БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ

Предлагаемое техническое решение относиться к области авиастроения, более конкретно к вертолетостроению и направлено на создание беспилотного многоцелевого летательного аппарата вертикального взлета и посадки взлетной массой до 495 килограмм.
Известны технические решения аналогичного типа, например, одновинтовой беспилотный летательный аппарат Виджилент 502 взлетной массой 499 килограмм, описанный в литературе «Современные винтокрылые беспилотные летательные аппараты» О.А. Завалов, А.Д. Маслов, 2008 (c.128-139), и «Многоцелевой вертолет», описанный в патенте РФ №65467 B64C 27/00.
Вертолет Виджилент 502 выполнен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, одним поршневым двигателем, фюзеляж ферменной конструкции и полозковым шасси. Недостатком одновинтового вертолета при эксплуатации является то, что часть мощности расходуется на привод рулевого винта, который создает силу тяги, потребную для компенсации крутящего момента несущего винта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение вертолета по патенту на полезную модель РФ №65467, B64C 27/00, который принят за прототип.
В известном техническом решении беспилотный летательный аппарат представляет собой вертолет, содержащий фюзеляж с кабиной, две хвостовые балки с оперением, состоящим из стабилизатора и разнесенных по его размаху килей, съемную транспортную кабину, редуктор с соосными несущими винтами, каждый из которых состоит из втулки и лопастей, силовую установку, расположенную за главным редуктором, шасси с узлами крепления, дополнительно снабжен системой автоматического управления, а кабина фюзеляжа выполнена съемной и снабжена люками со створками, при этом узлы крепления шасси расположены на нижней части фюзеляжа.
К недостаткам прототипа относятся:
- не компактность габаритов вертолета для обеспечения его мобильной транспортировки;
- две хвостовые балки в конструкции вертолета имеют дополнительный вес и усложняют конструкцию;
- съемная транспортная кабина утяжеляет конструкцию.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание многоцелевого беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки взлетной массой до 495 килограмм.
Указанный технический результат достигается тем, что беспилотный летательный аппарат выполнен по соосной схеме, два соосных несущих винта, вращающихся в противоположных направлениях, делают вертолет аэродинамически симметричным. Обтекаемая форма и небольшие габариты фюзеляжа обеспечивают меньшее лобовое сопротивление воздушному потоку. Фюзеляж конструктивно представляет собой полумонокок со шпангоутами из алюминиевого сплава и сотовой обшивкой. Использование фюзеляжа типа полумонокок обеспечивает равномерное распределение нагрузок между продольным, поперечным наборами и обшивкой, что дает меньший вес и больший ресурс по сравнению со сварной ферменной конструкцией, в которой обшивка не является несущей. Конструктивно фюзеляж разделен на три отсека. Передний отсек образован нормальным шпангоутом и силовой обшивкой из композиционных материалов, обладающих высокой удельной прочностью, жесткостью и износостойкостью. На силовой обшивке выполнены проемы для доступа к оборудованию и техническому обслуживанию летательного аппарата, проем закрывается быстросъемной крышкой, выполненной также из композиционных материалов. В переднем отсеке размещено оборудование бортового комплекса управления, распределительное устройство сетей напряжения и блок аккумуляторных батарей, значительный объем отведен для установки целевой нагрузки, в верхней части отсека расположен канал радиатора. Центральный отсек является основным силовым элементом фюзеляжа. Он образован двумя силовыми шпангоутами и продольными балками, изготовленными из алюминиевого сплава и силовой обшивкой из композиционных материалов. На силовые элементы центрального отсека устанавливают узлы крепления главного редуктора, узлы крепления шасси. В центральном отсеке располагают два топливных бака и элементы топливной и масленой систем, трубопроводы системы охлаждения, элементы управления вертолетом. Система управления делает возможным осуществлять полностью автономный полет, полет по заданным пунктам маршрута и полет по командам с наземного пункта управления. В случае потери радиосигнала, осуществляется возврат беспилотного летательного аппарата в точку старта или посадки. В нижней части центрального отсека выполнен проем для размещения внутри фюзеляжа целевой нагрузки или установки дополнительного топливного бака. Проем закрывается быстросъемной крышкой, выполненной из композиционных материалов. Задний отсек образован двумя нормальными шпангоутами, в нижней части отсека расположен контейнер с парашютом системы аварийного спасения, в верхней части заднего отсека размещается силовая установка. Хвостовая балка выполнена из алюминиевого сплава с клепаным соединением, состоит из трех шпангоутов соединенных обшивкой со стрингерами для подкрепления обшивки, крепится хвостовая балка к шпангоуту болтовым соединением, к хвостовой балке крепится двух килевое хвостовое оперение, состоящее из стабилизатора и вертикальных килей сотовой конструкции. Для усовершенствования эксплуатационных свойств в конструкции несущей системы отсутствуют точки смазки благодаря использованию торсионной схеме крепления лопастей. Применение низкооборотистого несущего винта позволяет снизить шум от винтов вертолета. В конструкции использованы композиционные материалы, что позволяет снизить радиолокационную заметность и вес летательного аппарата.
Транспортировку вертолета осуществляют автомобильным транспортом. Для уменьшения габаритов вертолета при транспортировке производится складывание несущей системы по высоте путем осевого перемещения вниз вала верхнего несущего винта и складывающегося шасси.
Техническое решение полезной модели поясняется фигурами, где:
на фиг. 1 изображен главный вид вертолета;
на фиг. 2 изображен вид сверху вертолета;
на фиг. 3 изображен общий вид вертолета.
Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки состоит из фюзеляжа 1 образованный тремя шпангоутами, соединенными между собой продольными балками и несущей обшивкой из композиционных материалов. В переднем отсеке располагается бортовой комплекс управления 12, аккумуляторные батареи 13 и 14. В верхней части переднего отсека устанавливают радиатор 10 для охлаждения двигателя. В верхней части центрального отсека размещают редуктор с колонкой несущих винтов 3, на которой установлены лопасти 4, систему управления трансмиссией 2, исполнительные механизмы управления колонкой несущих винтов 7. Топливные баки 9 размещают в центре массы вертолета. На летательном аппарате устанавливают дополнительный генератор 15 для обеспечения питания целевой нагрузки. В верхней части заднего отсека размещают силовую установку 8, закрытую капотом 11. К третьему шпангоуту крепят хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением 5. Посадочные шасси 6 выполнены по полозковому типу. На вертолете имеется два отсека 16 и 17 для размещения целевой нагрузки, отсек 17 также предназначен для установки дополнительного топливного бака.
Таким образом, предлагаемый беспилотный летательный аппарат, благодаря взлетному весу до 495 килограмм и компактности, мобильно доставляется к месту эксплуатации без использования специальных транспортных средств и применяется как для гражданских целей, так и для решения задач в интересах Министерства обороны Российской Федерации.