RU2812634C1 - Small unmanned aerial vehicle - Google Patents

Small unmanned aerial vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2812634C1
RU2812634C1 RU2023103168A RU2023103168A RU2812634C1 RU 2812634 C1 RU2812634 C1 RU 2812634C1 RU 2023103168 A RU2023103168 A RU 2023103168A RU 2023103168 A RU2023103168 A RU 2023103168A RU 2812634 C1 RU2812634 C1 RU 2812634C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
fuselage
flight
unmanned aerial
small
Prior art date
Application number
RU2023103168A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Анатольевич Миронов
Виталий Николаевич Колосов
Original Assignee
Максим Анатольевич Миронов
Filing date
Publication date
Application filed by Максим Анатольевич Миронов filed Critical Максим Анатольевич Миронов
Application granted granted Critical
Publication of RU2812634C1 publication Critical patent/RU2812634C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: small-sized unmanned aerial vehicle designed to transport a small payload at high subsonic speeds over a distance. In this case, the small-sized unmanned aerial vehicle contains a “tailless” aircraft-type airframe made of composite material, containing a fuselage and a swept-shaped wing. In this case, the wing is made either in the form of easily removable detachable parts with elevons and a vertical tail with rudders mounted on the wingtips, or in the form of parts that are permanently attached to the fuselage and have rotating parts with rudders located on the wingtips. In this case, the aircraft also contains an engine located behind the fuselage on an air intake spacer. The flight control device in the form of a flight navigation complex (FNC) includes an automatic control system that ensures flight according to programmed coordinates, carried out according to inertial system data and global navigation satellite system (GNSS) data, and also ensures autonomous flight, including in the absence of data from GNSS or data substitution (GNSS snuffing). In this case, an electrical control system is used to influence the control elements. The aircraft is also equipped with a parachute for landing.
EFFECT: high flight reliability and high loading factor.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а точнее к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА).The invention relates to aviation technology, and more precisely to unmanned aerial vehicles (UAVs).

Известен ряд беспилотных летательных аппаратов различных возможностей.A number of unmanned aerial vehicles of various capabilities are known.

Известен беспилотный летательный аппарат (БПЛА), содержащий фюзеляж, силовую установку, включающую один или несколько воздушно-реактивных двигателей (ВРД) с отклонением вектора тяги, оперение, несущие плоскости, шасси, систему управления, реализующую одновременно аэродинамическое и тягово-моментное управление движением аппарата и угловым положением его строительной оси в пространстве, и бортовое оборудование. Аппарат имеет короткое трапециевидное крыло. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей путем повышения маневренности (Пат. RU 2181333 С2, (51) МПК B64D 27/20, B64D 33/02). Ввиду большого количества механизации и переразмеренного вертикального оперения БПЛА имеет низкую весовую отдачу, и, следовательно, высокую цену эксплуатации. Система управления не исключает негативного влияния помех радиосвязи и возможности несанкционированного управления полетом.An unmanned aerial vehicle (UAV) is known, containing a fuselage, a power plant, including one or more air-breathing engines (WRE) with thrust vector deviation, tail surfaces, load-bearing planes, landing gear, a control system that simultaneously implements aerodynamic and traction-torque control of the movement of the vehicle and the angular position of its construction axis in space, and on-board equipment. The device has a short trapezoidal wing. The invention is aimed at expanding functionality by increasing maneuverability (Pat. RU 2181333 C2, (51) IPC B64D 27/20, B64D 33/02). Due to the large amount of mechanization and oversized vertical tail, the UAV has a low weight return and, therefore, a high operating cost. The control system does not exclude the negative impact of radio communication interference and the possibility of unauthorized flight control.

Известен комплекс малоразмерной воздушной мишени Е95 разработанный и изготавливаемый ЗАО «Эникс», г. Казань (http://www.enics.ru). Этот комплекс включает в себя малоразмерную радиоуправляемую воздушную мишень Е95М, выполненную в виде БПЛА, с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем. БПЛА данного комплекса имеет аэродинамическую схему с прямым крылом большого удлинения, которая не обеспечивает летательному аппарату достаточной скорости и маневренности. Кроме того, полет данного БПЛА выполняется с коррекцией по ГНСС, но у командной радиолинии аппарата отсутствует защита от ГНСС-снуфинга, что снижает надежность и увеличивает риск нештатного полета.There is a well-known complex of small-sized air targets E95 developed and manufactured by JSC Enics, Kazan (http://www.enics.ru). This complex includes a small-sized radio-controlled aerial target E95M, made in the form of a UAV, with a pulsating air-jet engine. The UAV of this complex has an aerodynamic design with a straight, high aspect ratio wing, which does not provide the aircraft with sufficient speed and maneuverability. In addition, the flight of this UAV is carried out with GNSS correction, but the command radio line of the device does not have protection against GNSS snooping, which reduces reliability and increases the risk of an abnormal flight.

Известен многорежимный беспилотный летательный аппарат аэродинамической схемы низкоплан, с верхним расположением двигателя, имеющий тяговые и геометрические характеристики, позволяющие аппарату летать в широком диапазоне скоростей (значения не указаны). Основной особенностью данного аппарата является опора в виде упругой посадочной лыжи расположенная в нижней части его корпуса. (Пат. RU 2327604 С1, МПК В64С]. Низкопланная схема имеет более высокое аэродинамическое сопротивление самолета в сравнении с другими схемами вследствие неблагоприятного взаимного влияния (интерференции). Кроме того, данная конструкция имеет недостатки в виде пикирующего момента, возникающего вследствие большой дистанции между центром масс аппарата и осью тяги двигателя, который необходимо компенсировать. Кроме того, применение в данной конфигурации лыжного шасси исключает возможность посадки аппарата на большинство поверхностей.There is a known multi-mode unmanned aerial vehicle with an aerodynamic design, low-wing, with an overhead engine, having traction and geometric characteristics that allow the device to fly in a wide range of speeds (values not specified). The main feature of this device is a support in the form of an elastic landing ski located in the lower part of its body. (Pat. RU 2327604 C1, MPK V64S]. The low-wing design has a higher aerodynamic drag of the aircraft compared to other designs due to unfavorable mutual influence (interference). In addition, this design has disadvantages in the form of a diving moment arising due to the large distance between the center the mass of the device and the thrust axis of the engine, which must be compensated.In addition, the use of a ski chassis in this configuration eliminates the possibility of landing the device on most surfaces.

Известна малогабаритная беспилотная авиационная система, включающая БПЛА модульной конструкции самолетного типа. (Пат. RU 2473455 С2, (51) МПК, В64С 39/02). Система предназначена для воздушного наблюдения и разведки с возможностью передачи информации, получаемой бортовыми датчиками беспилотного летательного аппарата, на наземную станцию управления в реальном масштабе времени. БПЛА имеет силовую установку, расположенную в фюзеляже и снабженную двигателем с воздушным винтом. Скорость горизонтального полета беспилотного летательного аппарата невысока и составляет 60-110 км/час, максимальная высота полета над уровнем моря - до 3000 метров, продолжительность полета - до 1,5 часов, радиус действия - до 70 километров.A small-sized unmanned aerial system is known, including a modular aircraft-type UAV. (Pat. RU 2473455 C2, (51) IPC, V64S 39/02). The system is designed for aerial surveillance and reconnaissance with the ability to transmit information received by on-board sensors of an unmanned aerial vehicle to a ground control station in real time. The UAV has a power plant located in the fuselage and equipped with an engine with a propeller. The horizontal flight speed of an unmanned aerial vehicle is low and amounts to 60-110 km/h, the maximum flight altitude above sea level is up to 3000 meters, flight duration is up to 1.5 hours, range of action is up to 70 kilometers.

Существует большое разнообразие БПЛА различного типа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации, применимы и в беспилотной, но схемы, силовые установки, системы управления направлены для решения специфики конкретной задачи.There is a wide variety of UAVs of various types. Almost all aircraft layouts and types of fuselages that are found in manned aircraft are also applicable in unmanned aircraft, but the designs, power plants, and control systems are designed to solve the specifics of a specific task.

В основу настоящего изобретения положена задача создания малоразмерного беспилотного летательного аппарата, предназначенного для использования на значительном расстоянии (150-180 км) с высокой дозвуковой скоростью (650-750 км/час) с небольшой полезной нагрузкой (10-12 кг) при высокой надежности управления полетом с исключением возможности его несанкционированного управления и снижении полетных эксплуатационных затрат.The present invention is based on the task of creating a small-sized unmanned aerial vehicle intended for use at a considerable distance (150-180 km) at high subsonic speed (650-750 km/h) with a small payload (10-12 kg) with high control reliability flight while eliminating the possibility of unauthorized control and reducing flight operating costs.

Техническим результатом является высокая надежность полетов и высокая весовая отдача.The technical result is high flight reliability and high weight return.

Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что малоразмерный беспилотный летательный аппарат БПЛА содержит: планер самолетного типа «бесхвостка» из композиционного материала, содержащий фюзеляж и крыло стреловидной формы с обводами, образованными аэродинамическими профилями NASAM, при этом крыло может иметь легкосъемные отъемные части с элевонами, вертикальное оперение с рулями направления, установленное на законцовках крыла, или быть неразъемно закреплено с фюзеляжем, и иметь поворотные части симметричного профиля; двигатель, расположенный за фюзеляжем на проставке-воздухозаборнике; устройство управления полетом в виде пилотажно-навигационного комплекса, обеспечивающего автономный полет по запрограммированным координатам, посредствам данным бортовых инерционных датчиков и данных ГНСС, исключая возможность несанкционированного управления полетом, при этом для воздействия на управляющие органы применена электрическая система управления.The problem is solved and the technical result is achieved by the fact that the small-sized unmanned aerial vehicle UAV contains: a “tailless” aircraft-type airframe made of composite material, containing a fuselage and a swept-shaped wing with contours formed by NASAM airfoils, while the wing can have easily removable detachable parts with elevons, vertical tail with rudders mounted on the wingtips, or be permanently attached to the fuselage, and have rotating parts of a symmetrical profile; engine located behind the fuselage on an air intake spacer; a flight control device in the form of a flight navigation complex that provides autonomous flight according to programmed coordinates, using data from on-board inertial sensors and GNSS data, excluding the possibility of unauthorized flight control, while an electrical control system is used to influence the control elements.

Крыло, имеющее отъемные части с элевонами, вертикальное оперение с рулями направления, может быть выполнено с аэродинамической круткой вокруг продольной оси крыла до - 2°The wing, which has detachable parts with elevons, vertical tail with rudders, can be made with an aerodynamic twist around the longitudinal axis of the wing up to - 2°

Целесообразно чтобы отъемная часть крыла была легкосъемной, ее крепление было выполнено посредством моментного узла, образуемого фиксацией шплинтовочным элементом трубчатого лонжерона отъемной части крыла во втулке фюзеляжа и дополнительно, посредством узла воспринимающего перерезывающую нагрузку, выполненного в виде короткого штыря, выходящего из отъемной части крыла вставленного во втулку, закрепленную в фюзеляже.It is advisable for the detachable part of the wing to be easily removable; its fastening is carried out by means of a moment unit formed by fixing the tubular spar of the detachable part of the wing in the fuselage bushing with a pin element and additionally, by means of a unit that receives a shearing load, made in the form of a short pin extending from the detachable part of the wing inserted into bushing fixed in the fuselage.

В дальнейшем данное изобретение поясняется описанием его выполнения и сопровождается чертежами, на которых:This invention is further explained by a description of its implementation and is accompanied by drawings, in which:

на фиг. 1 показан вариант исполнения БПЛА с отъемной частью крыла (вид в изометрии)in fig. Figure 1 shows a version of the UAV with a detachable part of the wing (isometric view)

на фиг. 2 вид БПЛА фиг. 1 в проекциях: на фиг. 2а представлен БПЛА (вид сбоку) на фиг. 2б представлен БПЛА (вид спереди) на фиг.2в показан БПЛА (вид в плане)in fig. 2 view of the UAV Fig. 1 in projections: in Fig. 2a shows the UAV (side view) in FIG. Fig. 2b shows the UAV (front view); Fig. 2c shows the UAV (plan view)

на фиг.3 показан фрагмент БПЛА фиг.1 иллюстрирующий соединение фюзеляжа и отъемной части крылаFig.3 shows a fragment of the UAV Fig.1 illustrating the connection of the fuselage and the detachable part of the wing

фиг. 4 показан вариант исполнения БПЛА со складываемой частью крыла:fig. Figure 4 shows a version of the UAV with a folding wing part:

на фиг. 4а представлен БПЛА (вид в плане);in fig. 4a shows a UAV (plan view);

на фиг. 4б представлен БПЛА (вид спереди), иллюстрирующий сложение крыла.in fig. Figure 4b shows the UAV (front view), illustrating the wing folding.

Малоразмерный беспилотный летательный аппарат (БПЛА), согласно изобретению, устроен следующим образом.A small unmanned aerial vehicle (UAV), according to the invention, is designed as follows.

Аэродинамическая схема беспилотного летательного аппарата представляет собой планер (моноплан) самолетного типа «бесхвостка» со стреловидным крылом размахом около 2-х метров из композиционного материала, содержащий фюзеляж 1 и крыло стреловидной формы с обводами, образованными аэродинамическими профилями NASAM.The aerodynamic design of the unmanned aerial vehicle is a tailless aircraft-type glider (monoplane) with a swept wing with a span of about 2 meters made of composite material, containing a fuselage 1 and a swept wing with contours formed by NASAM airfoils.

Крыло, в одном варианте выполнения, может иметь легкосъемные отъемные части с элевонами, вертикальное оперение с рулями направления, установленное на законцовках крыла, что далее описано и иллюстрируется фиг. 1-3, или, в другом варианте, быть неразъемно закреплено с фюзеляжем, и иметь поворотные части симметричного профиля, что далее описано и иллюстрируется фиг. 4. Оба варианта обеспечивают устойчивость и управляемость аппарата в полете.The wing, in one embodiment, may have easily removable detachable parts with elevons, vertical tail surfaces with rudders mounted on the wing tips, which is further described and illustrated in Fig. 1-3, or, in another embodiment, be permanently attached to the fuselage, and have rotating parts of a symmetrical profile, which is further described and illustrated in Fig. 4. Both options provide stability and controllability of the device in flight.

Фюзеляж 1 содержит приборный отсек, отсек полезной нагрузки, магистрали топливной системы и системы управления. В отъемной части крыла 2 размещен топливный бак (не показаны на чертежах).Fuselage 1 contains an instrument compartment, a payload compartment, fuel system lines and control systems. In the detachable part of the wing 2 there is a fuel tank (not shown in the drawings).

В качестве композиционного материала может быть использован материал Т-10-14 на связующем ЭД-20.T-10-14 material with ED-20 binder can be used as a composite material.

БПЛА одержит двигатель 7, расположенный за фюзеляжем 1 на проставке-воздухозаборнике 6.The UAV will have an engine 7 located behind the fuselage 1 on the spacer-air intake 6.

В качестве двигателя 7 используют турбореактивный или поршневой двигатель.The engine 7 is a turbojet or piston engine.

Поршневой двигатель имеет расход топлива ниже турбореактивного, это позволяет достичь максимальной дальности полета (до 200 км), относительно турбореактивного (до 170 км). Проставка-воздухозаборник 6 адаптируется под конкретный тип закрепляемого на ней двигателя 7.A piston engine has a fuel consumption lower than a turbojet, this allows it to achieve a maximum flight range (up to 200 km), relative to a turbojet (up to 170 km). The air intake spacer 6 is adapted to the specific type of engine 7 mounted on it.

Устройство управления полетом выполнено в виде пилотажно-навигационного комплекса (ПНК), включающего систему автоматического управления, которая обеспечивает полет по запрограммированным координатам, посредством данных бортовых инерционных датчиков и данных ГНСС. При этом для воздействия на управляющие органы применена электрическая система управления. Устройство управления работает автономно и исключает возможность несанкционированного управления полетом.The flight control device is made in the form of a flight navigation complex (FNC), including an automatic control system that ensures flight according to programmed coordinates using data from onboard inertial sensors and GNSS data. In this case, an electrical control system is used to influence the control elements. The control device operates autonomously and eliminates the possibility of unauthorized flight control.

БПЛА имеет собственное устройство запуска в виде пусковой установки. Пусковая установка может быть выполнена в виде пневмо-полиспастной системы, обеспечивающей начальную скорость полета 20 м/с.The UAV has its own launch device in the form of a launcher. The launcher can be made in the form of a pneumatic pulley system, providing an initial flight speed of 20 m/s.

На фиг. 1 и фиг. 2 показан беспилотный летательный аппарат в варианте исполнения крыла с отъемной частью. По бокам фюзеляжа 1 закрепляются легкосъемные отъемные части 2 крыла с элевонами 3. На законцовках отъемных частей 2 под углом в поперечном отношении установлено вертикальное оперение 4, содержащее руль направления 5.In fig. 1 and fig. Figure 2 shows an unmanned aerial vehicle with a wing version with a detachable part. Easily removable detachable parts 2 of the wing with elevons 3 are attached to the sides of the fuselage 1. At the tips of the detachable parts 2, a vertical tail 4 is installed at a transverse angle, containing a rudder 5.

На фиг. 3 показано крепление отъемной части крыла 2 с фюзеляжем 1 посредством моментного узла, который образуется фиксацией шплинтовочным элементом 10 трубчатого лонжерона 8 отъемной части крыла во втулке фюзеляжа 9 и второго узла, образованного фиксацией короткого штыря (не показан), выходящего из отъемной части крыла воIn fig. Figure 3 shows the fastening of the detachable part of the wing 2 with the fuselage 1 by means of a moment unit, which is formed by fixing with a pin element 10 the tubular spar 8 of the detachable part of the wing in the fuselage sleeve 9 and the second unit formed by fixing a short pin (not shown) extending from the detachable part of the wing in

Ниже более подробно рассматриваются примеры вариантов осуществления БПЛА.Examples of UAV embodiments are discussed in more detail below.

Малоразмерный беспилотный летательный аппарат имеет следующие параметры:The small-sized unmanned aerial vehicle has the following parameters:

В одном варианте крыло выполнено стреловидной формы, с аэродинамической круткой вокруг продольной оси крыла до - 2°, обводами образованными аэродинамическими профилями NASAM-6 мод. С=9,7% и NASAM-6 С=12% с большой стреловидностью по передней кромке. Это позволяет оптимизировать срыв потока, а также реализовать малые значения относительных толщин крыла при больших значениях абсолютных высот крыла, особенно в корневой части, что снижает прирост силы лобового сопротивления.In one version, the wing is swept-shaped, with an aerodynamic twist around the longitudinal axis of the wing up to -2°, contours formed by NASAM-6 mod airfoils. С=9.7% and NASAM-6 С=12% with large sweep along the leading edge. This makes it possible to optimize flow stall, as well as to realize small values of relative wing thicknesses at large values of absolute wing heights, especially in the root part, which reduces the increase in drag force.

Такая конструкция создает аэродинамическую подъемную силу наилучшим образом, что позволяет максимально повысить аэродинамическую эффективность и обеспечивает высокую маневренность.This design produces the best aerodynamic lift, allowing for maximum aerodynamic efficiency and high maneuverability.

Отъемная часть крыла выполнена легкосъемной посредством моментного узла, образуемого фиксацией шплинтовочным элементом 8 трубчатого лонжерона 9 отъемной части крыла во втулке 10 фюзеляжа и дополнительно, посредством узла воспринимающего перерезывающую нагрузку, выполненного в виде короткого штыря 11, выходящего из отъемной части крыла вставленного во втулку, закрепленную в фюзеляже (фиг. 3).The detachable part of the wing is made easily removable by means of a moment unit formed by fixing the tubular spar 9 of the detachable part of the wing in the fuselage sleeve 10 with a cotter pin element 8 and additionally, by means of a unit that receives a cutting load, made in the form of a short pin 11, coming out of the detachable part of the wing inserted into the sleeve fixed in the fuselage (Fig. 3).

На законцовках крыла под углом 99 градусов закреплено вертикальное оперение 4, которое имеет рули направления 5 со следующими параметрами:A vertical tail 4 is fixed to the wing tips at an angle of 99 degrees, which has rudders 5 with the following parameters:

Управление БПЛА по крену и тангажу реализовано элевонами 7 со следующими параметрами:The UAV's roll and pitch control is implemented by elevons 7 with the following parameters:

Фюзеляж 1 содержит приборный отсек, отсек полезной нагрузки, магистрали топливной системы и системы управления.Fuselage 1 contains an instrument compartment, a payload compartment, fuel system lines and control systems.

Конструкция планера БПЛА выполнена из композиционного материала. Т-10-14 на связующем ЭД-20.The UAV airframe is made of composite material. T-10-14 on ED-20 binder.

Отсек полезной нагрузки, расположен в носовой части фюзеляжа 1 и имеет размеры: диаметр 122 мм, длину 600 мм. Максимальная масса полезной нагрузки в виде груза или оборудования мониторинга - не более 12 кг.The payload compartment is located in the forward part of the fuselage 1 and has dimensions: diameter 122 mm, length 600 mm. The maximum payload weight in the form of cargo or monitoring equipment is no more than 12 kg.

Двигатель 7 турбореактивный с тягой от 20 до 40 кгс расположен за фюзеляжем. Такое расположение максимально снижает аэродинамическое сопротивление и способствует достижения крейсерской скорости до 700 км/ч, маневренности и перегрузки 8G.Engine 7 is a turbojet with a thrust of 20 to 40 kgf and is located behind the fuselage. This arrangement minimizes aerodynamic drag and contributes to achieving cruising speeds of up to 700 km/h, maneuverability and 8G overload.

Устройство управления полетом выполнено в виде пилотажно-навигационного комплекса (ПНК), расположенного в средней части фюзеляжа 1, и включает программу автономного полета по заранее запрограммированным координатам для некоторого количества промежуточных точек полета, по данным получаемых от ГНСС и по данным инерциальных датчиков.The flight control device is made in the form of a flight navigation complex (FNC), located in the middle part of the fuselage 1, and includes an autonomous flight program according to pre-programmed coordinates for a certain number of intermediate flight points, according to data received from GNSS and according to inertial sensors.

Защита от помех и исключение возможности несанкционированного управления полетом (ГНСС-снуфинга) реализовано следующим образом: при отсутствии данных от ГНСС или подмене этих данных (резкое изменение собственных координат или координат заданных точек) полет выполняется с помощью инерциальных датчиков ПНК. Таким образом на протяжении дальнейшего полета данные полученные от ГНСС сопоставляются с расчетными значениями координат, с учетом перемещения БПЛА. При совпадении расчетных значений координат с вновь получаемыми от ГНСС, в пределах погрешности системы автоматического управления, полет продолжается с коррекцией по ГНСС. При этом для воздействия на управляющие органы применена электрическая система управленияProtection against interference and exclusion of the possibility of unauthorized flight control (GNSS-snoofing) is implemented as follows: in the absence of data from GNSS or substitution of this data (sharp change in one’s own coordinates or coordinates of specified points), the flight is carried out using inertial sensors of the PNK. Thus, during the further flight, the data received from the GNSS are compared with the calculated coordinate values, taking into account the movement of the UAV. If the calculated coordinate values coincide with those newly received from the GNSS, within the error limits of the automatic control system, the flight continues with GNSS correction. At the same time, an electrical control system is used to influence the control elements.

На фиг. 4 показан БПЛА в другом варианте выполнения крыла. БПЛА имеет крыло, которое неразъемно закреплено с фюзеляжем 1 и имеет поворотные части 12 симметричного профиля, которые могут складываться и отсоединяться. Увеличение весовой отдачи и минимизация аэродинамического сопротивления в этом варианте возможна за счет того, что вместо вертикального оперения 4 устойчивость и управляемость аппарата после запуска обеспечивается поворотной частью 12 крыла, имеющей симметричный профиль. С ростом скорости требуемая площадь крыла уменьшается в квадратичной зависимости.In fig. 4 shows a UAV with a different wing design. The UAV has a wing that is permanently attached to the fuselage 1 and has rotating parts 12 of a symmetrical profile that can be folded and detached. Increasing weight transfer and minimizing aerodynamic drag in this embodiment is possible due to the fact that instead of the vertical tail 4, the stability and controllability of the vehicle after launch is ensured by the rotating part 12 of the wing, which has a symmetrical profile. As speed increases, the required wing area decreases quadratically.

Конструкция крыла позволяет оптимизировать срыв потока, а также реализовать малые значения относительных толщин крыла при больших значениях абсолютных высот крыла, особенно в корневой части, что снижает прирост силы лобового сопротивления.The wing design makes it possible to optimize flow stall, as well as to realize small values of relative wing thicknesses at large values of absolute wing heights, especially in the root part, which reduces the increase in drag force.

Также конструкция создает аэродинамическую подъемную силу наилучшим образом, что позволяет максимально повысить аэродинамическую эффективность и обеспечивает высокую маневренность.The design also generates aerodynamic lift in the best possible way, which maximizes aerodynamic efficiency and ensures high maneuverability.

Аэродинамическая схема крыла и аэродинамическая компоновка всех механизмов вкупе позволяет достичь требуемых характеристик полета с минимальным количеством элементов механизации и веса БПЛА, гармонизировать устойчивость, аэродинамическое управление и маневренность БПЛА при увеличении весовой отдачи, а, следовательно, снижении цены эксплуатации. Вышеуказанное может способствовать достижению высокой весовой отдачи (около 25%).The aerodynamic design of the wing and the aerodynamic layout of all mechanisms together make it possible to achieve the required flight characteristics with a minimum number of mechanization elements and the weight of the UAV, harmonize the stability, aerodynamic control and maneuverability of the UAV while increasing weight efficiency, and, consequently, reducing the cost of operation. The above can help achieve high weight yield (about 25%).

Пусковая установка выполнена в виде пневмо-полиспастной системы, обеспечивающей начальную скорость полета 20 м/с. Для обеспечения мобильности БПЛА пусковая установка транспортируется и применяется по назначению установленной на шасси (прицепа или автомобиля «КАМАЗ»). При этом, БПЛА перевозится в таре, с отсоединенными отъемной частью 2, вертикальным оперением 4, отсоединяемые поворотные части 12 и разъемами магистралей топливной системы и системы управления. Это позволяет осуществлять запуск БПЛА практически из любой местности, с обеспечением высоких показателей мобильности.The launcher is made in the form of a pneumatic pulley system, providing an initial flight speed of 20 m/s. To ensure the mobility of the UAV, the launcher is transported and used for its intended purpose mounted on a chassis (trailer or KAMAZ vehicle). In this case, the UAV is transported in a container with detachable part 2, vertical tail 4, detachable rotating parts 12 and connectors of the fuel system and control system lines. This allows the UAV to be launched from almost any location, ensuring high mobility rates.

Изобретение позволяет достичь высокой надежности полетов исключением возможности несанкционированного управления полетом защитой от помех и ГНСС-снуфинга с одновременным достижением высокой весовой отдачей, и, следовательно, снижением эксплуатационных затрат.The invention makes it possible to achieve high flight reliability by excluding the possibility of unauthorized flight control by protection from interference and GNSS snuffing, while simultaneously achieving high weight output, and, consequently, reducing operating costs.

Изобретение может быть использовано для перевозки грузов весом до 12 кг на расстояние до 200 км, со скоростью до 750 км/час. Изобретение может быть использовано также для решения других задач, например, для мониторинга различных объектов, в широком диапазоне скоростей, на значительном удалении.The invention can be used to transport cargo weighing up to 12 kg over a distance of up to 200 km, at a speed of up to 750 km/h. The invention can also be used to solve other problems, for example, to monitor various objects, in a wide range of speeds, at a considerable distance.

Claims (6)

1. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат, предназначенный для транспортировки небольшой полезной нагрузки с высокой дозвуковой скоростью на расстояние, отличающийся тем, что содержит: планер самолетного типа «бесхвостка» из композиционного материала, содержащий фюзеляж и крыло стреловидной формы, при этом крыло выполнено либо в виде легкосъемных отъемных частей с элевонами и вертикального оперения с рулями направления, установленного на законцовках крыла, либо в виде частей, которые неразъемно закреплены с фюзеляжем и имеют поворотные части с рулями направления, размещенные на законцовках крыла, при этом летательный аппарат также содержит двигатель, расположенный за фюзеляжем на проставке-воздухозаборнике; устройство управления полетом в виде пилотажно-навигационного комплекса (ПНК), включающего автоматическую систему управления, которая обеспечивает полет по запрограммированным координатам, осуществляемый по данным инерциальной системы и данным глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), а также обеспечивает автономный полет в том числе при отсутствии данных от ГНСС или подмене данных (ГНСС-снуфинге), при этом для воздействия на управляющие органы применена электрическая система управления; летательный аппарат также снабжен парашютом для посадки.1. A small-sized unmanned aerial vehicle designed to transport a small payload at high subsonic speed over a distance, characterized in that it contains: a “tailless” aircraft-type glider made of composite material, containing a fuselage and a swept-shaped wing, wherein the wing is made either in the form easily removable detachable parts with elevons and vertical tail surfaces with rudders mounted on the wingtips, or in the form of parts that are permanently attached to the fuselage and have rotating parts with rudders located on the wingtips, wherein the aircraft also contains an engine located behind fuselage on an air intake spacer; flight control device in the form of a flight navigation complex (FNC), including an automatic control system that ensures flight according to programmed coordinates, carried out according to inertial system data and global navigation satellite system (GNSS) data, and also ensures autonomous flight, including in the absence data from GNSS or data substitution (GNSS snuffing), while an electrical control system is used to influence the control bodies; The aircraft is also equipped with a parachute for landing. 2. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что крыло имеющее отъемные части с элевонами, вертикальное оперение с рулями направления, выполнено с аэродинамической круткой вокруг продольной оси крыла до - 2°.2. A small-sized unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that the wing has detachable parts with elevons, a vertical tail with rudders, and is made with an aerodynamic twist around the longitudinal axis of the wing up to - 2°. 3. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат по п. 1 отличающийся тем, что содержит приборный отсек, отсек полезной нагрузки, магистрали топливной системы и системы управления, размещенные в фюзеляже, и топливный бак, размещенный в отъемной части крыла.3. A small-sized unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that it contains an instrument compartment, a payload compartment, fuel system lines and control systems located in the fuselage, and a fuel tank located in a detachable part of the wing. 4. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отъемная часть крыла имеет легкосъемное крепление посредством моментного узла, образуемого фиксацией шплинтовочным элементом трубчатого лонжерона отъемной части крыла во втулке фюзеляжа и дополнительно, посредством узла, воспринимающего перерезывающую нагрузку, выполненного в виде короткого штыря, выходящего из отъемной части крыла, вставленного во втулку, закрепленную в фюзеляже.4. A small-sized unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that the detachable part of the wing has an easily removable fastening by means of a moment unit formed by fixing the tubular spar of the detachable part of the wing in the fuselage bushing with a cotter pin element and additionally, by means of a unit that perceives shearing load, made in the form a short pin extending from a detachable part of the wing, inserted into a bushing fixed to the fuselage. 5. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве композиционного материала используют материал Т-10-14 на связующем ЭД-20.5. A small-sized unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that the T-10-14 material with an ED-20 binder is used as a composite material. 6. Малоразмерный беспилотный летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что используют турбореактивный или поршневой двигатель.6. A small-sized unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that it uses a turbojet or piston engine.
RU2023103168A 2023-02-13 Small unmanned aerial vehicle RU2812634C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812634C1 true RU2812634C1 (en) 2024-01-30

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109866914A (en) * 2019-01-28 2019-06-11 东北农业大学 Fixed-wing unmanned plane takeoff auxiliary device
WO2019134714A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-11 Geosat Aerospace & Technology Inc. Unmanned aerial vehicle launch parachute landing methods and systems
EP3728029A1 (en) * 2017-12-19 2020-10-28 Wing Aviation LLC System and methods for automatic payload pickup by uav

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3728029A1 (en) * 2017-12-19 2020-10-28 Wing Aviation LLC System and methods for automatic payload pickup by uav
WO2019134714A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-11 Geosat Aerospace & Technology Inc. Unmanned aerial vehicle launch parachute landing methods and systems
CN109866914A (en) * 2019-01-28 2019-06-11 东北农业大学 Fixed-wing unmanned plane takeoff auxiliary device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9505484B1 (en) Modular aircraft system
US9493226B2 (en) Multi-role aircraft with interchangeable mission modules
US10196143B2 (en) System and method for modular unmanned aerial system
US8967526B2 (en) Multi-role aircraft with interchangeable mission modules
US8528853B2 (en) In-line staged horizontal takeoff and landing space plane
US8925857B2 (en) In-line staged horizontal takeoff vehicles and related methods
US10106274B2 (en) Tail sitter vehicle with aerial and ground refueling system
RU2148536C1 (en) Recoverable booster of first stage of launch vehicle
US20200255136A1 (en) Vertical Flight Aircraft With Improved Stability
US20180222583A1 (en) UAV Booster Aircraft for Takeoff and Climb Assist
EP4046912A1 (en) Recovery system for a rocket fairing and corresponding recovery method
CN105253293A (en) Small super-short-range unmanned aerial vehicle system provided with folding wings
CN108657465A (en) It is a kind of take off vertically, the sub- In-Orbit Plane of horizontal landing
RU181026U1 (en) Multipurpose Unmanned Aerial Vehicle
US20040031880A1 (en) Aircraft and propulsion system for an aircraft, and operating method
US20210253239A1 (en) Tail sitter stop-fold aircraft
RU2370414C1 (en) Multipurpose helicopter airplane with remote control
RU2720592C1 (en) Adaptive airborne missile system
RU2812634C1 (en) Small unmanned aerial vehicle
RU2710317C1 (en) Air missile system with an unmanned percussive aircraft helicopter
WO2016135554A1 (en) Unmanned/manned aerial vehicle with self-governing wing
RU2787906C1 (en) High-speed unmanned aerial vehicle
RU2810821C1 (en) Strike aviation complex with unmanned aircraft
RU226535U1 (en) UNMANNED AIRCRAFT LAUNCHING DEVICE
Ozturk et al. Design of an Unmanned Aerial Vehicle for Long-Endurance Communication Support