ТРАНСФОРМИРУЮЩИЙСЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к пилотируемым и беспилотным летательным аппаратам с поворотным несущим винтом, более конкретно к управлению воздушным потоком, створчатыми рулевыми поверхностями, от винта в сторону земли и системам управления летательным аппаратом в целях повышения устойчивости на малых высотах.
Известны конструкции летательных аппаратов поворотными несущими винтами (ЕР №0416590, от 1990 г., В 64 С 29/00; RU №96104035, от 1999 г., В 64 С 29/00; US №6367736, В 64 С 29 от 2002 г.)
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является летательный аппарат (US №6367736, кл. В 64 С 29 от 9 апреля 2002 г), имеющий фюзеляж, не менее одного двигателя, не менее двух несущее-тянущих роторных винтов с приводами, установленных перпендикулярно продольной оси фюзеляжа с противоположных его сторон и с возможностью поворота их относительно продольной оси фюзеляжа, и не менее одного хвостового ротора, блок управления, соединенного с приводами и контроллерами несущее-тянущих винтов, устройство ручного пилотирования, датчики положения в вертикальной плоскости, датчики предупреждения столкновения, система ориентации, контроллер управления двигателями, механизмы поворота роторных для осуществления вертикального взлета/посадки, висения в вертолетном режиме полета и при необходимости перехода в самолетный режим полета, путем поворота винтов.
Достоинством данной системы с поворотными несущими винтами является сочетания в одном аппарате особенностей, как вертолета, так и самолета.
Недостатком прототипа является затруднение посадки и маневрирование на малых высотах, а также сложностью ручного управления при совершении маневров на малых высотах и взлета/посадки из-за формирования двойной аэродинамической подушки, в момент зависания в зоне влияния земли, плотность которой в зоне совмещения воздушных потоков весьма высока, что приводит к возникновению вихревых возмущений.
Задачей полезной модели является повышение устойчивости летательного аппарата на малых высотах.
Техническим результатом является компенсация вихревых потоков, отраженных от земли несущими винтами, путем рационального управления воздушными потоками от винта в сторону земли.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в трансформирующем летательном аппарате, содержащем корпус, не менее одного двигателя, не менее двух несуще-тянущих роторных винтов с приводами, установленных перпендикулярно продольной оси фюзеляжа с противоположных его сторон и с возможностью поворота их относительно продольной оси фюзеляжа, и не менее одного хвостового ротора, установленного в хвостовой части фюзеляжа с возможностью поворота относительно поперечной оси корпуса, блок управления, соединенный с приводами и контроллерами несущее-тянущих винтов, согласно полезной модели каждый несущее-тянущий винт в зоне обдува имеет не менее двух продольных и не менее двух поперечных рулевых поверхностей с приводами качения, управляемых сервоприводами, соединенными с блоком управления. При этом рулевые продольные и поперечные поверхности выполнены в виде поворотных пластин, установленных в зоне обдува винта, под винтом, а рулевые створки установлены перпендикулярно друг-друга. Дистанционный пульт управления, содержит устройство ручного пилотирования, компьютер и передающее устройство, бортовой компьютер, с приводами винтов и рулевых створок. При этом устройство ручного
пилотирования снабжено рукояткой, выполненной из пластика в форме ладони.
Достоинством трансформирующегося летательного аппарата является не менее двух продольных и не менее двух поперечных рулевых поверхностей с приводами качения, находящихся в зоне обдува несущего -тянущего роторного винта, управляемых сервоприводами, соединенными с контроллерами управления, что позволяет компенсировать вихревые потоки, отраженных от земли. Рулевые продольные и поперечные поверхности выполнены в виде поворотных пластин, установленных перпендикулярно друг-друга, в зоне обдува винта, для управления воздушным потоком от винта, что позволяет реализовать сложные маневры, такие как скачок, боковое скольжение, отскок подобно летающему насекомому. Дистанционный пульт управления, содержит устройство ручного пилотирования, компьютер и передающее устройство, бортовой компьютер, с приводами винтов и рулевых поверхностей, для возможности управления трансформирующимся летательным аппаратом, как оператором, так и по заданной программе полета. Устройство ручного пилотирования снабжено рукояткой, выполненной из пластика в форме ладони, что облегчает управление трансформирующимся летательным аппаратом оператором.
Полезная модель поясняется следующими чертежами: фиг.1 - органы управления трансформирующегося летательного аппарата, на фиг.2 - система управления трансформирующегося летательного аппарата, на фиг.3 - устройство ручного пилотирования.
Трансформирующийся летательный аппарат содержащий не менее двух несущих-тянущих роторных винтов 1, заключенных в поворотные кольцевые каналы 2, установленных перпендикулярно продольной оси, фюзеляжа 3 с противоположных сторон и с возможностью поворота их относительно продольной оси, фюзеляжа 3, и не менее одного хвостового ротора 4, установленного в хвостовой части фюзеляжа 3 с возможностью
поворота относительно поперечной оси, фюзеляжа 3. Механизм поворота ротора 5 связан через систему валов и редукторов с кольцевым каналом 2 и заключенном в нем несущим-тянущим роторным винтом 1 с возможностью поворота относительно продольной оси, фюзеляжа 3. Механизм поворота хвостового ротора 6 связан, через систему валов и редукторов, с хвостовым ротором 4 расположенном в кольцевом канале 2, с возможностью поворота относительно поперечной оси фюзеляжа 3. Рулевые поверхности 7 расположены в зоне обдува несуще-тянущего роторного винта 1 и соединены по управляющим каналам связи с серво приводом 8. Система автоматизированного управления 9 трансформирующимся летательным аппаратом, связана кабельными линиями с несуще-тянущим роторным винтом 1, поворотом кольцевого канала 2 и рулевыми поверхностями 7 через контроллер управления 10. Трансформирующийся летательный аппарат снабжен бортовым компьютером 11, который связан цифровыми каналами с датчиками предупреждения столкновения 12, с системы ориентации 13 и с приемо-передающим устройством 14, для получения и обработки входной управляющей информации, с возможностью передачи управляющей информации, по средствам цифровых каналов, в блок системы автоматического управления 9.
Контур удаленного управления 15 включает в себя переносной компьютер 16, выполняющий роль задатчика плана полета, отображающий текущего состояние трансформирующегося летательного аппарата, а также для обработки и передачи управляющей информации, блок преобразования 17, для передачи в переносной компьютер 16 управляющей информации от устройство рунного пилотирования 18, состоящее из пьедестала 19 с шарнирными креплениями, фиксатор ладони оператора 20 с возможностью централизации в среднем горизонтальном (нейтральном) положении, датчиком положения в вертикальной плоскости 21, для определения положения фиксатор ладони оператора 20 в вертикальной плоскости и
датчиком положения в горизонтальной плоскости 22, для определения положения фиксатор ладони оператора 20.
Связь переносного компьютера 16 с бортовым компьютером 11 через приемо-передающее устройство 14, по средству радио линий связи.
Трансформирующийся летательный аппарат работает следующим образом, после передачи команды на запуск двигателей оператор просовывает ладонь в фиксатор ладони оператора 20, устройства ручного пилотирования 18 и приподнимает ее вверх, несуще-тянущие роторные винты 1 набирают обороты, происходит отрыв трансформирующегося летательного аппарата от земли, нейтральное положение устройства ручного пилотирования 18 соответствует режиму висения, при надавливании влево или вправо, срабатывают соответствующие рулевые поверхности 7 и летательный аппарат совершает маневр, в влево или в вправо, при перемещении устройства ручного пилотирования 18 вперед, срабатывают рулевые поверхности 7 под винтами, сообщая трансформирующему летательному аппарату реактивное усилие, и перемещая его вперед. Активное перемещение устройства ручного пилотирования 18 вперед приводит к разгону путем наклона поворотных кольцевых каналов 2 в сторону движения и переходу трансформирующегося летательного аппарата из вертикального режима полета в горизонтальный. Торможение и переход трансформирующегося летательного аппарата в вертикальный режим полета происходит при установке устройства ручного пилотирования 18 в нейтральное положение. Бортовой компьютер 11 вычисляет оптимальный режим торможения, на основании анализа информации пришедшей от датчиков предупреждения столкновения 12 и системы ориентации 13. Имеющийся в хвостовой части, корректирующий хвостовой ротор 4 автоматически демпфирует угловые моменты, возникающие при маневрировании и посадке. При осуществлении полета назад, оператор должен потянуть устройства ручного пилотирования 18 назад. Посадка осуществляется путем снижения оборотов несуще-тянущих роторных
винтов 1 и/или изменения шага, путем легкого нажатия, устройства ручного пилотирования 18, вниз.
Прием и обработка команд, выдача оптимальных управляющих сигналов на тех или иных режимах полета - задача бортового компьютера 11, использующего специальное программное обеспечение. Наличие активных датчиков: датчиков предупреждения столкновения 12, позволяет автоматически корректировать полет.
Переносной компьютер 16, выполняет роль, как программатора полетного задания, так и интерфейса между устройством ручного пилотирования 18 и бортовым компьютером 11 трансформирующегося летательного аппарата, а также служит для отражения на мониторе визуального изображения, получаемого с трансформирующегося летательного аппарата управляемый бортовым оборудованием.
В целом указанные технические преимущества позволяют объединить в предложенной полезной модели преимущества летательных аппаратов с поворотным несущим винтом и устранить их недостатки. При этом повысилась устойчивость летательного аппарата на малых высотах, в следствии компенсация вихревых потоков, отраженных от земли несущими винтами, путем рационального управления воздушными потоками от винта в сторону земли. Это позволяет не только снизить риски при посадке и висении в зоне влияния земли, но и создать сверхманевренные летательные аппараты для малых высот, как ручного, так и роботизированного управления.