Спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки

Реферат: Спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, при якому підготовляють стартову установку, встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь розташовувалася у вертикальній площині, підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту, встановлюють безпілотний літальний апарат на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму, споряджають стартовий прискорювач, запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні обороти для створення максимальної тяги, приводять у дію стартовий прискорювач, розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, забезпечують рух безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки і стартового прискорювача, забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки, формують рух безпілотного літального апарата після сходу зі стартової установки по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення, виводять безпілотний літальний апарат у набір висоти після просадки шляхом збільшення швидкості, виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів і системи керування в режим керованого польоту. При підготовці стартової установки визначають напрямок вітру і встановлюють стартову установку своєю поздовжньою віссю проти вітру, у процесі руху безпілотного літального апарата по стартовій установці, за рахунок її кривизни, формують рух безпілотного літального апарата по 2 3 криволінійній траєкторії, близькій до півпараболи типу "х " або "х ", розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки. UA 106673 U (12) UA 106673 U UA 106673 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі авіації, зокрема до безпілотних авіаційних комплексів, а саме, до способів забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, і може бути застосована для реалізації способів забезпечення зльоту безпілотного літального апарата з мобільних/пересувних стартових установок. Одним з можливих способів запуску у політ безпілотних літальних апаратів літакового типу, є використання стартової установки. Стартова установка, що являє собою механічний пристрій з направляючою, яка встановлюється з певним кутом нахилу, забезпечує розгін літального апарата та його сход/відрив з початковими висотою та кутом нахилу траєкторії [1]. Такий спосіб дозволяє застосовувати безпілотні авіаційні комплекси з непідготовлених ділянок, значно зменшує геометричні розміри ділянки необхідної для базування та здійснення зльоту безпілотних літальних апаратів літакового типу. Крім того стартові установки дозволяють здійснювати застосування безпілотних літальних апаратів на мобільних платформах, у тому числі і з палуби корабля. При цьому існує протиріччя між вимогами щодо забезпечення безпечного зльоту безпілотного літального апарата з інтенсивним набором висоти та мінімальними масогабаритними показниками характеристик стартової установки. За таких умов виникає актуальне питання стосовно оптимізації зльоту безпілотних літальних апаратів літакового типу за допомогою стартової установки, за рахунок оптимізації траєкторії його руху, як після сходу/відриву, так і по направляючій стартової установки [2]. Відомий спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, при якому підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту, підготовляють стартову установку, встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь була розташована у вертикальній площині, виставляють визначений кут нахилу направляючої стартової установки, встановлюють безпілотний літальний апарат на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму, запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні оберти для створення максимальної тяги, розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, забезпечують рух безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки, забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки, формують рух безпілотного літального апарата після сходу зі стартової установки по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення, виводять безпілотний літальний апарат у набір висоти після просадки шляхом збільшення швидкості польоту, виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів і системи керування в режим керованого польоту [3]. До недоліків відомого способу належить те, що при сході безпілотного літального апарата з пускової установки він має невелику швидкість, унаслідок чого подальший рух, після сходу зазначеного безпілотного літального апарата зі стартової установки, здійснюється по напівбалістичній траєкторії зі зниженням/просадкою. За таких умов для виключення загрози зіткнення літального апарата з поверхнею (земною, водною), застосовують силові установки (двигуни) з надмірними енергетичними, а відповідно масо-габаритними характеристиками. Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке вибрано за найближчий аналог (прототип), є спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, при якому підготовляють стартову установку, встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь розташовувалася у вертикальній площині, виставляють кут нахилу стартової установки, підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту, встановлюють безпілотний літальний апарат на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму, споряджають стартовий прискорювач, запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні оберти для створення максимальної тяги, приводять в дію стартовий прискорювач, розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, забезпечують рух безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки і стартового прискорювача, забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки, формують рух безпілотного літального апарата після сходу зі стартової установки по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення, виводять безпілотний літальний апарат у набір висоти після просадки шляхом збільшення швидкості польоту, виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів і системи керування в режим керованого польоту [4]. До недоліків відомого способу, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить невелика швидкість сходу безпілотного літального апарата з пускової установки, внаслідок чого 1 UA 106673 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 подальший рух, після сходу зі стартової установки, здійснюється по напівбалістичній траєкторії зі зменшенням висоти - відбувається просадка літального апарата. За таких умов для виключення загрози зіткнення з поверхнею (земною, водною), для запуску безпілотного літального апарата застосовують стартові установки, як правило, з надмірними масогабаритними та енергетичними характеристиками. В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити більшу швидкість сходу безпілотного літального апарата при тих самих енергетичних витратах за рахунок організації початку руху з нульовим кутом нахилу траєкторії та його поступового збільшення за рахунок кривизни направляючої. Суть корисної моделі в способі забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, при якому підготовляють стартову установку, встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь розташовувалася у вертикальній площині, підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту, встановлюють безпілотний літальний апарат на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму, споряджають стартовий прискорювач, запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні обороти для створення максимальної тяги, приводять у дію стартовий прискорювач, розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, забезпечують рух безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки і стартового прискорювача, забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки, формують рух безпілотного літального апарата після сходу зі стартової установки по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення, виводять безпілотний літальний апарат у набір висоти після просадки шляхом збільшення швидкості, виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів керування і системи керування в режим керованого польоту, полягає в тому, що при підготовці стартової установки визначають напрямок вітру і встановлюють стартову установку своєю поздовжньою віссю проти вітру, у процесі руху безпілотного літального апарата по направляючій стартової установки, за рахунок її кривизни, формують рух безпілотного літального апарата по криволінійній траєкторії, 2" 3" близькій до півпараболи типу "х або "х , розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, який заявляється, відрізняється тим, що при підготовці стартової установки визначають напрямок вітру і встановлюють стартову установку своєю поздовжньою віссю проти вітру, у процесі руху безпілотного літального апарата по направляючій стартової установки, за рахунок її кривизни, формують рух безпілотного літального апарата по криволінійній траєкторії, близькій до 2" 3" півпараболи типу "х або "х , розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки. Таким чином, спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі в способі забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, який заявляється, здійснюється таким чином. Попередньо підготовляють стартову установку та встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь розташовувалася у вертикальній площині, при цьому при підготовці стартової установки визначають напрямок вітру і встановлюють стартову установку своєю поздовжньою віссю проти вітру. При цьому на відміну від прототипу, внаслідок кривизни направляючої, кут установки у вертикальній площині залишається постійним. Паралельно підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту. По закінченні етапу підготовки безпілотного літального апарата до польоту його встановлюють на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму. На відміну від прототипу, безпілотний літальний апарат встановлюється на горизонтальну поверхню, що дещо полегшує процес підготовки, особливо при застосуванні безпілотного літального апарата зі значними масою та габаритами. Паралельно із зазначеним вище споряджають стартовий прискорювач і монтують його відповідним чином. Продовжують технологічний процес тим, що запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні обороти для створення максимальної тяги, і при досягненні силовою установкою максимальної тяги приводять у дію стартовий прискорювач безпілотного літального апарата. 2 UA 106673 U 5 10 15 20 25 30 35 При спрацьовуванні стартового прискорювача розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, чим забезпечують рух безпілотного літального апарата по направляючій стартової установки під дією тяги силової установки і стартового прискорювача. При цьому у процесі руху безпілотного літального апарата по стартовій установці, за рахунок її кривизни, формують рух безпілотного літального апарата по криволінійній траєкторії, близькій 2" 3" до півпараболи типу "х або "х , розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки. При русі безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки і стартового прискорювача забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки (по досягненні безпілотним літальним апаратом торця/закінцівки стартової установки). При відриві/сході безпілотного літального апарата зі стартової установки формують його рух по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення. На завершальному етапі забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, а саме після просадки, виводять зазначений безпілотний літальний апарат у набір висоти шляхом збільшення швидкості. Після цього виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів і системи керування в режим керованого польоту. Підвищення ефективності застосування способу забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом формування руху безпілотного літального апарата по стартовій установці 2" 3" по криволінійній траєкторії, за рахунок її кривизни, близькій до півпараболи типу "х або "х , розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки, чим досягається збільшення кута нахилу траєкторії само на кінцевій ділянці руху безпілотного літального апарата по направляючій з помірними енерговитратами. Також підвищення ефективності застосування способу забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом встановлення стартової установки своєю поздовжньою віссю проти вітру, чим забезпечують додаткову підіймальну силу після сходу безпілотного літального апарата з направляючої. Джерела інформації: 1. Беспилотные летательные аппараты: Методики приближенных расчетов основных параметров и характеристик / В.М. Ильюшко и др.; под ред. В.И.Силкова. // К.: ЦНИИ ВВТ ВС Украины, 2010. - 302 с. 2. V. Silkov, A. Zirka Calculation of the characteristics of a UAV launch from a ramp//Aviation, ISSN 1648-7788, elSSN 1822-4180, Vol. 18, 2014. 3. Киселев М.А., Костин A.M., Тюменев В.Р. К оптимизации управления траекторным движением самолета. Научный вестник МГТУ ГА, 2008, № 125. - аналог. 4. Силков В.И., Тюрин В.М. Расчет летных характеристик и траекторий полета самолета. К.: КВВАИУ, 1987.-162 с. - прототип. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Спосіб забезпечення зльоту безпілотного літального апарата зі стартової установки, при якому підготовляють стартову установку, встановлюють стартову установку так, щоб її поздовжня вісь розташовувалася у вертикальній площині, підготовляють безпілотний літальний апарат до польоту, встановлюють безпілотний літальний апарат на стартову установку та фіксують за допомогою стопорного механізму, споряджають стартовий прискорювач, запускають силову установку безпілотного літального апарата і виводять її на максимальні обороти для створення максимальної тяги, приводять у дію стартовий прискорювач, розблоковують стопорний механізм безпілотного літального апарата, забезпечують рух безпілотного літального апарата по стартовій установці під дією тяги силової установки і стартового прискорювача, забезпечують відрив/сход безпілотного літального апарата зі стартової установки, формують рух безпілотного літального апарата після сходу зі стартової установки по траєкторії, близькій до балістичної, що включає ділянки набору висоти та зниження/просадки, шляхом установки органів керування в балансувальне положення, виводять безпілотний літальний апарат у набір висоти після просадки шляхом збільшення швидкості, виводять безпілотний літальний апарат за допомогою органів і системи керування в режим керованого польоту, який відрізняється тим, що при підготовці стартової установки визначають напрямок вітру і встановлюють стартову установку своєю поздовжньою віссю проти вітру, у процесі руху безпілотного літального апарата по стартовій установці, за рахунок її кривизни, формують рух безпілотного літального апарата по 3 UA 106673 U 2 3 криволінійній траєкторії, близькій до півпараболи типу "х " або "х ", розташованої у вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі стартової установки. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4