БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройствам летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, в частности, к конструкции летательного аппарата с вертикальным положением продольной оси аппарата при посадке и с системой измерения расстояния до земли.
Известны технические решения конструкций таких летательных аппаратов, в которых используются акустические датчики.
В заявке на европейский патент ЕР 1903297, публикация 26.03.2008, описана конструкции аппарата, в которых несущей конструкцией является корпус двигателя, и к нему присоединяется обтекатель и стойки шасси. В данной конструкции также используется акустический датчик.
Известна конструкции аппарата по международной заявке WO 200378246, публикация 16.01.2003 в которой установлен двигатель, соединенный с движителем в виде вентилятора, установленным в кольцевом обтекателе. В данной конструкции также используется акустический датчик.
В перечисленных решениях не раскрыто, каким образом устанавливаются акустические датчики на аппарате.
Техническим результатом, который достигается в заявляемой конструкции является повышение надежности эксплуатации конструкции особенно в условиях посадки аппарата.
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 опорной рамы, при этом на кольцевом обтекателе закреплены не менее трех ультразвуковых датчиков расстояния, выполненных с возможностью измерения расстояния до поверхности земли.
Такая конструкция позволяет обеспечить однозначное определение положения аппарата, что особенно важно в условиях его посадки на поверхность земли имеющей наклон, при этом обеспечить расположение датчиков предохраняющих их от поломки.
В частном случае корпус кольцевого обтекателя выполнен в виде ряда внутренних вертикальных и горизонтальных шпангоутов и оболочки обтекателя, по меньшей мере, часть вертикальных шпангоутов, и, по меньшей мере, два горизонтальных шпангоута, выполнены с возможностью образования силового каркаса, а ультразвуковые датчики прикреплены к вертикальным или горизонтальным шпангоутам, составляющим силовой каркас обтекателя. Такая конструкция обеспечивает жесткость крепления, с другой стороны не происходит утяжеления конструкции, так как оболочка обтекателя может быть выполнена тонкой, потому что не несет силовых нагрузок.
В другом частном случае каждый ультразвуковой датчик прикреплен к обтекателю под углом α к вертикальной оси аппарата, при этом угол а составляет от 0 градусов до 30 градусов, что обеспечивает большую площадь измерения поверхности земли и значит более широкий выбор места посадки. При этом все ультразвуковые датчики могут быть установлены под одинаковым углом к вертикальной оси аппарата.
В частном случае четыре стойки шасси крепятся к раме симметрично относительно вертикальной оси летательного аппарата, при этом стойки шасси выполнены гибкими. Эти стойки не только смягчают посадку аппарата, но и предохраняют датчики от удара о землю.
Полезная модель поясняется рисунками.
На Фиг.1 приведена общая схема летательного аппарата в вертикальном разрезе.
На Фиг 2 показан разрез аппарата в горизонтальной плоскости по А-А.
На Фиг.3 показано крепление ультразвукового датчика внутри обтекателя к его силовому каркасу.
Летательный аппарат 1 (Фиг.1) 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. 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. На раме 2 также устанавливается контейнер 9 с аппаратурой аппарата 1 через амортизаторы 10.
На кольцевом обтекателе 5 для измерения расстояния до поверхности земли закрепляются не менее трех ультразвуковых датчиков 15 расстояния. На Фиг.1 - Фиг.2 показаны четыре датчика 15. Каждый ультразвуковой датчик 15 прикреплен к обтекателю под углом а к вертикальной оси аппарата, который составляет от 0 до 30 градусов. Все датчики 15, как правило, устанавливаются под одним углом к вертикальной оси 7. Такая установка датчиков 15 обеспечивает большую площадь измерения поверхности земли и значит более широкий выбор места посадки. Управление работой датчиков осуществляется аппаратурой, которая размещается в контейнере 9.
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 стойки шасси 6 защищают также от ударов ультразвуковые датчики 15.
Ультразвуковые датчики 15 крепятся к вертикальным 16 и и/или горизонтальным 17 шпангоутам, составляющим силовой каркас 18 обтекателя. На рисунках Фиг.1 и Фиг.2 показан вариант крепления датчиков 15 к вертикальным шпангоутам 16.
На Фиг.3 показано крепление ультразвукового датчика 15 внутри обтекателя к шпангоутам 16 и 17. В этом случае датчик не выступает за габариты обтекателя, лучше защищен его силовым каркасом 18 от внешних ударов, а также обеспечивается лучшее обтекание воздушным потоком обтекателя. Для приема и передачи ультразвуковых колебаний в обтекателе выполнено отверстие (на фигуре не показано). Силовой каркас 18 кольцевого обтекателя 5 выполнен в виде ряда внутренних вертикальных и горизонтальных шпангоутов 16 и 17 и оболочки. Такое крепление датчиков 15 обеспечивает жесткость установки и защиту от вибраций, с другой стороны сам кольцевой обтекатель не перетяжелен, потому что оболочка может быть выполнена достаточно тонкой.
Следует отметить, что защита от вибраций датчиков 15 обеспечивается конструкцией аппарата: опорной рамой, которая является несущим элементом и воспринимает основные нагрузки, стойками шасси, которое крепятся к опорной раме и воспринимают основные нагрузки при посадке, конструкцией кольцевого обтекателя, обеспечивающей жесткость конструкции и крепление датчиков.
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.
Данная конструкция обеспечивает надежную установку и эксплуатацию ультразвуковых датчиков.