Беспилотный летательный аппарат

Беспилотный летательный аппарат содержит несимметричный корпус, носовой радиопрозрачный обтекатель, двигательную установку и систему управления полетом с плоской активной фазированной антенной решеткой, максимальная апертура которой обеспечивается благодаря углу наклона излучающей поверхности к продольной оси корпуса, обеспечивающему ее направление в сторону верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя. Двигательная установка и система управления полетом выполнены с возможностью работы в повернутом на 180° по крену положении. Изобретение направлено на повышение точности наведения на конечном участке траектории полета. 3 ил.

 

Изобретение относится к системам управления беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), с управляющими устройствами, действующими автоматически с использованием излучаемых сигналов, а также к размещению и приспособлению приборов на БПЛА, преимущественно, с несимметричным корпусом, обеспечивающим за счет несимметричности своей формы создание подъемной силы при обтекании потоком воздуха в полете.

Известен БПЛА, патент RU №2297950 С1, принятый за прототип, содержащий корпус с носовым радиопрозрачным обтекателем, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом по введенным координатам, включающей рулевые элементы и головку самонаведения (ГСН) на конечном участке траектории полета, снабженную антенной, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем. Корпус БПЛА оснащен навесным топливным баком, который снабжен аэродинамическим обтекателем, закрепленным снаружи его корпуса с образованием дополнительного объема, в котором размещена аппаратура дополнительного пассивного широкодиапазонного канала ГСН, сообщенная электрической связью с системой управления, корректирующую работу системы управления до конечного участка траектории полета БПЛА. Для формирования подъемной силы, действующий на корпус БПЛА в полете, известный БПЛА может содержать несимметричный корпус, при этом верхняя часть поверхности носового радиопрозрачного обтекателя выполняется выпуклой, а нижняя его часть выполняется уплощенной. Для повышения точности наведения на конечном участке траектории полета БПЛА, путем обеспечения безинерционной работы антенны ГСН, антенна может быть выполнена в виде плоской активной фазированной антенной решетки (АФАР), закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси беспилотного летательного аппарата и наклоном к его продольной оси в сторону нижней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя (A.M. Батков, А.А. Борисов "Критические технологии в создании авиационной техники нового поколения", сборник "Новости авиакосмической науки и технологии, МАКС 2003", стр. 9, изд. ОАО "Авиасалон", Межрегиональное Общество авиастроителей).

Существенными признаками предлагаемого БПЛА, совпадающими с признаками прототипа, являются следующие: беспилотный летательный аппарат, содержащий несимметричный корпус с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения, снабженную активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси.

В известном БПЛА закрепление АФАР с наклоном излучающей поверхности к продольной оси БПЛА сопряжен с ее расположением в зоне выпуклой верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя меньшей ширины, что приводит к уменьшению суммарной площади (апертуры) АФАР и точности наведения БПЛА на конечном участке траектории полета.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, является обеспечение возможности увеличения апертуры АФАР, для повышения точности наведения на конечном участке траектории полета БПЛА.

Для решения достижения указанного технического результата, в беспилотном летательном аппарате, содержащем несимметричный корпус с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения, снабженную активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, угол наклона излучающей поверхности активной фазированной антенной решетки к продольной оси корпуса обеспечивает ее направление в сторону верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя, система управления полетом выполнена с возможностью поворота беспилотного летательного аппарата по крену на 180° и управления полетом в повернутом по крену положении, а двигательная установка выполнена с возможностью работы в повернутом по крену положении.

Отличительными признаками предлагаемого БПЛА является то, что угол наклона излучающей поверхности активной фазированной антенной решетки к продольной оси корпуса обеспечивает ее направление в сторону верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя, система управления полетом выполнена с возможностью поворота беспилотного летательного аппарата по крену на 180° и управления полетом в повернутом по крену положении, а двигательная установка выполнена с возможностью работы в повернутом по крену положении.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, достигается возможность увеличения апертуры АФАР, для повышения точности наведения на конечном участке траектории полета БПЛА.

Предложенное техническое решение может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, использующих БПЛА, как для повышения точности подлета к цели маршрута, так и для повышения точности возврата к месту старта, например, в метеорологии для измерений и доставки измерительных зондов, в МЧС для разведки зоны чрезвычайной ситуации или доставки полезной нагрузки в зону повышенной опасности.

Техническое решение поясняется чертежами, фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлено вид сбоку БПЛА в полете до конечного участка траектории полета.

На фиг. 2 представлен вид спереди БПЛА в полете до конечного участка траектории полета.

На фиг. 3 представлен вид сбоку БПЛА в полете на конечном участке траектории полета.

Представленный на чертежах БПЛА содержит несимметричный корпус 1 с носовым радиопрозрачным обтекателем 2, верхняя 3 и нижняя 4 части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть 3 выполнена выпуклой, а нижняя часть 4 уплощенной, полезной нагрузкой 5, двигательной установкой 6 и системой 7 управления полетом, включающей рулевые элементы 8 и головку 9 самонаведения, снабженную АФАР 10, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем 2 с расположением ее излучающей поверхности 11 параллельно поперечной оси корпуса 1 и наклоном к его продольной оси. Угол α наклона излучающей поверхности 11 АФАР 10 к продольной оси корпуса 1 обеспечивает ее направление в сторону верхней части 3 поверхности носового радиопрозрачного обтекателя 2, система 7 управления полетом выполнена с возможностью поворота беспилотного летательного аппарата по крену на 180° и управления полетом в повернутом по крену положении, а двигательная установка 6 выполнена с возможностью работы в повернутом по крену положении. Головка 9 самонаведения, посредством АФАР 10, обеспечивает сканирование земной поверхности 12 на конечном участке траектории полета БПЛА.

БПЛА работает следующим образом. Угол α (фиг. 1) наклона излучающей поверхности 11 АФАР 10 к продольной оси корпуса 1 обеспечивает ее направление в сторону верхней части 3 поверхности носового радиопрозрачного обтекателя 2, при этом нижняя часть АФАР 10 располагается вблизи уплощенной нижней части 4 поверхности носового радиопрозрачного обтекателя 2, образующей его ширину, то есть в районе его ширины, а верхняя часть АФАР 10 располагается вблизи верхней части 3 поверхности носового радиопрозрачного обтекателя 2, в районе ее задней части с наибольшим радиусом R (фиг. 2) кривизны. Благодаря этому, апертура (суммарная площадь) АФАР 10 существенно (на ~ 30%) увеличена, в отличие от прототипа с наклоном излучающей поверхности 11 АФАР 10 к продольной оси корпуса 1, обеспечивающим ее направление в сторону нижней части 4 (на чертежах не показано). Перед полетом БПЛА в систему 7 управления полетом вводятся координаты цели. Подлет БПЛА к цели осуществляется в нормальном положении, фиг. 1, при этом система 7 управления полетом управляет рулевыми элементами 8, согласно заложенной в нее логике управления, например, с измерением полетных перегрузок по осям координат и вычисления по ним положения БПЛА относительно цели (инерциальная система управления). Перед выполнением конечного участка траектории полета система 7 управления полетом, управляя рулевыми элементами 8, обеспечивает поворот БПЛА по крену на 180° (фиг. 3) и включает головку 9 самонаведения, которая посредством излучающей поверхности 11 АФАР 10 обеспечивает электронное (безинерционное) сканирование участков земной поверхности 12 в районе расположения цели, уточняет положение БПЛА относительно цели и, благодаря возможностям управления рулевыми элементами 8 в повернутом по крену положении и работы двигательной установки 6, увеличенной апертуре АФАР 10, обеспечивает уточненную траекторию полета БПЛА на конечном участке.

Беспилотный летательный аппарат, содержащий несимметричный корпус с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения, снабженную активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, отличающийся тем, что угол наклона излучающей поверхности активной фазированной антенной решетки к продольной оси корпуса обеспечивает ее направление в сторону верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя, система управления полетом выполнена с возможностью поворота беспилотного летательного аппарата по крену на 180° и управления полетом в повернутом по крену положении, а двигательная установка выполнена с возможностью работы в повернутом по крену положении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к беспилотным летательным аппаратам, предназначенным для перехвата и поражения воздушной мишени. Беспилотный летательный аппарат-перехватчик содержит фюзеляж (1), выполненный в виде ферменной конструкции, трапециевидное крыло (2) с двигателями (3).

Изобретение относится к способам проведения поисково-спасательных работ с помощью беспилотных авиационных систем. Способ проведения поисково-спасательных работ включает введение, перед запуском беспилотного летательного аппарата (БПЛА), по радиоканалу, координат объекта поиска - ОП (в частности, пострадавшего или группы пострадавших), считываемых с размещенного на ОП блока аварийной связи (GPS-трекера), оценку состояния ОП, формирование траектории полета БПЛА в район поиска, определение границ поиска, осуществление допоиска ОП с помощью телевизионной и инфракрасной (ИК-) видеокамеры с выделением ОП посредством программного обеспечения на основе нейросети с последующим уточнением его оператором.

Способ управления полетом беспилотного летательного аппарата, который снабжен несимметричным корпусом с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения с активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, основанный на введении координат траектории полета в систему управления полетом и управлении рулевыми элементами в полете для обеспечения траектории полета.

Способ управления полетом беспилотного летательного аппарата, который снабжен несимметричным корпусом с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения с активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, основанный на введении координат траектории полета в систему управления полетом и управлении рулевыми элементами в полете для обеспечения траектории полета.
Универсальный модуль полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата содержит короб с крышкой, блок управления с навигационной системой и двигателем. Лицевая часть крышки содержит крепление для фиксации на корпусе беспилотного летательного аппарата, парашют и блок его раскрытия.
Универсальный модуль полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата содержит короб с крышкой, выполненный с возможностью крепления на корпусе беспилотного летательного аппарата, а также оборудованный амортизирующей прокладкой на дне короба, запирающим устройством, ракетницей и фонарем, встроенным в крышку короба.
Универсальный модуль полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата содержит короб с крышкой, выполненный в виде термоса, лицевая часть которого выполнена с возможностью фиксации на корпусе беспилотного летательного аппарата, а также оборудованный амортизирующей прокладкой, выполненной с возможностью съема, запирающим устройством, разделителями во внутреннем пространстве корпуса для размещения аккумуляторов холода и встроенной внутренней подсветки, ракетницей, фонарем, встроенным в крышку короба.

Группа изобретений относится к области вооружения с использованием БПЛА, к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения, с использованием энергии от первичных или вторичных элементов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам запуска летательных аппаратов (ЛА) самолетной схемы. Способ старта и подъема летательного аппарата самолетного типа включает размещение ЛА и фиксацию в стартовой конфигурации со сложенным крылом внутри ракетной стартово-разгонной ступени (СРС), после старта связку СРС-ЛА выводят на высоту 0,5…25,0 км начала целевого функционирования ЛА.

Группа изобретений относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Способ внесения сыпучих средств защиты растений предусматривает определение границ поля, точек сброса сыпучих средств защиты растений, заполнение емкости сыпучими средствами защиты растений и запуск беспилотного летательного аппарата.
Изобретение относится к кордовым моделям самолета. Кордовая модель самолета с дистанционным управлением по тангажу включает привод рулевых поверхностей, оснащена электродвигателем, который вместе с приемником дистанционного управления и приводом питается от источника тока.

Способ управления полетом беспилотного летательного аппарата, который снабжен несимметричным корпусом с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения с активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, основанный на введении координат траектории полета в систему управления полетом и управлении рулевыми элементами в полете для обеспечения траектории полета.

Изобретение относится к области авиации. Крыло с управляемой закруткой характеризуется тем, что состоит из трех секций по размаху.

Летательный аппарат включает в себя фюзеляж, имеющий продольную ось, узел крыла и механизм позиционирования фюзеляжа, функционально соединяющий фюзеляж с узлом крыла.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам запуска летательных аппаратов (ЛА) самолетной схемы. Способ старта и подъема летательного аппарата самолетного типа включает размещение ЛА и фиксацию в стартовой конфигурации со сложенным крылом внутри ракетной стартово-разгонной ступени (СРС), после старта связку СРС-ЛА выводят на высоту 0,5…25,0 км начала целевого функционирования ЛА.

Изобретение относится к области авиастроения. Кессон фюзеляжа состоит из П-образных верхней и нижней панелей, изготовленных из несущих слоев полимерного композиционного материала и заполнителя.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки. Малозаметный беспилотный самолет вертикального взлета и посадки (МБСВВП) содержит трапециевидное крыло, силовую установку (СУ) с реактивными двигателями, хвостовое оперение и трехопорное убирающееся колесное шасси.

Изобретение относится к крыльям дозвуковых самолетов. Крыло летательного аппарата состоит из центроплана и консоли, выполнено с удлинением λ=8÷11, сужением η=3.0÷4.5 и имеет сверхкритические профили.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям ракетных комплексов. Беспилотный авиационный ракетный комплекс (БАРК) с автономным реактивным самолетом-носителем ракет, имеющим фюзеляж, несущее крыло с хвостовым оперением, двигатель силовой установки (СУ), бортовую систему управления (БСУ), бортовой источник питания, отделяемую противокорабельную ракету (ПКР), состыкованную посредством узла отделения с носителем и предназначенную для поражения надводной цели (НЦ).

Изобретение относится к доставке грузов с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Система доставки груза включает опорную поверхность, размещенную на опорной поверхности навигационную станцию с площадкой для приема БПЛА, взаимодействующего по беспроводному каналу связи с указанной площадкой, центр управления, систему крепления груза.

Изобретение относится к области техники связи и предназначено для обеспечения независящей от положения передачи и приема данных широкофюзеляжным пассажирским самолетом, Изобретение охарактеризовано следующими шагами: установка по меньшей мере одной антенны (16), которая выполнена для коммуникации с летающим коммуникационным хабом (22), в пассажирском самолете (10) в области вблизи окна, передача и/или прием данных между по меньшей мере антенной (16) и летающим коммуникационным хабом (22) во время полета и передача данных внутри самолета (10) между антенной (16) и связанным с антенной (16) устройством (20) маршрутизации.
Наверх