БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к оборудованию летательных аппаратов (ЛА), транспортируемых другими ЛА и являющихся реактивными управляемыми снарядами для разведывания или поражения движущихся морских целей.
Известен беспилотный летательный аппарат (БПЛА, крылатая ракета с дестабилизатором малого удлинения), патент РФ №24547, принятый за прототип, содержащий цилиндрический фюзеляж с установленными, в хвостовой части, последовательно, X-образными крыльями с рулями и профилированным аэродинамическим обтекателем, в носовой части, последовательно, профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем и X-образными дестабилизаторами, а в нижней части маршевым двигателем, а также содержащий систему управления. Для разведывания или обнаружения и поражения морских целей, профилированный аэродинамический обтекатель в носовой части фюзеляжа выполняют радиопрозрачным, а систему управления БПЛА снабжают установленной в полости носовой части фюзеляжа аппаратурой поиска цели, включающей радиолокационную антенну, размещенную под профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем. Для оперативной доставки БПЛА к району применения и предварительного разгона до скорости, обеспечивающей возможность автономного полета в верхней части фюзеляжа устанавливают узлы подвески под самолет-носитель.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с признаками предлагаемого БПЛА являются следующие: беспилотный летательный аппарат, содержащий цилиндрический фюзеляж с установленными, в хвостовой части, последовательно, X-образными крыльями с рулями и профилированным аэродинамическим обтекателем, в носовой части, последовательно, профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем и X-образными дестабилизаторами, в верхней части узлами подвески под самолет-носитель, а в нижней части маршевым двигателем, а также содержащий систему управления, снабженную установленной в полости носовой части фюзеляжа аппаратурой поиска цели, включающей радиолокационную антенну, размещенную под профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем.
В прототипе X-образные крылья с рулями, расположенные в хвостовой части фюзеляжа, в совокупности с расположенными в верхней части фюзеляжа узлами подвески обеспечивают аэродинамическую устойчивость БПЛА в полете, компактное размещение БПЛА на самолете-носителе, а также позволяют увеличить длину фюзеляжа и разместить в нем больше топлива для увеличения дальности полета таких БПЛА определенного калибра (диаметра фюзеляжа), при этом дестабилизаторы в носовой части фюзеляжа обеспечивают необходимую балансировку и высокую маневренность БПЛА. Однако за время полета БПЛА к подвижной морской цели, расположенной на максимальном удалении в пределах его радиуса действия (максимальной дальности полета БПЛА), к моменту включения аппаратуры поиска цели, цель может отойти от места ее первоначального расположения (в момент отцепки от самолета-носителя) на достаточно большое расстояние. В этом случае, если цель выйдет из поля зрения радиолакационной антенны, ее обнаружение становится невозможным. Для расширения зоны поиска цели простое увеличение диаметра фюзеляжа, для размещения аппаратуры поиска цели с радиолокационной антенной, имеющей большую апертуру (суммарную площадь поверхности антенны) и, соответственно, дальность действия, приводит к существенному увеличению аэродинамического сопротивления БПЛА в полете и, следовательно, увеличению стартовой массы для обеспечения заданной дальности его полета, что ухудшает летно-технические характеристики самолета-носителя.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое устройство, является увеличение зоны поиска цели радиолокационной антенной БПЛА без существенного увеличения его аэродинамического сопротивления.
Для достижения названного технического результата в беспилотном летательном аппарате, содержащем цилиндрический фюзеляж с установленными, в хвостовой части, последовательно, X-образными крыльями с рулями и профилированным аэродинамическим обтекателем, в носовой части, последовательно, профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем и X-образными дестабилизаторами, в верхней части узлами подвески под самолет-носитель, а в нижней части маршевым двигателем, а также содержащем систему управления, снабженную установленной в полости носовой части фюзеляжа аппаратурой поиска цели, включающей радиолокационную антенну, размещенную под профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем, участок фюзеляжа в носовой части в районе размещения аппаратуры поиска цели выполнен с увеличенным в 1,1-1,2 раза диаметром, за которым выполнен конический переходный участок, при этом радиолокационная антенна выполнена с увеличенной апертурой, а дестабилизаторы расположены на коническом переходном участке. Для дополнительного уменьшения аэродинамического сопротивления, угол наклона образующей конического переходного участка к оси фюзеляжа находится в пределах 1 -3 градуса. Для реализации максимальных дальностей полета предлагаемого устройства, отношение длины фюзеляжа к увеличенному диаметру его носовой части находится в пределах 10-20.
Отличительными признаками предлагаемого БПЛА являются следующие: участок фюзеляжа в носовой части в районе размещения аппаратуры поиска цели выполнен с увеличенным в 1,1-1,2 раза диаметром, за которым выполнен конический переходный участок, при этом радиолокационная антенна выполнена с увеличенной апертурой, а дестабилизаторы расположены на коническом переходном участке; угол наклона образующей конического переходного участка к оси фюзеляжа находится в пределах 1-3 градуса; отношение длины фюзеляжа к увеличенному диаметру его носовой части находится в пределах 10-20.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков, в совокупности с известными, указанными в ограничительной части формулы обеспечивается возможность увеличения радиуса действия БПЛА для обнаружения или противодействия подвижной морской цели.
Предложенные технические решения могут найти применение в авиационной технике для увеличения эффективности БПЛА предназначенных для обнаружения подвижных морских целей или противодействия им.
Устройство поясняется чертежом.
н.ч.
Представленный на чертеже беспилотный летательный аппарат, содержит цилиндрический фюзеляж 1 с установленными, в хвостовой части, последовательно, X-образными крыльями 2 с рулями 3 и профилированным аэродинамическим обтекателем 4, в носовой части, последовательно, профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем 5 и X-образными дестабилизаторами 6, в верхней части узлами 7 подвески под самолет-носитель, а в нижней части маршевым двигателем 8, а также содержащий систему 9 управления, снабженную установленной в полости носовой части фюзеляжа аппаратурой 10 поиска цели, включающей радиолокационную антенну 11, размещенную под профилированным аэродинамическим радиопрозрачным обтекателем 5. Участок 12 фюзеляжа 1 в носовой части в районе размещения аппаратуры 10 поиска цели выполнен с увеличенным в 1,1-1,2 раза диаметром, за которым выполнен конический переходный участок 13, при этом радиолокационная антенна 11 выполнена с увеличенной апертурой, а дестабилизаторы 6 расположены на коническом переходном участке 13. Угол α наклона образующей 14 конического переходного участка 13 к оси фюзеляжа 1 находится в пределах 1-3 градуса. Отношение длины L фюзеляжа 1 к увеличенному диаметру d его носовой части находится в пределах 10-20.
н.ч.
ф
н.ч.
н.ч.
ф
н.ч.
н.ч.
н.ч
н.ч.
2
Устройство работает следующим образом. БПЛА за узлы 7 закрепляется на самолете-носителе средствами подвески и крепления самолета-носителя (на чертеже не показано), которым доставляется к месту отделения БПЛА. Отделение БПЛА производится путем расфиксации крепления узлов 7 подвески при скорости самолета-носителя, достаточной для эффективной работы X-образных крыльев 2 и X-образных дестабилизаторов 6. Непосредственно перед отделением БПЛА, либо сразу после его отделения система 9 управления обеспечивает запуск маршевого двигателя 8, тяга которого выбирается из условия уравновешивания суммарного аэродинамического сопротивления БПЛА при полете в атмосфере с маршевой скоростью. Увеличение диаметра d в 1,1-1,2 раза участка 12 в носовой части фюзеляжа 1 по отношению к его диаметру d привело к смещению аэродинамического центра давления к носовой части фюзеляжа, которая стала частично выполнять функцию дестабилизаторов 6, площадь их поверхности уменьшилась, соответственно, уменьшилось и их аэродинамическое сопротивление, что позволило минимизировать увеличение общего аэродинамического сопротивления БПЛА вследствие увеличения диаметра d Минимизацию увеличения общего аэродинамического сопротивления БПЛА обеспечивает также наличие конического участка 13, обеспечивающего постепенное уменьшение диаметра фюзеляжа 1 с d до d. Кроме того, дестабилизаторы 6 на коническом переходном участке 13 являются направляющими для атмосферного аэродинамического потока воздуха, обтекающего участок 13, выравнивающими поток воздуха, и благодаря этому дополнительно уменьшают добавку к аэродинамическому сопротивлению БПЛА из-за увеличения диаметра d участка 12 фюзеляжа 1. Незначительное увеличение общего аэродинамического сопротивления может быть легко компенсировано незначительным увеличением запаса топлива в фюзеляже 1 и тяги маршевого двигателя 8. При этом выполнение профилированного радиопрозрачного обтекателя 5 и участка 12 фюзеляжа 1 с увеличенным в 1,1-1,2 раза диаметром d обеспечило возможность увеличить апертуру антенны 11 пропорционально увеличению площади поперечного сечения участка 12 или квадрата его диаметра d , то есть в 1,21-1,44 раза, или на 21÷44%, благодаря этому при подлете БПЛА в район цели система управления 9 включает аппаратуру 10 поиска цели на большем расстоянии от цели и антенна 11 охватывает больший участок с предполагаемым расположением цели, что обеспечивает возможность обнаружения цели на большем расстоянии до нее и обеспечить эффективное применение БПЛА с увеличенной дальностью полета, для проведении посредством БПЛА поисковых операций или противодействия цели. Угол α наклона образующей 14 конического переходного участка 13 в пределах 1-3 градуса обеспечивает минимальное аэродинамическое сопротивление обтекателя 5 и участка 12 фюзеляжа 1 БПЛА, поскольку при углах наклона образующей более 3° на участке 13 увеличивается интенсивность вихреобразования в обтекающем БПЛА потоке воздуха, приводящее к уменьшению статического давления воздуха и увеличению аэродинамического сопротивления обтекателя 5 и участка 12, а при углах наклона образующей 14 меньше 1° увеличивается аэродинамическое сопротивление участка 13 вследствие увеличения его длины и площади поверхности. При этом также усложняется и технология изготовления участка 13, вследствие увеличения длины его образующей 14. Отношение длины L фюзеляжа 1 к увеличенному диаметру d участка 12 носовой части в пределах 10-20 ограничивает рациональный диапазон применения предлагаемого устройства, поскольку при этом отношении менее 10, время полета БПЛА к цели уменьшается вследствие уменьшения запаса топлива маршевого двигателя 8 в объеме фюзеляжа 1 и цель не успевает отойти от первоначального положения на значительное расстояние. При этом отношении более 20, вследствие увеличения длины фюзеляжа и площади его поверхности, увеличивается аэродинамическое сопротивление БПЛА, что ограничивает увеличение дальности полета БПЛА.