НИЗКОСКОРОСТНАЯ ВОЗДУШНАЯ МИШЕНЬ

Полезная модель относится к беспилотным летательным аппаратам, в частности, к малозаметной низкоскоростной воздушной мишени для использования ее с целью обучения войск ПВО с использованием как ручного стрелкового оружия и ПЗРК, так и стационарных и самоходных зенитных ракетных комплексов.
Низкоскоростная воздушная мишень предназначается для имитации низкоскоростной, низколетящей цели.
Из уровня техники известен летательный аппарат с машущим крылом небольшого размера (патент Китая №102501971, МПК B64C33/00, опубликован 20.06.2012 г.), который включает в себя фюзеляж, машущее крыло, приводной механизм машущего крыла, опорный стержень машущего крыла. Фюзеляж представляет собой симметричную плоскую пластину. Приводной механизм машущего крыла и опорный стержень машущего крыла соединены друг с другом. Летательный аппарат также содержит систему управления полетом, расположенную в центральной части фюзеляжа. Хвостовое оперение летательного аппарата образовано вертикальным оперением, включающим вертикальный стабилизатор и руль направления, а также горизонтальным оперением, содержащим горизонтальный стабилизатор и руль высоты. Летательный аппарат выполнен из композиционного материала.
Недостатком указанного технического решения является наличие машущего крыла у летательного аппарата. Данный механизм сложен в производстве и обслуживании, а также имеет избыточный вес и более высокую цену в сравнении с обычным неподвижным крылом. Применение композиционных материалов также значительно увеличивает стоимость изделия.
Из уровня техники известен многоцелевой беспилотный летательный аппарат (патент Китая №102501973, МПК B64C 39/00, B64D 27/08, B64C 3/20, B64C 5/02, B64C5/06, B64C 1/12, B64D 27/20, опубликован 20.06.2012 г.), который можно использовать для проведения научно-исследовательских экспериментов, аэрофотосъемки и в качестве летательного аппарата-мишени. Многоцелевой летательный аппарат включает в себя фюзеляж, крыло, хвостовую балку и хвостовое оперение. Поперечное сечение фюзеляжа имеет прямоугольную форму. Крыло выполнено прямым с ассиметричным профилем. Хвостовое оперение летательного аппарата образовано килем и стабилизатором. Беспилотный летательный аппарат также включает в себя систему электроснабжения, систему управления полетом, систему измерения, систему задач и устройство аварийного спасения летательного аппарата. Система электроснабжения летательного аппарата содержит двигатель, пропеллер, пусковое устройство и устройство подачи топлива в двигатель. Двигатель представляет собой двухцилиндровый двухтактный оппозитный двигатель воздушного охлаждения. Двигатель устанавливается в передней части фюзеляжа. Пропеллер представляет собой деревянный пропеллер с двумя лопастями.
Недостатком указанного технического решения является оснащение летательного аппарата двухцилиндровым двигателем, который является более дорогим и сложным в обслуживании, по сравнению с одноцилиндровым двигателем. Данный летательный аппарат изготовлен из композиционных материалов, что также увеличивает стоимость изделия и усложняет цикл его производства.
В качестве наиболее близкого аналога выбран беспилотный летательный аппарат (патент CA2815850, МПК B64C 1/00, B64C 1/06, B64C 39/00, опубликован 13.11.2014 г.), содержащий: фюзеляж, к которому крепятся крылья, и хвостовая балка. Хвостовое оперение беспилотного летательного аппарата включает вертикальный и горизонтальный стабилизаторы, закрепляемые на хвостовой балке. Беспилотный летательный аппарат приводится в движение с помощью пропеллера, установленного в носовой части фюзеляжа. Беспилотный летательный аппарат включает в себя распределенную систему управления для осуществления контроля и управления полетом. Фюзеляж летательного аппарата имеет грузовой отсек. Двигатель летательного аппарата может представлять собой электродвигатель, который приводится в действие одной или несколькими аккумуляторами, установленными в фюзеляже. Крылья содержат элероны и могут быть выполнены из пенопласта или другого легкого материала как одно целое крыло или как два отдельных крыла.
Недостатком указанного технического решения является оснащение летательного аппарата электрическим двигателем, который в сравнении с двигателем внутреннего сгорания имеет более высокую стоимость, обусловленную тем, что эксплуатация электродвигателя ограничена уровнем заряда аккумуляторных батарей, которые являются дорогими и обладают большой массой. В случае повторного полета на летательном аппарате с электродвигателем необходима замена аккумуляторных батарей, либо подзарядка уже использовавшихся, что делает невозможным второй запуск летательного аппарата без трат времени на зарядку (от 1 до 3 часов). В случае с двигателем внутреннего сгорания для повторного полета необходимо лишь долить топливную смесь в бак. Кроме того, даже современные аккумуляторные батареи, установленные в паре с электродвигателем, теряют свои характеристики при отрицательных температурах, что может сократить время полета в холодное время года в несколько раз. Продолжительность полета при использовании двигателя внутреннего сгорания практически не поддается влиянию температурного режима.
Задачей полезной модели является разработка низкоскоростной воздушной мишени, имитирующей малоразмерную маневрирующую низколетящую воздушную цель.
Технический результат - простота конструкции, изготовления и эксплуатации низкоскоростной воздушной мишени, достигаемая за счет применения дешевых и широко распространенных материалов, небольших габаритов, а также установки двигателя внутреннего сгорания.
Технический результат достигается тем, что низкоскоростная воздушная мишень включает в себя фюзеляж, образованный передней стенкой, задней стенкой и боковыми стенками, отстоящими друг от друга; крыло и хвостовую балку, закрепляемые на фюзеляже; силовую установку, содержащую одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с тянущим воздушным винтом; блок управления, предназначенный для контроля и управления низкоскоростной воздушной мишенью; хвостовое оперение, соединяемое с задней частью хвостовой балки, при этом содержит элероны крыла, приводимые в движение при помощи сервоприводов, стенки фюзеляжа выполнены со сквозными отверстиями, а крыло и хвостовое оперение изготовлены из фанеры, составляющей силовой каркас крыла, и пенопласта, покрытых самоклеющейся пленкой.
Далее полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - вид низкоскоростной воздушной мишени в сборе.
Фиг. 2 - вид сверху низкоскоростной воздушной мишени.
Фиг. 3 - вид сбоку низкоскоростной воздушной мишени.
Фиг. 4 - вид спереди низкоскоростной воздушной мишени.
Низкоскоростная воздушная мишень построена по аэродинамической схеме одномоторного среднеплана и включает в себя фюзеляж 1, к которому крепятся прямое крыло 2 и хвостовая балка 3 (Фиг.1). Фюзеляж 1 беспилотного летательного аппарата изготавливается из фанеры путем склейки симметричных боковых стенок Т-образной формы 4,5 с передней 6, задней 7 и нижней 8 стенками с последующей их фиксацией при помощи крепежных элементов (Фиг. 2, Фиг. 3). Стенки фюзеляжа выполняются со сквозными отверстиями. Верхние и нижние части боковых стенок 4,5 могут соединяться с помощью поперечных перемычек 9 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4). В нижней части фюзеляжа 1 устанавливаются втулки 10 для крепления изделия на катапульте (Фиг. 4), с помощью которой осуществляет старт беспилотного летательного аппарата.
Хвостовая балка 3 изготавливается из алюминиевого профиля квадратного сечения и крепится к фюзеляжу посредством установки в элемент с пазом 11 (Фиг. 2) и фиксации при помощи крепежного элемента (например, болта). В заднюю часть хвостовой балки на сварной кронштейн устанавливается стабилизатор 12 и киль 13, образующие хвостовое оперение беспилотного летательного аппарата (Фиг. 1). Стабилизатор 12 изделия оборудован рулем высоты 14. Киль 13, в зависимости от модификации и специфики применения, может быть оборудован рулем направления 15. Соединение стабилизатора 12 и руля высоты 14, а также киля 13 и руля направления 15 осуществляется с помощью сварных стальных кронштейнов 16 (Фиг. 1). Руль направления 15 и руль высоты 14 приводятся в движение с помощью сервоприводов.
Крыло 2 соединяется с фюзеляжем 1 с помощью пластин-гребней 17 (Фиг. 3), которые крепятся к фюзеляжу 1 и лонжеронам крыла с помощью крепежных элементов.
Крыло 2 летательного аппарата может изготавливаться как цельным, так и в виде двух отдельных консолей. При установке крыла, выполненного в виде двух консолей, на фюзеляж, предварительно осуществляется сборка двух консолей (правой и левой) с образованием цельного крыла, путем взаимной фиксации передних и задний лонжеронов при помощи стыковочных пластин и болтового соединения, после чего, как и в случае с цельным крылом данная конструкция фиксируется на фюзеляже при помощи пластин-гребней 17 (Фиг. 3).
Крыло 2 и хвостовое оперение изготавливаются из пенопласта. Силовой каркас крыла и хвостового оперения изготавливается из фанеры. Внешняя поверхность консолей крыла и оперения обклеивается самоклеющейся полимерной пленкой Oracal. Крыло 2 имеет двухлонжеронную силовую схему с элеронами 18 (Фиг.2), приводимыми в движение при помощи сервоприводов.
Беспилотный летательный аппарат оснащен силовой установкой, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания 19 с тянущим воздушным винтом 20 и мотораму 21-элемент крепления двигателя 19 с резиновыми амортизаторами (Фиг. 1, Фиг. 2).
Топливный бак беспилотного летательного аппарата представляет собой полиэтиленовую тару объемом от 4 до 6 литров, устанавливаемую в специальную нишу в фюзеляже 1 между лонжеронами крыла 2. В качестве топлива используется бензин АИ-95.
Система автоматического управления, модем связи, GPS-приемник, антенный комплекс и блок питания беспилотного летательного аппарата устанавливаются в единый корпус блока управления 22 (Фиг. 2, Фиг. 3), образованный спайкой фольгированного текстолита и установленный в переднюю часть фюзеляжа 1 за силовой установкой. Блок управления низкоскоростной воздушной мишени может обеспечивать ручной, полуавтоматический и автоматический режимы взлета и полета, как по радиокомандам, так и по полетному заданию.
Антенный комплекс низкоскоростной воздушной мишени обеспечивает управление, а так же прием-передачу телеметрической информации о полете на любое рабочее место оператора универсального мишенно-тренировочного комплекса на расстоянии не менее 40 км при условии прямой радиовидимости.
Блок питания обеспечивает электроснабжение бортовой аппаратуры низкоскоростной воздушной мишени и силовой установки.
Посадка беспилотного летательного аппарата может осуществляться глиссадой. Для полигонов, имеющих сложный для посадки по глиссаде рельеф, возможна установка парашюта, укладывающегося в нишу в центральной верхней части фюзеляжа.
Для обеспечения амортизации при посадке и защиты хвостового оперения летательного аппарата в нижней части хвостовой балки под элементами хвостового оперения устанавливается задний упор 23, представляющий собой гнутую z-образную алюминиевую пластину (Фиг.3).
В одном варианте осуществления полезной модели посадка низкоскоростной воздушной мишени обеспечивается на шасси, которые устанавливаются в передней нижней части фюзеляжа под блоком управления 22.
Заявляемое решение позволяет обеспечить следующие технические характеристики низкоскоростной воздушной мишени:
Скорость полета от 50 до 100 км/ч.
Время полета не менее 80 минут.
Максимальная взлетная масса – не более 25 кг.
Диапазон высот применения от 25 до 1000 метров.
Радиус применения не менее 40 км.
Масса полезной нагрузки до 3 кг.
Темп запуска с одного пускового устройства составляет не более 4 минут 30 секунд.
Время подготовки к пуску из походного положения - не более 20 минут.
Летный ресурс – не менее 5 применений.
Заявляемая низкоскоростная воздушная мишень обладает низкой стоимостью, достигаемой за счет применения доступных легкообрабатываемых материалов и небольших габаритов, а также установки двигателя внутреннего сгорания, простотой эксплуатации, ремонта и обслуживания, которые можно провести в условиях полигона без применения специального оборудования, может эксплуатироваться многократно в любое время суток при температуре окружающей среды от -30°С до +40°С, скорости ветра любого направления у земной поверхности до 8 м/сек и относительной влажности воздуха 98%, небольшие габариты низкоскоростной воздушной мишени обеспечивают ее малозаметность, установка двигателя внутреннего сгорания позволяет увеличить дальность полета.