БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
DRONE AIRCRAFT

Изобретение относится к области летательных аппаратов, в частности к малогабаритным беспилотным летательным аппаратам.
Известны летательные аппараты с двумя плоскостями (бипланы), подъемная сила которых происходит за счет поверхностей крыльев, расположенных одна над другой. Большое лобовое сопротивление, препятствующее получению высоких скоростей полета, является основной причиной почти полного вытеснения такого типа самолетов из большой авиации. Однако бипланы обладают рядом положительных качеств, таких как повышенная путевая устойчивость, большая подъемная сила крыльев и др. Развитием схемы биплана была схема триплана - самолета с тремя поддерживающими поверхностями, расположенными одна над другой.
2
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является схема триплана Фоккер Dr.1. Он имеет скорость 188 км/час при взлетном весе 700 кг и площади крыльев 21,5 м, с двигателем мощностью 130 л.с. Крылья этого самолета расположены одно над другим со смещением передней кромки верхнего крыла относительно нижнего на 20°.
Цель предлагаемого изобретения заключается в уменьшении габаритов самолета и увеличении полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, расширении устойчивости полета в рабочем диапазоне скоростей полета от 20 км/час до 150 км/час, больших углах атаки, а также низких скоростях взлета и посадки самолета.
Цель достигается тем, что крылья закреплены на фюзеляже последовательно с превышением предыдущего крыла над последующим на 5-10% от величины хорды крыла, при этом расстояние между задней кромкой предыдущего крыла и передней кромкой последующего крыла составляет 5-15% от величины хорды крыла. Крылья выполнены прямыми или с отрицательной стреловидностью до 20°. Силовая установка содержит основной двигатель, снабженный одним или двумя воздушными винтами и закрепленный на фюзеляже с возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол ±15°, и 2÷4 дополнительных двигателя, закрепленных на первом крыле и также снабженных воздушными винтами. Кроме того, между основным двигателем и первым крылом размещены на фюзеляже корректирующие профилированные пластины (в горизонтальной и вертикальной плоскостях), выполненные с возможностью поворота на угол ±15°. При этом стабилизатор выполнен с возможностью отклонения относительно горизонтальной оси до -30÷-40°.
На фиг.1 представлена схема беспилотного летательного аппарата. Он содержит двигательную установку, состоящую из основного (поршневого) двигателя 1 и дополнительных двигателей (например, электродвигателей) 2, которые связаны со своими воздушными винтами 3, фюзеляжа 4, в котором размещены полезная нагрузка 5, система управления 6 самолетом и двигателем, генератор 7, систему крыльев 8, а также стабилизатор 9 и корректирующие профилированные пластины 10. На фиг.2 показан вид сверху на беспилотный летательный аппарат, на котором показана общая планировка летательного аппарата и стреловидное расположение крыльев. На фиг.3 представлен вид на летательный аппарат спереди и показано V-образное расположение крыльев 8 летательного аппарата.
После запуска основного двигателя 1 его воздушные винты 3 направляют поток воздуха на корректирующие пластины 10 и крылья 8. Все крылья жестко связаны с фюзеляжем 4 и имеют превышение каждого предыдущего крыла относительно последующего на 5÷15% от величины хорды крыла. Первое, второе и третье крылья 8 за счет увеличения общей площади и повышения скорости потока, обтекающего крылья по всей длине при включении электродвигателей 2, работающих от генератора 7, повышают совокупную подъемную силу аппарата, что позволяет уменьшить длину крыльев 8. Генератор 7 связан с валом поршневого двигателя 1 и имеет возможность отключаться от него при помощи системы управления 6, когда электродвигатели 2 не работают. Изменение положения основного двигателя 1 в вертикальной плоскости на углы ±15° при одновременном изменении положения корректирующих пластин 10 в горизонтальной и вертикальной плоскостях при одновременном изменении положения стабилизатора 9 относительно горизонтальной оси с подключением дополнительных двигателей 2 позволяют самолету совершать маневры в пространстве, недоступные существующим аппаратам. Так, минимальная скорость полета до 20 км/час обеспечивается путем работы только дополнительных двигателей 2, работающих от генератора 7, режим вертикального висения самолета возможен при одновременной работе дополнительных двигателей 2 и стабилизатора 9, режим «парашютирования», т.е. снижения высоты полета аппарата при сохранении горизонтального положения фюзеляжа 4, обеспечивается одновременным управлением стабилизатора 9, положением основного двигателя 1 и положением корректирующих пластин 10. Максимальная скорость (до 150 км/час) достигается при одновременной работе основного двигателя 1 и дополнительных двигателей 2, работающих от аккумуляторов. При резких разворотах самолета или порыве бокового ветра крылья 8 с отрицательной стреловидностью не позволяют самолету входить в штопор. При останове двигателя 1 или при его работе на режимах глубокого дросселирования при одновременном управлении стабилизатором 9 самолет совершает «парашютирование» с возможностью мягкой посадки на хвостовую часть фюзеляжа 4. За счет повышенного уровня подъемной силы крыльев 8 и соответствующей тяговооруженности для такого самолета не требуется катапульта при старте.