RU2683350C1 - Беспилотный летательный аппарат с тремя узлами крепления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности, к области устройств беспилотных летательных аппаратов - БПЛА, крепящихся на носителях различного типа, в том числе к семейству управляемых БПЛА, крепящихся к пусковым установкам нестационарных носителей с помощью трех узлов крепления. Технический результат – повышение эффективности крепления с тремя узлами крепления в условиях габаритных ограничений при минимизации угловых возмущений в движении БПЛА при старте с пусковой установки. Устройство содержит корпус. На нем размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА. При этом первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА. Размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления. В зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс предусмотрены заданные соотношения размеров с определенным диапазоном относительных размеров в зависимости от положения второго узла крепления относительно центра масс БПЛА. При этом соблюдено условие, что центр масс БПЛА расположен между первым и третьим узлами крепления. 21 ил.

Description

Изобретение относится к области устройств беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), крепящихся на носителях различного типа, в том числе к семейству управляемых БПЛА, крепящихся к пусковым установкам нестационарных носителей с помощью трех узлов крепления.

При разработке БПЛА, в том числе управляемых ракет, одной из основных задач является размещение на пусковой установке в условиях габаритных ограничений, что требует выбора оптимальных вариантов крепления БПЛА, как по количеству узлов крепления, так и по их расположению на корпусе БПЛА.

Из уровня техники [1] известен зенитный ракетный комплекс «Бук» с ракетой 9М38М, которая выполнена с тремя узлами подвески.

Также из уровня техники [2] известна ракета малой дальности Р-73, выбранная в качестве прототипа, которая также выполнена с тремя узлами крепления, расположенными в развале между двумя верхними к онсолями крыла.

К недостаткам аналога и прототипа следует отнести затруднительность использования при необходимости крепления БПЛА к носителю в условиях габаритных ограничений в связи с риском угловых возмущений при старте с пусковой установки движущегося носителя БПЛА.

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка БПЛА с тремя узлами крепления, обеспечивающего возможность применения в условиях габаритных ограничений, минимизацию при старте с пусковой установки угловых возмущений движущегося БПЛА.

Техническая проблема решена за счет того, что БПЛА содержит корпус, на котором размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА, причем первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:

при совпадении второго узла крепления с центром масс и при расположении второго узла крепления за центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

при расположении второго узла крепления перед центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

где:

- относительное расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления;

- относительное расстояние от второго узла крепления до первого;

- относительное расстояние от второго узла крепления до третьего;

L - длина БПЛА,

х₂ - расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления,

х₁ - расстояние от второго узла крепления до первого,

х₃ - расстояние от второго узла крепления до третьего,

х_цм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс х_цм.

БПЛА с заявленным соотношением размеров решает задачу размещения на пусковой установке в условиях жестких габаритных ограничений. Оптимальный диапазон параметров найден по результатам многочисленных исследований БПЛА различной геометрии.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид БПЛА без консолей крыла и рулей с указанием месторасположения узлов крепления;

на фиг. 2 изображен общий вид БПЛА;

на фиг. 3 изображен общий вид БПЛА спереди (с консолями крыла и рулей, расположенных тандемно и симметрично относительно продольной оси корпуса);

на фиг. 4, 5, 6, 7 и 8 изображены графики зависимости функции

при расположении второго узла крепления за центром масс при изменении значения

в диапазоне от 0.1 до 0.4, изменении значения

в диапазоне от 0.2 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении

в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 9, 10, 11, 12 и 13 изображены графики зависимости функции

при расположении второго узла крепления за центром масс при изменении значения

в диапазоне от 0.2 до 0.4, изменении значения

в диапазоне от 0.1 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении

в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 14, 15, 16 и 17 изображены графики зависимости функции

при расположении второго узла крепления перед центром масс при изменении значения

в диапазоне от 0.1 до 0.4, изменении значения

в диапазоне от 0.2 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении

в диапазоне от 0.5 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 18, 19, 20 и 21 изображены графики зависимости функции

при расположении второго узла крепления перед центром масс при изменении значения

в диапазоне от 0.2 до 0.4, изменении значения

в диапазоне от 0.1 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значения

в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05.

БПЛА согласно изобретению содержит корпус 1 с тремя узлами крепления 2-4. Внутри корпуса 1 БПЛА может быть размещена аппаратура системы наведения и системы управления, боевое снаряжение, дополнительно возможно размещение двигательной установки совместно со стартовым двигателем (разгонным блоком) или без него (не показаны). На корпусе 1 размещены консоли крыла 5 и рулей 6 (фиг. 1-3). Размещение узлов крепления выбирается на основании того, что отклонение угла между горизонтальной осью БПЛА в неподвижном состоянии до начала движения и между горизонтальной осью БПЛА после начала движения БПЛА (на фиг. 4-21 обозначено как ΔY) не должно превышать двух градусов, так как при значениях ΔY больше 2° высока вероятность касания БПЛА конструкции пусковой установки и/или носителя, в случае его наличия.

Центр масс (ЦМ) БПЛА, как правило, расположен между первым 2 и третьим 4 узлами крепления (см. фиг. 1-2). Расположение второго узла крепления 3 относительно ЦМ может быть осуществлено тремя вариантами: перед ЦМ, за ЦМ, совпадать с ЦМ. Термин «перед ЦМ» или «за ЦМ» используется относительно предполагаемого направления движения БПЛА.

Термин «передний» или «задний» край БПЛА применяется относительно предполагаемого направления движения БПЛА.

Первый 2, второй 3 и третий 4 узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления 2-4 относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым 2 и третьим 4 узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления 3 относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:

при совпадении второго узла крепления 3 с центром масс и при расположении второго узла крепления 3 за центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

при расположении второго узла крепления 3 перед центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

где:

- относительное расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления 3;

- относительное расстояние от второго узла крепления 3 до первого узла крепления 2;

- относительное расстояние от второго узла крепления 3 до третьего узла крепления 4;

L - длина БПЛА,

х₂ - расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления 3,

х₁ - расстояние от второго узла крепления 3 до первого узла крепления 2,

х₃ - расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления 4,

х_цм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс.

Указанные диапазоны геометрических параметров получены по результатам многочисленных расчетов.

Выполнение БПЛА с тремя узлами крепления при указанных соотношениях геометрических размеров расположения узлов крепления обеспечивает безопасный старт с пусковой установки в условиях габаритных ограничений.

Библиография:

1. Зенитные ракетные комплексы «Бук». Ракета 9М38М, устройство и функционирование / С.Н. Ельцин; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2009. - 66 с. (стр. 14-16, 60)

2. Бастион, Военно-технический сборник, выпуск №2. Под ред. А.В. Карпенко, Санкт-Петербург, издательство «В&К», 2000, стр. 77, 82-84.

Claims (29)

1. Беспилотный летательный аппарат - БПЛА, содержащий корпус, на котором размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА, отличающийся тем, что первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:
2. при совпадении второго узла крепления с центром масс и при расположении второго узла крепления за центром масс
3. 
4. при этом выполняются одновременно соотношения
5. 
6. и
7. 
8. или
9. 
10. и
11. 
12. при расположении второго узла крепления перед центром масс
13. 
14. при этом выполняются одновременно соотношения
15. 
16. и
17. 
18. или
19. 
20. и
21. 
22. где:

    

    - относительное расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления;
23. 

    - относительное расстояние от второго узла крепления до первого узла крепления;
24. 

    - относительное расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления;
25. L - длина БПЛА,
26. x₂ - расстояние от центра масс БПЛА х_цм до второго узла крепления,
27. х₁ - расстояние от второго узла крепления до первого узла крепления,
28. х₃ - расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления,
29. х_цм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс.

Images