Багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат з однооб’ємним фюзеляжем

Реферат: Багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат (БПЛА) містить фюзеляж, трапецієподібне в плані крило з механізацією у вигляді щілинного флаперона, двох секцій висувних закрилків Фаулера, встановлене на одному рознімному центральному пілоні, силові установки, встановлені на центроплані крила, хвостове оперення, виконане двокільовим "Н"подібним і встановлене на одній рознімній хвостовій балці. Крім цього для зльоту/посадки політаковому встановлене триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою, а контейнер корисного навантаження об'єднаний разом з гондолою фюзеляжу. При цьому фюзеляж виконаний однооб'ємним, утвореним з об'ємів гондоли фюзеляжу та хвостової балки, а центроплан крила із силовими установками закріплено безпосередньо зверху на фюзеляжі без пілона. З'єднання центроплана крила та фюзеляжу оснащене розвиненими обтічниками, які забезпечують зниження інтерференції в зоні стиків центроплана крила та фюзеляжу. Фюзеляж, який в нижній передній частині оснащений камерою денного та нічного бачення, виконано UA 114127 U (12) UA 114127 U несучим, а його носова частина виконана потовщеною для безперешкодного встановлення антени радара переднього огляду. Крило виконане з більшим видовженням. Триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою виконано таким, що ховається в колісні ніші гондоли під час польоту. Хвостове оперення виконане з розвиненим по площі вертикальним кілем, який містить вертикальне оперення з кермом висоти та горизонтальне оперення з кермом напрямку. UA 114127 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до двомоторних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) літакового типу, які мають подвійне призначення і можуть бути використані в галузі економіки для виконання авіаційних робіт, зокрема в сільському і лісовому господарстві при проведенні всіх видів аерофотозйомок, картографування, обстеження площинних та лінійних об'єктів, можуть бути носіями засобів дистанційного спостереження за різноманітними об'єктами на земній поверхні, а також з військовою метою як носії розвідувального обладнання та озброєння. Практика використання двомоторних повітряних суден свідчить про те, що вони застосовуються для підвищення надійності в польоті при тривалому перебуванні у повітрі. Двигуни можуть розташовуватись поздовжньо або поперечно, в залежності від компонувальної схеми або типу повітряного судна. Прикладом повітряного судна з поперечною схемою розташування двигунів може бути відомий літак Ан-26 (wikipedia.org/wiki/AH-26). Прикладом поздовжньої схеми розташування двигунів може бути літак Cessna 337 Skymaster M (wikipedia.org/wiki/Cessna_337_Skymaster). Відомий безпілотний літальний апарат, який містить акумуляторний блок накопичення енергії, двигунну систему, виконану з можливістю роботи принаймні в двох оперативних режимах, блок, який контролює напрям руху БПЛА, блок обробки даних [WO2013IL50636 20130724, ISRAEL AEROSPACE IND LTD]. До недоліків відомого БПЛА можна віднести низькі аеродинамічні показники через властивості його компонувальної схеми, складну конструкцію фюзеляжу і недоцільну його форму, яка призводить до поганого обтікання повітряними масами. І самим основним недоліком можна назвати низькі льотні характеристики, внаслідок яких відомий БПЛА не може бути використаний для забезпечення виконання завдань у військовій сфері. Відомий двомоторний БПЛА спеціального призначення, який виконаний із поздовжньою схемою розташування двигунів, що містить гондолу, хвостові балки, прямокутне крило, підняте над гондолою на двох пілонах, хвостове оперення, виконане зворотним V-подібним з додатковим вертикальним кілем, шасі, тягнучу та штовхаючу силові установки, розміщені попереду та позаду гондоли [Патент України на корисну модель № 33977, МПК В64С39/02 (2008.01), бюл. № 14, 2008 р.]. До основних недоліків відомого БПЛА спеціального призначення є ускладнена та нечітка робота камер переднього спостереження при огляді передньої півсфери внаслідок розташування переднього двигуна попереду гондоли, висока вібрація фюзеляжу в цілому внаслідок поздовжньої схеми розташування двигунів на гондолі, а також одним із суттєвих недоліків є те, що задній двигун знаходиться в "аеродинамічній тіні" тобто в просторі, де відсутня циркуляція повітря, що є наслідком його сильного перегрівання. Ще одним недоліком є низькі злітні характеристики внаслідок того, що крило розташоване поза зоною обдування від повітряних гвинтів і не використовується ефект збільшення підйомної сили від обдування. Відомий двофюзеляжний двомоторний БПЛА "Tracker" (опубліковано у збірнику "UAV systems. The Global Perspective". 2005 p. 142.86-rue. 76016 Paris, France), із поперечною схемою розташування двигунів, які розміщені в носовій частині нерознімних фюзеляжів. Немеханізоване крило розміщено безпосередньо у верхній частині фюзеляжів. Контейнер для бортового спеціального обладнання розміщений окремо на виносному пілоні між фюзеляжами. Оперення двокільове, "П"-подібне. БПЛА не обладнаний шасі для здійснення зльоту/посадки політаковому. Аеродинамічна схема відомого БПЛА дозволяє отримати певний приріст підйомної сили на стартовому режимі за рахунок обдування крила гвинтами, але при відмові одного із двигунів з'являється ефект несиметричної тяги, що у зв'язку з його нерозвиненим вертикальним оперенням може призвести до появи розвертаючих моментів, які негативно впливають на підтримання БПЛА на заданому курсі. Також одним суттєвим недоліком відомого БПЛА є наявність окремого контейнера для бортового спеціального обладнання, який суттєво збільшує аеродинамічний опір БПЛА. Відомим і найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є двомоторний БПЛА з підвищеними злітно-посадковими характеристиками, що містить трапецієподібне крило, силові установки, що розташовані поперечно на крилі і обдувають його центропланну частину, а флаперони і закрилки виконані однощілинного типу [Патент України на корисну модель № 81091]. Відомий БПЛА має високі злітно-посадкові характеристики та виконує зліт та посадку політаковому. Він має крила з розвиненою механізацією і може виконувати зліт та посадку в умовах "важких" ґрунтових злітно-посадкових смуг. Однак, суттєвими недоліками відомого БПЛА є розділення корисного об'єму фюзеляжу на окремі гондолу та хвостову балку, що як наслідок ускладнює конструкцію БПЛА, підвищує його аеродинамічний опір та зменшує корисний об'єм фюзеляжу і в результаті погіршує його 1 UA 114127 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 експлуатаційні показники в частині підвищення витрати палива на основному - крейсерському режимі польоту, а також зменшує кількість корисного вантажу та обмежує зону його розташування габаритами гондоли. Також ускладнюється процедура завантаження/розвантаження гондоли вантажем. "Н"-подібне хвостове оперення має один з найвищих показників шкідливого аеродинамічного опору та триопорне шасі, що не ховається у польоті, призводять до суттєвого зниження якості аеродинамічних властивостей. Трапецієподібне крило з середнім значенням видовження також не забезпечує відповідної аеродинамічної якості для зниження витрати палива у крейсерському режимі. Також одним з недоліків відомого БПЛА є те, що коротка гондола фюзеляжу ускладнює встановлення рухомої антени радара переднього огляду, необхідного для інтеграції БПЛА в повітряний простір, а також, що є дуже важливим, для забезпечення виконання завдань у військовій сфері. В основу запропонованої корисної моделі поставлено задачу підвищити експлуатаційні показники багатоцільового двомоторного літального апарата з однооб'ємним фюзеляжем шляхом удосконалення його компонувальної схеми, що забезпечить збільшення внутрішнього корисного об'єму фюзеляжу для вантажу, розширить зони розміщення вантажу, дозволить встановити в передній частині фюзеляжу рухому антену радара переднього огляду, а також знизить аеродинамічний опір БПЛА у крейсерському режимі польоту і тим самим підвищить його паливну економічність на вказаному режимі. Поставлена в основу запропонованої корисної моделі задача вирішується тим, що багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат (БПЛА), який містить фюзеляж, трапецієподібне в плані крило з механізацією у вигляді щілинного флаперона, двох секцій висувних закрилків Фаулера, встановлене на одному рознімному центральному пілоні, силові установки, встановлені на центроплані крила, хвостове оперення, виконане двокільовим "Н"подібним і встановлене на одній рознімній хвостовій балці, крім цього для зльоту/посадки політаковому встановлене триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою, а контейнер корисного навантаження об'єднаний разом з гондолою фюзеляжу, причому фюзеляж виконаний однооб'ємним, утвореним з об'ємів гондоли фюзеляжу та хвостової балки, а центроплан крила із силовими установками встановлено безпосередньо зверху на фюзеляжі без пілона, причому з'єднання центроплана крила та фюзеляжу оснащене розвиненими обтічниками, які забезпечують зниження інтерференції в зоні стиків центроплана крила та фюзеляжу, фюзеляж, який в нижній передній частині оснащений камерою денного та нічного бачення, виконано несучим, а його носова частина виконана потовщеною для безперешкодного встановлення антени радара переднього огляду, крило виконане з більшим видовженням, триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою виконано таким, що ховається в колісні ніші гондоли під час польоту, а хвостове оперення виконане з розвиненим по площі вертикальним кілем, який містить вертикальне оперення з кермом висоти та горизонтальне оперення з кермом напрямку. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями на яких: на фіг. 1 - зображено бокову проекцію багатоцільового двомоторного безпілотного літального апарата у положенні на стоянці з випущеним шасі; на фіг. 2 - зображено бокову проекцію багатоцільового двомоторного безпілотного літального апарата в режимі крейсерського польоту із захованим шасі; на фіг. 3 - зображено планову проекцію багатоцільового двомоторного безпілотного літального апарата в режимі крейсерського польоту із захованими закрилками. Елементи корисної моделі позначені наступними цифровими позиціями: 1 - фюзеляж; 2 - крило (центроплан); 3 - щілинний флаперон; 4 - закрилки Фаулера; 5 - силові установки; 6 - хвостове оперення; 7 - триопорне шасі; 8 - обтічник; 9 - камера денного і нічного бачення; 10 - антена радара; 11 - колісні ніші гондоли; 12 - вертикальне оперення; 13 - кермо висоти; 14 - горизонтальне оперення; 15 - кермо напрямку. 2 UA 114127 U 5 10 15 20 25 Багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат (БПЛА), який містить фюзеляж (1), трапецієподібне в плані крило (2) з механізацією у вигляді щілинного флаперона (3), двох секцій висувних закрилків Фаулера (4), встановлене на одному рознімному центральному пілоні, силові установки (5), встановлені на центроплані крила (2), хвостове оперення (6), виконане двокільовим "Н"-подібним і встановлене на одній рознімній хвостовій балці, крім цього для зльоту/посадки по-літаковому встановлене триопорне шасі (7) з носовою самоорієнтованою опорою, а контейнер корисного навантаження об'єднаний разом з гондолою фюзеляжу (1), причому фюзеляж (1) виконаний однооб'ємним, утвореним з об'ємів гондоли фюзеляжу та хвостової балки, а центроплан крила (2) із силовими установками (5) встановлено безпосередньо зверху на фюзеляжі (1) без пілона, причому з'єднання центроплана крила (2) та фюзеляжу (1) оснащене розвиненими обтічниками (8), які забезпечують зниження інтерференції в зоні стиків центроплана крила (2) та фюзеляжу (1), фюзеляж (1), який в нижній передній частині оснащений камерою денного та нічного бачення (9), виконано несучим, а його носова частина виконана потовщеною для безперешкодного встановлення антени радара (10) переднього огляду, крило (2) виконане з більшим видовженням, триопорне шасі (7) з носовою самоорієнтованою опорою виконано таким, що ховається в колісні ніші гондоли (11) під час польоту, а хвостове оперення (6) виконане з розвиненим по площі вертикальним кілем, який містить вертикальне оперення (12) з кермом висоти (13) та горизонтальне оперення (14) з кермом напрямку (15). Багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат є літальним апаратом "верхопланом" нормальної схеми з трапецієподібним крилом великого видовження на фюзеляжі та хвостовим оперенням нормального типу з розвиненим вертикальним оперенням. У фюзеляжі розміщене корисне навантаження, запас палива, система управління та інші системи БПЛА. Частина бортового обладнання та запас палива можуть бути розташовані у відсіках крила та на зовнішній підвісці під крилом та з боків фюзеляжу. Основні розрахункові характеристики багатоцільового двомоторного безпілотного літального апарата з однооб'ємним фюзеляжем 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 30 Стартова маса БПЛА, кг 600 Маса корисного навантаження, кг до 200 Максимальна швидкість, км/год. 320 Крейсерська швидкість, км/год. 250 Макс. потужність двигунів, кВт 2×37=74 (96 к.с) Макс. висота польоту, м 6000 Макс. тривалість польоту без дозаправляння: - з корисним навантаженням 200 кг, год. 6 - з корисним навантаженням 100 кг, год. 10 Макс. віддалення від наземної станції керування (з корисним 1500 навантаженням 100 кг та при застосуванні супутникового зв'язку), км Маршрутна дальність (з корисним навантаженням 100 кг), км 3000. Отже, саме завдяки тому, що компонувальна схема БПЛА була перероблена і удосконалена вищеописаним чином, поставлена в основу запропонованої корисної моделі задача щодо забезпечення збільшення внутрішнього корисного об'єму фюзеляжу для вантажу, розширення зони розміщення вантажу, можливості встановлення в передній частині фюзеляжу рухомої антени радара переднього огляду, а також зниження аеродинамічного опору БПЛА у крейсерському режимі польоту і, тим самим, підвищення його паливної економічності на вказаному режимі вирішена. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Багатоцільовий двомоторний безпілотний літальний апарат (БПЛА), який містить фюзеляж, трапецієподібне в плані крило з механізацією у вигляді щілинного флаперона, двох секцій висувних закрилків Фаулера, встановлене на одному рознімному центральному пілоні, силові установки, встановлені на центроплані крила, хвостове оперення, виконане двокільовим "Н"подібним і встановлене на одній рознімній хвостовій балці, крім цього для зльоту/посадки політаковому встановлене триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою, а контейнер корисного навантаження об'єднаний разом з гондолою фюзеляжу, який відрізняється тим, що фюзеляж виконаний однооб'ємним, утвореним з об'ємів гондоли фюзеляжу та хвостової балки, 3 UA 114127 U 5 10 а центроплан крила із силовими установками закріплено безпосередньо зверху на фюзеляжі без пілона, причому з'єднання центроплана крила та фюзеляжу оснащене розвиненими обтічниками, які забезпечують зниження інтерференції в зоні стиків центроплана крила та фюзеляжу, фюзеляж, який в нижній передній частині оснащений камерою денного та нічного бачення, виконано несучим, а його носова частина виконана потовщеною для безперешкодного встановлення антени радара переднього огляду, крило виконане з більшим видовженням, триопорне шасі з носовою самоорієнтованою опорою виконано таким, що ховається в колісні ніші гондоли під час польоту, а хвостове оперення виконане з розвиненим по площі вертикальним кілем, який містить вертикальне оперення з кермом висоти та горизонтальне оперення з кермом напрямку. 4 UA 114127 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 5