боевой самолет

Формула изобретения

1. Боевой самолет, содержащий фюзеляж, передние и задние крылья, четное число газотурбинных двигателей, установленных под передними крыльями самолета на нижних пилонах и выполненных с топливной системой, компрессором, камерой сгорания и турбиной, электрогенератор, связанный с компрессором, и вооружение, отличающийся тем, что применено лазерное вооружение в виде боевых лазеров авиационного базирования газоразрядного типа, установленных в корпусах обтекаемой формы соответственно на верхних пилонах на передних крыльях, выполненных с шаровыми оптическими головками, имеющими привод, и соединенных трубопроводами отбора воздуха и топливопроводами, содержащими клапаны-регуляторы, с газотурбинными двигателями.

2. Боевой самолет по п.1, отличающийся тем, что трубопровод отбора воздуха соединен с коллектором, выполненным за компрессором газотурбинного двигателя.

3. Боевой самолет по п.1 или 2, отличающийся тем, что половина боевых лазеров авиационного базирования установлена таким образом, что оптическая шаровая головка направлена вперед по полету, а другая половина лазеров так, что оптическая головка направлена назад.

4. Боевой самолет по п.1 или 2, отличающийся тем, что на передних крыльях и в передней и задней части фюзеляжа установлены лазеры наведения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиации, а именно к военным самолетам.

Известен гиперзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение № 2010744. Корпус самолета выполнен в любом продольном сечении по кубической параболе с затупленной кормовой частью и углом стреловидности по передней кромке не менее 60°. Руль высоты выполнен в виде шарнирно-закрепленной передней части корпуса.

Недостаток - относительно низкая скорость полета самолета М=4 6.

Известен самолет по патенту РФ на изобретение № 2263611, содержащий фюзеляж, крылья стартовые и газотурбинные двигатели, а также вооружение: пулеметы, пушки и ракеты.

Недостатки этого самолета: относительно низкая вооруженность самолета обычным оружием, т.к. боекомплект самолета весьма ограничен. Кроме того, мощность оружия и дальность его поражения также весьма ограничена. Точность прицеливания для каждого вида оружия зависит от средств наведения на цель и ухудшается при увеличении дальности стрельбы. Одновременное ведение боя более чем с 10-ю объектами противника весьма проблематично. Стрельба по целям, имеющим очень большие скорости полета: ракетам и спутникам, практически невозможна.

Задача создания боевого самолета и лазерного вооружения самолета: улучшение боевых качеств самолета.

Решение указанных задач достигнуто в боевом самолете, содержащем фюзеляж, передние и задние крылья, четное число газотурбинных двигателей, установленных под передними крыльями самолета на нижних пилонах и выполненных с топливной системой, компрессором, камерой сгорания и турбиной, а также электрогенератор, связанный с компрессором, и вооружение, отличающемся тем, что применено лазерное вооружение в виде боевых лазеров авиационного базирования газоразрядного типа, установленных в корпусах обтекаемой формы соответственно на верхних пилонах на передних крыльях, выполненных с шаровыми оптическими головками, имеющими привод, и соединенных трубопроводами отбора воздуха и топливопроводами, содержащими клапаны-регуляторы, с газотурбинными двигателями. Трубопровод отбора воздуха соединен с коллектором, выполненным за компрессором газотурбинного двигателя. Половина боевых лазеров авиационного базирования установлена таким образом, что оптическая шаровая головка направлена вперед по полету, а другая половина лазеров так, что оптическая головка направлена назад. На передних крыльях и в передней и задней части фюзеляжа установлены лазеры наведения.

Решение указанных задач достигнуто в системе лазерного вооружения самолета, содержащей боевые лазеры авиационного базирования, содержащие установленные в обтекаемом корпусе камеру накачивания, оптическую головку и выхлопную систему, к камере накачивания подсоединены трубопроводы отбора воздуха, топливопроводы и кабели, идущие от электрогенераторов, отличающейся тем, что она содержит бортовой компьютер и лазеры наведения, соединенные электрическими связями между собой и с приводами оптической головки и топливными клапанами и клапанами-регуляторами.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения.

Новизна предложенного технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень тем, что новая совокупность существенных признаков позволила получить новый технический эффект, а именно - уменьшение времени разгона самолета до гиперзвуковых скоростей и увеличение скорости полета. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения не требуется создания новых не известных из уровня техники деталей и узлов и новых технологий.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 4, где:

на фиг.1 - приведена схема боевого самолета, вид сверху,

на фиг.2 - приведен вид военно-космического самолета сбоку,

на фиг.3 - приведен вид боевого самолета сзади,

на фиг.4 - приведена схема газотурбинного двигателя боевого самолета и системы лазерного вооружения самолета и энергопитания боевого лазера авиационного базирования от газотурбинного двигателя сжатым воздухом, топливом и электроэнергией.

Самолет стратегической авиации (фиг.1 4) содержит фюзеляж 1, кабину пилотов 2, передние крылья 3, задние крылья 4 и хвостовое оперение 5. Под передними крыльями 3 на нижних пилонах 6 установлены газотурбинные двигатели 7. Для примера в дальнейшем рассмотрен четырехмоторный самолет.

Над каждым газотурбинным двигателем 7 на верхних пилонах 8 закреплен боевой лазер авиационного базирования 9, содержащий корпус обтекаемой формы 10, оптическую головку 11 с приводом 12 и систему выхлопа 13. Оптическая головка 11 выполнена сферической с возможностью горизонтального и вертикального поворота при помощи привода 12 на угол до 180 град.

Половина боевых лазеров авиационного базирования 9 сориентирована так, что оптическая головка 11 направлена по направлению полета, а другая половина - в противоположную сторону. К боевым лазерам авиационного базирования 9 подведены трубопроводы отбора воздуха 14, содержащие клапаны-регуляторы 15 от двигателей 7. Таким образом, боевые лазеры авиационного базирования 7 способны поражать цели 16. Для наведения на цель 16 служат лазеры наведения 17, установленные в передней части фюзеляжа на передних и на задних крыльях 3 и 4 соответственно. Лазеры наведения 17 соединены электрическими связями 18 с бортовым компьютером 19.

Фюзеляж 1 самолета установлен на шасси 20 (фиг.3), предназначенные для взлета и посадки самолета.

Газотурбинные двигатели 7, которых может быть от одного до восьми, выполнены одинаковой конструкции (фиг.4) и содержат воздухозаборник 21, компрессор 22, камеру сгорания 23 с форсунками 24, турбину 25 и реактивное сопло 26. Газотурбинный двигатель 7 имеет два вала 27 и 28, установленных на опорах 29. К одному из валов, например к валу 27, подсоединен электрогенератор 30. От электрогенератора 30 отходят силовые кабели 31, соединенные с электродами 32, установленными в камере накачки 33. За компрессором 22 (предпочтительно последней ступенью компрессора) выполнен коллектор отбора воздуха 34, к которому через клапан-регулятор 16 подсоединена система отбора воздуха 15, другой конец которой соединен с боевыми лазерами авиационного базирования 9, находящимися над соответствующим газотурбинным двигателем 7, что позволяет максимально сократить потери давления в системе отбора воздуха. Газотурбинные двигатели 7 содержат топливные системы 35 с топливным насосом 36. К топливной системе 35 присоединен топливопровод 37 с отсечным клапаном 38, другой конец которого соединен с перфорированным топливным коллектором 39, установленным в камере накачки 33.

Ориентировочные характеристики самолета стратегической авиации

Скорость полета	М=3,5
Стартовый вес, т	290
Тяга турбореактивных двигателей на взлете, т	4×25
Мощность боевых лазеров в плотных слоях атмосферы, МВт	4×5
Время непрерывной работы лазерного оружия в
плотных слоя атмосферы, ч	10

На самолете может быть дополнительно установлено обычное вооружение: пулеметы и авиационная пушка.

При взлете топливо топливным насосом 36 поступает к форсункам 28 камеры сгорания 27, где воспламеняется. Продукты сгорания раскручивают турбину 29. Турбина 29 через валы 31 раскручивает компрессор 26, в результате реактивное сопло 30 создает реактивную тягу для полета.

Для применения лазерного оружия открывают клапан-регулятор 14 и часть сжатого воздуха (до 20% от общего расхода воздуха, проходящего через газотурбинный двигатель 6) отбирается по трубопроводу отбора воздуха 13 от каждого газотурбинного двигателя 6 для накачки лазерного луча в боевых лазере авиационного базирования 7 или 10. В конкретном проекте применен газодинамический лазер, т.к. запасы сжатого воздуха, отбираемого от двигателей 6, практически безграничны, по сравнению с химическим лазером.

Луч лазера боевого лазера авиационного базирования 7 выходит через оптическую головку 8 и наводится на цель при помощи системы наведения, в состав которой входят лазеры наведения 16 и 17, бортовой компьютер 19 и исполнительные органы системы наведения луча лазера на цель, т.е. привод вертикального наведения 20 и поворотный механизм 21. Вертикальное наведение осуществляется приводом (гидроцилиндром) вертикального наведения 20. При выдвижении штока привода вертикального наведения 10 угол между продольной осью самолета и продольной осью лазера авиационного базирования 7 увеличивается.

Для примера (фиг.2 и 3) показано горизонтальное наведение на цель 15 нижнего лазера 10. Горизонтальное наведение на лектящие перед самолетом цели при полете в плотных слоях атмосферы может также осуществляться самолетом, рассогласованием тяги двигателей 6 и/или аэродинамическими средствами. Поражение одиночных целей может осуществляться при помощи одного лазера авиационного базирования 7 или 10. Для одновременного поражения нескольких целей используют все боевые лазеры авиационного базирования 7 и 10, при этом их наведение осуществляется рассогласованно, т.е. независимо, с применением лазеров наведения 16 и 17. При необходимости, для получения лазерного луча большой мощности все верхние лазеры авиационного базирования 7 или все нижние - 10 могут быть нацелены на один объект, что увеличит мощность лазерного луча в 4 раза и повысит вероятность поражения цели.

Применение изобретения позволило:

1. Значительно повысить боевые возможности самолета за счет:

- применения мощного лазерного вооружения в виде нескольких газодинамических лазеров, защищающих одновременно переднюю и заднюю полусферы боевого самолета,

- питания боевых лазеров авиационного базирования (накачки) электроэнергией, отбираемой от электрогенераторов, установленных на валу газотурбинных двигателей, подвода энергии за счет сжигания топлива в сжатом воздухе, отбираемым от всех двигателей многомоторного самолета из-за компрессоров (за их последней ступенью),

- расположения боевых лазеров авиационного базирования в непосредственной близости от газотурбинных двигателей, от которых отбирается сжатый воздух, топливо и электроэнергия.

2. Вести бой одновременно с несколькими объектами противника (в конкретном примере с 4-мя) за счет применения нескольких боевых лазеров авиационного базирования и рассогласованного наведения лучей лазера на объекты противника с применение лазеров наведения и компьютера.

3. Создать большую мощность лазерного луча путем наведения всех лазеров авиационного базирования в одну точку.

4. Обеспечить длительную в течение всего полета возможность применения лазерного оружия как в плотных слоях атмосферы для защиты самолета от истребителей и ракет ПВО, так и против спутников и баллистических ракет, летящих с большой скоростью в космосе или на больших высотах.

5. Обеспечить наведение луча лазера на цель без ухудшения аэродинамических качеств самолета при полете в плотных слоях атмосферы, вертикальное и горизонтальное наведение на больших высотах, применение оптической головки шаровой формы с приводом.