МОДУЛЬНЫЙ БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК

Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к беспилотным летательным аппаратам.
Известен запускаемый с подводной лодки беспилотный летательный аппарат (БЛА), (http://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_Cormorant), разработанный компанией Lockheed Martin. В предполетном состоянии данный БЛА с частично сложенными крыльями находится на подводной лодке в шахте для баллистических ракет. После всплытия аппарата к поверхности воды у него расправляются крылья, включаются реактивные двигатели, и БЛА поднимается в воздух для осуществления разведки или нанесения точечных огневых ударов по объектам противника. После выполнения летной программы БЛА возвращается к месту расположения подводной лодки и приводняется. С подводной лодки выпускается специальный аппарат, который возвращает БЛА на подводную лодку, причем последняя находится в погруженном состоянии. Недостатком данного БЛА является его большой размер в поперечном сечении (около 2 метров с нераскрытыми крыльями), что предполагает наличие на подводных лодках шахт для баллистических ракет, которые имеются не на всех типах подводных лодок. БЛА имеет ограниченную продолжительность полета, обусловленную лимитированным запасом бортового топлива. Кроме того, необходимо наличие дополнительного оборудования, при помощи которого осуществляется возращение БЛА на подводную лодку.
Известен запускаемый с подводной лодки беспилотный летательный аппарат (патент US 5,615,847, МПК F41F 3/04, F42B 15/20, F42B 10/14, B63G 8/30, опубл. 1997), включающий корпус, несущий винт с лопастями, силовой и вспомогательный двигатели. В корпусе БЛА установлены хвостовое оперение, толкающий пропеллер с двигателем и несущий винт с силовым двигателем. Также в БЛА предусмотрен отсек для целевой нагрузки, в котором может находиться разведывательное оборудование или топливный бак. При старте БЛА с подводной лодки автоматически запускается его вспомогательный (стартовый) двигатель, который поднимает БЛА в воздух. После этого раскрывается хвостовое оперение и раскладывается несущий винт, лопасти которого вращаются горизонтально относительно вертикальной оси БЛА. По достижении достаточной высоты вспомогательный двигатель отделяется от корпуса БЛА и из корпуса разворачивается толкающий пропеллер. Однако данный БЛА имеет ограниченные конструктивные и функциональные возможности, т.к. предназначен только для сбора разведывательных данных, а продолжительность полета БЛА ограничена запасом бортового топлива. Кроме того, после выполнения летной программы БЛА не может вернуться обратно на подводную лодку, а должен осуществить посадку на сухопутном аэродроме.
Техническим результатом заявляемого модульного БЛА является обеспечение подводной лодки сверхдальней связью с наземным командным центром, обеспечение информацией о надводных и воздушных целях и увеличение дальности их обнаружения без всплытия подводной лодки к поверхности воды, а также оптимизация технологии производства модульного БЛА, его сборки и эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый модульный беспилотный летательный аппарат для подводных лодок включает корпус, несущий винт с лопастями, силовой и вспомогательный двигатели, причем корпус состоит из носовой, центральной и хвостовой частей, при этом силовой двигатель установлен в центральной части корпуса, а лопасти несущего винта присоединены посредством шарнирных соединений к носовой части корпуса, выполненной с возможностью быстрого вращения, причем вспомогательный двигатель установлен на носовой части корпуса над лопастями несущего винта, при этом в носовой части корпуса расположен отсек для размещения контейнера с ракетой, а центральная часть корпуса выполнена с возможностью медленного вращения и содержит сменные модули целевой нагрузки.
При этом обеспечение подводной лодки сверхдальней связью с наземным командным пунктом и увеличение дальности обнаружения надводных/воздушных объектов достигается за счет использования предлагаемого беспилотного летательного аппарата, поднятого над поверхностью воды, исключая всплытие подводной лодки. Оптимизация технологии производства заявленного БЛА, его сборки и эксплуатации достигается за счет модульности выполнения конструкции беспилотного летательного аппарата.
Центральная часть корпуса может быть соединена посредством шарнирных соединений с носовой и хвостовой частями корпуса.
В качестве силового двигателя может быть использован электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания.
Модульный БЛА для подводных лодок может быть снабжен трос-кабелем или трос-трубкой для обеспечения его энергопитания и информационного взаимодействия с подводной лодкой.
В качестве сменного модуля целевой нагрузки может быть использован оптико-электронный модуль, или модуль средств радиоэлектронного противодействия, или модуль для связи, или радиолокационный модуль, или модуль радиотехнической разведки.
Радиолокационный модуль может содержать раскладную антенну.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 приведена схема модульного БЛА для подводных лодок;
на фиг.2 изображено схематическое изображение взаимодействия модульного БЛА с подводной лодкой.
Корпус 1 предлагаемого модульного БЛА для подводных лодок (фиг. 1) состоит из носовой 2, центральной 3 и хвостовой 4 частей, причем центральная часть 3 соединена с носовой 2 и хвостовой 4 частями посредством шарнирных соединений 5.
В центральной части 3 корпуса 1 модульного БЛА установлены силовой двигатель 6 и сменные модули 7 целевой нагрузки. В качестве силового двигателя 6 может быть использован электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания. А в качестве сменного модуля 7 целевой нагрузки могут быть использованы оптико-электронный модуль, или модуль средств радиоэлектронного противодействия, или модуль для связи, или радиолокационный модуль, или модуль радиотехнической разведки, а также любое их сочетание друг с другом. Антенна 8 радиолокационного модуля является раскладной.
Лопасти 9 несущего винта шарнирно присоединены к носовой части 2 и в нерабочем состоянии расположены вдоль корпуса 1. Также на носовой части 2 над лопастями 9 несущего винта установлен вспомогательный двигатель 10. Кроме того, в носовой части 2 предусмотрено наличие отсека 11 для размещения контейнера 12 с ракетой 16 (фиг. 2).
К корпусу 1 модульного БЛА подсоединен трос 13 (трос-кабель или трос-трубка).
Масса и габаритные размеры модульного БЛА обеспечивают его применение из стандартных вертикальных ракетных шахт подводных лодок, т.е. массой до 3 тонн, длиной до 8,4 м и диаметром около 0,6 м.
В исходном состоянии модульный БЛА находится в ракетной шахте подводной лодки со сложенными лопастями 9 несущего винта, при этом раскладная антенна 8 радиолокационного модуля БЛА находится в сложенном виде.
После открытия люка ракетной шахты модульный БЛА всплывает, при этом для более быстрого достижения поверхности воды и набора начальной, небольшой высоты полета используется вспомогательный двигатель 10. По достижении модульным БЛА поверхности воды включается его силовой двигатель 6, и расправляются лопасти 9 несущего винта. Причем носовая 2 и центральная 3 части корпуса модульного БЛА начинают вращаться вокруг своей оси - носовая часть 2 с большей скоростью, а центральная часть 3 с меньшей скоростью, при этом хвостовая часть 4 корпуса 1 остается в стабилизированном состоянии (не вращается). Посредством вращающихся от силового двигателя 6 лопастей 9 несущего винта, когда они раскрыты относительно корпуса 1, создается подъемная сила, которая поднимает модульный БЛА в воздух и он «зависает» над подводной лодкой 14 на определенной высоте (фиг. 2). Так как несущий винт в данном случае служит только для создания подъемной силы, это позволяет отказаться от таких конструктивных элементов как автомат перекоса, компенсаторы реактивного момента, что удешевляет и упрощает конструкцию модульного БЛА и его сборку.
Питание силового двигателя 6 поступает на модульный БЛА с подводной лодки 14 по трос-кабелю 13 (в случае электродвигателя) или трос-трубке 13 (для двигателя внутреннего сгорания). Также трос-кабель (трос-трубка) может быть использован в качестве антенны для обеспечения подводной лодки сверхдальней радиосвязью с наземным командным центром.
В воздухе у модульного БЛА разворачивается раскладная антенна 8, которая вращается вместе с центральной частью 3 корпуса 1, что позволяет не иметь механизма вращения антенны по курсу. При этом дальность обнаружения надводных/воздушных объектов с помощью БЛА увеличивается, по сравнению с выдвижной антенной подводной лодки, не менее чем в 3 раза, т.е. до 50-60 км, а иногда - и до 100 км. При этом не требуется всплытия подводной лодки 14 к поверхности воды.
При установке в отсеке 11 модульного БЛА контейнера 12 с ракетой 16 возможно наносить точечные огневые удары по надводным/воздушным целям противника. Для этого объект противника 15 обнаруживают посредством раскладной антенны 8 радиолокационного модуля и затем наносят удар ракетой 16 (фиг. 2).
В случае создания нештатной ситуации модульный БЛА отсоединяют от подводной лодки 14, и она уходит на безопасную глубину.
После выполнения поставленных задач модульный БЛА возвращают на подводную лодку 14 натяжением трос-кабеля 13 (трос-трубки 13) с помощью, например, лебедки, установленной на подводной лодке 14. При этом лопасти 9 несущего винта и раскладная антенна 8 складываются в нерабочее (исходное) положение.
Таким образом, предлагаемое техническое решение модульного БЛА позволяет увеличить дальность обнаружения надводных/воздушных объектов и эффективно противодействовать средствам противолодочной обороны, а также обеспечить сверхдальнюю связь подводной лодки без ее всплытия к поверхности воды.