RU53649U1

RU53649U1 - UNMANNED AERIAL VEHICLE

Info

Publication number: RU53649U1
Application number: RU2005137579/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Борисович Федоров; Андрей Сергеевич Пантилеев; Ринат Сунагатович Абдулин; Сергей Дмитриевич Ваулин; Кирилл Олегович Разнополов
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2006-05-27

Abstract

Полезная модель относится к области авиации, а именно к конструкции беспилотных летательным аппаратов (БЛА), которые могут быть использованы для мониторинга воздушного пространства, земной и водной поверхностей, экологического контроля, управления воздушным движением, контроля морского судоходства, развития систем связи и т.п. Аппарат содержит расположенные на корпусе свободнонесущее крыло, винтомоторную установку, трехопорное неубирающееся шасси, хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением, топливную систему, системы электропитания, управления и навигации, модуль полезной нагрузки, закрытый обтекателем. В аппарате заложена возможность изменять его конфигурацию, путем перемещения вдоль продольной оси корпуса модуля полезной нагрузки и крыла, а также изменять длину основных стоек шасси. Конфигурация аппарата зависит от массово-геометрических характеристик полезной нагрузки. Полезная модель направлена на расширение арсенала модулей полезной нагрузки, которые потенциально могут быть использованы в БЛА при сохранении летно-технических характеристик аппарата.The utility model relates to the field of aviation, namely to the design of unmanned aerial vehicles (UAVs), which can be used to monitor airspace, land and water surfaces, environmental control, air traffic control, maritime traffic control, development of communication systems, etc. . The apparatus comprises a free-carrying wing located on the body, a rotor-propulsion system, a three-support fixed gear, a tail beam with horizontal and vertical tail, a fuel system, power supply, control and navigation systems, a payload module, closed by a cowl. The device has the ability to change its configuration by moving along the longitudinal axis of the body of the module of the payload and wing, as well as change the length of the main landing gear. The configuration of the device depends on the mass-geometric characteristics of the payload. The utility model is aimed at expanding the arsenal of payload modules that could potentially be used in UAVs while maintaining the flight performance of the device.

Description

Полезная модель относится к области авиации, а именно к конструкции беспилотных летательным аппаратов (БЛА), которые могут быть использованы для мониторинга воздушного пространства, земной и водной поверхностей, экологического контроля, управления воздушным движением, контроля морского судоходства, развития систем связи и т.п.The utility model relates to the field of aviation, namely to the design of unmanned aerial vehicles (UAVs), which can be used to monitor airspace, land and water surfaces, environmental control, air traffic control, maritime traffic control, development of communication systems, etc. .

Для решения указанных задач на БЛА необходимо установить определенную аппаратуру. Арсенал современных средств наблюдения и контрольно-измерительной техники широкий. Установка не предусмотренной проектом полезной нагрузки может привести к тому, что существенно ухудшатся летно-технические характеристики летательного аппарата по разным причинам. К числу таких причин можно отнести недопустимо большое сопротивление БЛА с полезной нагрузкой, недопустимая центровка, неприемлемые взлетно-посадочные характеристики аппарата, недостаточная устойчивость и управляемость, различные явления, вызванные взаимовлиянием отдельных агрегатов на аэродинамику аппарата и др.To solve these problems on the UAV, you need to install certain equipment. The arsenal of modern surveillance tools and instrumentation is wide. Installation of a payload not provided for in the design can lead to a significant deterioration in the flight performance of the aircraft for various reasons. Among these reasons include unacceptably high UAV resistance with a payload, unacceptable alignment, unacceptable take-off and landing characteristics of the device, insufficient stability and controllability, various phenomena caused by the interaction of individual units on the aerodynamics of the device, etc.

Известен беспилотный летательный аппарат Phoenix (см. информацию в Интернет http://www.airwar.ru/enc/bpla/phoenix.html). БЛА Phoenix создан по двухбалочной схеме, крыло свободнонесущее трапециевидное в плане со стреловидной передней и задней кромкой, снабжен двухтактным бензиновым двигателем мощностью 19 кВт (25 л.с.). Выполненный из композиционных материалов планер БЛА имеет модульную конструкцию, что позволяет быстро заменять узлы, поврежденные при приземлении после выполнении задачи. Сменный контейнер с полезной нагрузкой расположен снизу. Размеры контейнера сопоставимы с размерами фюзеляжа аппарата.The unmanned aerial vehicle Phoenix is known (see information on the Internet http://www.airwar.ru/enc/bpla/phoenix.html). Phoenix UAV is designed according to the two-beam scheme, the wing is trapezoidal in shape with a swept leading and trailing edge, equipped with a 19 kW (25 hp) two-stroke gasoline engine. The UAV glider made of composite materials has a modular design, which allows you to quickly replace components damaged during landing after completing a task. A replaceable payload container is located below. The dimensions of the container are comparable to the dimensions of the fuselage of the device.

Недостатком приведенного аппарата является большое аэродинамическое сопротивление аппарата, вследствие значительных габаритов и незащищенность модуля полезной нагрузки.The disadvantage of this apparatus is the large aerodynamic drag of the apparatus, due to the significant size and insecurity of the payload module.

Известен беспилотный летательный аппарат «ГрАНТ», (см. информацию в Интернет http://www.dpla.ru/GrANT/Review/GrANTdscr.pdf), разработка Кыштымского радиозавода и НКЦ «Новик-ХХI век». Аппарат выполнен по классической аэродинамической схеме с тянущим винтом. Прямоугольное свободнонесущее крыло расположено в верхней части фюзеляжа. Все основные системы БЛА расположены внутри фюзеляжа. Блок полезной нагрузки «Трал Чистякова» также установлен в фюзеляже.Known unmanned aerial vehicle "GRANT", (see information on the Internet http://www.dpla.ru/GrANT/Review/GrANTdscr.pdf), the development of the Kyshtym Radio Plant and NCC "Novik-XXI Century". The device is made according to the classic aerodynamic design with a pulling screw. A rectangular free-wing wing is located at the top of the fuselage. All major UAV systems are located inside the fuselage. The Payload Block Chistyakova Tral is also installed in the fuselage.

Недостатком данной схемы является то, что пространство для размещения полезной нагрузки ограничено, вследствие чего значительно ограничены возможности по выбору аппаратуры, которая потенциально может быть размещена на БЛА.The disadvantage of this scheme is that the space for placing the payload is limited, as a result of which the possibilities for choosing the equipment that could potentially be placed on the UAV are significantly limited.

Наиболее близким к заявляемому аппарату является беспилотный летательный аппарат «Пчела-1» (см. информацию в Интернет http://www.dpla.ru/Review/Stroyp.htm), конструктивно выполненный по нормальной аэродинамической схеме с толкающим винтом, со складывающимся крылом регулируемой стреловидности (для возможного изменения центровки БЛА). Полезная нагрузка расположена в передней части аппарата. Для осуществления старта с пусковой установки он снабжен двумя твердотопливными ускорителями. Способ посадки - парашютно-амортизационный. Шасси - неубирающееся, четырехопорное, способное выдержать десятикратную вертикальную перегрузку. БЛА рассчитан на многократное применение.Closest to the claimed device is an unmanned aerial vehicle "Bee-1" (see information on the Internet http://www.dpla.ru/Review/Stroyp.htm), structurally made according to the normal aerodynamic design with a pushing propeller, with a folding wing adjustable sweep (for a possible change in the centering of the UAV). The payload is located in front of the machine. To launch from the launcher, it is equipped with two solid fuel boosters. The landing method is parachute depreciation. Chassis - non-retractable, four-leg, able to withstand tenfold vertical overload. UAVs are designed for repeated use.

Недостатком указанной схемы является то, пространство для размещения полезной нагрузки ограничено, вследствие чего значительно ограничены возможности по выбору аппаратуры, которая потенциально может быть размещена на БЛА, а также затруднено осуществление центровки.The disadvantage of this scheme is that the space for placing the payload is limited, as a result of which the possibilities for choosing equipment that can potentially be placed on the UAV are significantly limited, and it is also difficult to center.

В основу полезной модели положена техническая задача, заключающаяся в расширении арсенала модулей полезной нагрузки при сохранении летно-технических характеристик аппарата, и обеспечение при этом центровки аппарата.The utility model is based on a technical task, which consists in expanding the arsenal of payload modules while maintaining the flight performance of the device, while ensuring the alignment of the device.

Указанная задача решается тем, что в беспилотном летательном аппарате, с содержащем корпус с закрепленными на нем, по крайней мере, одним крылом, шасси и модулем полезной нагрузки с обтекателем, а также содержащий установленные на корпусе винтомоторную установку, хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением, топливную систему и системы электропитания, управления, навигации, согласно предложению корпус выполнен с изгибом, удлиненная часть которого совпадает с продольной осью аппарата, закрепленное на верхней поверхности этой части корпуса крыло и размещенный на днище корпуса удлиненной части вышеупомянутый модуль полезной нагрузки установлены с возможностью поступательного перемещения вдоль продольной оси корпуса, а шасси выполнено трехопорным и установлено в узле крепления, расположенное на укороченной, отогнутой от продольной оси части корпуса, при этом основные стойки шасси выполнены телескопическими.This problem is solved in that in an unmanned aerial vehicle, containing a body with at least one wing fixed to it, a landing gear and a payload module with a cowl, and also containing a propeller installation mounted on the body, a tail boom with horizontal and vertical tail fuel system and power supply, control, navigation systems, according to the proposal, the body is made with a bend, the elongated part of which coincides with the longitudinal axis of the device, mounted on the upper surface the first part of the hull wing and the aforementioned payload module located on the bottom of the hull of the elongated part are installed with the possibility of translational movement along the longitudinal axis of the hull, and the chassis is made three-support and installed in the mount, located on a shortened part of the hull bent from the longitudinal axis, while the main pillars the chassis is made telescopic.

Другим отличием летательного аппарата является то, что корпус выполнен Г-образной формы, то есть удлиненная и укороченная части корпуса расположены под углом 90°. Удлиненная и укороченные части корпуса могут быть расположены под углом, находящимся в диапазоне 91°...179°.Another difference of the aircraft is that the hull is L-shaped, that is, the elongated and shortened parts of the hull are located at an angle of 90 °. Elongated and shortened parts of the body can be located at an angle in the range 91 ° ... 179 °.

Опоры шасси аппарата могут быть выполнены колесными, поплавковыми, лыжными.The chassis supports of the device can be made wheeled, float, ski.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид аппарата, на фиг.2 - вид в плане аппарата.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 a general view of the apparatus is given, in Fig. 2 is a plan view of the apparatus.

Беспилотный летательный аппарат содержит корпус 1 с закрепленными на нем крылом 2, шасси 3 и модулем полезной нагрузки 4 с обтекателем 5. Аппарат содержит винтомоторную установку 6, хвостовую балку 7 с горизонтальным и вертикальным оперением. Внутри корпуса размещены топливная система и системы электропитания, управления и навигации (на чертеже не указаны). Особенность корпуса в том, что он выполнен с изгибом, удлиненная часть 8 которого совпадает с продольной осью аппарата, а укороченная часть 9 отогнута к днищу корпуса под углом 90° или в диапазоне углов The unmanned aerial vehicle comprises a body 1 with a wing 2 fixed on it, a landing gear 3, and a payload module 4 with a cowl 5. The device contains a rotor-motor installation 6, a tail boom 7 with horizontal and vertical tail. Inside the housing there is a fuel system and power supply, control and navigation systems (not shown in the drawing). The peculiarity of the case is that it is made with a bend, the elongated part 8 of which coincides with the longitudinal axis of the apparatus, and the shortened part 9 is bent to the bottom of the body at an angle of 90 ° or in the range of angles

91°...179°. Закрепленное на верхней поверхности удлиненной части 8 корпуса крыло 2 и размещенный на днище корпуса удлиненной части вышеупомянутый модуль полезной нагрузки 4 установлены с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса 1. Шасси 3 выполнено трехопорным и установлено в узле крепления 10, расположенное на укороченной отогнутой от продольной оси части 9 корпуса 1, при этом основные стойки 11 шасси выполнены телескопическими.91 ° ... 179 °. The wing 2 mounted on the upper surface of the elongated part 8 of the body 2 and the aforementioned payload module 4 located on the bottom of the body of the elongated part 4 are mounted for movement along the longitudinal axis of the body 1. The chassis 3 is three-supported and installed in the mount 10 located on a shortened bent from the longitudinal axis parts 9 of the housing 1, while the main rack 11 of the chassis is made telescopic.

Использование беспилотного летательного аппарата осуществляется следующим образом. Выбирают необходимый модуль полезной нагрузки и определяют фактическую массу модуля полезной нагрузки, исходя из этих данных рассчитывают, какой запас топлива возможно разместить в данном случае на БЛА. Осуществляют сборку аппарата, определяя при это положение центра тяжести его без полезного груза и крыла в двух различных состояниях: аппарат не заправлен и аппарат заправлен определенным выше запасом топлива. Далее определяют местоположение крыла 2 на верхней поверхности корпуса 1 и модуля полезной нагрузки 4 на днище корпуса БЛА, исходя из соображений обеспечения необходимой центровки в двух различных состояниях, путем перемещения крыла 2 и модуля 4 вдоль продольной оси аппарата. После того, как определено расположение всех агрегатов БЛА осуществляют установку основных стоек 11 шасси 3 таким образом, чтобы обеспечить требуемые взлетно-посадочные характеристики, путем выдвижения стоек на нужную длину. Модуль полезной нагрузки 4 закрывают обтекателем 5. После того, как окончательно закреплены все агрегаты БЛА проводят проверку фактической массы, центровочных и взлетно-посадочных характеристик. Если указанные характеристики отвечают требованиям полета, аппарат считается готовым к взлету.The use of an unmanned aerial vehicle is as follows. The necessary payload module is selected and the actual weight of the payload module is determined, based on these data, it is calculated how much fuel can be placed in the UAV in this case. The apparatus is assembled, while determining the position of its center of gravity without a payload and wing in two different states: the apparatus is not filled and the apparatus is filled with the fuel supply defined above. Next, determine the location of the wing 2 on the upper surface of the body 1 and the module 4 of the payload on the bottom of the UAV body, based on considerations of ensuring the necessary alignment in two different states, by moving the wing 2 and module 4 along the longitudinal axis of the device. After the location of all UAV units has been determined, the main racks 11 of the chassis 3 are installed in such a way as to provide the required take-off and landing characteristics by extending the racks to the desired length. The payload module 4 is closed with a fairing 5. After all UAV units are finally fixed, they check the actual weight, centering and takeoff and landing characteristics. If the specified characteristics meet the flight requirements, the device is considered ready for take-off.

В зависимости от погодных условий и условий эксплуатации опоры шасси могут быть установлены либо колесными, либо поплавковыми, либо лыжными.Depending on the weather and operating conditions, the chassis supports can be installed either wheeled, float, or ski.

Claims

1. An unmanned aerial vehicle, comprising a housing with at least one wing, a landing gear and a payload module with a cowl mounted on it, and also comprising a propeller-mounted engine, a tail beam with horizontal and vertical tail, a fuel system and power supply systems mounted on the housing , control, navigation, characterized in that the body is made with a bend, the elongated part of which coincides with the longitudinal axis of the apparatus, a wing fixed on the upper surface of this part of the body and placed on and the bottom of the housing of the elongated part of the aforementioned payload module is mounted to move along the longitudinal axis of the housing, and the chassis is made three-legged and installed in the mount located on the shortened part of the housing bent from the longitudinal axis, while the main landing gear is made telescopic.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the housing is made of an L-shaped, i.e. elongated and shortened parts of the body are located at an angle of 90 °.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the elongated and shortened parts of the body are located at an angle in the range 91 ... 179 °.

4. The apparatus according to claim 1, characterized in that the chassis supports are made wheel.

5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the chassis supports are made float.

6. The apparatus according to claim 1, characterized in that the chassis supports are made ski.