UA133353U

UA133353U - Drones DR-60

Info

Publication number: UA133353U
Application number: UAU201900490U
Authority: UA
Inventors: Юрій Анатолійович Педерій
Original assignee: Юрій Анатолійович Педерій
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2019-03-25

Abstract

Безпілотний літальний апарат для захисту рослин включає крила, фюзеляж, силовий модуль, що містить двигун і повітряний гвинт, бортове обладнання, хвостову балку з хвостовим оперенням, причому крила мають закрилки, встановлені окремо від елеронів і зв'язані крила з фюзеляжем, на якому закріплено мотораму, який, в свою чергу, зв'язаний через ферму з кріпленням передньої ресори, шасі та підкосами для кріплення крил, при цьому шасі виконано у вигляді двох передніх коліс і поворотного заднього колеса, яке розташовано на хвостовій балці і пов'язано з кермом напрямку та кермом висоти, розміщеними на цій же балці, крім того, боргове обладнання розміщено безпосередньо на фюзеляжі і має змінне навісне обладнання, у вигляді, паливного бака, двох хімічних баків і навісних обертових розпилювачів для виконання робіт з захисту рослин, а також платформу для підвісного обладнання з моніторингу фітосанітарного стану рослин.Unmanned aerial vehicle for plant protection includes wings, fuselage, power module containing engine and air screw, on-board equipment, tail beam with tail fins, the wings having flaps mounted separately from ailerons and linked wings with a fuselage on which is fixed motor, which, in turn, is connected through the farm with the attachment of the front spring, chassis and struts for attaching the wings, the chassis is made in the form of two front wheels and a rotary rear wheel, which is located on the tail beam and connected o with the rudder and the rudder mounted on the same beam, in addition, the debt equipment is placed directly on the fuselage and has interchangeable attachments, in the form of a fuel tank, two chemical tanks and hinged rotary sprayers to perform plant protection work, and also a platform for suspended plant health monitoring equipment.

Description

Корисна модель належить до області авіаційної техніки, зокрема до конструкції безпілотного літального апарата (БПЛА), що застосовується в сільському господарстві для внесення мікродобрив та засобів захисту рослин шляхом обприскування ультрамалооб'ємним методом і моніторингу фітосанітарного стану рослин.The useful model belongs to the field of aviation technology, in particular to the design of an unmanned aerial vehicle (UAV), which is used in agriculture for applying microfertilizers and plant protection products by spraying with an ultra-small volume method and monitoring the phytosanitary condition of plants.

Відомо, що в цивільній авіації для виконання робіт у сільському господарстві використовуються вертольоти і варіанти безпілотних літальних апаратів БПЛА, наприклад, "Уатана В-МАХ". Вони являють собою вертольоти з хвостовим ротором, полозковим шасі та підвісним авіаційно-хімічним бортовим обладнанням. Внесення рідких діючих речовин здійснюють в стані дрібнодисперсного туману. БПЛА "Матана В-МАХ" має стартову масу біля 100 кг та масу корисного навантаження (рідких діючих речовин) до 30 кг. (опубл. У збірнику "ЮАМвузіет5. Тестова! Регзресіїме". 2005.р.72.86-гие. 76016 Рагів, Егапсе)|.It is known that in civil aviation, helicopters and variants of UAVs, for example, "Uatana V-MAK", are used to perform work in agriculture. They are helicopters with a tail rotor, skid landing gear and suspended aviation-chemical on-board equipment. Application of liquid active substances is carried out in the state of finely dispersed fog. UAV "Matana V-MAH" has a starting mass of about 100 kg and a mass of payload (liquid active substances) up to 30 kg. (published in the collection "YUAM University 5. Testova! Regzresiime". 2005. r. 72.86-gye. 76016 Ragiv, Egapse)|.

Недоліком вертолітних варіантів БПЛА є невелика робоча швидкість та обмежена ширина розпилення робочої рідини і, відповідно, невелика продуктивність, яка не забезпечує масового поширення комерційного застосування БПЛА даного типу у цивільній авіації.The disadvantage of helicopter versions of UAVs is the low operating speed and limited width of spraying of the working fluid and, accordingly, low productivity, which does not ensure the widespread commercial use of UAVs of this type in civil aviation.

Найближчим аналогом є відомий одномоторний безпілотний літальний апарат для захисту рослин (патент ОА на корисну модель Мо 34952. Опубл.26.08.2008. Бюл Мо 16). Він має крило, що виконане стрілоподібним та прямокутним у плані. Носова гондола та хвостова балка виконані у вигляді єдиного фюзеляжу. Силова установка встановлена безпосередньо у носовій частині фюзеляжу, а хвостове оперення виконане "м"-подібним та стрілоподібним. Робочі органи розміщені безпосередньо у внутрішньому об'ємі крила вздовж його розмаху.The closest analogue is the well-known single-engine unmanned aerial vehicle for plant protection (OA patent for utility model Mo 34952. Publ. 08/26/2008. Bull Mo 16). It has a wing that is arrow-shaped and rectangular in plan. The nose nacelle and the tail beam are made in the form of a single fuselage. The power plant is installed directly in the nose part of the fuselage, and the tail is made "m"-shaped and arrow-shaped. The working organs are placed directly in the inner volume of the wing along its span.

Недоліком відомого технічного рішення є недостатня маневреність в кінці гону через велику швидкість, що погіршує контроль летального апарата при розворотах. Крім того, відома конструкція має складну систему дозування робочого матеріалу і можливість розпилення тільки порошкоподібної субстанції, через що вона має обмежену функціональність, що не включає розпилення рідких препаратів, які є найбільш поширеними у сфері захисту рослин.The disadvantage of the known technical solution is insufficient maneuverability at the end of the run due to high speed, which impairs the control of the lethal vehicle during turns. In addition, the known design has a complex dosing system of the working material and the possibility of spraying only a powdery substance, due to which it has limited functionality, which does not include the spraying of liquid preparations, which are the most common in the field of plant protection.

В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості обробки сільськогосподарських рослин, через поліпшення маневреності БПЛА і розширення його функціональних можливостей, шляхом зміни конструкції, яка підвищує льотні характеристики безпілотного літального апарата. Додатково також розширюється арсенал БПЛАThe basis of the useful model is the task of improving the quality of processing of agricultural plants, by improving the maneuverability of the UAV and expanding its functional capabilities, by changing the design, which increases the flight characteristics of the unmanned aerial vehicle. In addition, the arsenal of UAVs is also expanding

Зо сільськогосподарського призначення.For agricultural purposes.

Поставлена задача вирішується тим, що безпілотний літальний апарат для захисту рослин, що включає крила з елеронами, фюзеляж, у носовій частині якого встановлено силовий блок, що містить двигун і повітряний гвинт, бортове обладнання, хвостову балку з хвостовим оперенням і шасі, згідно з корисною моделлю крила мають закрилки, встановлені окремо від елеронів і зв'язані крила з фюзеляжем, на якому закріплено мотораму, який, в свою чергу, зв'язаний через ферму з кріпленням передньої ресори, шасі та підкосами для кріплення крил, при цьому шасі виконано у вигляді двох передніх коліс і поворотного заднього колеса, яке розташовано на хвостовій балці і пов'язано з кермом напрямку та кермом висоти, розміщеними на цій же балці, крім того, бортове обладнання розміщено безпосередньо на фюзеляжі і має змінне навісне обладнання, у вигляді паливного бака, двох хімічних баків і навісних обертових розпилювачів для виконання робіт по захисту рослин, а також платформу підвісного обладнання для моніторингу фітосанітарного стану рослин.The task is solved by the fact that an unmanned aerial vehicle for plant protection, which includes wings with ailerons, a fuselage, in the nose part of which a power unit containing an engine and a propeller, on-board equipment, a tail beam with a tail fin and a landing gear is installed, according to a useful in the model, the wings have flaps installed separately from the ailerons and the wings are connected to the fuselage, on which the motorframe is fixed, which, in turn, is connected through a truss to the front spring mounting, the landing gear and braces for attaching the wings, while the landing gear is made in in the form of two front wheels and a swiveling rear wheel, which is located on the tail beam and is connected to the direction rudder and the height control located on the same beam, in addition, the on-board equipment is located directly on the fuselage and has a removable attachment, in the form of a fuel tank , two chemical tanks and mounted rotary sprayers for plant protection work, as well as a platform of suspended equipment for monitoring phytosanitary state of plants.

Крила, фюзеляж та силовий блок БПЛА виготовлені з металу, що значно підвищує міцність літального апарата, а також забезпечує ремонтопридатність і поліпшує обслуговування.The wings, fuselage and power unit of the UAV are made of metal, which significantly increases the strength of the aircraft, as well as ensures maintainability and improves maintenance.

Маневреність БПЛА на землі забезпечується завдяки задньому колесу, що з'єднане з кермом напрямку. Виконання елеронів і закрилків окремо створюють додаткову підйомну силу БПЛА і полегшують управління БПЛА за кутом крену. Змінні підвісні паливні баки мають різну ємність, що дозволяє ефективно використовувати техніку, в залежності від завдання, оптимізується час перебування БПЛА в повітрі.Maneuverability of the UAV on the ground is ensured thanks to the rear wheel connected to the rudder. The execution of ailerons and flaps separately creates additional lifting force of the UAV and facilitates the control of the UAV by the roll angle. Replaceable hanging fuel tanks have different capacities, which allows you to use the equipment effectively, depending on the task, and optimizes the time the UAV stays in the air.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де:The essence of a useful model is explained by the drawing, where:

На Фіг. 1 схематично зображено безпілотний літальний апарат для захисту рослин. Вигляд зверху.In Fig. 1 schematically shows an unmanned aerial vehicle for plant protection. View from above.

На Фіг. 2 Вигляд спереду.In Fig. 2 Front view.

На Фіг. 3 Вигляд збоку.In Fig. 3 Side view.

Згідно з корисною моделлю безпілотний літальний апарат (БПЛА 08-60) являє собою літальний апарат з верхнім розташуванням крил 1, 2 з елеронами 3, 4 і закрилками 5, 6. Крила 1, 2 закріплені на фюзеляжі 7 і зв'язані з силовим блоком, який включає двигун 8, повітряний гвинт 9, що закріплені на моторамі 10. Моторама 10 жорстко зв'язана з фермою 11, на якій розміщено кріплення передньої ресори 12 шасі 13, 14 і підкоси 15 для кріплення крил 1,2. На бо протилежному кінці фюзеляжу 7 закріплено хвостову балку 16 з поворотним заднім колесом 17.According to the utility model, the unmanned aerial vehicle (UAV 08-60) is an aerial vehicle with an upper arrangement of wings 1, 2 with ailerons 3, 4 and flaps 5, 6. Wings 1, 2 are fixed to the fuselage 7 and connected to the power unit , which includes the engine 8, the propeller 9, which are fixed on the motor 10. The motor frame 10 is rigidly connected to the truss 11, on which the mounting of the front spring 12 of the chassis 13, 14 and braces 15 for attaching the wings 1,2 are placed. At the opposite end of the fuselage 7, a tail beam 16 with a rotating rear wheel 17 is fixed.

На кінці хвостової балки 16 є кіль 18 з кермом напрямку 19, яке пов'язане з поворотним заднім колесом 17 і призначені для контролю БПЛА за кутом тангажу і куту рискання, а так само для управління БПЛА на землі за допомогою поворотного заднього колеса 17. Кермо напрямку 19 та кермо висоти 20, 21 призначені для управління БПЛА в повітрі за напрямком та висотою польоту. Бортове обладнання розміщено на фюзеляжі 7 і складається з блоків контролю та керування літальним апаратом 22 і змінного навісного обладнання у вигляді двох хімічних баків 23, 24 і обертових розпилювачів 25, 26 для виконання робіт по захисту рослин, а також кріплення для обладнання 27 з моніторингу для виконання робіт з фітосанітарного аналізу стану рослин, паливного бака 28. Обладнання контролю та керування літальним апаратом 22 має приймач, наприклад, Тагапіх ХОО Ріи5 для отримання сигналів від наземного передавача, який контролюється наземним оператором.At the end of the tail beam 16, there is a rudder 18 with a rudder 19, which is connected to the rotating rear wheel 17 and is designed to control the UAV by pitch angle and yaw angle, as well as to control the UAV on the ground using the rotating rear wheel 17. Steering wheel direction 19 and height rudder 20, 21 are designed to control the UAV in the air according to the direction and height of the flight. The on-board equipment is located on the fuselage 7 and consists of control and control units of the aircraft 22 and replaceable attached equipment in the form of two chemical tanks 23, 24 and rotary sprayers 25, 26 for plant protection work, as well as mounts for equipment 27 for monitoring performing works on phytosanitary analysis of the state of plants, fuel tank 28. Control and control equipment of the aircraft 22 has a receiver, for example, Tagapih HOO Riy5 for receiving signals from the ground transmitter, which is controlled by the ground operator.

Живлення бортового обладнання здійснюється від двох І і-Іо акумуляторів ємності 12А та однодного акумулятору Гі-Ре-Ро ємності 7,5А для бортового генератора (на кресленні не позначено).The on-board equipment is powered by two I and Io batteries with a capacity of 12A and a single Gi-Re-Ro battery with a capacity of 7.5A for the on-board generator (not marked on the drawing).

Робота БПЛА 08-60 здійснюється наступним чином.UAV 08-60 works as follows.

Перед початком роботи оператора з БПЛА, виконується предпольотний регламентний візуальний огляд БПЛА. Оператор має перевірити наявність палива в паливному баці, чистоту паливного фільтра, мінімальний рівень охолоджуючої рідини, справність всіх органів керуванняBefore the operator starts working with the UAV, a pre-flight routine visual inspection of the UAV is performed. The operator must check the presence of fuel in the fuel tank, the cleanliness of the fuel filter, the minimum level of the coolant, the serviceability of all controls

БПЛА, цілісність повітряного гвинта та виявити будь-які пошкодження.UAV, propeller integrity and detect any damage.

Після проведення огляду БПЛА, оператор вмикає тумблери живлення акумуляторів генератора, автопілоту та модему. Після ініціалізації автопілоту, оператор перевіряє працездатність всіх сервоприводів за допомогою технологічного пульта-передавача, наприклад,After inspecting the UAV, the operator turns on the power switches of the generator, autopilot and modem batteries. After initializing the autopilot, the operator checks the operability of all servos using a technological remote control transmitter, for example,

Тагапіз марки Х9О Ріиб. Оператор передає керуючі сигнали на приймач, що знаходиться в радіоблоці бортового обладнання 22, розміщеного на фюзеляжі 7, обробляє їх через систему автопілоту та передає далі на сервоприводи БПЛА. Оператор отримує дані телеметрії з автопілоту на землю для контролю стану БПЛА, перевіряє працездатність всіх датчиків через програму Ногі2оп. Програма Ногі2оп від МістоРіюї є програмою наземної станції управлінняTagapiz brand X9O Riyb. The operator transmits control signals to the receiver located in the radio unit of the on-board equipment 22 located on the fuselage 7, processes them through the autopilot system and transmits them to the servo drives of the UAV. The operator receives telemetry data from the autopilot to the ground to monitor the state of the UAV, checks the performance of all sensors through the Nogi2op program. The Nogi2op program from Riyu City is a ground control station program

БПЛА та забезпечує зв'язок з автопілотом. Після встановлення зв'язку з БПЛА оператор передає файл польотного завдання до системи автопілот. Далі оператор вмикає стартерUAV and provides communication with the autopilot. After establishing communication with the UAV, the operator transmits the flight task file to the autopilot system. Then the operator turns on the starter

Зо запуску двигуна 8 та прогріває двигун до робочої температури охолоджуючої рідини 80 "С. Після прогріву двигуна, БПЛА необхідно вивести на злітно-посадкову смугу. Оператор включає автоматичний режим роботи БПЛА ії БПЛА починає розгін до швидкості 60 км/год., злітає до висоти 50 метрів і прямує до першої точки входу в поле. При її досягненні, БПЛА знижується на робочу висоту і включає насоси подачі речовини з хімічних баків 23 і 24 на розпилювачі 25,26, розпилюючи хімічні пестициди за допомогою обертових розпилювачів 25, 26. Після цього насоси вимикаються і БПЛА піднімається на безпечну висоту і робить маневр розвороту на 180" по колу, з переміщенням на ширину захвату та підходить до точки входу в поле наступного гону.Starting the engine 8 and warming up the engine to the operating temperature of the coolant of 80 "C. After the engine has warmed up, the UAV must be brought to the runway. The operator turns on the UAV's automatic operation mode and the UAV starts accelerating to a speed of 60 km/h, takes off to a height 50 meters and heads to the first entry point in the field. Upon reaching it, the UAV descends to the operating altitude and turns on the pumps to supply the substance from the chemical tanks 23 and 24 to the sprayer 25, 26, spraying chemical pesticides with the help of rotating sprayers 25, 26. After that the pumps are turned off and the UAV climbs to a safe altitude and performs a 180" turn maneuver, moving to grip width and approaching the entry point of the next run field.

Політ триває до спустошення хімічних баків 23, 24. Після спустошення хімічних баків 23, 24The flight continues until the emptying of chemical tanks 23, 24. After the emptying of chemical tanks 23, 24

БПЛА повертається в точку зльоту для посадки, дозаправки засобами захисту рослин і паливом та технічного обслуговування БПЛА. Потім процес повторюється.The UAV returns to the take-off point for landing, refueling with plant protection products and fuel, and maintenance of the UAV. Then the process is repeated.

У випадку використання БПЛА для моніторингу, після ініціалізації БПЛА, необхідно ввімкнути тумблери живлення акумуляторів системи для моніторингу, наприклад Тагапі5. Після зльотуIn the case of using a UAV for monitoring, after the initialization of the UAV, it is necessary to turn on the battery power switches of the monitoring system, for example, Tagapi5. After take off

БПЛА знижується до висоти 30 метрів, при цьому система для моніторингу робить знімки поля кожні дві секунди.The UAV descends to a height of 30 meters, while the monitoring system takes pictures of the field every two seconds.

Запропонований БПЛА відрізняється від аналогів своїми технічними характеристиками, що дозволяють ефективніше здійснювати захист та моніторинг фітосанітарного стану рослин.The proposed UAV differs from analogues in its technical characteristics, which allow more effective protection and monitoring of the phytosanitary state of plants.

Технічні характеристики:Specifications:

Продовження таблиціContinuation of Table

Макс. дистанція для посадкиMax. landing distance

Розмах крилWingspan

Довжина БПЛАUAV length

Використання запропонованої корисної моделі дозволить: підвищити швидкість та якість обробки сільськогосподарських рослин, через поліпшення льотних характеристик БПЛА, зокрема, маневреності; зменшення операційних витрат на захист рослин та моніторинг фітосанітарного стану рослин. розширити функціональні можливості БПЛА за рахунок можливості обробки сільськогосподарських рослин як сухою речовиною, так і рідиною до 500 Га/добу; розширити арсенал БПЛА сільськогосподарського призначення. здійснювати моніторинг фітосанітарного стану рослин до 12 тис. Га/ добу.The use of the proposed useful model will allow: to increase the speed and quality of processing of agricultural plants, due to the improvement of UAV flight characteristics, in particular, maneuverability; reduction of operational costs for plant protection and monitoring of phytosanitary status of plants. expand the functionality of the UAV due to the possibility of processing agricultural plants with both dry matter and liquid up to 500 Ha/day; to expand the arsenal of agricultural UAVs. monitor the phytosanitary condition of plants up to 12 thousand ha/day.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA An unmanned aerial vehicle for crop protection, comprising wings, a fuselage, a power module containing an engine and a propeller, on-board equipment, a tail beam with a tail, characterized in that the wings have flaps mounted separately from the ailerons and the wings are connected to the fuselage, on which the motor frame is fixed, which, in turn, is connected through a truss to the front spring mounting, the landing gear and braces for attaching the wings, while the landing gear is made in the form of two front wheels and a swiveling rear wheel, which is located on the tail beam and is connected to the rudder and the elevator located on the same beam, in addition, the debt equipment is located directly on the fuselage and has removable attachments, in the form of a fuel tank, two chemical tanks and mounted rotary sprayers for work for plant protection, as well as a platform for suspended equipment for monitoring the phytosanitary condition of plants. With 1, 23. ve in 24 2 And more | | SHI ny ni ny Kr 7 h y she write shin ny and hr she - she ny ' g shiny shi shi shi s still sane 7 sa pn nenation -- g, x shiti M y, N hya kh nya kh / АЖ 7 я х -- х 4 ях 5 | НИ в ко : и E 26 25 и фо 7-16 р Shekt U M t tya nik NN, Mon x KU K y x 21 y 20 13

Fig. 1