беспилотный многорежимный высокоманевренный летательный аппарат

Формула изобретения

1. Беспилотный многорежимный высокоманевренный летательный аппарат, содержащий корпус, шасси, несущие плоскости, расположенные симметрично в плоскости, перпендикулярной к строительной оси аппарата, механизацию несущих плоскостей для обеспечения взлета, посадки и маневрирования, оперение, силовую установку, имеющую по крайней мере один воздушно-реактивный двигатель с отклонением вектора тяги и воздухозаборник, систему управления и бортовое оборудование, предназначенное для самостоятельного взлета, навигации в автономном полете, возврат на аэродром базирования и самостоятельную посадку, отличающийся тем, что корпус выполнен по интегральной схеме с возможностью уборки шасси, оперение расположено впереди несущих плоскостей, упомянутая механизация предназначена для полета на больших углах атаки, упомянутый воздухозаборник выполнен кольцевым с расположением плоскости входа вблизи центра масс аппарата.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что упомянутый воздухозаборник выполнен дозвуковым с механизацией, предназначенной для обеспечения устойчивой работы упомянутой установки.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере одна из несущих плоскостей выполнена складывающейся.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что передние кромки несущих плоскостей выполнены отклоняемыми для дифференциального изменения кривизны профиля.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что система управления имеет контуры аэродинамического и тягово-моментного управления в зависимости от угла атаки и действующего скоростного напора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к беспилотным летательным аппаратам, имеющим назначение, идентичное пилотируемым типа самолет.

Известен беспилотный летательный аппарат (патент US 5372337, 13.12. 1994 г. [1]). Предлагаемый летательный аппарат имеет силовую установку с поворотными соплами для обеспечения дополнительной степени свободы и нормальную аэродинамическую схему, что не позволяет достичь высокой маневренности и многорежимности.

Известны беспилотные летательные аппараты, используемые в военных целях [2,3]. Однако все они являются однорежимными и маломаневренными летательными аппаратами, не оснащены шасси для взлета и посадки и, в основном, являются одноразовыми. Все это не позволяет применять их с той же эффективностью, что и пилотируемые летательные аппараты.

Задачей изобретения является разработка беспилотного многорежимного высокоманевренного летательного аппарата, позволяющего достичь следующий технический результат: заменить пилотируемый летательный аппарат в условиях применения сопряженных с риском для человеческой жизни.

Сущностью изобретения является беспилотный многорежимный высокоманевренный летательный аппарат, содержащий корпус, шасси, несущие плоскости, расположенные симметрично в плоскости, перпендикулярной к строительной оси аппарата, механизацию несущих плоскостей для обеспечения взлета, посадки и маневрирования, оперение, силовую установку, имеющую по крайней мере один воздушно-реактивный двигатель с отклонением вектора тяги и воздухозаборник, систему управления и бортовое оборудование, предназначенное для самостоятельного взлета, навигации в автономном полете, возврат на аэродром базирования и самостоятельную посадку.

Указанный технический результат достигается тем, что его корпус выполнен по интегральной схеме, оперение располагается впереди несущих плоскостей, количество несущих плоскостей и их размещение обеспечивают аэродинамическую симметрию в плоскости YOZ, перпендикулярной к строительной оси аппарата, механизация его несущих плоскостей обеспечивает взлет и посадку с применением убирающегося в корпус шасси, маневрирование и устойчивый полет на больших углах атаки, в его силовой установке применяется один или несколько воздушно-реактивных двигателей с отклонением вектора тяги, а ее воздухозаборник выполнен кольцевым с расположением плоскости входа вблизи центра масс летательного аппарата, бортовое оборудование, устанавливаемое на аппарат, обеспечивает самостоятельный взлет, навигацию в автономном полете, выбор профиля и программы полета, поиск, обнаружение и идентификацию цели, ее сопровождение и, с учетом приоритетности, перенацеливание, а также возврат на аэродром базирования и самостоятельную посадку.

Перечень фигур:

фиг.1 - компоновка аппарата;

фиг.2 - вид спереди.

Корпус 1 (фиг.1) выполнен по интегральной схеме и обеспечивает плавное сочленение с несущими плоскостями 2 и оперением 3. Для обеспечения статической неустойчивости оперение 3 располагается впереди несущих плоскостей 2. В хвостовой части упомянутого корпуса 1 размещается силовая установка 4, включающая один или несколько воздушно-реактивных двигателей (ВРД) с отклонением вектора тяги. ВРД оканчивается многофункциональным выходным устройством 5, обеспечивающим отклонение вектора скорости истекающих газов в заданном направлении. Воздухозаборник 6 (фиг.2) упомянутой силовой установки 4 выполнен дозвуковым с механизацией, обеспечивающей необходимый расход воздуха и устойчивую работу турбокомпрессорной части силовой установки при любых эволюциях аппарата и во всем диапазоне эксплуатационных скоростей полета. Упомянутый беспилотный летательный аппарат оснащен убирающимся в корпус шасси 8. Для перемещения аппарата по поверхности аэродрома при рулении, взлете и посадке, выпуска и уборки шасси 8, по крайней мере, одна из несущих плоскостей выполнена складывающейся 7. Передние кромки несущих поверхностей 9 и рулевые поверхности 10 выполнены отклоняемыми, что обеспечивает дифференциальные изменения кривизны профилей несущих поверхностей.

Упомянутая компоновка беспилотного летательного аппарата обеспечивает аэродинамическую симметрию в плоскости, перпендикулярной строительной оси, что, в совокупности со статической неустойчивостью и отсутствием биологического объекта (пилота), позволяет достичь более высокого уровня маневренности по сравнению с пилотируемым летательным аппаратом.

Применение в силовой установке ВРД с отклонением вектора тяги вместе с дифференциально изменяемой кривизной профилей несущих поверхностей дает возможность обеспечить устойчивость и управляемость аппарата при полете на больших углах атаки и околонулевых скоростях полета.

Так как аэродинамические силы и моменты зависят от скорости полета, то система управления аппарата реализует одновременно аэродинамическое и тягово-моментное управление движением аппарата и угловым положением его строительной оси в пространстве. Под тягово-моментным управлением в данном случае понимается одновременное управление модулем силы тяги силовой установки и углом отклонения выходного устройства для создания требуемого управляющего момента с целью изменения или сохранения углового положения строительной оси упомянутого аппарата в пространстве при реализации его заданного движения. Соотношение между управляющими сигналами в контуры аэродинамического и тягово-моментного управления (передаточное отношение) определяется в зависимости от угла атаки и действующего скоростного напора.

Бортовое оборудование, устанавливаемое на аппарат, обеспечивает самостоятельный взлет, навигацию в автономном полете, выбор профиля и программы полета, поиск, обнаружение и идентификацию цели, ее сопровождение и, с учетом приоритетности, перенацеливание, а также возврат на аэродром базирования и самостоятельную посадку. Определение профиля и программы полета осуществляется исходя из характерного профиля земной поверхности и условий полета. Перенацеливание осуществляется в автоматическом режиме или дистанционно с указанием координат и типа цели. Прекращение полета, возврат на аэродром базирования и выбор способа посадки осуществляется автоматически, но с возможностью коррекции вырабатываемого бортовым оборудованием решения через дистанционный пункт управления с учетом технического состояния аппарата.

Источники информации

1. Unmanned aerial aircraft having a single engine with dual jet exhausts. US патент 5372337 кл. В 64 С 15/12, В 64 С 29/04, В 64 D 27/00 от 13 декабря 1994 г.

2. Военный энциклопедический словарь. - М: Воениздат, 1983.-863 с. с ил.

3. Ю. А. Зуенко, С.Е. Коростылев. Боевые самолеты России. - М.: Элакос, 1994.-192 с. с ил.