ДВУХРЕЖИМНЫЙ МИКРОСАМОЛЕТ

Изобретение относится к области микросамолетов. Они предназначены для использования в комплексах воздушной разведки, где необходимо наблюдение за объектами на расстоянии порядка десяти километров от места старта. Главная отличительная особенность - малый вес и габариты используемых микросамолетов.
Аналогом является самолет Makhonine M.10 [Janes′ all the world′s aircraft, 1931, p.134 с]. В данном самолете для уменьшения скоростей взлета и посадки применялись телескопические выдвижные консоли, увеличивающие размах крыла. Недостатками подобного изменения размаха крыла являются:
невозможность использовать внутреннее пространство крыла, например, для размещения топливных баков; присутствие на борту самолета дополнительного сложного механизма перемещения консолей; независимо от режимов полета выдвижные консоли всегда присутствуют на борту, тем самым увеличивая вес самолета.
В качестве прототипа выбран микросамолет CAROLO P50, разработанныйый университетом г.Брауншвейг (ФРГ) [Schulz, H.-W.; Buschmann, M.; Kordes, Т.; Krüger, L.; Winkler. S; Vörsmann, P.: The Autonomous Micro and Mini UAVs of the Carolo-Family. AIAA Paper 2005-7092]. Самолет создан по нормальной аэродинамической схеме и содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло, электродвигатель, Т-образное оперение, оборудование для управления самолетом, приборы видеонаблюдения. Его характерные параметры: размах крыла - 500 мм, масса - не более 500 г, время полета - до 45 минут, максимальная скорость - до 70 км/час.
Недостатком прототипа является невозможность увеличения продолжительности и/или дальности без увеличения емкости аккумуляторов.
Задачей является увеличение продолжительности и дальности полета без увеличения емкости аккумуляторов.
Предложен двухрежимный микросамолет, содержащий фюзеляж, электродвигатель, оборудование для управления полетом самолета, приборы видионаблюдения, крыло дополнительно снабжено съемными консолями, которые прикреплены к концевым частям крыла, причем корневые хорды консолей равны концевой хорде крыла. Консоли крыла имеют угол поперечного V 2-10 градусов.
Как известно [Остославский И., Аэродинамика самолета. Оборонгиз, 1959], полет самолета на максимальную дальность осуществляется при минимуме тяги, что соответствует максимальному качеству  микросамолета, а на максимальную продолжительность - при минимуме мощности, что соответствует максимуму величины . Здесь a - числовой коэффициент.
При этом важную роль играют два конструктивных параметра самолета - удлинение крыла  и  - удельная нагрузка на крыло (Здесь G - вес самолета, S - площадь крыла, b - его хорда). Путем увеличения λ и уменьшения р можно уменьшить потребную мощность и, тем самым, увеличить время полета, что решается с помощью съемных консолей.
Существенным является то, что консоли съемные, что обеспечивает реализацию двух различных режимов полета одного микросамолета:
номинального (без консолей) и с увеличением продолжительности и/или дальности (с присоединенными консолями). Соразмерность хорд консолей и крыла обеспечивает безотрывное обтекание крыла. Поперечное V крыла улучшает поперечную устойчивость. Микросамолет может иметь различные профили крыла и консолей, что позволит улучшить его характеристики при различных режимах полета.
На фиг.1 представлен эскиз двухрежимного микросамолета.
Микросамолет содержит фюзеляж 1, крыло 2, двигатель 3, консоли 4.
Базовый варианта предлагаемого микросамолета с параметрами; масса - до 0.5 кг, размах крыла - до 0.5 м, длина - 0.3-0.4 м переносится в том же самом контейнере, что и обычный микросамолет. Размер контейнера обеспечивает его хранение и транспортировку в виде, не требующем сборки самолета перед запуском.
Например, пусть каждая консоль имеет ту же длину, что и максимальный размер базового варианта - до 0.5 м. Такая длина позволяет переносить микросамолет в том же контейнере. При испытаниях угол поперечного V задавался 2, 6 и 10 градусов. Присоединение консолей осуществлялось, например, с помощью защелок, зажимов (пружинных зажимов). Консоли увеличили удлинение и площадь крыла втрое, и пренебрежимо мало увеличили массу микросамолета, так как его крыло изготовлено из пенопласта, покрытого тонкой оболочкой стеклоткани. В итоге удельная нагрузка на крыло с консолями и его индуктивное сопротивление уменьшилось втрое. Взяв отношение качества базового микросамолета и микросамолета с присоединенными консолями при неизменных остальных параметрах дальность полета увеличилась в  раза без увеличения запаса топлива или массы аккумуляторов. Во столько же раз уменьшилась минимальная скорость горизонтального полета. Тем самым, существенно расширился диапазон применения микросамолета. Практически, один такой микросамолет заменяет два, заметно различающиеся своими характеристиками.