БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к малогабаритным беспилотным летательным аппаратам многократного применения с возможностью вертикального взлета с последующим переходом в режим горизонтального полета.
Принципиально, из уровня техники известен, например, беспилотный летательный аппарат (БПЛА) по патенту РФ на полезную модель №128180, в общем виде содержащий, по меньшей мере, дискообразный фюзеляж и силовую установку.
К недостаткам существующей и иных подобных конструкций следует отнести отсутствие возможности экономии топлива в режиме выполнения задания и, как следствие, малую продолжительность полезной работы в режиме горизонтального полета
Задача, решаемая созданием предлагаемых вариантов, состоит в повышении эффективности использования БПЛА, при этом технический результат, который может быть получен при решении поставленной задачи, состоит в увеличении времени полета БПЛА, а также в создании эффективного способа извлечения БПЛА в местах долгосрочного хранения.
Для достижения поставленного результата предлагается беспилотный летательный аппарат (БПЛА), содержащий, по меньшей мере, фюзеляж и силовую установку, а также расположенные в/на фюзеляже по меньшей мере один надувной шар или аэростат в сложенном положении и по меньшей мере одну емкость со сжатым газом легче воздуха, а также управляемый клапан, присоединенный к упомянутым емкости и надувному шару или аэростату, при этом, клапан выполнен с возможностью отсоединения как от емкости, так и от шара, а при расположении надувного шара или аэростата в фюзеляже, в верхней части последнего выполнено по меньшей мере одно отверстие для выхода надутого шара или аэростата (далее по тексту описания Шар, Баллон и Клапан, соответственно).
Предпочтительные, но не обязательные варианты реализации заявленного БПЛА расположение силовой установки в фюзеляже вертикально, с возможностью поворота, а также наличие крыла, собранного на одной из торцевых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия в режиме взлета и/или посадки и/или полета; наличие по меньшей мере одного несущего винта, лопасти которого собраны на, по меньшей мере одной из торцовых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета и/или посадки и/или полета; наличие по меньшей мере одного несущего винта, лопасти которого обернуты вокруг боковой поверхности фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета и/или посадки и/или полета; емкость со сжатым газом может быть расположена в фюзеляже с возможностью сбрасывания; БПЛА дополнительно может быть снабжен герметичным раскрывающимся контейнером для долгосрочного хранения, используемого для извлечения аппарата и его последующего полета, при этом раскрытие контейнера синхронизировано с открытием клапана для наполнения шара, при этом такой контейнер также может быть снабжен емкостью со сжатым газом легче воздуха для наполнения надувного шара или аэростата, присоединенной к клапану на борту аппарата.
Для достижения поставленного результата предлагается БПЛА; снабженный как минимум одним надувным шаром/аэростатом, как минимум одним отделяемым баллоном с газом, легче воздуха (например водородом или гелием); а также управляемым клапаном, к которому присоединены шар(ы) и емкость(и)
Заявленный аппарат иллюстрируется изображениями общего вида связки «Баллон - Клапан - Шар» (фиг. 1) и одним из возможных вариантов реализации заявленного БПЛА в объеме признаков независимого пункта формулы (фиг. 2 в сложенном состоянии, фиг. 3 - в активированном, фиг. 4 в процессе сбрасывания Баллона, фиг. 5 - БПЛА в режиме самостоятельного полета). Следует отметить, что на рисунках отображена одна из возможных в рамках существа заявленного решения конструкций БПЛА, а такую конструкцию не следует рассматривать как единственно возможную и/или ограничивающую объем заявленного решения.
Следующие позиции на рисунках обозначают:
поз. 1 - баллон с газом;
поз. 2 - управляемый клапан;
поз. 3 - шар, наполненный газом;
поз. 4 - шар в сложенном состоянии.
В свете существа, заявленное решение в общем виде относится к БПЛА самолетного или вертолетного типа. В общем виде, заявленная конструкция БПЛА характеризуется наличием фюзеляжа. Существенное отличие предлагаемой конструкции в свете поставленного результата состоит в том, что в фюзеляже, помимо полезной нагрузки, размещен Баллон(ы) со сжатым газом - водород, гелий и т.п., выходное сопло которого посредством Клапана соединено с Шаром также расположенным в/на фюзеляже.
Для создания подъемной и пропульсивной силы на всех этапах полета заявленные БПЛА содержат как минимум две разворачиваемые поверхности. Это могут быть как дополнительные горизонтальные плоскости (крыло), так и лопасти винтов (подробнее о конструкции таких поверхностей см., в частности, наиболее близкий аналог). В статическом состоянии, т.е., например, в режиме транспортировки, хранения или в предполетном режиме, горизонтальные плоскости могут быть сложены на фюзеляже, либо обернуты вокруг боковой поверхности фюзеляжа. В дальнейшем, непосредственно перед началом самостоятельного полета, они разворачиваются/раскрываются. Взлет/посадка и горизонтальный полет осуществляется по аналогии с существующими известными конструкциями ЛА.
Отличительной особенностью заявленной конструкции является то, что достигнув заданной точки предусматрен выпуск воздушного шара, останов двигателя и дальнейшее выполнение задания из условия фактической трансформации БПЛА в систему «воздушный шар - фюзеляж с полезной нагрузкой», что приводит с существенной экономии топлива, повышая эксплуатационные характеристики БПЛА, в частности, время нахождения в воздухе, фактически до сохранения подъемной силы Шара, т.е. необходимого объема газа внутри Шара. По выполнении задания, предусмотрено отсоединение (отстрел) Шара, с последующим переходом в обычный, для БПЛА данного типа, режим полета.
Кроме того, для облегчения конструкции БПЛА может быть предусмотрен сброс Баллона, после использования газа, для наполнения Шара.
Также возможен вариант использования заявленной полезной модели в режиме долгосрочного хранения, с последующим автоматическим извлечением и использованием. Для этого предусматривается хранение в герметичном контейнере поверхностного, подземного, подводного или воздушного размещения. В момент начала использования БПЛА, контейнер раскрывается, открывается Клапан, и газ из Баллона наполняет Шар. При этом Баллон может располагаться как на борту БПЛА, так и в контейнере. После наполнения Шара газом, БПЛА посредством создаваемой подъемной силы, извлекается из контейнера, и может продолжать полет в режиме аэростата, либо после отделения Шара, в стандартном режиме, для БПЛА данного типа. В случае расположения на борту дополнительного Шара и соответствующего запаса газа, после достижения заданной точки в стандартном режиме полета, БПЛА может снова перейти в режим аэростата, путем надува дополнительного Шара.
Кроме того, возможен вариант использования данного технического решения для извлечения контейнера, в котором храниться БПЛА, например под водой. С этой целью, Шар, Клапан и Баллон размещаются в контейнере или за его пределами, но в любом случае отдельно от БПЛА. В момент необходимости извлечения БПЛА, для последующего запуска, Открывается Клапан, и газ из Баллона наполняет Шар. Возникающая при этом подъемная сила, обеспечивает всплытие и последующий подъем в воздух контейнера с БПЛА. В дальнейшем, после достижения заданной высоты, контейнер раскрывается, из него извлекается БПЛА, который начинает самостоятельный полет.