ДИСТАНЦИОННО ПИЛОТИРУЕМЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С СИСТЕМОЙ ПОСАДКИ НА ПРОИЗВОЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

Полезная модель касается конструкции летательного аппарата, способного передвигаться и фиксироваться на произвольно-ориентированных поверхностях.
В журнале «Научно-технические ведомости СПбГТУ» 3/1996 г. приведено описание уникальных роботов, способных передвигаться по вертикальным и негладким поверхностям, таким, как кирпич, штукатурка, фанера и т.д. Важной особенностью этих роботов является их автономность (за ними не тянутся шланги и кабели), а также то, что для перемещения в них использованы не ноги, а колеса, т.е. они, в буквальном смысле могут ездить по стенам. Недостатками подобных устройств в настоящее время являются низкая скорость, ограниченная проходимость, необходимость периодической подзарядки.
Наиболее близким решением к конструкции предлагаемого аппарата можно считать конструкцию автономного летательного аппарата «Cypher» см. «Техника молодежи» №2, 2001 год. Аппарат содержит корпус в форме тора. В кольцевом канале тора соосно расположены два подъемных вентилятора. В нижней части корпуса смонтированы 6 опор в форме петель. Все механизмы аппарата размещены внутри тороидального корпуса. На стойках, закрепленных в верхней части корпуса, установлены датчики, позволяющие корректировать направление движения аппарата.
Аппарат способен подниматься на заданную высоту и маневрировать в любом направлении, что можно использовать для наблюдения за местностью и при монтажных работах на высоте. Недостатком аппарата является возможность садиться только на горизонтальную, твердую поверхность. Опорные петли, на которые опускается аппарат не позволяют садиться на такие поверхности, как песок, болото, грязь и т.д., а тем более описанный аппарат не имеет возможности садиться на вертикальную или наклонную плоскость.
Задача предлагаемого решения - расширение функциональных возможностей аппарата за счет повышения его маневренности и грузоподъемности.
Для решения поставленной задачи в дистанционно пилотируемом летательном аппарате с системой посадки на произвольно ориентированную поверхность, содержащем корпус в форме тора с опорами и подъемный вентилятор, который смонтирован в кольцевом канале, иначе решена конструкция двигательной части
летательного аппарата. Опоры аппарата выполнены с возможностью поворота в разных плоскостях и снабжены механизмами адаптации и фиксации к поверхности приземления.
Кроме того, корпус аппарата снабжен дополнительным кольцевым каналом, который может быть смонтирован на параллельной оси.
Механизмы фиксации могут быть выполнены в виде вакуумных присосок.
Появление дополнительного кольцевого канала способствует повышению маневренности и устойчивости аппарата, которая позволяет расширить его функциональные возможности. Выполнение опор трансформируемыми позволяет фиксироваться на поверхности, расположенной под любым углом к аппарату, что также расширяет его функциональные возможности.
Наличие механизмов адаптации присосок позволяет фиксировать аппарат на шероховатой поверхности с высокой степенью кривизны.
Предлагаемые усовершенствования летательного аппарата позволяют использовать его в качестве автовышки или крана-манипулятора с высокой стрелой, что обеспечит его эффективное использование в сложных условиях работы на большой высоте и на сложных (неровных) поверхностях, например, на высотных зданиях, инженерных сооружениях, в горах, скалах и пр.
Предлагаемый летательный аппарат иллюстрируется чертежами, где показаны:
фиг.1 - вид сверху,
фиг.2 - вид сбоку,
фиг.3 - вид спереди.
Предлагаемый летательный аппарат (фиг.1-3) содержит корпус 1 в форме тора. В кольцевом канале 2 смонтирован подъемный вентилятор 3. В предлагаемом аппарате предусмотрено наличие второго аналогичного корпуса 4 с кольцевым каналом 5, подъемным вентилятором 6. Корпуса могут быть соединены рядом, на параллельных осях 7 и 8 (фиг.1, 3) (поперечная схема по аналогии с вертолетом).
Для управления полетом аппарата, кольцевые каналы 2 и 5 снабжены поворотными жалюзи 9 и 10.
Внутри тороидальных корпусов аппарата могут быть размещены топливные баки (см. разрез на фиг.1, 3). В кольцевых каналах 2 и 5 могут быть размещены блоки управления жалюзи, и системы охлаждения двигателя.
На корпусах 1 и 4 закреплены: головной блок 11 (фиг.2, 3), содержащий двигатель, и электронное оборудование, системы наблюдения и ориентации, и хвостовой блок 12 (фиг.1, 2), где могут быть размещены аккумуляторы, компрессор вакуумных присосок, а также выдвижная стрела 13 с рабочим оборудованием 14 на конце. В качестве двигателя может быть использован трехцилиндровый звездообразный ДВС со стартер-генератором.
Аппарат имеет две опоры 15 и 16, которые закреплены на осях 7 и 8 кольцевых каналов. Опоры 15 и 16 выполнены с возможностью вращения в трех плоскостях. Для
обеспечения возможности изменения длины, опоры могут быть выполнены телескопическими. Основания опор снабжены вакуумными присосками 19 и 20 и механизмами адаптации присосок к криволинейным поверхностям 17 и 18 (фиг.3). Для повышения взлетного веса аппарата, большая часть деталей корпуса и обтекателей может быть изготовлена из легких металлических сплавов и композитных материалов.
Аппарат работает следующим образом.
Включается двигатель, начинают вращаться лопасти подъемных вентиляторов, аппарат поднимается над опорной поверхностью. Хвостовая часть и опоры во время полета могут изменять положения и использоваться в качестве балансиров. После подлета аппарата к цели, опоры 15 и 16 разворачиваются так, чтобы войти в контакт с поверхностью объекта. Это может быть любая поверхность высокой степени кривизны, например, вертикальные поверхности или поверхности с отрицательным наклоном такие, как стена здания, склон скалы, конструкция телевизионной башни и т.д. После контакта с опорной поверхностью происходит фиксация опор с помощью механизмов адаптации и фиксации. После того, как аппарат займет устойчивое положение, выдвигается стрела 13 с рабочим оборудованием 14 на конце.
По своим техническим возможностям предлагаемый аппарат может выполнять функции автовышки или крана-манипулятора с гораздо более высокой стрелой, чем возможно достичь с наземным оборудованием. Для повышения маневренности и компактности аппарата, возможно уменьшение его загрузки оборудованием и топливом, что могло бы обеспечить более длительные горизонтальные перелеты. Предполагается доставлять аппарат к месту работы наземным транспортом, а после выполнения задачи также доставлять на место хранения. Подобные аппараты предназначены для выполнения работ на большой высоте, в недоступных для альпинистов и вертолетов зонах например, они могли бы быть эффективны во время устранения последствий пожаров на телебашнях.
Предлагаемый аппарат может найти широкое применение при ликвидации последствий многих чрезвычайных ситуаций.
Возможно также использование аппарата в качестве средства наблюдения.