UA132771U - Повітряний засіб з гібридною підйомною силою, багатофункціональний, дистанційно керований - Google Patents

Abstract

Повітряний засіб з гібридною підйомною силою містить каркас, на якому закріплена оболонка, наповнена легкою газовою сумішшю, який відрізняється розташуванням гвинтових електродвигунів по одній осі, які закріплені на рамі та мають два ступені свободи переміщення у просторі, які кріпляться до корпусу, на корпусі розташований пристрій живлення, спостереження, керування та зв'язку, призначення яких керувати підйомом, спуском та напрямком повітряного засобу, пересуватись у глиб лінії оборони та вести спостереження за театром військових дій.

Description

Корисна модель належить до військової галузі, зокрема до повітряних розвідувальних засобів, може бути використаний у сільському господарстві, лісництві, будівництві, службами порятунку, охорони та спостереження.

Корисна модель стосується повітряного засобу з гібридною підйомної силою, що використовує заповнену гелієм або іншим газом легше повітря оболонку для компенсації всього або по суті всієї ваги повітряного транспортного засобу, де повітряний транспортний засіб використовує двигуни для підйому корисного вантажу, управління і переміщення повітряного засобу і корисного вантажу в сторону, для забезпечення підйомів зі зниженням, по суті усуненням або повним усуненням необхідності в заміні баласту.

В основу корисної моделі поставлена задача, яка полягає в тому, щоб забезпечити вдосконалений повітряний розвідувальний засіб, який може забезпечувати підйоми корисного вантажу через відносно короткі відстані без необхідності в заміні баласту, і яке використовує наповнену гелієм або іншим газом, легшим повітря, оболонку, щоб компенсувати або здебільшого компенсувати вагу повітряного засобу, регульовані і переважно реверсивний вертикальний двигуни забезпечують потужність для підйому корисного вантажу.

Ще одна задача цієї корисної моделі полягає в тому, щоб забезпечити вдосконалений повітряний транспортний засіб, який не покладається на аеродинаміку для досягнення підйому або знаходження в повітрі і який має більшу маневреність, спрощуючи захоплення і доставку корисних вантажів.

Як найближчий аналог взятий повітряний транспортний засіб (11.

Повітряний транспортний засіб містить оболонку (3)(див. фіг1) (1|Ї, виконану з можливістю вміщення газу легше повітря, газова оболонка (3) монтується на планері (5) та закріплена до нього тросами (9), на оболонці розташовані два регульованих бічних двигуни малої тяги для здійснення бічного переміщення повітряного транспортного засобу до місця доставки, на планері розташовані вертикальні двигуни малої тяги, які безперервно пускають у хід для підйому і утримування в повітрі повітряного транспортного засобу і корисного вантажу та змусити повітряний транспортний засіб знижуватися і давати можливість корисного вантажу знову зчепитися з поверхнею землі.

Недоліками аналога є округла форма оболонки, яка має вплив повітряних мас, що

Зо ускладнює керування повітряним засобом, такі аеродинамічні форми потребують значних затрат палива під час керування та транспортування корисного навантаження, газотурбінні двигуни горизонтального руху (15) (див. фіг. 1) | опираються на жорсткий каркас, який поєднаний з оболонкою, котра обтягнута тросовою сіткою. Під час значних зусиль повітряного потоку на оболонку та в цілому на повітряний засіб, протидія двигунами горизонтальної тяги та керування ними в місцях сполучення будуть мати деформацію, а отже, ушкодження оболонки, та потребують для усунення недоліків ускладнення та додаткового обтяження конструкції.

Двигуни 13, конструкції кріплення 11, планер 5 мають значну вагу, що значно обтяжує літальний апарат.

Пропонована корисна модель має каркас, на якому закріплена оболонка, наповнена легкою газовою сумішшю, відрізняється розташуванням електродвигунів по одній осі, які мають два ступені переміщення у просторі, які керують підйомом, спуском та напрямком повітряного засобу.

В основу корисної моделі поставлена задача - удосконалити повітряні розвідувальні засоби, зробити модель економічно доцільну, технологічну та просту у виготовленні, використанні та обслуговуванні. Корисна модель направлена на збільшення тривалості зависання над заданою точкою.

Поставлене задача вирішується тим, що Повітряний засіб з гібридною підйомною силою, який містить каркас, на якому закріплена оболонка, наповнена легкою газовою сумішшю, згідно з корисною модеюллю, гвинтові електродвигуні розташовані по одній осі і закріплені на рамі та мають два ступені свободи переміщення у просторі, та кріпляться до корпусу, на корпусі розташований пристрій живлення, спостереження, керування та зв'язку, призначення яких керувати підйомом, спуском та напрямком повітряного засобу, пересуватись у глиб лінії оборони та вести спостереження за театром військових дій.

Корпус розвідувального повітряного пристрою наповнений легкою газовою сумішшю та керується поворотним гвинтовим пристроєм. Повітряна модель обладнана засобами живлення, спостереження, навігації та дистанційного керування. Призначення яких тривалий час вести спостереження за театром бойових дій.

Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фігурі 1 (вигляд зверху) та на фігурах 2, З (вигляд з боку) та на фігурах 4, 5 (вигляд вузлів руху та з'єднань електричних ланцюгів) 60 показаний повітряний засіб з гібридною підйомною силою, де:

1. - ерметичний прозорий балон 2. - каркас кріплення балона 3. - обертовий механізм рами з двигунами 4. - рама з двигунами 5. - перший гвинтовий електродвигун 6 - другий гвинтовий електродвигун 7 - рама обертання у горизонтальній площині 8 - елементи живлення, керування та зв'язку 9. - механізм пересування рами у горизонтальній площині 10. - легка газова суміш 11. - підвіска для кріплення приладів спостереження та контейнерів 12. - прилад спостереження 13. - контейнер для кріплення модулів 14. - рама несуча 15. - сонячні батареї 16. - підшипник 17. - ковзне з'єднання 18. - вилка підключення мотору вертикального повороту рами 19. - обойма підшипника 20. - короб для просування контакту мотору 21. - зубчастий редуктор 22. - рухоме з'єднання каркаса.

На каркас 2 (Фіг. 1) (Фіг. 5) кріпиться поліетиленовий прозорий балон 1, який наповнений надлегким газом 10 (Фіг. 2), (Фіг. З), (Фіг. 5). Каркас розкривається донизу на рухомому з'єднанні 22 (Фіг. 5) для надівання балона 1. На каркас кріпиться три рами 4, 7, 14 (Фіг. 1), (Фіг. 2), (Фіг. 3).

Рама 14 є несучою, вона непорушно закріплена з каркасом приладу 2 (Фіг. 5) та підвіскою 11 (Фіг. 2), (Фіг. 3). На раму 14 зверху закріплені по периметру у захищеному герметичному корпусі 8 (Фіг. 1), (Фіг. 2), (Фіг. 3) елементи живлення, керування та зв'язку. На рамі 14 кріпиться рама 7 рухомим з'єднанням підшипником 16, який знаходиться у сферичній обоймі 19(фФфіг. 4), (Фіг. 5),

Зо яке дозволяє рухатись по колу у горизонтальній площині на 180" за допомогою двигуна 9, який обертає зубчастим редуктором 21 раму 7. На раму 7 кріпиться рама 4, яка за допомогою обертового механізму З надає можливість повертати раму 4, на які кріпляться електродвигуни 5, 6 у вертикальній площині на 907. Підключення електродвигунів до елементів керування та живлення 8 відбувається через ковзне з'єднання 17, яке розташоване по периметру рами 7 та нерухомої вилки 18, все з'єднання закрито коробом 20, який дає можливість просуватись контактам рами 7 по колу та тримати контакт з вилкою 18 (Фіг. 4), (Фіг. 5).

На підвіску 11 кріпляться прилади спостереження 12 та контейнери 13 (Фіг. 2), (Фіг. 3).

Сонячна батарея 15 відновлює енергоресурси, розташована поверх герметичного корпусу.

Корисна модель діє наступним чином: надлегка газова суміш 10 (наприклад гелій), яка наповнює прозорий поліетиленовий балон та кріпиться на каркасі 2 (Фіг. 5), діє сила БЕ, (Фіг. 2) виштовхує, піднімає прилад у повітря. Гвинтові двигуни 5, б при необхідності допомагають прискорити підйом та спуск моделі обертаючись одночасно у протилежному напрямку. Коли прилад досяг необхідного горизонту для спостереження, рама з двигунами 4 повертається на 90" (Фіг. 3) двигуном З (Фіг. 1), (Фіг. 2), та починає просуватись в необхідному напрямку по горизонталі за допомогою одного двигуна 5, діє сила Е, керування напрямком у горизонталі здійснюється двигуном 9 (Фіг. 1), (Фіг. 2), (Фіг. 3). (Фіг. 4), (Фіг. 5), який кріпиться на рамі 14, та який за допомогою обертання зубчатого редуктора 21, котрий запресований на осі двигуна, просуває раму 7, на які нанесені знизу відповідні до редуктора 21 зубчасті нарізи. Рама 7 просувається за допомогою підшипників 16, які обертаються у сферичні обоймі. Подача струму на мотори виконується контактами, які при обертанні по горизонталі сковзають по вилці.

Повертання приладу на пункт керування виконується приладами корисної моделі у протилежному напрямку, але зниження виконується за допомогою двох двигунів 5, 6, які долають силу підйому газу. Таким чином, виконується поставлена задача.

Конструкція каркаса балонів, корпусу, підвіски моделі виконується з легких алюмінієвих, магнієвих, титанових сплавів, або композитних матеріалів, наприклад вуглепластика, підшипники також можуть бути неметалічні.

Модель керується по захищеному радіоканалу стійкого до радіоперешкод, Прилади спостереження, керування та зв'язку подібні до обладнання квадрокоптерами фірми 0 або іншої марки. Зв'язок, можливо підтримуваний за допомогою супутникового зв'язку, але бо аварійний канал керування можливий на прямому зв'язку з приладом.

Центральні електромотори в залежності від поставленої задачі, ваги, розміру приладу розраховуються на відповідну потужність.

Прозорий балон з легкою газовою сумішшю поділено на 8 частин, кожна частина заповнюється окремо (місця заповнення газом на моделі не показано) на випадок пошкодження, така схема надає живучості повітряному приладу. Розрахунок запасу живучості потрібно виконувати в залежності від умов завдання, наприклад, пошкодження 2-3 частин не повинно впливати на якість польоту. При необхідності швидко знижуватись на пункт призначення, можливо задіяти частково спуску газової суміші, з 3-4 секцій пристрій випускання газу на моделі не показаний. Так як модель має основний підйомний елемент- газову суміш, в такому випадку електроприлади можуть значно довше використовувати енергоресурси для виконання завдання, порівняно з другими розвідувальними засобами.

Корисна модель обладнана приладами зарядки акумуляторної батареї від сонячної батареї (Фіг. 2), (Фіг. 3), які встановлені на внутрішній частині корпусу 8, та від роботи гвинтів для перетворення повітряної енергії в електричну енергію від вітру під час паріння (Фіг. З) та 15 спостереження на горизонті. Подібну економію пропонується |З) Таким чином, прилад пристосований відновлювати енергоресурси та тривалий час працювати у повітрі.

Використання корисної моделі в інших галузях, крім військових, можливо додатково встановлювати сонячні батареї безпосередньо зверху на балони. Таким чином, значно збільшити ресурс енергосистеми моделі та часу її відновлення.

Швидку заміну та ремонт балонів можливо завдяки рухомому з'єднанню 22, яке може бути кільцем, скобою, яке дозволяє відкривати каркас донизу та фіксуватись у зачиненому положенні на засув (на схемі не показаний).

Схеми просування у двох ступенях свободи та електричні з'єднання можуть бути іншими.

Корисна модель призначена для спостереження на лінії зіткнення та за лінією зіткнення на 3-5 км. В разі необхідності, модель може спостерігати значну відстань за лінією зіткнення, але без повернення на вихідну точку керування. Корисна модель призначена при сприятливих погодних умовах самостійно виконувати завдання за лінією зіткнення. Та під час значної сили вітру у сторону супротивника та низької хмарності 800-1000 метрів, модель кріпиться на пристосування у контейнері 13 до натяжного пристрою, наприклад, прозорого шнура (волосінь)

Зо з місцем керування до поверхні грунту, будівлі, пересувного механізму. Під дією вітру корисна модель нависає над зоною спостереження вище хмар та опускається на горизонт спостереження за допомогою гвинтових двигунів фіксує обстановку, спостерігає та знову ховається у хмари. Модель працює на зразок повітряного змію. Подібні пропозиції існують у моделі |2Ї. Таким чином, корисна модель може тривалий час спостерігати за бойовою обстановкою в несприятливих погодних умовах для інших легких розвідувальних суден.

Модель може підніматись завдяки легкому газу на значну висоту до 2-4 км. не витрачаючи для цього енергоресурси та бути непомітною завдяки прозорому корпусу, на такій висоті енергоресурси будуть витрачатись тільки на спостереження та радіозв'язок. Гвинтові двигуни розміром до 15-20 см вже з відстані 1000 метрів будуть малопомітні. У фіксованому натяжним пристроєм положення модель може виконувати роль ретранслятора, засобу зв'язку з живою силою у тилу супротивника на значну відстань.

На підвісці, крім натяжного пристрою, можливо кріпити інші модулі, наприклад інші літальні прилади, наприклад квадрокоптери, піднімати на висоту 2-4 км, при цьому економити головний енергоресурс під час набору висоти та дозволити діяти на більших відстанях. При необхідності можливо закріпити на контейнері різні вибухові пристрої, які можливо скидати з висоти та точно керуючи різними засобами, наприклад квадрокоптерами. В такому випадку зі збільшенням корисного навантаження доцільно кріпити додаткові балони поверх існуючих на (Фіг. 2). На підвіску контейнера можливо закріпити прилади, які здатні фіксувати корисну модель за різні предмети, наприклад гілки дерев. Прикладом може бути фіксування натяжного якірного приладу за верхні гілки дерев лісосмуги, піднімаючись та опускаючись над деревами на необхідну відстань для спостереження, на натяжному пристрої, приховано вести спостереження, маскуючись за рослинністю, у разі необхідності від'єднуватись та повертатись у вихідну точку.

Джерело інформації: 1. пир/Ллумлу пеераїепі.ги/раїепів/2441802

Класи МПК: В64В 1/30 розташування повітряних гвинтів, Автор(и): ДЖЕСС Пітер Е. (СА), патент Мо 2441802 Власник патенту: ШЕЛЛ ТЕКНОЛОДЖИ ВЕНЧЕРЗ ФАНД 1 БВ (МІ),

Приоритет: подача заявки: 2007-08-27 публікація патенту: 10.02.2012 2. пЕр/лимли тпеераїепі. гпи/раїепів/2462390

З. пор/лумли теераїепі. ги/раїепів/2478518 (510)

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Повітряний засіб з гібридною підйомною силою, який містить каркас, на якому закріплена оболонка, наповнена легкою газовою сумішшю, який відрізняється тим що гвинтові електродвигуни розташовані по одній осі і закріплені на рамі та мають два ступені свободи переміщення у просторі та кріпляться до корпусу, на корпусі розташований пристрій живлення, спостереження, керування та зв'язку, призначення яких керувати підйомом, спуском та напрямком повітряного засобу, пересуватись у глиб лінії оборони та вести спостереження за театром військових дій. 2 ія х у ша че х х Кз че . в і З с -еВБ- 535 КИ А /, ! й Я зда й У я / о НК М, ї х ; й ї і х х / / АХ й / М х 7 Я 3 хх х х 3 4 5 7 В З Фігура 1