RU138371U1

RU138371U1 - UNMANNED AERIAL VEHICLE

Info

Publication number: RU138371U1
Application number: RU2013151334/11U
Authority: RU
Inventors: Элдар Али Оглы Разроев; Игорь Анатольевич Шеремет; Вадим Анатольевич Панин
Original assignee: Элдар Али Оглы Разроев; Игорь Анатольевич Шеремет; Вадим Анатольевич Панин
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2014-03-10

Abstract

Полезная модель относится к малогабаритным беспилотным летательным аппаратам многократного применения с возможностью вертикального взлета с последующим переходом в режим горизонтального полета. БПЛА содержит фюзеляж и силовую установку. Кроме того, в/на фюзеляже расположены по меньшей мере один надувной шар или аэростат в сложенном положении и по меньшей мере одна емкость со сжатым газом легче воздуха, а также управляемый клапан, присоединенный к упомянутым емкости и надувному шару или аэростату. Подобная конструкция позволяет увеличить время полета БПЛА. The utility model relates to small-sized unmanned aerial vehicles of repeated use with the possibility of vertical take-off with the subsequent transition to the horizontal flight mode. The UAV contains a fuselage and a power plant. In addition, at least one inflatable balloon or balloon in the folded position and at least one container with compressed gas is lighter than air, as well as a controllable valve connected to the container and the balloon or balloon, are located in / on the fuselage. This design allows you to increase the flight time of the UAV.

Description

Полезная модель относится к малогабаритным беспилотным летательным аппаратам многократного применения с возможностью вертикального взлета с последующим переходом в режим горизонтального полета.The utility model relates to small-sized unmanned aerial vehicles of repeated use with the possibility of vertical take-off with the subsequent transition to the horizontal flight mode.

Принципиально, из уровня техники известен, например, беспилотный летательный аппарат (БПЛА) по патенту РФ на полезную модель №128180, в общем виде содержащий, по меньшей мере, дискообразный фюзеляж и силовую установку.Fundamentally, from the prior art, for example, an unmanned aerial vehicle (UAV) is known according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 128180, in general form containing at least a disk-shaped fuselage and a power plant.

К недостаткам существующей и иных подобных конструкций следует отнести отсутствие возможности экономии топлива в режиме выполнения задания и, как следствие, малую продолжительность полезной работы в режиме горизонтального полетаThe disadvantages of the existing and other similar designs include the lack of fuel economy in the task execution mode and, as a result, the short duration of useful work in the horizontal flight mode

Задача, решаемая созданием предлагаемых вариантов, состоит в повышении эффективности использования БПЛА, при этом технический результат, который может быть получен при решении поставленной задачи, состоит в увеличении времени полета БПЛА, а также в создании эффективного способа извлечения БПЛА в местах долгосрочного хранения.The problem solved by the creation of the proposed options is to increase the efficiency of UAV use, while the technical result that can be obtained by solving the problem is to increase the UAV flight time, as well as to create an effective way to extract UAVs in long-term storage places.

Для достижения поставленного результата предлагается беспилотный летательный аппарат (БПЛА), содержащий, по меньшей мере, фюзеляж и силовую установку, а также расположенные в/на фюзеляже по меньшей мере один надувной шар или аэростат в сложенном положении и по меньшей мере одну емкость со сжатым газом легче воздуха, а также управляемый клапан, присоединенный к упомянутым емкости и надувному шару или аэростату, при этом, клапан выполнен с возможностью отсоединения как от емкости, так и от шара, а при расположении надувного шара или аэростата в фюзеляже, в верхней части последнего выполнено по меньшей мере одно отверстие для выхода надутого шара или аэростата (далее по тексту описания Шар, Баллон и Клапан, соответственно).To achieve the desired result, an unmanned aerial vehicle (UAV) is proposed, comprising at least a fuselage and a power plant, as well as at least one inflatable balloon or balloon located in / on the fuselage and at least one container with compressed gas lighter than air, as well as a controllable valve attached to the said container and the balloon or balloon, while the valve is configured to disconnect both from the container and from the balloon, and when the balloon or balloon is located and in the fuselage, in the upper part of the latter, at least one hole is made for the exit of an inflated balloon or balloon (hereinafter referred to as Ball, Ballon and Valve, respectively).

Предпочтительные, но не обязательные варианты реализации заявленного БПЛА расположение силовой установки в фюзеляже вертикально, с возможностью поворота, а также наличие крыла, собранного на одной из торцевых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия в режиме взлета и/или посадки и/или полета; наличие по меньшей мере одного несущего винта, лопасти которого собраны на, по меньшей мере одной из торцовых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета и/или посадки и/или полета; наличие по меньшей мере одного несущего винта, лопасти которого обернуты вокруг боковой поверхности фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета и/или посадки и/или полета; емкость со сжатым газом может быть расположена в фюзеляже с возможностью сбрасывания; БПЛА дополнительно может быть снабжен герметичным раскрывающимся контейнером для долгосрочного хранения, используемого для извлечения аппарата и его последующего полета, при этом раскрытие контейнера синхронизировано с открытием клапана для наполнения шара, при этом такой контейнер также может быть снабжен емкостью со сжатым газом легче воздуха для наполнения надувного шара или аэростата, присоединенной к клапану на борту аппарата.Preferred, but not mandatory options for the implementation of the claimed UAV is the location of the power plant in the fuselage vertically, with the possibility of rotation, as well as the presence of a wing assembled on one of the end surfaces of the fuselage with the possibility of disclosure in take-off and / or landing and / or flight mode; the presence of at least one rotor, the blades of which are assembled on at least one of the end surfaces of the fuselage with the possibility of disclosure before take-off and / or landing and / or flight; the presence of at least one rotor, the blades of which are wrapped around the side surface of the fuselage with the possibility of disclosing before take-off and / or landing and / or flight; a container with compressed gas can be located in the fuselage with the possibility of dropping; The UAV can additionally be equipped with a sealed drop-down container for long-term storage, used to remove the device and its subsequent flight, while the opening of the container is synchronized with the opening of the valve for filling the ball, while such a container can also be equipped with a container with compressed gas lighter than air to fill the inflatable a balloon or balloon attached to a valve on board the device.

Для достижения поставленного результата предлагается БПЛА; снабженный как минимум одним надувным шаром/аэростатом, как минимум одним отделяемым баллоном с газом, легче воздуха (например водородом или гелием); а также управляемым клапаном, к которому присоединены шар(ы) и емкость(и)To achieve the set result, a UAV is proposed; equipped with at least one inflatable balloon / balloon, at least one detachable gas cylinder, lighter than air (eg hydrogen or helium); as well as a controlled valve to which the ball (s) and the container (s) are connected

Заявленный аппарат иллюстрируется изображениями общего вида связки «Баллон - Клапан - Шар» (фиг. 1) и одним из возможных вариантов реализации заявленного БПЛА в объеме признаков независимого пункта формулы (фиг. 2 в сложенном состоянии, фиг. 3 - в активированном, фиг. 4 в процессе сбрасывания Баллона, фиг. 5 - БПЛА в режиме самостоятельного полета). Следует отметить, что на рисунках отображена одна из возможных в рамках существа заявленного решения конструкций БПЛА, а такую конструкцию не следует рассматривать как единственно возможную и/или ограничивающую объем заявленного решения.The claimed device is illustrated by images of the general view of the “Balloon - Valve - Ball" linkage (Fig. 1) and one of the possible variants of the claimed UAV implementation in the scope of features of an independent claim (Fig. 2 in the folded state, Fig. 3 in the activated state, Fig. 4 in the process of dropping the Cylinder, Fig. 5 - UAV in independent flight mode). It should be noted that the figures show one of the possible UAV designs within the essence of the claimed solution, and such a design should not be considered as the only possible and / or limiting the scope of the claimed solution.

Следующие позиции на рисунках обозначают:The following positions in the figures indicate:

поз. 1 - баллон с газом;pos. 1 - gas cylinder;

поз. 2 - управляемый клапан;pos. 2 - controlled valve;

поз. 3 - шар, наполненный газом;pos. 3 - a ball filled with gas;

поз. 4 - шар в сложенном состоянии.pos. 4 - ball when folded.

В свете существа, заявленное решение в общем виде относится к БПЛА самолетного или вертолетного типа. В общем виде, заявленная конструкция БПЛА характеризуется наличием фюзеляжа. Существенное отличие предлагаемой конструкции в свете поставленного результата состоит в том, что в фюзеляже, помимо полезной нагрузки, размещен Баллон(ы) со сжатым газом - водород, гелий и т.п., выходное сопло которого посредством Клапана соединено с Шаром также расположенным в/на фюзеляже.In the light of the essence, the claimed decision in general terms relates to UAVs of an airplane or helicopter type. In general terms, the claimed UAV design is characterized by the presence of a fuselage. A significant difference of the proposed design in light of the stated result is that in addition to the payload, the fuselage houses the Cylinder (s) with compressed gas - hydrogen, helium, etc., the outlet nozzle of which is connected to the Ball with the Ball also located in / on the fuselage.

Для создания подъемной и пропульсивной силы на всех этапах полета заявленные БПЛА содержат как минимум две разворачиваемые поверхности. Это могут быть как дополнительные горизонтальные плоскости (крыло), так и лопасти винтов (подробнее о конструкции таких поверхностей см., в частности, наиболее близкий аналог). В статическом состоянии, т.е., например, в режиме транспортировки, хранения или в предполетном режиме, горизонтальные плоскости могут быть сложены на фюзеляже, либо обернуты вокруг боковой поверхности фюзеляжа. В дальнейшем, непосредственно перед началом самостоятельного полета, они разворачиваются/раскрываются. Взлет/посадка и горизонтальный полет осуществляется по аналогии с существующими известными конструкциями ЛА.To create lifting and propulsive forces at all stages of flight, the declared UAVs contain at least two deployable surfaces. These can be either additional horizontal planes (wing) or screw blades (for more details on the design of such surfaces, see, in particular, the closest analogue). In a static state, i.e., for example, in transportation, storage or pre-flight mode, horizontal planes can be folded on the fuselage or wrapped around the side surface of the fuselage. In the future, immediately before the start of an independent flight, they unfold / unfold. Takeoff / landing and horizontal flight is carried out by analogy with existing known aircraft designs.

Отличительной особенностью заявленной конструкции является то, что достигнув заданной точки предусматрен выпуск воздушного шара, останов двигателя и дальнейшее выполнение задания из условия фактической трансформации БПЛА в систему «воздушный шар - фюзеляж с полезной нагрузкой», что приводит с существенной экономии топлива, повышая эксплуатационные характеристики БПЛА, в частности, время нахождения в воздухе, фактически до сохранения подъемной силы Шара, т.е. необходимого объема газа внутри Шара. По выполнении задания, предусмотрено отсоединение (отстрел) Шара, с последующим переходом в обычный, для БПЛА данного типа, режим полета.A distinctive feature of the claimed design is that reaching a predetermined point provides for the release of the balloon, engine shutdown and further fulfillment of the task from the condition of the actual transformation of the UAV into the "balloon - fuselage with payload" system, which leads to significant fuel savings, increasing UAV operational characteristics in particular, the time spent in the air, in fact, until the preservation of the Ball’s lifting force, i.e. the required volume of gas inside the ball. Upon completion of the assignment, it is envisaged to disconnect (shoot) the Ball, with the subsequent transition to the usual flight mode for an UAV of this type.

Кроме того, для облегчения конструкции БПЛА может быть предусмотрен сброс Баллона, после использования газа, для наполнения Шара.In addition, to facilitate the design of the UAV, a Balloon discharge may be provided, after using gas, to fill the Ball.

Также возможен вариант использования заявленной полезной модели в режиме долгосрочного хранения, с последующим автоматическим извлечением и использованием. Для этого предусматривается хранение в герметичном контейнере поверхностного, подземного, подводного или воздушного размещения. В момент начала использования БПЛА, контейнер раскрывается, открывается Клапан, и газ из Баллона наполняет Шар. При этом Баллон может располагаться как на борту БПЛА, так и в контейнере. После наполнения Шара газом, БПЛА посредством создаваемой подъемной силы, извлекается из контейнера, и может продолжать полет в режиме аэростата, либо после отделения Шара, в стандартном режиме, для БПЛА данного типа. В случае расположения на борту дополнительного Шара и соответствующего запаса газа, после достижения заданной точки в стандартном режиме полета, БПЛА может снова перейти в режим аэростата, путем надува дополнительного Шара.It is also possible to use the claimed utility model in the long-term storage mode, followed by automatic extraction and use. For this, storage in a sealed container of surface, underground, underwater or air placement is provided. At the time of starting to use the UAV, the container opens, the valve opens, and gas from the cylinder fills the ball. At the same time, the Cylinder can be located both on board the UAV and in the container. After filling the Balloon with gas, the UAV through the generated lifting force is removed from the container, and can continue flying in the balloon mode, or after separating the Balloon, in standard mode, for a UAV of this type. In the event that an additional Balloon is located on board and the corresponding gas reserve is reached, after reaching a predetermined point in the standard flight mode, the UAV can again enter balloon mode by inflating the additional Balloon.

Кроме того, возможен вариант использования данного технического решения для извлечения контейнера, в котором храниться БПЛА, например под водой. С этой целью, Шар, Клапан и Баллон размещаются в контейнере или за его пределами, но в любом случае отдельно от БПЛА. В момент необходимости извлечения БПЛА, для последующего запуска, Открывается Клапан, и газ из Баллона наполняет Шар. Возникающая при этом подъемная сила, обеспечивает всплытие и последующий подъем в воздух контейнера с БПЛА. В дальнейшем, после достижения заданной высоты, контейнер раскрывается, из него извлекается БПЛА, который начинает самостоятельный полет.In addition, it is possible to use this technical solution to remove the container in which the UAV is stored, for example, under water. For this purpose, the Ball, Valve and Cylinder are located in the container or outside it, but in any case separately from the UAV. When it is necessary to remove the UAV, for subsequent launch, the Valve opens, and gas from the Cylinder fills the Ball. The resulting lifting force, provides the ascent and subsequent ascent into the air of the container with the UAV. In the future, after reaching a predetermined height, the container opens, a UAV is removed from it, which begins an independent flight.

Claims

1. Беспилотный летательный аппарат, содержащий по меньшей мере фюзеляж и силовую установку, отличающийся тем, что он содержит расположенные в/на фюзеляже по меньшей мере один надувной шар или аэростат в сложенном положении и по меньшей мере одну емкость со сжатым газом легче воздуха, а также управляемый клапан, присоединенный к упомянутым емкости и надувному шару или аэростату, при этом клапан выполнен с возможностью отсоединения как от емкости, так и от шара, а при расположении надувного шара или аэростата в фюзеляже, в верхней части последнего выполнено по меньшей мере одно отверстие для выхода надутого шара или аэростата.1. An unmanned aerial vehicle comprising at least a fuselage and a power plant, characterized in that it comprises at least one inflatable balloon or balloon located in / on the fuselage in the folded position and at least one container with compressed gas is lighter than air, and also a controllable valve attached to the said container and the balloon or balloon, while the valve is configured to disconnect both from the container and from the balloon, and when the balloon or balloon is located in the fuselage, in the upper part after it has at least one opening for exit of an inflated balloon, or the balloon.

2. Аппарат по п. 1, дополнительно содержащий крыло, при этом силовая установка установлена в фюзеляже вертикально, с возможностью поворота, а крыло выполнено собранным на одной из торцевых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия в режиме взлета, и/или посадки, и/или полета.2. The apparatus according to claim 1, further comprising a wing, wherein the power unit is mounted vertically in the fuselage with the possibility of rotation, and the wing is assembled on one of the end surfaces of the fuselage with the possibility of opening in take-off and / or landing mode, and / or flight.

3. Аппарат по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один несущий винт, лопасти которого собраны на по меньшей мере одной из торцовых поверхностей фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета, и/или посадки, и/или полета.3. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one rotor, the blades of which are assembled on at least one of the end surfaces of the fuselage with the possibility of disclosure before takeoff, and / or landing, and / or flight.

4. Аппарат по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один несущий винт, лопасти которого обернуты вокруг боковой поверхности фюзеляжа с возможностью раскрытия перед режимом взлета, и/или посадки, и/или полета.4. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one rotor, the blades of which are wrapped around the side surface of the fuselage with the possibility of disclosing before take-off, and / or landing, and / or flight.

5. Аппарат по любому из пп. 1-4, в котором емкость с газом расположена в фюзеляже с возможностью сбрасывания.5. The apparatus according to any one of paragraphs. 1-4, in which the container with gas is located in the fuselage with the possibility of dropping.

6. Аппарат по любому из пп. 1-4, снабженный герметичным раскрывающимся контейнером для долгосрочного хранения, раскрытие которого синхронизировано с открытием клапана для наполнения шара, используемого для извлечения аппарата и его последующего полета.6. The apparatus according to any one of paragraphs. 1-4, equipped with a sealed drop-down container for long-term storage, the opening of which is synchronized with the opening of the valve to fill the ball used to remove the apparatus and its subsequent flight.

7. Аппарат по п. 5, снабженный герметичным раскрывающимся контейнером для долгосрочного хранения, раскрытие которого синхронизировано с открытием клапана для наполнения шара, используемого для извлечения аппарата и его последующего полета.7. The apparatus according to claim 5, equipped with a sealed drop-down container for long-term storage, the opening of which is synchronized with the opening of the valve to fill the ball used to remove the apparatus and its subsequent flight.

8. Аппарат по п. 6, содержащий емкость со сжатым газом легче воздуха для наполнения надувного шара или аэростата, расположенную в контейнере и присоединенную к клапану на борту аппарата.8. The apparatus according to claim 6, containing a container with compressed gas lighter than air to fill an inflatable balloon or a balloon, located in a container and attached to a valve on board the apparatus.

9. Аппарат по п. 7, содержащий емкость со сжатым газом легче воздуха для наполнения надувного шара или аэростата, расположенную в контейнере и присоединенную к клапану на борту аппарата.

9. The apparatus according to claim 7, containing a container with compressed gas lighter than air to fill an inflatable balloon or a balloon, located in a container and attached to a valve on board the apparatus.