патент
№ RU 2683350
МПК F42B15/36

БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ТРЕМЯ УЗЛАМИ КРЕПЛЕНИЯ

Авторы:
Толстый Александр Сергеевич Хоханов Михаил Алексеевич Щепетьев Дмитрий Геннадьевич
Все (12)
Номер заявки
2017142696
Дата подачи заявки
07.12.2017
Опубликовано
29.03.2019
Страна
RU
Дата приоритета
24.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
10
Реферат

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности, к области устройств беспилотных летательных аппаратов - БПЛА, крепящихся на носителях различного типа, в том числе к семейству управляемых БПЛА, крепящихся к пусковым установкам нестационарных носителей с помощью трех узлов крепления. Технический результат – повышение эффективности крепления с тремя узлами крепления в условиях габаритных ограничений при минимизации угловых возмущений в движении БПЛА при старте с пусковой установки. Устройство содержит корпус. На нем размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА. При этом первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА. Размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления. В зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс предусмотрены заданные соотношения размеров с определенным диапазоном относительных размеров в зависимости от положения второго узла крепления относительно центра масс БПЛА. При этом соблюдено условие, что центр масс БПЛА расположен между первым и третьим узлами крепления. 21 ил.

Формула изобретения

Беспилотный летательный аппарат - БПЛА, содержащий корпус, на котором размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА, отличающийся тем, что первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:
при совпадении второго узла крепления с центром масс и при расположении второго узла крепления за центром масс
при этом выполняются одновременно соотношения
и
или
и
при расположении второго узла крепления перед центром масс
при этом выполняются одновременно соотношения
и
или
и
где: - относительное расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления;
- относительное расстояние от второго узла крепления до первого узла крепления;
- относительное расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления;
L - длина БПЛА,
x2 - расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления,
х1 - расстояние от второго узла крепления до первого узла крепления,
х3 - расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления,
хцм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс.

Описание

Изобретение относится к области устройств беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), крепящихся на носителях различного типа, в том числе к семейству управляемых БПЛА, крепящихся к пусковым установкам нестационарных носителей с помощью трех узлов крепления.

При разработке БПЛА, в том числе управляемых ракет, одной из основных задач является размещение на пусковой установке в условиях габаритных ограничений, что требует выбора оптимальных вариантов крепления БПЛА, как по количеству узлов крепления, так и по их расположению на корпусе БПЛА.

Из уровня техники [1] известен зенитный ракетный комплекс «Бук» с ракетой 9М38М, которая выполнена с тремя узлами подвески.

Также из уровня техники [2] известна ракета малой дальности Р-73, выбранная в качестве прототипа, которая также выполнена с тремя узлами крепления, расположенными в развале между двумя верхними к онсолями крыла.

К недостаткам аналога и прототипа следует отнести затруднительность использования при необходимости крепления БПЛА к носителю в условиях габаритных ограничений в связи с риском угловых возмущений при старте с пусковой установки движущегося носителя БПЛА.

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка БПЛА с тремя узлами крепления, обеспечивающего возможность применения в условиях габаритных ограничений, минимизацию при старте с пусковой установки угловых возмущений движущегося БПЛА.

Техническая проблема решена за счет того, что БПЛА содержит корпус, на котором размещены три узла крепления к внешнему носителю, где первый, второй и третий узлы крепления пронумерованы по направлению полета БПЛА, причем первый, второй и третий узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым и третьим узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:

при совпадении второго узла крепления с центром масс и при расположении второго узла крепления за центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

при расположении второго узла крепления перед центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

где: - относительное расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления;

- относительное расстояние от второго узла крепления до первого;

- относительное расстояние от второго узла крепления до третьего;

L - длина БПЛА,

х2 - расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления,

х1 - расстояние от второго узла крепления до первого,

х3 - расстояние от второго узла крепления до третьего,

хцм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс хцм.

БПЛА с заявленным соотношением размеров решает задачу размещения на пусковой установке в условиях жестких габаритных ограничений. Оптимальный диапазон параметров найден по результатам многочисленных исследований БПЛА различной геометрии.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид БПЛА без консолей крыла и рулей с указанием месторасположения узлов крепления;

на фиг. 2 изображен общий вид БПЛА;

на фиг. 3 изображен общий вид БПЛА спереди (с консолями крыла и рулей, расположенных тандемно и симметрично относительно продольной оси корпуса);

на фиг. 4, 5, 6, 7 и 8 изображены графики зависимости функции при расположении второго узла крепления за центром масс при изменении значения в диапазоне от 0.1 до 0.4, изменении значения в диапазоне от 0.2 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 9, 10, 11, 12 и 13 изображены графики зависимости функции при расположении второго узла крепления за центром масс при изменении значения в диапазоне от 0.2 до 0.4, изменении значения в диапазоне от 0.1 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 14, 15, 16 и 17 изображены графики зависимости функции при расположении второго узла крепления перед центром масс при изменении значения в диапазоне от 0.1 до 0.4, изменении значения в диапазоне от 0.2 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значении в диапазоне от 0.5 до 0.2 с шагом 0.05;

на фиг. 18, 19, 20 и 21 изображены графики зависимости функции при расположении второго узла крепления перед центром масс при изменении значения в диапазоне от 0.2 до 0.4, изменении значения в диапазоне от 0.1 до 0.4 с шагом 0.05, переменном значения в диапазоне от 0 до 0.2 с шагом 0.05.

БПЛА согласно изобретению содержит корпус 1 с тремя узлами крепления 2-4. Внутри корпуса 1 БПЛА может быть размещена аппаратура системы наведения и системы управления, боевое снаряжение, дополнительно возможно размещение двигательной установки совместно со стартовым двигателем (разгонным блоком) или без него (не показаны). На корпусе 1 размещены консоли крыла 5 и рулей 6 (фиг. 1-3). Размещение узлов крепления выбирается на основании того, что отклонение угла между горизонтальной осью БПЛА в неподвижном состоянии до начала движения и между горизонтальной осью БПЛА после начала движения БПЛА (на фиг. 4-21 обозначено как ΔY) не должно превышать двух градусов, так как при значениях ΔY больше 2° высока вероятность касания БПЛА конструкции пусковой установки и/или носителя, в случае его наличия.

Центр масс (ЦМ) БПЛА, как правило, расположен между первым 2 и третьим 4 узлами крепления (см. фиг. 1-2). Расположение второго узла крепления 3 относительно ЦМ может быть осуществлено тремя вариантами: перед ЦМ, за ЦМ, совпадать с ЦМ. Термин «перед ЦМ» или «за ЦМ» используется относительно предполагаемого направления движения БПЛА.

Термин «передний» или «задний» край БПЛА применяется относительно предполагаемого направления движения БПЛА.

Первый 2, второй 3 и третий 4 узлы крепления размещены вдоль продольной оси БПЛА, размещение узлов крепления 2-4 относительно центра масс выполнено таким образом, что центр масс расположен между первым 2 и третьим 4 узлами крепления, и в зависимости от расположения второго узла крепления 3 относительно центра масс выполняются следующие соотношения размеров:

при совпадении второго узла крепления 3 с центром масс и при расположении второго узла крепления 3 за центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

при расположении второго узла крепления 3 перед центром масс

при этом выполняются одновременно соотношения

и

или

и

где: - относительное расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления 3;

- относительное расстояние от второго узла крепления 3 до первого узла крепления 2;

- относительное расстояние от второго узла крепления 3 до третьего узла крепления 4;

L - длина БПЛА,

х2 - расстояние от центра масс БПЛА хцм до второго узла крепления 3,

х1 - расстояние от второго узла крепления 3 до первого узла крепления 2,

х3 - расстояние от второго узла крепления до третьего узла крепления 4,

хцм - расстояние от крайней передней точки БПЛА по направлению полета до центра масс.

Указанные диапазоны геометрических параметров получены по результатам многочисленных расчетов.

Выполнение БПЛА с тремя узлами крепления при указанных соотношениях геометрических размеров расположения узлов крепления обеспечивает безопасный старт с пусковой установки в условиях габаритных ограничений.

Библиография:

1. Зенитные ракетные комплексы «Бук». Ракета 9М38М, устройство и функционирование / С.Н. Ельцин; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2009. - 66 с. (стр. 14-16, 60)

2. Бастион, Военно-технический сборник, выпуск №2. Под ред. А.В. Карпенко, Санкт-Петербург, издательство «В&К», 2000, стр. 77, 82-84.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты