle includes a multi-copter with four electromotors and two turbomotors, supporting frame, gas chambers, solar panel, surveillance, orientation, communication and automatic control systems. Vehicle is made in a rigid ellipsoidal aerodynamic body and consists of a supporting frame with consoles, at the ends of which four electromotors with a variable thrust vector are suspended. On the frame there are two gondolas, consisting of rigid bodies and gas chambers with a constant and variable volume. Under the supporting frame there is a gas cushion, and in the front part of the supporting frame there is a monocrys, below the frame two turboprop engines are suspended. In the rear part of the supporting frame there are stabilization devices consisting of rudders, ailerons and flaps, connected through an automated control system with elements of changing the volume of gas chambers, which increases the stability and controllability of the device as a whole.
EFFECT: invention provides higher strength and stability of controllability of the vehicle.
1 cl, 3 dwg

Description

В России интерес к воздухоплавательным аппаратам особый: стоит задача активного обживания просторов Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера и земель и водных пространств Арктики. Транссибирская железнодорожная магистраль только на юге Сибири, чуть севернее - ничем не доберешься: советская система воздушного транспорта разрушена, машиной не проедешь, лошади давно нет… Воздухоплавательные аппараты, не требующие аэродром, могут способствовать решению данной проблемы.In Russia, there is a special interest in aeronautics: the task is to actively settle in the vast expanses of Siberia, the Far East, the Far North and the lands and waters of the Arctic. The Trans-Siberian railway only in the south of Siberia, just north - you can’t get anything: the Soviet air transport system is destroyed, you can’t drive a car, you haven’t gone for a long time ... Aeronautical vehicles that do not require an airfield can help solve this problem.

Предлагаемое изобретение относится к области воздухоплавательных аппаратов, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Известен воздухоплавательный аппарат (дирижабль), содержащий ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза [2].The present invention relates to the field of aeronautical vehicles, in particular to unmanned aerial vehicles (UAVs). Known aeronautical apparatus (airship) containing a farm, a cigar-shaped shell filled with gas lighter than air, a stabilizer, fastening elements of the shell to the farm, propellers in the form of propellers, a cabin for the crew and cargo [2].

Известно также изобретение [3], в котором технический результат достигается тем, что воздухоплавательный аппарат содержит ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления. Воздухоплавательный аппарат состоит из трех горизонтально расположенных оболочек (центральная имеет стабилизатор), соединенных снизу общей фермой, причем между оболочками расположены и прикреплены к ферме О-образные части, с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями.The invention is also known [3], in which the aeronautical apparatus comprises a truss, a cigar-shaped shell filled with gas lighter than air, a stabilizer, fastening elements of the shell to the truss, propellers in the form of propellers, a cabin for the crew and cargo, berthing facilities . The aeronautical apparatus consists of three horizontally located shells (the central one has a stabilizer) connected from below by a common truss, and O-shaped parts are located and attached to the truss between the shells, with movers mounted on them on the transverse rotary axes.

За базовый вариант летательного устройства можно принять любой из беспилотников (БПЛА), квадрокоптеров или дронов, дополнив его элементами, обладающими новизной. Конструкций дронов в России и мире множество, как военного, так и гражданского предназначения [3, 4, 5]. Мини-БПЛА стремительно обретают популярность в гражданской сфере, где большие БПЛА аэродромного базирования традиционно были недоступны как финансово, так и юридически. За рубежом мини-БПЛА используются для охраны сельхозугодий, картографии, дистанционного химико-физического анализа, контроля всхожести и спелости урожая, химической обработки. Примером этому служат японские БПЛА-вертолеты для фермеров Yamaha RMAX. В России подобная практика только-только начинает внедряться отдельными организациями [6].For the basic version of the flying device, you can take any of the drones (UAVs), quadrocopters or drones, supplementing it with elements of novelty. There are many designs of drones in Russia and in the world, both military and civilian [3, 4, 5]. Mini UAVs are rapidly gaining popularity in the civilian sphere, where large airport-based UAVs have traditionally been unavailable both financially and legally. Abroad, mini-UAVs are used to protect farmland, cartography, remote chemical and physical analysis, control germination and ripeness of crops, and chemical processing. An example of this is the Japanese Yamaha RMAX farmer UAV helicopters. In Russia, this practice is only just beginning to be implemented by individual organizations [6].

В 2012 году компания Parrot завоевала рынок удачным и довольно доступным квадрокоптером AR. Drone, а недавно представила новую модель под названием Bebop Drone (AR. Drone 3.0). Она также предназначена для любительского пилотирования и аэрофотосъемки. Аппарат уже оборудован HD-камерой с продвинутой системой стабилизации и 180-градусным объективом. Также есть и встроенный модуль GPS. Управление может осуществляться со смартфона или планшета через WiFi. Кроме того, в качестве опции доступен дополнительный пульт с удобными органами управления и дальнобойной антенной. Гарнитура виртуальной реальности Oculus Rift также имеет штатную поддержку. Недостатком новинки является слабый аккумулятор на 1200 мА⋅ч. Его хватит всего на 12 минут полета. Для повышения грузоподъемности квадрокоптера большинство его элементов выполняется из легких углепластов, а крыло заполняется гелием. Желательно, чтобы квадрокоптер длительное время парил в воздухе без включения движителей.In 2012, Parrot conquered the market with a successful and fairly affordable AR quadrocopter. Drone, and recently introduced a new model called Bebop Drone (AR. Drone 3.0). It is also intended for amateur piloting and aerial photography. The device is already equipped with an HD camera with an advanced stabilization system and a 180-degree lens. There is also a built-in GPS module. Management can be carried out from a smartphone or tablet via WiFi. In addition, an optional remote control with convenient controls and a long-range antenna is available as an option. The Oculus Rift virtual reality headset also has native support. The disadvantage is the weak 1200 mAh battery. It is enough for only 12 minutes of flight. To increase the carrying capacity of the quadrocopter, most of its elements are made of light carbon fiber, and the wing is filled with helium. It is advisable that the quadrocopter soared for a long time in the air without turning on the propulsors.

В основе любого автоматического управления лежит простая последовательность: измерение, сравнение и парирование возмущающего воздействия. Как правило, в современном профессиональном бортовом комплексе навигации и управления функцию измерения состояния системы выполняет малогабаритная инерциальная интегрированная система (МИНС) [7, 8].The basis of any automatic control is a simple sequence: measuring, comparing and counteracting the disturbing effect. As a rule, in a modern professional airborne navigation and control system, the function of measuring the state of the system is performed by a small-sized inertial integrated system (MINS) [7, 8].

Имея в своем составе триады инерциальных датчиков (микромеханических гироскопов и акселерометоров), а также барометрический высотомер и трехосный магнитометр и комплексируя данные этих датчиков с данными приемника GPS, система вырабатывает полное навигационное решение по координатам и углам ориентации.Having in its composition triads of inertial sensors (micromechanical gyroscopes and accelerometers), as well as a barometric altimeter and a triaxial magnetometer and combining the data of these sensors with the data of the GPS receiver, the system produces a complete navigation solution for the coordinates and orientation angles.

Типовая структурная схема автопилота включает: магнитный компас, барометрический датчик скорости, барометрический датчик высоты, ультразвуковой датчик высоты (для взлетов посадок), система спутниковой навигации, гировертикаль, пиродатчик горизонта, исполнительные механизмы и радарные устройства, отслеживающие воздушную ситуацию по пути следования.A typical structural diagram of an autopilot includes: a magnetic compass, a barometric speed sensor, a barometric altitude sensor, an ultrasonic altitude sensor (for take-off landings), a satellite navigation system, a gyro-vertical, a horizontal piezo sensor, actuators and radar devices that track the air situation along the route.

Для обеспечения поставленных задач, а также определения координат исследуемых участков местности АСУ мультикоптера должна содержать в своем составе: Устройства получения видовой информации, Спутниковую навигационную систему, Устройства радиолинии видовой и телеметрической информации, Устройства командно-навигационной радиолинии с антенно-фидерным устройством, Устройство обмена командной информацией, Устройство информационного обмена, Бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), Устройство хранения видовой информации. Для обеспечения связи на значительные расстояния и повышения помехозащищенности за счет пространственной селекции в комплексах управления БПЛА широко используются остронаправленные антенные системы (АС) как на ПУ, так и на БЛА. Система управления остронаправленной АС включает в себя: Собственно остронаправленную АС, радиотехнические параметры которой выбираются, исходя из требований обеспечения необходимой дальности связи по радиолинии, Сервопривод АС, обеспечивающий пространственную ориентацию ДН АС в направлении ожидаемого появления излучения объекта связи, Систему автоматического сопровождения по направлению (АСН), обеспечивающую устойчивое автосопровождение объекта связи в зоне уверенного захвата пеленгационной характеристики системы АСН, Радиоприемное устройство, обеспечивающее формирование сигнала «Связь», свидетельствующего о приеме информации с заданным качеством, Систему управления антенной системой, обеспечивающую анализ текущего состояния системы управления АС, формирование сигналов управления сервоприводом для обеспечения пространственной ориентации АС в соответствии с полетным заданием и алгоритмом пространственного сканирования. Таким образом, наиболее важной составляющей беспилотного авиационного комплекса является система управления и связи.To ensure the tasks, as well as determine the coordinates of the studied areas of the terrain, the multicopter ACS should include: Viewer information devices, Satellite navigation system, Viewer and telemetry information radio line devices, Command and navigation radio line devices with antenna-feeder device, Command exchange device information, Information exchange device, On-board digital computer (BTsVM), Type information storage device. To ensure communication over long distances and to increase noise immunity due to spatial selection, UAV control systems use highly directional antenna systems (AS) on both launchers and UAVs. The control system of a highly directional AS includes: A strictly directional AS, the radio technical parameters of which are selected based on the requirements to ensure the necessary communication range along the radio line, A servo drive providing spatial orientation of the AU’s direction in the direction of the expected occurrence of radiation from the communication object, Automatic direction tracking system (ASN ), providing stable auto-tracking of the communication object in the zone of confident capture of the direction-finding characteristic of the ASN, Radio a removable device that provides the formation of a “Communication” signal, which indicates the reception of information with a given quality, an antenna control system that provides an analysis of the current state of the AS control system, the formation of servo control signals to ensure the spatial orientation of the speakers in accordance with the flight mission and spatial scanning algorithm. Thus, the most important component of an unmanned aircraft complex is the control and communication system.

В настоящее время беспилотники выполняют научные задачи или используются в разведывательных целях. Полезную нагрузку кроме управляющей и наблюдательной аппаратуры они не несут.Currently, drones perform scientific tasks or are used for reconnaissance purposes. They do not carry a payload other than control and monitoring equipment.

Известно изобретение (http://www.findpatent.ru/patent/258/2581971.html © FindPatent.ru - патентный поиск, 2012-2016), которое относится к области воздухоплавательных аппаратов. Воздухоплавательный аппарат включает восьмиугольную ферму с электродвижителями по концам, системы наблюдения, ориентации, связи и автоматического управления. В центре восьмиугольной фермы расположена пневматическая полимерная труба, состоящая из герметично изолированных секций, армированных полимерными обручами и скрепленных между собой замковыми соединениями, поддерживаемая в вертикальном положении с помощью автоматических натяжных устройств. При заполнении легким газом полимерная труба создает подъемную силу, компенсирующую вес груза, подвешиваемого к ферме. Изобретение направлено на создание летательного аппарата, хорошо ориентирующегося в пространстве; принято в качестве прототипа.The invention is known (http://www.findpatent.ru/patent/258/2581971.html © FindPatent.ru - Patent Search, 2012-2016), which relates to the field of aeronautics. The aeronautical apparatus includes an octagonal truss with electric motors at the ends, monitoring, orientation, communication and automatic control systems. In the center of the octagonal truss there is a pneumatic polymer pipe consisting of hermetically insulated sections reinforced with polymer hoops and fastened together by lock joints, supported in an upright position by means of automatic tensioning devices. When filled with light gas, the polymer pipe creates a lifting force that compensates for the weight of the load suspended from the farm. The invention is aimed at creating an aircraft that is well oriented in space; taken as a prototype.

Недостатком данного изобретения можно назвать следующее:The disadvantage of this invention can be called the following:

«Мягкая» оболочка секций полимерной трубы и большое лобовое сопротивление ветру уменьшают возможности воздухоплавательного аппарата для вертикального маневра.The “soft” shell of the sections of the polymer pipe and the large frontal resistance to the wind reduce the capabilities of the aeronautical apparatus for vertical maneuver.

Аппарат в соответствии с физическими принципами должен иметь форму, близкую к форме эллипсоида (дискообразную или сигарообразную), причем сигарообразная форма целесообразна в основном для аппарата очень большой грузоподъемности, а дискообразная - для аппарата с высокой маневренностью. Условия Крайнего Севера России, когда лето длится 1.5-2 месяца, требуют быстрой доставки груза, поэтому воздухоплавательный аппарат должен обладать большой грузоподъемностью и высокой скоростью.The device in accordance with physical principles should have a shape close to the shape of an ellipsoid (disk-shaped or cigar-shaped), moreover, the cigar-shaped form is suitable mainly for a device with a very high carrying capacity, and disk-shaped - for a device with high maneuverability. The conditions of the Far North of Russia, when the summer lasts 1.5-2 months, require fast delivery of cargo, therefore, the aeronautical apparatus must have a large carrying capacity and high speed.

Целью предлагаемого изобретения является создание воздухоплавательного аппарата обладающего высокой маневренностью, устойчивостью к боковому давлению ветров и способного нести значительный полезный груз с высокой скоростью.The aim of the invention is the creation of an aeronautical device with high maneuverability, resistance to lateral wind pressure and capable of carrying significant payload at high speed.

Предлагается конструкция гибридного воздухоплавательного аппарата.A hybrid aeronautical apparatus design is proposed.

На фиг. 1 представлен вид на воздухоплавательный аппарат сбоку с разрезом, на фиг. 2 - тот же аппарат с видом спереди (фас) с разрезом, на фиг. 3 - вид сверху в аксонометрии.In FIG. 1 shows a side view of the aeronautical apparatus in a section, in FIG. 2 - the same apparatus with a front view (face) with a section, in FIG. 3 is a top view in a perspective view.

Воздухоплавательный аппарат состоит:The aeronautical apparatus consists of:

1 - панель солнечной батареи, 2 - гондола, 3 - топливный бак, 4 - несущая ферма с консолью 5, 6 - электродвижитель с изменяемым вектором тяги, 7 - газовая подушка, 8 - шасси с захватами 9 и пневмоамортизатором 10, 11 - груз, 12 - пневмодомкрат, 13 - сильфон газовой камеры изменяемого давления, 14 - газовая камера постоянного объема, 16 - газовый баллон высокого давления, 17 - устройства стабилизации, 18 - монокрыло, 19 оптекатель, 20 - турбовинтовой двигатель.1 - a solar panel, 2 - a nacelle, 3 - a fuel tank, 4 - a truss with a console 5, 6 - an electric motor with a variable thrust vector, 7 - a gas cushion, 8 - a chassis with grips 9 and a pneumatic shock absorber 10, 11 - cargo, 12 - a pneumatic jack, 13 - a bellows of a gas chamber of variable pressure, 14 - a gas chamber of constant volume, 16 - a gas cylinder of high pressure, 17 - stabilization devices, 18 - a mono-wing, 19 optics, 20 - a turboprop engine.

Предполагается, что мультикоптер будет использован в основном при подъеме и посадке воздухоплавательного аппарата, при полете в режиме автопилота включаются два маршевых турбовинтовых двигателя и доводят скорость полета до максимально возможного уровня, при этом некоторые электродвижители должны быть использованы для стабилизации груза в пространстве, а другие могут быть использованы как ветряки для накопления электроэнергии.It is assumed that the multicopter will be used mainly when lifting and landing the aircraft, when flying in autopilot mode, two marching turboprop engines are turned on and bring the flight speed to the maximum possible level, while some electric motors should be used to stabilize the cargo in space, while others may be used as windmills for energy storage.

За основу принят мультикоптер с четырьмя электродвижителями с изменяемым вектором тяги. Корпус солнечной батареи выполнен в виде эллипсоида и заполнен газом, может поворачиваться к солнцу.The basis is a multicopter with four electric motors with a variable thrust vector. The case of the solar battery is made in the form of an ellipsoid and is filled with gas; it can turn towards the sun.

В качестве рабочего газа принят гелий. Корпуса всех устройств выполняются из ультралегкого и прочного кевлара. Эластичные секции газовых камер выполняются из высокопрочной резины или эластомеров, т.е. природных или синтетических каучуков. Каучук обладает способностью обратимо растягиваться до 900%.Helium was used as the working gas. Cases of all devices are made of ultra-light and durable Kevlar. The elastic sections of the gas chambers are made of high-strength rubber or elastomers, i.e. natural or synthetic rubbers. Rubber has the ability to stretch reversibly up to 900%.

Вес полезного груза значительно компенсируется подъемной силой емкостями с гелием: газовой подушкой, газовыми камерами и корпусом солнечной батареи, заполненной газом, а также динамической подъемной силой монокрыла.The weight of the payload is significantly compensated by the lifting force of the helium tanks: gas cushion, gas chambers and the body of the solar battery filled with gas, as well as the dynamic lifting force of the single wing.

Маневренность воздухоплавательного аппарата улучшается за счет изменения объема газовых камер путем их сжимания пневмодомратами и конечно тягой электродвижителей и турбодвигателей, а также системой стабилизации аппарата, состоящей из рулей, элеронов и закрылок, в значительной мере свободных от поднятия грузов.The aeronautical maneuverability is improved by changing the volume of the gas chambers by compressing them with pneumatic dampers and, of course, by the thrust of electric motors and turbo engines, as well as the stabilization system of the apparatus, consisting of rudders, ailerons and flaps, which are largely free from lifting loads.

Устойчивость к боковому давлению ветров повышается путем улучшения аэродинамической формы аппарата, жесткого корпуса гондол и уменьшения высоты газовых камер.Resistance to lateral wind pressure is increased by improving the aerodynamic shape of the apparatus, the rigid body of the nacelles and reducing the height of the gas chambers.

Воздушная подушка, расположенная под несущей рамой мультикоптера, при «жесткой посадке» может служить амортизирующим элементом и защитить дорогостоящую аппаратуру автоматического управления от поломки.An air cushion located under the multicopter support frame, during a “hard landing”, can serve as a shock-absorbing element and protect expensive automatic control equipment from breakage.

Для повышения сохранности дорогого и текучего гелия, все корпуса газовых емкостей изнутри покрыты эластичной пленкой, нанесенной путем напыления.To increase the safety of expensive and flowing helium, all the bodies of gas tanks inside are covered with an elastic film deposited by spraying.

Основным отличием воздухоплавательного аппарата, который включает мультикоптер с четырьмя электродвижителями и двумя турбодвигателями, несущую ферму, газовые камеры, панель солнечной батареи, системы наблюдения, ориентации, связи и автоматического управления, является то, что аппарат выполнен в жестком аэродинамическом корпусе эллипсоидной формы и состоит из несущей фермы с консолями, по концам которых подвешены четыре электродвижителя с изменяемым вектором тяги, на ферме находятся две гондолы, состоящие из жестких корпусов и газовых камер с постоянным и переменным объемом, под несущей фермой находится газовая подушка, а в передней части несущей фермы находится монокрыло, снизу которой подвешены два турбовинтовых двигателя, в задней части несущей фермы расположены устройства стабилизации, состоящие из рулей, элеронов и закрылок, связанных посредством автоматизированной системы управления с элементами изменения объема газовых камер, что повышает устойчивость и управляемость аппарата в целом.The main difference between the aeronautical apparatus, which includes a multicopter with four electric motors and two turbo engines, a truss, gas chambers, a solar panel, a monitoring system, orientation, communication and automatic control, is that the device is made in a rigid aerodynamic case of ellipsoid shape and consists of carrier farm with consoles, at the ends of which four electric motors with a variable thrust vector are suspended, on the farm are two gondolas consisting of rigid bodies and gas chambers with constant and variable volume, there is a gas cushion under the carrier truss, and in the front of the carrier truss there is a mono-wing, below which two turboprop engines are suspended, in the rear of the carrier truss there are stabilization devices consisting of rudders, ailerons and flaps connected by an automated control systems with elements for changing the volume of gas chambers, which increases the stability and controllability of the apparatus as a whole.

Другим отличием воздухоплавательного аппарата, включающего две гондолы с газовыми камерами постоянного и переменного объема, является то, что корпуса газовых камер переменного объема представляют собой сильфоны из жесткого металла или полимера, которые способны сжиматься и растягиваться под действием пневмодомкратов.Another difference of the aeronautical apparatus, which includes two nacelles with gas chambers of constant and variable volume, is that the bodies of gas chambers of variable volume are bellows made of hard metal or polymer, which are able to compress and stretch under the influence of pneumatic jacks.

При попутном ветре не все движители могут быть задействованы и некоторые движители могут работать как ветряки - в режиме генератора энергии. В том же режиме их можно использовать при наземном положении мультикоптера при загрузочно-разгрузочных работах. При этом движитель автоматически разворачивается навстречу ветру. Данный беспилотник должен иметь систему видионаблюдения, радар, систему ориентации и сопровождения по «Глонасс», систему связи, систему автоматического управления, а также громоотводную систему. Солнечная панель направляется по ходу солнца сервоприводами. Программное приложение позволяет просматривать пройденный маршрут по GPS-координатам и корректировать дальнейшую работу воздухоплавательного аппарата. Управление мультикоптером и работой всех устройств осуществляет блок АСУ, а так же оператор со смартфона или планшета (не исключено и специальное электронное устройство управления).With a fair wind, not all propulsors can be involved and some propulsors can work like windmills - in the mode of an energy generator. In the same mode, they can be used with the ground quadcopter during loading and unloading. In this case, the mover automatically turns towards the wind. This drone should have a video surveillance system, a radar, a Glonass orientation and tracking system, a communication system, an automatic control system, and a lightning rod system. The solar panel is guided along the sun by servos. The software application allows you to view the route traveled by GPS coordinates and adjust the further operation of the aeronautical apparatus. The multicopter and the operation of all devices are controlled by the ACS unit, as well as the operator from a smartphone or tablet (a special electronic control device is not excluded).

Объемы газовых камер не ограничены ни по высоте, ни по диаметру, их количество тоже не ограничено, а это значит, что и перевозимый груз может быть значительным. Большинство элементов предлагаемого устройства выполняются из легких углепластиков, например пластик ABS или волокна КЛЕВЛАР, которые прочнее стали, но легче ее.The volumes of the gas chambers are not limited either in height or in diameter, their number is also not limited, which means that the transported cargo can be significant. Most of the elements of the proposed device are made of light carbon fiber, such as ABS plastic or KLEVLAR fiber, which are stronger than steel, but lighter than it.

На основе углеродных волокон и углеродной матрицы создают композиционные углеграфитовые материалы, способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000 град. Углепластики очень легки и в то же время прочные материалы [9]. Например, полимер этого класса, названный «Хайпол», обладает следующими параметрами: рабочая температура до 2000 град, химическая инертность к окислительным средам, не горит, в 1.5 раза легче алюминия и весьма прочен [10]. Вызывает интерес последняя разработка российских ученых - полимер ГРАФИН, обладающий особенными и экзотическими свойствами [11]. За эту разработку российские ученые получили Нобелевскую премию в 2010 году. Углеграфитовые трубки могут достигать прочность, в 50 раз превышающую прочность стали.On the basis of carbon fibers and a carbon matrix, composite carbon-graphite materials are created that can withstand temperatures up to 3000 degrees in inert or reducing environments for a long time. CFRPs are very lightweight and at the same time durable materials [9]. For example, a polymer of this class, called “Hypol”, has the following parameters: operating temperature up to 2000 degrees, chemical inertness to oxidizing media, does not burn, is 1.5 times lighter than aluminum and is very durable [10]. Of interest is the latest development of Russian scientists - the graphite polymer, which has special and exotic properties [11]. For this development, Russian scientists received the Nobel Prize in 2010. Carbon-graphite tubes can achieve strength 50 times the strength of steel.

Углеродные тонкие пленки, нанесенные путем напыления на стенки корпусов газовых камер изнутри, предохраняют от утечки газа.Carbon thin films deposited by spraying the walls of the casings of the gas chambers from the inside protect against gas leakage.

При посадке аппарата используются все средства маневрирования воздухоплавательного аппарата: поворот движителей и изменение вектора тяги, изменение объема несущих газовых камер. При экстренной посадке газ из несущих газовых камер выпускается в атмосферу, а газовая подушка служит амортизирующим элементом.When landing the apparatus, all means of maneuvering the aeronautical apparatus are used: rotation of the propulsors and change in the thrust vector, change in the volume of the carrier gas chambers. During an emergency landing, gas from the carrier gas chambers is released into the atmosphere, and the gas cushion serves as a shock-absorbing element.

Предлагаемому беспилотнику не нужны аэродромы, как самолету, не нужны базы дозаправки горючим, как вертолету, не нужны дороги, как фурам. Трудно придумать отказ оборудования, в результате чего груз мог бы быть не доставлен по назначению.The proposed drone does not need airfields like an airplane, it doesn’t need refueling bases like a helicopter, it doesn’t need roads like wagons. It is difficult to come up with equipment failure, as a result of which the goods might not be delivered as intended.

Воздухоплавательный аппарат предназначен для перевозки больших грузов в местах, где нет дорог, посадочных площадок, при плохой видимости, там, где работа традиционных видов транспорта затруднена или невозможна: в условиях тайги, тундры и Крайнего Севера. Воздухоплавательный аппарат может быть использован и в степях Казахстана, и пустыни Средней Азии и Монголии.The aeronautical apparatus is designed to transport large loads in places where there are no roads, landing sites, with poor visibility, where traditional modes of transport are difficult or impossible: in taiga, tundra and the Far North. The aeronautical apparatus can be used both in the steppes of Kazakhstan and in the deserts of Central Asia and Mongolia.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Современные системы очистки газовых выбросов, www.coolreferat.com.1. State-of-the-art gas purification systems, www.coolreferat.com.

2. Патент РФ 2420425.2. RF patent 2420425.

3 - bp-la.ru/primenenie-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov/3 - bp-la.ru/primenenie-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov/

4. А. Каримов, В. Ильин. «Военное обозрение», #46 (268), 2013.4. A. Karimov, V. Ilyin. "Military Review", # 46 (268), 2013.

5. 24gadget.ru/tags/дрон.5.24gadget.ru/tags/dron.

6. Н.С. Сенюшкин. Особенности классификации БПЛА самолетного типа. «Молодой ученый», - 2010, - №11, - с. 65-68.6. N.S. Senyushkin. Features classification aircraft UAV type. "Young scientist", - 2010, - No. 11, - p. 65-68.

7. А. Поскутников. Системы автоматического управления БПЛА. «Молодой ученый», - 2011, - №9, - с. 56-58.7. A. Poskutnikov. UAV automatic control systems. "Young scientist", - 2011, - No. 9, - p. 56-58.

8. В. Слосар. Радиолинии связи с БПЛА: Примеры реализации. Электроника: наука, технология, бизнес. - 2010, - №5 - с. 56050.8. V. Slosar. Radio links with UAVs: Implementation examples. Electronics: science, technology, business. - 2010, - No. 5 - p. 56050.

9. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнисты материалы. M.: Высшая школа, 2004.9. Konkin A.A. Carbon and other heat-resistant fibrous materials. M .: High School, 2004.

10. http:highpol.com.10. http: highpol.com.

11. http:newchemistry.ru11. http: newchemistry.ru

Claims (2)

1. Воздухоплавательный аппарат, включающий мультикоптер с четырьмя электродвижителями и двумя турбодвигателями, несущую ферму, газовые камеры, панель солнечной батареи, системы наблюдения, ориентации, связи и автоматического управления, отличающийся тем, что он выполнен в жестком аэродинамическом корпусе эллипсоидной формы и состоит из несущей фермы с консолями, по концам которых подвешены четыре электродвижителя с изменяемым вектором тяги, на упомянутой ферме находятся две гондолы, состоящие из жестких корпусов и газовых камер с постоянным и переменным объемом, под упомянутой фермой находится газовая подушка, а в передней части упомянутой фермы находится монокрыло, снизу которого подвешены два турбовинтовых двигателя, в задней части упомянутой фермы расположены устройства стабилизации, состоящие из рулей, элеронов и закрылков, связанных посредством автоматизированной системы управления с элементами изменения объема газовых камер, что повышает устойчивость и управляемость аппарата в целом.1. An aeronautical apparatus, including a multicopter with four electric motors and two turbo engines, a supporting truss, gas chambers, a solar panel, monitoring, orientation, communication and automatic control systems, characterized in that it is made in a rigid aerodynamic housing of ellipsoid shape and consists of a carrier trusses with consoles, at the ends of which four electric motors with a variable thrust vector are suspended, on the said truss there are two gondolas consisting of rigid bodies and gas chambers with a post varying volume, under the mentioned farm there is a gas cushion, and in the front of the said farm there is a mono-wing, from the bottom of which two turboprop engines are suspended, at the rear of the said farm are stabilization devices consisting of rudders, ailerons and flaps connected by an automated control system with elements of changing the volume of gas chambers, which increases the stability and controllability of the apparatus as a whole. 2. Воздухоплавательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпуса газовых камер переменного объема представляют собой сильфоны из жесткого металла или полимера, которые способны сжиматься и растягиваться под действием пневмодомкратов.2. The aeronautical apparatus according to claim 1, characterized in that the housing of the gas chambers of variable volume are bellows made of hard metal or polymer, which are able to compress and stretch under the influence of pneumatic jacks.
RU2016150627A 2016-12-22 2016-12-22 Aeronautic craft RU2642210C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150627A RU2642210C1 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Aeronautic craft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150627A RU2642210C1 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Aeronautic craft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2642210C1 true RU2642210C1 (en) 2018-01-24

Family

ID=61023878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150627A RU2642210C1 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Aeronautic craft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642210C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619832A (en) * 2020-07-16 2020-09-04 北京强度环境研究所 Air bag type safety protection device of oil gas bearing system
RU2776085C1 (en) * 2021-10-21 2022-07-13 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Unmanned aerial vehicle for monitoring the surface of the earth

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026003A (en) * 1989-08-28 1991-06-25 Smith William R Lighter-than-air aircraft
RU2196703C2 (en) * 1997-01-04 2003-01-20 Херманн КЮНКЛЕР Flying vehicle with fuselage made in form of aerostatic lifting body, engine plant and method of control of flying vehicle
WO2004000642A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-31 21St Century Airships Inc. Airship and method of operation
US6857601B2 (en) * 2001-07-06 2005-02-22 Seiko Epson Corporation Airship system
US20160307448A1 (en) * 2013-03-24 2016-10-20 Bee Robotics Corporation Hybrid airship-drone farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026003A (en) * 1989-08-28 1991-06-25 Smith William R Lighter-than-air aircraft
RU2196703C2 (en) * 1997-01-04 2003-01-20 Херманн КЮНКЛЕР Flying vehicle with fuselage made in form of aerostatic lifting body, engine plant and method of control of flying vehicle
US6857601B2 (en) * 2001-07-06 2005-02-22 Seiko Epson Corporation Airship system
WO2004000642A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-31 21St Century Airships Inc. Airship and method of operation
US20160307448A1 (en) * 2013-03-24 2016-10-20 Bee Robotics Corporation Hybrid airship-drone farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619832A (en) * 2020-07-16 2020-09-04 北京强度环境研究所 Air bag type safety protection device of oil gas bearing system
RU2776085C1 (en) * 2021-10-21 2022-07-13 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Unmanned aerial vehicle for monitoring the surface of the earth
RU2776085C9 (en) * 2021-10-21 2022-10-20 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Unmanned aerial vehicle for monitoring the surface of the earth

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2581971C1 (en) Aeronautic apparatus
US9187173B2 (en) Towable autogyro having a re-positionable mast
Cai et al. A brief overview on miniature fixed-wing unmanned aerial vehicles
US20130206915A1 (en) Vertical take-off and landing multimodal, multienvironment, gyropendular craft with compensatory propulsion and fluidic gradient collimation
US8498756B1 (en) Movable ground based recovery system for reuseable space flight hardware
US20160214717A1 (en) Combination of unmanned aerial vehicles and the method and system to engage in multiple applications
Corda Introduction to aerospace engineering with a flight test perspective
US20180319476A1 (en) Unmanned ellipsoid multi-rotor airship and respective method of construction
Lee et al. A survey: flight mechanism and mechanical structure of the UAV
RU2609660C1 (en) Air taxi
RU2642210C1 (en) Aeronautic craft
Ambroziak et al. Preliminary uav autopilot integration and in-flight testing
RU2643306C1 (en) Aeronautic apparatus
Ferrell et al. Dynamic flight modeling of a multi-mode flying wing quadrotor aircraft
Noth et al. SKY-SAILOR Design of an autonomous solar powered martian airplane
RU2734559C2 (en) Aerospace electric train
RU2652322C1 (en) Aerostat
RU2659147C1 (en) Aeronautical vehicle
RU2652373C1 (en) Aerostat
Braun et al. The Mars airplane: A credible science platform
Tanaka et al. Development of an autonomous flying robot and its verification via flight control experiment
Sadasivan Design and realization of an unmanned aerial rotorcraft vehicle using pressurized inflatable structure
US20210171177A1 (en) Airborne Platform Vehicle
Harithuddin et al. Lighter-than-air (Lta) unmanned aerial system (Uas) carrier concept for survaillance and disaster management
Ranasinghe et al. Development of gasoline-electric hybrid propulsion surveillance and reconnaissance VTOL UAV