КАТАПУЛЬТА ДЛЯ ЗАПУСКА БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области авиастроения и может быть применена при запуске беспилотных летательных аппаратов.
Известна катапульта для взлета летательного аппарата, содержащая рабочий цилиндр, соединенный каналами подачи газа с ресиверами, расположенными параллельно цилиндру, каретку, направляющие, устройство торможения, шток, спусковой механизм, поршень, устройства заправки и стравливания газа, опору катапульты, причем спусковой механизм, шток и поршень расположены внутри рабочего цилиндра, при этом шток с поршнем выполнены с возможностью их расхождения при торможении штока с кареткой, каретка закреплена на штоке в его выходной части и снабжена ползунами, расположенными коаксиально направляющим, спусковой механизм выполнен с возможностью фиксации поршня в предпусковом состоянии, а на рабочем цилиндре коаксиально размещено устройство торможения штока с кареткой, выполненное в виде цилиндра с возможностью его перемещения вдоль рабочего цилиндра, ресиверы снабжены направляющими для перемещения летательного аппарата и каретки в направлении взлета, каналы подачи газа снабжены устройством для обеспечения открытия и закрытия подачи газа в рабочий цилиндр [патент РФ №123763, B64F 1/06, 10.01.2013].
Недостатком данной полезной модели является наличие сил трения между кареткой и направляющими, которые увеличивают время разгона каретки до заданной скорости.
Также известна катапульта, содержащая разгонный цилиндр с поршнем и толкателем, выполненным с поршнем раздельно с возможностью отделения от него при продольном перемещении, тормозной цилиндр с поршнем и штоком, челнок со стартовым крюком, соединенный с толкателем разгонного цилиндра, ресивер, соединенный с разгонным и тормозным цилиндрами, спусковое устройство. Катапульта приводится в действие сжатым воздухом или азотом, обеспечивает ускорение разгона до 30 ед., мягкое торможение разгонной системы и имеет длину при весе бросаемого изделия 10-50 кг в пределах 3,2 м [патент РФ №76434, F41B 3/02, 20.09.2008].
Недостатком этого аналога является наличие двух цилиндров, заполненных газом, которые значительно увеличивают массу катапульты и соответственно снижают мобильность данной катапульты.
Известна катапульта, содержащая разгонное устройство, выполненное в виде рабочего цилиндра, внутри которого размещены поршень со штоком, тормозное средство и камера для сжатого газа. Снаружи рабочего цилиндра жестко закреплен кронштейн, на котором установлен фиксатор стартового положения, выполненный в виде качалки. На части штока, выходящем за пределы рабочего цилиндра, закреплен пилон. На верхней части пилона размещено средство для установки летательного аппарата, снабженное электромеханической системой для отделения летательного аппарата от пилона, выполненной в виде датчика ускорений, соединенного через контроллер с электроприводом. Снаружи на силовом цилиндре установлены поворотные передние опоры с фиксаторами их рабочего положения и жестко закрепленная задняя опора [патент РФ №2373117, B64F 1/06, 20.11.2009].
Недостатком данной катапульты является применение рабочего цилиндра с жидкостью или газом и поршня в качестве разгонного устройства, так как они имеют большой вес и существует опасность взрыва резервуара с жидкостью или газом в связи с вероятным избыточным давлением в этом резервуаре, что может привести к поломке катапульты и повреждению установленного на ней беспилотного летательного аппарата.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является катапульта, содержащая направляющую с тележкой, разгонное устройство тележки, включающее в себя силовой пневмоцилиндр с поршнем и трос с блоками, один конец троса соединен с тележкой, на тележке смонтирован узел стыковки с летательным аппаратом, на направляющей установлено тормозное устройство. На направляющей и тележке установлено устройство фиксации стартового положения тележки, разгонное устройство содержит источник сжатого газа и ресивер [патент РФ №2497725, B64F 1/06, 10.11.2013].
Недостатком аналога является долгий процесс запуска беспилотного летательного аппарата, ведь в пневмоцилиндре перед запуском необходимо нагнетать давление, и наличие тросов, использующихся при разгоне тележки, которые подвержены износу, что может привести к поломке катапульты и невозможности запуска беспилотного летательного аппарата.
Задача полезной модели - повышение быстродействия катапульты и уменьшение веса катапульты.
Технический результат предлагаемой катапульты для запуска беспилотного летательного аппарата - уменьшение времени разгона беспилотного летательного аппарата до взлетной скорости за счет применения линейного двигателя высокого ускорения, обеспечивающего быстрый разгон беспилотного летательного аппарата до взлетной скорости.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что катапульта для запуска беспилотного летательного аппарата, состоящая из каретки, направляющей и разгонного устройства, в отличие от прототипа содержит подвижное основание, выполненное с возможностью обеспечения перемещения катапульты, шарнир, соединенный с направляющей, выполненный с возможностью создания состояния транспортировки катапульты, упор, выполненный с возможностью предотвращения складывания катапульты в момент запуска беспилотного летательного аппарата, причем разгонный элемент представляет собой линейный двигатель высокого ускорения, в котором статором является направляющая, а якорем является каретка.
Сущность устройства поясняется чертежом, на котором представлена катапульта для запуска беспилотного летательного аппарата.
Катапульта для запуска беспилотного летательного аппарата состоит из направляющей 1, каретки 2, установленной на направляющей 1 с возможностью перемещения, соединенных электромеханически, основания 3, на котором через шарнир 4 установлена направляющая 1, соединенная с кареткой 2, упора 5, который механически соединен с направляющей 1 и основанием 3, и колес 6, установленных на основании 3 (фиг.).
Основание 3 и колеса 6, соединенные механически, обеспечивают мобильность устройства. Упор 5, соединенный механически с основанием 3 и направляющей 1, предотвращает складывание катапульты во время запуска беспилотного летательного аппарата. Шарнир 4 установлен для того, чтобы обеспечить возможность перевести катапульту в состояние транспортировки, и для того, чтобы катапульту можно было быстро подготовить к запуску беспилотного летательного аппарата после доставки ее на место запуска. Направляющая 1 и каретка 2, соединенные электромеханически, представляют собой первичную и вторичную части линейного двигателя высокого ускорения соответственно. В дальнейшем первичная часть линейного двигателя называется статором, а вторичная - якорем.
Устройство работает следующим образом. После подготовки катапульты к запуску беспилотного летательного аппарата включается линейный двигатель высокого ускорения. Беспилотный летательный аппарат при этом фиксируется на каретке 2 с помощью электромагнита, поэтому на катапульте и на беспилотном летательном аппарате, который с нее запускается, не требуется установка дополнительных систем фиксации беспилотного летательного аппарата на каретке 2. При запуске беспилотного летательного аппарата устройство срабатывает следующим образом: зафиксированный на каретке 2 беспилотный летательный аппарат разгоняется вместе с кареткой 2 до взлетной скорости, после чего отключается электромагнит, удерживающий беспилотный летательный аппарат на каретке 2. После взлета беспилотного летательного аппарата каретка 2 тормозится за счет того, что меняется направление магнитного поля, созданного в линейном двигателе высокого ускорения. Это значит, что не требуется установка дополнительных устройств, обеспечивающих торможение каретки 2 после запуска беспилотного летательного аппарата. Использование линейного двигателя высокого ускорения обусловлено и тем, что при разгоне каретки 2 до определенной скорости перестают действовать силы трения между направляющей 1 и кареткой 2, потому что каретка 2 после достижения определенной скорости начинает разгоняться в магнитном поле без контакта с направляющей 1, а значит уменьшается время взлета беспилотного летательного аппарата. На каретке 2 установлены колеса, так как до набора определенной скорости она катится по направляющей 1. Также установленные на каретке 2 колеса предотвращают повреждение беспилотного летательного аппарата при взлете в случае прекращения действия магнитного поля (фиг.).
Заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность и уменьшить вес катапульты для запуска беспилотного летательного аппарата, а также уменьшить промежуток времени, необходимый для запуска беспилотного летательного аппарата.