УДАРНЫЙ МУЛЬТИКОПТЕР

Полезная модель относится к винтокрылым летательным аппаратам с двумя и более винтами и может быть использована при создании беспилотных летательных аппаратов военного назначения с неограниченным диапазоном наведения на цель неуправляемых авиационных ракет (НАР).
При создании авиационных комплексов военного назначения существенным является оснащение их широким спектром вооружения и его конструктивным размещением на летательном аппарате.
Неотъемлемой составной частью (видом) вооружения современных боевых летательных аппаратов, значительно расширяющей их тактические возможности и боевые свойства являются НАР. Немаловажное значение имеет и экономическая составляющая ведения боевых действий с использованием НАР, известно [1], что стоимость управляемых авиационных ракет в 6 и более раз превышает стоимость НАР сопоставимого калибра.
НАР на летательных аппаратах размещаются в зависимости от их модели отдельно на специальных кронштейнах - пусковых установках или в блоках - пусковых установках. Сами блоки или (и) кронштейны в большинстве случаев устанавливаются параллельно строительной горизонтали фюзеляжа вне аэродинамических обводов конструктивных элементов летательного аппарата (фюзеляжа, крыла), что существенно ухудшает его аэродинамическое качество увеличением лобового сопротивления, повышает его чувствительность к переменным атмосферным явлениям (например, порывам ветра переменных силы и направления), и ухудшает прочие характеристики, включая боевую живучесть. Такая установка блоков НАР обусловлена конструктивной сложностью организации отвода газов реактивной струи во время пуска ракет при их размещении во внутренних полостях фюзеляжа, имеющего продольный размер, значительно превышающий продольный размер блоков НАР. Указанное относится к летательным аппаратам как самолетного, так и вертолетного типа; как к пилотируемым, так и к беспилотным.
Известны технические решения, в которых авиационные средства поражения при транспортировке расположены параллельно строительной горизонтали фюзеляжа во внутрифюзеляжном пространстве летательного аппарата, например [2, 3]. Они содержат специальный механизм, с помощью которого выводятся из фюзеляжа для осуществления пуска ракет, таким образом конструкция летательного аппарата усложняется а сам пусковой механизм уменьшает полезный объем внутрифюзеляжного пространства.
Наведение на цель НАР осуществляется с использованием маневренных возможностей летательного аппарата, в разной степени ограниченных в зависимости от типа (самолетного, вертолетного) и конструктивного устройства конкретного летательного аппарата.
Известны технические решения летательных аппаратов самолетного (Мессершмитт Me-163) [4] и вертолетного (ударный мультикоптер с гранатометным модулем) [5] типов, в которых установки для пуска реактивных снарядов (гранат) установлены вертикально. В первом случае гранатометы установлены вертикально в корневую часть крыла, толщина которого соответствует длине трубчатой пусковой установки и не требует усложнения системы выпуска газов реактивной струи при выстреле гранаты. Во втором случае гранатомет установлен на кронштейне вне фюзеляжа мультикоптера, что существенно ухудшает его аэродинамические характеристики.
В части наведения на цель реактивных снарядов аналоги ограничены маневренными возможностями летательных аппаратов так же, как и при размещении пусковых установок параллельно строительной горизонтали фюзеляжа.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по назначению и общим существенным признакам является техническое решение «Летательный аппарат» [6]. Прототип является мультикоптером и содержит средства тяги с несущими винтами и фюзеляж с выносными балками, на которых установлены рамы с возможностью поворота вокруг оси балок на угол 360°, а средства тяги с несущими винтами размещены в кольцевых каналах, установленных в рамах с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок фюзеляжа.
Прототип обеспечивает возможность пространственной ориентации фюзеляжа относительно направления тяги несущих винтов в неограниченном диапазоне независимо от траектории и режима движения, включая режимы взлета, висения, горизонтального и вертикального полета, посадки. Следовательно, и рабочий орган полезной нагрузки, установленной в фюзеляже, имеет неограниченный диапазон наведения. Однако при выполнении фюзеляжа прототипа в аэродинамической форме, создающей подъемную силу для повышения экономичности и скорости горизонтального полета при перемещении мультикоптера от места базирования до места осуществления требуемой работы и при использовании в качестве интегрированной в фюзеляж полезной нагрузки блоков НАР, прототип обладает недостатками аналогов в части необходимости усложнения конструкции устройствами отвода газов реактивной струи при пуске ракет или устройствами вывода НАР из внутрифюзеляжного пространства.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности наведения на цель интегрированных в фюзеляж блоков НАР в неограниченном пространственном диапазоне и упрощение конструкции летательного аппарата.
Технический результат достигается тем, что в известном мультикоптере [6], имеющем в силу своих отличительных признаков возможность изменять пространственную ориентацию фюзеляжа в неограниченном диапазоне независимо от траектории и режима полета и содержащем блок НАР, блок ракет интегрирован в фюзеляж мультикоптера и установлен перпендикулярно плоскости его строительной горизонтали.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема предлагаемого ударного мультикоптера вид сверху, на фиг. 2 - вид сбоку в разрезе; на фиг. 3а представлена ориентация средств тяги мультикоптера относительно фюзеляжа при взлете, посадке, горизонтальном полете «по вертолетному» и зависании; на фиг. 3б - ориентация средств тяги мультикоптера относительно фюзеляжа при горизонтальном полете «по самолетному»; на фиг. 4 - схематично представлен диапазон наведения НАР предлагаемой полезной модели на цель, на фиг. 5 - как иллюстрация практического применения полезной модели представлена атака предлагаемого мультикоптера на воздушную цель.
Ударный мультикоптер содержит фюзеляж 1, выполненный в аэродинамической форме, создающей подъемную силу, с выносными балками 2, на которых закреплены рамы 3 с возможностью поворота вокруг оси балок на угол 360°; средства тяги с несущими винтами 4, размещенными в кольцевых каналах 5, установленных в рамах 3 с возможностью поворота на угол 360° вдоль оси балок 2 фюзеляжа 1; интегрированный в фюзеляж 1 мультикоптера и установленный перпендикулярно плоскости его строительной горизонтали блок 6 НАР с ракетами 7, размещенными в трубчатых направляющих 8. Стрелками обозначено направление наведения на цель НАР.
Мультикоптер содержит так же соответствующие приводы и командные системы управления ими (на чертежах не показаны) для осуществления согласованного совместного или раздельного управления положением кольцевых каналов 5 со средствами тяги 4 и рам 3 относительно фюзеляжа 1, являющиеся общеизвестными техническими средствами, применяемыми в существующих конструкциях летательных аппаратов [7, 8, 9, 10].
Ударный мультикоптер работает следующим образом.
Взлет (посадка) осуществляется вертикально «по вертолетному» (ориентация средств тяги 4 относительно фюзеляжа 1 представлена на фиг. 1, 2, 3а) с вытекающими отсюда преимуществами винтокрылых летательных аппаратов. Таким же образом может осуществляться горизонтальный полет и зависание мультикоптера.
Перемещение от места базирования до места нанесения удара может осуществляться «по самолетному» при ориентации средств тяги относительно фюзеляжа, как представлено на фиг. 3б, при этом используются преимущества летательных аппаратов самолетной схемы в скорости и экономичности полета, а внутрифюзеляжное размещение блока 6 НАР не оказывает отрицательного воздействия на его аэродинамические характеристики.
При прибытии к месту расположения цели мультикоптер, используя маневренные возможности прототипа [6], осуществляет необходимые манипуляции с пространственным положением фюзеляжа для наведения блока 6 НАР на цель. При этом точка наведения НАР может располагаться в любом месте воображаемой сферы, в центре которой располагается ударный мультикоптер (фиг. 4), то есть в неограниченном диапазоне при любом режиме полета или висения мультикоптера.
При поочередном или залповом пуске ракет 7 отсутствует необходимость в механизме вывода ракет из внутрифюзеляжного пространства и в механизме отвода газов реактивных струй ракет, что существенно упрощает конструкцию летательного аппарата и исключает эффект отдачи, неизменно возникающей при использовании механизма отвода газов путем их гашения или изменения направления, влияющей на точность наведения на цель.
На фиг. 5 представлен пример практического применения предлагаемого ударного мультикоптера при наведении НАР на воздушную цель.
Совокупность отличительных признаков предлагаемой полезной модели, а именно внутрифюзеляжное вертикальное размещение в мультикоптере блока НУР и существенных признаков известного летательного аппарата [6] обеспечивает достижение заявленного технического результата - возможность наведения на цель НАР в неограниченном пространственном диапазоне и упрощение конструкции летательного аппарата. Достигнутый технический результат позволяет использовать заявляемый ударный мультикоптер в качестве эффективного средства поддержки войсковых подразделений, находящихся в непосредственном соприкосновении с противником, при выполнении антитеррористических операций в лесных, горных и городских условиях, при решении задач борьбы в условиях конфликтов малой интенсивности со слабо вооруженными формированиями.
Источники информации
1. Авиационные боеприпасы ракетного вооружения. Назначение, состав и классификация НАР.
URL: https://studopedia.su/6_44017_neupravlyaemie-aviatsionnie-raketi-kak-sredstva-porazheniya.html. Дата обращения 18.09.2018.
2. Ротационная пусковая установка для самолета (Rotary launcher system for an aircraft). Патент США №4637229A. МПК B64D 7/08. 20.01.1987.
3. Внутрифюзеляжное многопозиционное пусковое устройство. Патент РФ на полезную модель №119453. МПК F41F 3/06. 20.08.2012.
4. Me 163 ракетный истребитель Люфтваффе. Испытания нового вооружения. URL: http://arsenal-info.ru/b/book/2744958222/2#. Дата обращения 19.09.2018.
5. Российский ударный мультикоптер.
URL: https://news.softodrom.ru/ap/b24217.shtml. Дата обращения 19.09.2018.
6. Летательный аппарат. Патент РФ на изобретение №2656932. МПК В64С 27/08, В64С 27/28. 07.06.2018.
7. Самолет вертикального взлета и посадки. Патент США №3037721 А, МПК В64С 29/00. 05.06.1962.
8. Вертолет. Патент РФ на изобретение №2263049. МПК В64С 27/52. 27.10.2005.
9. Богданов Ю.С., Михеев Р.Л. Конструкция вертолетов. М.: Машиностроение, 1990; URL: http://xaribda.ru/node/68. Дата обращения 27.09.2018.
10. Ружинский Е.И. Американские самолеты вертикального взлета, URL: http://coolib.eom/b/128556/read. Дата обращения 27.09.2018.