БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ЯДЕРНОЙ БОЕГОЛОВКОЙ
DRONE PLANE WITH NUCLEAR WARHEAD

Изобретение относится к области авиации.
Известен беспилотный летательный аппарат (БЛА), выполненный с возможностью запуска с подводной лодки и содержащий фюзеляж, боеголовку, крыло постоянной площади, крыло изменяемой площади, турбореактивный двигатель и ракетный ускоритель /Патент США 5615847, 1997/.
Известный беспилотный летательный аппарат имеет ракетный ускоритель, предназначенный только для подъема к поверхности воды с вертикальным начальным участком движения в воздухе, и поворотное крыло изменяемой площади, которое посредством шарнира закреплено в средней части фюзеляжа.
Известный беспилотный летательный аппарат может быть обнаружен уже при движении на вертикальном начальном участке в воздухе соответствующими средствами наблюдения противника и уничтожен в воздухе прежде, чем достигнет цели.
Изобретение направлено на решение задачи снижения вероятности уничтожения БЛА средствами противовоздушной обороны посредством реализации траектории, включающей дополнительный участок движения под водой за счет ракетного ускорителя и дополнительный участок движения по поверхности воды за счет гребных винтов, полета с использованием эффекта влияния экранирующей поверхности воды на высоте до 100 м за счет турбореактивных двигателей, крыла постоянной площади и развернутого крыла изменяемой площади.
Изобретение направлено также на решение задачи повышения защиты аппарата путем использования ракет класса «воздух-воздух».
Для решения указанных задач предложен беспилотный летательный аппарат, содержащий фюзеляж, боеголовку, крыло постоянной площади, крыло изменяемой площади, по меньшей мере один турбореактивный двигатель и ракетный ускоритель.
Аппарат снабжен силовой установкой, имеющей два гребных винта, которые расположены снаружи на нижней задней части фюзеляжа, крыло изменяемой площади выполнено обратной стреловидности из телескопически выдвигающихся частей, а крыло постоянной площади выполнено прямой стреловидности с элевонами.
Аппарат выполнен с возможностью старта с подводной лодки.
Аппарат имеет два подъемно-маршевых турбореактивных двигателя, каждый из которых снабжен прорывной мембраной, расположенной в воздухозаборнике, и прорывной мембраной, расположенной в сопле.
Силовая установка включает бак с жидким углеводородным горючим, баллон с кислородосодержащим окислителем, двигатель внутреннего сгорания, редуктор, имеющий входной вал и два выходных вала, каждый из которых соединен с соответствующим гребным винтом.
Крыло постоянной площади выполнено с возможностью запуска управляемых ракетных снарядов.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1. БЛА при движении в воде. Вид спереди.
Фиг.2. БЛА при движении в воздухе с крылом максимального размаха.
Фиг.3. БЛА при движении в воздухе. Вид сбоку.
Фиг.4. БЛА при движении в воздухе с передним горизонтальным оперением. Вид сверху на фиг.2.
Фиг.5. БЛА при движении в воде с передним горизонтальным оперением. Вид снизу.
Фиг.6. БЛА при движении в воздухе над поверхностью воды в режиме создания экранного эффекта крылом постоянного размаха.
Фиг.7. Механизм БЛА при раздвижении крыла изменяемого до положения размаха обратной стреловидности.
Фиг.8. Механизм БЛА при сложенном положении крыла изменяемого размаха обратной стреловидности
Фиг.9. Кинематическая схема привода гребных винтов от силовой установки. Вид снизу на фиг.3.
Фиг.10. Механизм выдвижных секций с направляющими качения крыла изменяемого размаха обратной стреловидности.
Фиг.11. Кинематическая схема механизма крыла изменяемого размаха обратной стреловидности.
Перечень позиций на чертежах:
1 - фюзеляж,
2 - крыло изменяемой площади обратной стреловидности,
3 - подъемно-маршевый турбореактивный двигатель, имеющий электрический двигатель для запуска и электрический генератор для питания системы управления и электрического оборудования,
4 - стабилизатор переднего горизонтального оперения,
5 - крыло постоянной площади прямой стреловидности с элевонами,
6 - ядерная боеголовка,
7 - радиолокационная система наведения,
8 - ракетный ускоритель,
9 - первый клапан, выполненный с мембраной принудительного прорыва от пиропривода и расположенный в воздухозаборнике двигателя 3,
10 - второй клапан, выполненный с мембраной принудительного прорыва от пиропривода и расположенный в сопле двигателя 3,
11 - нижняя часть фюзеляжа 1, выполненная в виде лодки,
12 - гребной винт,
13 - механическая трансмиссия,
14 - двигатель внутреннего сгорания,
15 - бак с бензином,
16 - баллон со смесью кислорода и азота,
17 - генератор переменного тока для запуска двигателей 3,
18 - электродвигатель привода крыла 2,
20 - привод (лебедка), включающий электродвигатель 18 и шестеренки 19 передаточного механизма изменения площади крыла 2,
21 - барабан в форме катушки,
22 - трос,
23 - ролик,
24 - направляющая выдвижной секции с роликами 23 привода 20,
25 - подвижная часть крыла 2,
26 - управляемый ракетный снаряд.
Беспилотный летательный аппарат содержит (Фиг.1-4) фюзеляж 1, крыло 2 изменяемой площади обратной стреловидности, два подъемно-маршевых турбореактивных двигателя 3, управляемый стабилизатор 4 переднего горизонтального оперения, крыло 5 постоянной площади прямой стреловидности с элевонами, ядерную боеголовку 6, радиолокационную систему 7 наведения на цель и ракетный ускоритель 8.
Беспилотный летательный аппарат выполнен с двумя вертикальными килями, каждый из которых имеет руль направления и установлен над крылом 5 в средней части.
Каждый двигатель 3 установлен над крылом 5 между соответствующим вертикальным килем и фюзеляжем 1 в хвостовой части.
Каждый двигатель 3 имеет электрический двигатель для запуска и электрический генератор для питания системы управления и электрического оборудования БЛА.
Каждый двигатель 3 включает воздухозаборник, в котором расположен первый клапан 9 с мембраной принудительного прорыва от пиропривода, и сопло, в котором расположен второй клапан 10 с мембраной принудительного прорыва от пиропривода.
Первый клапан 9 и второй клапан 10 обеспечивают герметичность полости каждого двигателя 3 при погружении на глубину до 100 м.
Предусмотрена система управления мембраной принудительного прорыва как первого клапана 9, так и второго клапана 10, включающая датчик выхода двигателей 3 в воздушный поток и датчик скорости воздушного потока, а также реле времени.
В нижней части 11 фюзеляжа 1 расположены (Фиг.5) два гребных винта 12.
Каждый гребной винт 12 соединен (Фиг.9) с выходным валом механической трансмиссии 13, входной вал которой соединен с двигателем 14 внутреннего сгорания силовой установки, включающей бак 15 с бензином в качестве горючего и баллон 16 со смесью газов азота и кислорода при соотношении 60:40 в качестве окислителя.
Вал двигателя 14 соединен с генератором 17 переменного тока, который электрически соединен с электрическими двигателями, предназначенными для запуска турбореактивных двигателей 3.
Для изменения площади крыло 2 обратной стреловидности имеет (Фиг.8, 10) электродвигатель 18 и шестеренки передаточного механизма лебедки 20 с барабанами 21 для тросов 22.
Крыло 2 включает ролики 23 на направляющих 24 телескопически выдвижных секций 25.
На каждой консоли крыла 5 постоянной площади установлены (Фиг.6) два управляемых ракетных снаряда 26 класса воздух-воздух для уничтожения летательных аппаратов систем противовоздушной обороны противника.
Беспилотный летательный аппарат выполнен с возможностью доставки подводной лодкой к месту старта под водой на глубине 100 м при установке крыла 2 в положение минимальной площади.
Для управления беспилотным летательным аппаратом с ядерной боеголовкой предусмотрен бортовой компьютер.
Порядок эксплуатации БЛА.
Перед стартом запускают силовую установку, двигатель 14 которой вращает генератор 17 и гребные винты 12.
Затем запускают ракетный ускоритель 8, под воздействием тяги которого летательный аппарат отходит от подводной лодки.
Стабилизатор 4 переднего горизонтального оперения и крыло 5 с элевонами обеспечивают создание подъемной силы для всплытия летательного аппарата на поверхность воды.
Система управления по сигналам датчика о выходе двигателей 3 в воздушный поток и датчика скорости набегающего потока воздуха выдает команду на пиропривод первого клапана 9 в воздухозаборниках и с задержкой по времени, которую устанавливают с помощью реле времени, на пиропривод второго клапана 10 в соплах для прорыва соответствующих мембран.
Далее последовательно от генератора 17 двигателя 14 внутреннего сгорания последовательно в автоматическом режиме запускают турбореактивные двигатели 3 с помощью соответствующих электрических двигателей.
Беспилотный летательный аппарат с ядерной боеголовкой начинает полет с использованием тяги двигателей 3 и крыла 5 постоянной площади вблизи поверхности воды с учетом эффекта экрана со скоростью до 400 км/час.
Генератор каждого двигателя 3 вырабатывает электроэнергию, которая необходима для работы радиолокационной системы 7 и другого электрооборудования летательного аппарата.
Затем от генераторов двигателей 3 электроэнергию подают на электродвигатель 18 многосекционного привода 20 выдвижных секций 24 крыла 2 обратной стреловидности.
Многосекционный привод 20 каждой консоли крыла 2 включает (Фиг.10) барабаны 21 с соответствующими тросами 22 выдвижных секций 24.
При этом одни барабаны 21 разматывают трос 22, а другие барабаны 21 наматывают трос 22, который тянет через ролики 23 направляющие в выдвижных секциях 24.
Подвижные части 25 крыла 2 обратной стреловидности перемещаются (Фиг.11) в направлении от фюзеляжа 1 и занимают положение, соответствующее наибольшей площади.
Крыло 2 обратной стреловидности и крыло 5 постоянной площади прямой стреловидности позволяют получить аэродинамическую подъемную силу для полета беспилотного летательного аппарата с ядерной боеголовкой на высоте до 100 м над водной поверхностью и земной поверхностью со скоростью 400÷600 км/час до цели на территории противника.
Радиолокационная система 1 позволяет обнаружить средства противовоздушной обороны противника и обеспечить наведение управляемого ракетного снаряда 26 для их уничтожения.
Время полета беспилотного летательного аппарата с ядерной боеголовкой может длиться несколько часов