Беспилотный летательный аппарат нулевой плавучести

Область техники
Настоящее устройство относится к области авиационной техники и аэронавтики.
Из предшествующего уровня техники известен высокоманевренный дирижабль дискообразной формы (патент Великобритании №2027403, кл. B7W 11А10, 1980 г.) В качестве движителей силовой установки на аппарате использованы четыре поворотных воздушных сопла, расположенные симметрично по периферии силового диска. На аппарате установлен газотурбинный двигатель, поток выхлопных газов которого направляется по трубам к соплам, меняющим скорость и направление истечения газа.
Помимо этого, известен также гибридный дирижабль линзообразной формы (патентный документ RU 2 546 027 C2, опубликован 10.04.2015), в виде круглой двояковыпуклой симметричной или несимметричной линзы, полужесткой или жесткой конструкции. Аппарат снабжен силовой установкой, где в качестве движителей использованы воздушные винты, четыре из которых создают вертикальную тягу, а еще четыре - горизонтальную.
В качестве прототипа был выбран гибридный квадрокоптер (патентный документ RU 2 702 462 C1, опубликован 12.02.2019), состоящий из герметичной оболочки, заполненной легким газом, гондолы с бортовой аппаратурой управления беспилотным полетом в воздухе, аккумуляторной батареей, крестообразно отходящими в стороны кронштейнами и воздушно-винтовыми авиадвигателями переменной тяги на их оконечностях.
Задача: задача, на решение, которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении эффективности работы при осуществлении фото- и видеосъёмке объектов, геодезических работах, экологических исследованиях, мониторинге территорий, поисково-спасательных операциях: экономичность.
Данная задача достигается за счёт того, что объем корпуса (см. фиг. 1, позиция 1 и фиг. 2, позиция 1) выполнен в объеме, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, чтобы обеспечивалась нулевая плавучесть летательного аппарата, что способствует лёгкому (сравнительно с аппаратами тяжелее воздуха) взлёту, при помощи воздушно-винтовых авиадвигателей переменной тяги (см. фиг. 1, позиция 2 и фиг. 2, позиция 2), расположенных симметрично по периферии корпуса, обеспечивающих перемещение в трехмерном пространстве летательного аппарата.
Форма беспилотного летательного аппарата нулевой плавучести, состоящего из полимерного корпуса жесткой конструкции (см. фиг. 1, позиция 1 и фиг. 2, позиция 1), аэродинамической двояковыпуклой дискообразной формы, заполненного легким газом, обладающего подъемной силой, воздушно-винтовых авиадвигателей переменной тяги (см. фиг. 1, позиция 2 и фиг. 2, позиция 2), расположенных симметрично по периферии корпуса обеспечивающих перемещение летательного аппарата в трехмерном пространстве, автоматических клапанов подачи (см. фиг. 1, позиция 5) и стравливания легкого газа (см. фиг. 1, позиция 7), отличающийся тем, что объем корпуса выполнен в объеме, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, обладающего подъемной силой, чтобы обеспечивалась постоянная нулевая плавучесть летательного аппарата, при этом на нижней поверхности корпуса размещены блок управления с аппаратурой беспилотного режима полета и аккумуляторной батареей (см. фиг. 1, позиция 3) и опоры с прицепным устройством для монтажа навесного оборудования (см. фиг. 1, позиция 4), на верхней и нижней поверхностях корпуса размещено оборудование для фото- видеонаблюдения (см. фиг. 1, позиция 8 и фиг. 2, позиция 8, а также фиг. 1, позиция 9), а на верхней поверхности корпуса размещены солнечные батареи (см. фиг. 1, позиция 6 и фиг. 2, позиция 6), для подпитки аккумуляторов в светлое время суток.
Технический результат, обеспечиваемый беспилотным летательным аппаратом нулевой плавучести, осуществляется за счёт постоянной нейтральной подъёмной силы создаваемой лёгким газом (обладающего подъёмной силой) в корпусе аппарата, в объеме, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, обладающего подъемной силой, чтобы обеспечивалась постоянная нулевая плавучесть летательного аппарата, вследствие чего, двигатели необходимы только для обеспечения перемещения летательного аппарата в трехмерном пространстве, что даёт экономических эффект, в сравнении как с аппаратами тяжелее воздуха – в беспилотном летательном аппарате нулевой плавучести двигатели нужны только для перемещения в трехмерном пространстве летательного аппарата, а не для обеспечения самого полёта, так и с аппаратами легче воздуха – в беспилотном летательном аппарате нулевой плавучести не нужен большой объём газа, специально оборудованные площадки, устройств для запуска и посадки, возможность маневрирования, приближающаяся по своим характеристикам к аппаратам тяжелее воздуха. Таким образом, в качестве технического результата мы получаем: экономичность.
Для достижения данного технического результата существенным будет то, что беспилотный летательный аппарат нулевой плавучести, состоит из корпуса аэродинамической двояковыпуклой дискообразной формы, заполненной легким газом, обладающим подъемной силой, воздушно-винтовых авиадвигателей переменной тяги, расположенных симметрично по периферии корпуса обеспечивающих перемещение летательного аппарата в трехмерном пространстве, автоматических клапанов подачи и стравливания легкого газа, при этом корпус выполнен в объеме, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, обладающего подъемной силой, чтобы обеспечивалась постоянная нулевая плавучесть летательного аппарата, при этом на нижней поверхности корпуса размещены блок управления с аппаратурой беспилотного режима полета и аккумуляторная батарея, а на верхней поверхности корпуса размещены солнечные батареи для подпитки аккумуляторов в светлое время суток.
Осуществление полезной модели: Беспилотный летательный аппарат нулевой плавучести работает следующим образом, корпус (см. фиг. 1, позиция 1 и фиг. 2, позиция 1), заполняется лёгким газом, через автоматический клапан подачи (см. фиг. 1, позиция 5), в объёме, достаточном для обеспечения аппарату нейтральной подъёмной силы. Воздушно-винтовые авиадвигатели переменной тяги (см. фиг. 1, позиция 2 и фиг. 2, позиция 2), расположенные симметрично по периферии корпуса обеспечивают перемещение в трехмерном пространстве летательного, блок управления с аппаратурой беспилотного режима полёта и аккумуляторной батареей (см. фиг. 1, позиция 3) осуществляет контроль, обеспечение энергией двигателей и управление аппаратом, оборудование для фото- видеонаблюдения (см. фиг. 1, позиция 8 и фиг. 2, позиция 8, а также фиг. 1, позиция 9) позволяют осуществлять мониторинг территории в режиме реального времени с передачей изображения оператору, как режиме полёта, так и в наземном положении (например, находясь, в режиме подзарядки аккумуляторов), опоры с прицепным устройством для перевозки навесного оборудования (см. фиг. 1, позиция 4) служат для приземления на поверхность Земли, а также для установки дополнительного навесного оборудования. Для экстренного приземления предусмотрен автоматический клапан стравливания лёгкого газа (см. фиг. 1, позиция 7).
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 отображает беспилотный летательный аппарат нулевой плавучести вид сбоку, где позиция 1 - корпус жёсткой или полужёсткой конструкции аэродинамической двояковыпуклой дискообразной формы, объемом, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, чтобы обеспечивалась нулевая плавучесть летательного аппарата, позиция 2 - воздушно-винтовые авиадвигатели переменной тяги, расположенные симметрично по периферии корпуса обеспечивающих перемещение в трехмерном пространстве летательного аппарата, позиция 3 - блок управления с аппаратурой беспилотного режима полёта и аккумуляторной батареей, позиция 4 - опоры с прицепным устройством для монтажа навесного оборудования, позиция 5 - автоматический клапан подачи лёгкого газа, позиция 6 - солнечные батареи для подпитки аккумуляторов в светлое время позиция 7 - автоматический клапан стравливания лёгкого газа, позиция 8 - оборудование для фото- видеонаблюдения, расположенное на верхней поверхности корпуса, позиция 9 - оборудование для фото- видеонаблюдения, расположенное на нижней поверхности корпуса.
Фиг. 2 отображает беспилотный летательный аппарат нулевой плавучести вид сверху, где позиция 1 - корпус жёсткой конструкции аэродинамической двояковыпуклой дискообразной формы, объемом, необходимом для вмещения такого количества легкого газа, чтобы обеспечивалась нулевая плавучесть летательного аппарата, позиция 2 - воздушно-винтовые авиадвигатели переменной тяги, расположенных симметрично по периферии корпуса обеспечивающих перемещение летательного аппарата в трехмерном пространстве, позиция 6 - солнечные батареи для подпитки аккумуляторов в светлое время, позиция 8 - оборудование для фото- видеонаблюдения, расположенное на верхней поверхности корпуса.