БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к устройствам летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, в частности, к конструкции летательного аппарата с вертикальным положением продольной оси аппарата при посадке.
Известны технические решения конструкций таких летательных аппаратов.
В заявках на европейский патент ЕР 2151379, публикация 10.02.2010 и ЕР 2147858, публикация 27.01.2010, FR 287113, публикация 09.12.2005, описаны конструкции аппарата, в которых несущей конструкцией является корпус двигателя, и к нему присоединяется обтекатель и стойки шасси. Известны конструкции аппаратов, в которых несущей конструкцией является обтекатель движительной установки, например, решение по заявке WО 2006135606, публикация 21.12.2006.
Эти решения требуют повышенной жесткости аппарата, который работает в условиях динамических нагрузок, особенно при посадке аппарата, что при таких конструктивных схемах приводит к большей материалоемкости аппаратов, что влияет на их эксплуатационные качества.
Техническим результатом, который достигается в заявляемой конструкции является повышение надежность конструкции в жестких условиях эксплуатации.
Заявляемый беспилотный летательный аппарат включает опорную раму, к которой снизу жестко присоединены кольцевой обтекатель, а также двигатель с движителем в виде вентилятора, а стойки шасси закреплены по периметру рамы.
Такая конструкция позволяет обеспечить необходимую жесткость аппарата, при этом снизить массу его узлов и повысить летные характеристики беспилотного аппарата.
Такая конструкция аппарата также обеспечивает:
- точность позиционирования воздушного винта в кольцевом обтекателе, исключающую возможность их взаимного перемещения, в том числе при посадке
- защиту кольцевого обтекателя от механических нагрузок в том числе при посадке, и, следовательно, возможность размещения в теле кольцевого обтекателя элементов бортового оборудования.
В частном случае опорная рама может быть выполнена с полостью.
В других частных случаях опорная рама может быть выполнена из металла или композитного материала, в частности из углепластика.
В частном случае четыре стойки шасси крепятся к раме симметрично относительно вертикальной оси летательного аппарата, при этом стойки шасси выполнены гибкими.
Беспилотный летательный аппарат выполнен осесимметричным относительно вертикальной оси, проходящей через ось вентилятора, что позволяет улучшить его параметры при эксплуатации, особенно в режиме полета.
Стойки шасси могут выступать за вертикальные габариты обтекателя.
Полезная модель поясняется рисунками.
На Фиг.1 приведена общая схема летательного аппарата в вертикальном разрезе.
На Фиг.2 показано сечение аппарата в горизонтальной плоскости по А-А.
На Фиг.3 показано сечение рамы аппарата в одном из возможных вариантов выполнения.
На Фиг 4 показан разрез аппарата в горизонтальной плоскости по Б-Б.
Летательный аппарат 1 (Фиг.1. Фиг.2) содержит раму 2, на которой установлен двигатель 3 и кольцевой обтекатель 4 с вентилятором 5 и стойки шасси 6. Конструкция аппарата является осесимметричной относительно вертикальной оси 7.
Основным несущим узлом аппарата является рама 2, к которой крепятся все основные узлы аппарата: двигатель 3, к которому присоединен движитель (вентилятор) 5, кольцевой обтекатель 4 и стойки шасси 6. Двигатель 3 подсоединен к раме 2 жестко. Кольцевой обтекатель 4 подсоединен к раме 2 посредством опорных стоек 8 (Фиг.4). Это обеспечивает жесткость конструкции и его сохранение при эксплуатации. Такая схема выполнения аппарата облегчает решение задачи позиционирования вентилятора 5 в обтекателе 4 и замену двигателя 3.
Так как основные нагрузки при посадке аппарата 1 принимают на себя стойки 6 шасси, эти нагрузки не передаются на обтекатель 4 и на двигатель 3 с вентилятором 5, что позволяет обеспечить защиту от ударов. При этом рама 2 выполняется прочной и способной выдержать нагрузки, как от работы двигателя 3, так и от ускорений, возникающих при посадке. Рама 2 может быть в форме креста на виде сверху Фиг.2, к концам которой крепятся стойки 6. В общем случае рама 2 имеет центральную часть и «лучи», к которым крепятся стойки шасси 6. Рама 2 может изготавливаться из металла или композитного углепластика. Так как к раме 2 крепятся все основные узлы конструкции аппарата, в частности, кольцевой обтекатель 4, стойки шасси 6, контейнер 9 с бортовой аппаратурой, прикрепленный через амортизаторы 10, то количество креплений всех этих элементов конструкции к раме будет определяться количеством «лучей» рамы.
В частности, на Фиг.3, показана рама 2 коробчатой формы в сечении. Такое выполнение рамы 2 позволяет не только сделать ее жесткой и легкой, но и позволяет внутреннее пространство 15 рамы 2 использовать для коммуникаций. Жесткое крепление обтекателя 4 и вентилятора 5 относительно друг друга через раму 2 обеспечивает стабильность зазора между ними, что важно для постоянства воздушного потока и предохраняет от их касаний друг друга в условиях вибрации.
Кольцевой обтекатель 4, представляет собой осесимметричное цилиндрическое тело обтекаемой формы, состоящее из внутреннего шпангоута и внешних оболочек. В объеме кольцевого обтекателя располагаются топливные баки и прочие вспомогательные узлы летательного аппарата. В нижней части кольцевого обтекателя 4 осесимметрично располагаются четыре или более управляющих лопаток 11 и привод отклонения лопаток. Между вентилятором 5 и управляющими лопатками 11 расположен статор 12, предназначенный для компенсации вращающего момента вентилятора 5 и состоящий из четырех или более неподвижных лопаток 13 и центрального тела 14, которое также служит опорой для управляющих лопаток 11.
На раме 2 также устанавливается контейнер 9 с аппаратурой аппарата 1 через амортизаторы 10.
Осесимметричность аппарата обеспечивает его большую устойчивость в полете, особенно при нестационарных воздушных потоках и упрощение управления аппарата в полете.
Данная конструкция позволяет крепить все основные узлы на несущую раму аппарата, что обеспечивает его надежность и удобство сборки.