RU2678407C1 - Airplane type unmanned aerial vehicle landing system - Google Patents
Airplane type unmanned aerial vehicle landing system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678407C1 RU2678407C1 RU2017146709A RU2017146709A RU2678407C1 RU 2678407 C1 RU2678407 C1 RU 2678407C1 RU 2017146709 A RU2017146709 A RU 2017146709A RU 2017146709 A RU2017146709 A RU 2017146709A RU 2678407 C1 RU2678407 C1 RU 2678407C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- aircraft
- cable
- anchor
- landing system
- Prior art date
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
- B64F1/02—Ground or aircraft-carrier-deck installations for arresting aircraft, e.g. nets or cables
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Electric Cable Installation (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам посадки беспилотных летательных аппаратов самолётного типа. Система может быть применена везде, где есть необходимость применения беспилотных летательных аппаратов для аэрофотосъемки и мониторинга или других задач, но нет возможности гарантировано и безопасно для окружающих посадить аппарат в автоматическом режиме обычным способом.The invention relates to aircraft, in particular to landing systems for unmanned aerial vehicles of the aircraft type. The system can be applied wherever there is a need to use unmanned aerial vehicles for aerial photography and monitoring or other tasks, but there is no way to guarantee that it will be safe and safe for others to land the device automatically in the usual way.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен способ посадки беспилотного самолета на аэрофишер (RU 2399560, B64F 1/02 B64C 25/68), опубл. 20.09.2010). Способ в котором используют приемный участок подвижного троса, натянутый через направляющие ролики горизонтально посредине между верхними концами двух балок, имеющих механическую связь нижними концами с основанием, а на принимаемом самолете захватывающая трос система расположена позади его центра тяжести. На посадочном режиме траекторию полета самолета формируют так, чтобы зацепление за приемный участок троса происходило при пролете или после пролета над этим участком, после чего выключают воздушный движитель и как можно интенсивнее тормозят самолет до заданной скорости, соблюдая при этом принятые для него ограничения по перегрузке и регулируя выпуск приемного троса. Для заданного диапазона скоростей захода на посадку в допустимых условиях эксплуатации конкретного типа самолета характеристики захватывающей трос системы длина, вес, несущие свойства и аэродинамическое сопротивление определены так, чтобы ширина заметаемой гибким поводком полосы захвата была не меньше точности управления по высоте траекторией полета этого типа самолета, у первого каскада аэрофинишера поддерживающие приемный участок троса балки (мачты) неподвижны относительно основания в процессе захода на посадку, а высота расположения приемного участка троса над прилегающей к аэрофинишеру поверхностью больше суммы номинального приращения высоты на заданном маневре перехода на пологое кабрирование и точности управления самолетом по высоте, причем второй каскад аэрофинишера размещают относительно первого каскада так, чтобы область допустимых начальных условий второго каскада аэрофинишера полностью покрывала область конечных состояний самолета после торможения его на первом каскаде, на режиме захода на посадку наведение траектории полета производят в расположенную на осевой вертикальной плоскости аэрофинишера номинальную точку начала выполнения маневра пологого подъема, затем осуществляют этот маневр вдоль осевой плоскости аэрофинишера до момента наложения захватывающей системы на приемный участок троса, соединяют устройство зацепления с приемным тросом, после чего подавляющую часть кинетической энергии самолета поглощают на первом каскаде аэрофинишера за счет работы, совершаемой сосредоточенной силой подводимой через поводок к основному несущему элементу (основным несущим элементам) конструктивно-силовой схемы самолета, а оставшуюся часть кинетической энергии поглощают на втором каскаде аэрофинишера преимущественно за счет работы распределенных сил, воздействующих на внешнюю поверхность самолета со стороны демпфирующих элементов этого каскада.The prior art method for landing an unmanned aircraft on an aerofisher (RU 2399560,
Из уровня техники известна система для посадки на палубу судна в условиях интенсивных ветра и морского волнения беспилотного летательного аппарата типа «самолет» с винтовым движителем (RU 130964, B64F 1/00, B63B 15/00, опубл. 10.08.2013). Система включает расположенный на палубе улавливатель, состоящий из поперек натянутого между двумя стойками троса, прикрепленного с возможностью амортизации его натяжения в процессе остановки зацепленного летательного аппарата, установленные на летательном аппарате ответные под упомянутый трос зацепы, и средство постановки зацепленного летательного аппарата на палубу судна, отличающаяся тем, что улавливатель упомянутого летательного аппарата дополнен натянутыми тросами, расположенными с шагом менее значения габаритного размера по вертикали летательного аппарата в количестве не менее величины отношения максимального отклонения летательного аппарата от заданной траектории полета к его вертикальному габаритному размеру, при этом вокруг винтового движителя летательного аппарата установлена защитная насадка, на которой закреплены зацепы под указанные тросы улавливателя, оборудованные замками, а в качестве средства постановки зацепленного летательного аппарата на палубу судна использованы упомянутые стойки улавливателя, которые прикреплены к палубе шарнирно с возможностью их заваливания вместе с зацепленным летательным аппаратом.The prior art system for landing on the deck of a vessel in conditions of intense wind and sea waves of an unmanned aerial vehicle of the aircraft type with a propeller (RU 130964, B64F 1/00, B63B 15/00 , published on 08/10/2013 ). The system includes a catcher located on the deck, consisting of a cable transversely stretched between two struts, attached with the possibility of its tension being absorbed in the process of stopping the hooked aircraft, hooks installed on the aircraft, and hooks for setting the hooked aircraft on the ship’s deck, characterized the fact that the catcher of the aforementioned aircraft is supplemented by tensioned cables located in increments less than the dimension about the vertical of the aircraft in an amount not less than the ratio of the maximum deviation of the aircraft from a given flight path to its vertical overall size, while around the screw propulsion of the aircraft there is a protective nozzle on which hooks are attached for these catcher cables equipped with locks, and as the means for placing the engaged aircraft on the deck of the ship use the aforementioned catcher racks, which are pivotally attached to the deck with the possibility of filling them up together with the hooked aircraft.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, решаемой заявленным техническим решением, является фиксация аппаратного модуля “якоря” на наземной части системы посадки.The problem solved by the claimed technical solution is to fix the hardware module “anchors” on the ground of the landing system.
Техническим результатом заявленного технического решения является обеспечение снижения скорости и полной безопасной остановки летящего самолетного беспилотного летательного аппарата. The technical result of the claimed technical solution is to reduce the speed and complete safe stop of a flying airplane unmanned aerial vehicle.
Технический результат достигается за счет того, что система посадки беспилотного летательного аппарата самолетного типа состоит из интегрированной части, расположенной во внутренней полости фюзеляжа беспилотного летательного аппарата и базовой части, установленной на стационарном или подвижном объекте, при этом интегрированная часть системы содержит трос с якорем, закреплённый на поперечно установленную фюзеляжу силовую трубу, отсек для троса, выполненный в виде вертикально расположенной во внутренней полости фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа трубы и соединенной с хвостовой балкой летательного аппарата, устройство, выталкивающее якорь, представляющее собой сервомашинку и трубку-направляющую, расположенную внутри вертикальной трубы, систему наведения, содержащую видеопередатчик и камеру, расположенную в носовой части летательного аппарата строго по курсу летательного аппарата, а базовая часть представляет собой посадочный элемент, выполненный в виде горизонтальной реи, выполненной с возможность поворота вокруг собственной оси, при этом на базовой части системы посадки беспилотного летательного аппарата самолетного типа установлены метки, выполненные с возможностью определения упомянутой камерой. The technical result is achieved due to the fact that the landing system of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type consists of an integrated part located in the inner cavity of the fuselage of an unmanned aerial vehicle and a base part mounted on a stationary or moving object, while the integrated part of the system contains a cable with an anchor fixed on a transversely mounted fuselage power tube, cable compartment, made in the form of an unmanned aerial vehicle vertically located in the internal fuselage cavity about an aircraft aircraft-type pipe and connected to the tail boom of the aircraft, a device that pushes the anchor, which is a servo machine and a guide tube located inside the vertical pipe, a guidance system containing a video transmitter and a camera located in the nose of the aircraft strictly at the heading of the aircraft apparatus, and the base part is a landing element made in the form of a horizontal yoke made with the possibility of rotation around its own axis, pr This on the base portion landing system drone aircraft type tag set adapted to determine said camera.
В частном случае реализации заявленного технического решения дополнительно содержит лебедку выполненную с возможностью затягивания троса с якорем и расположенную во внутренней полости фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution further comprises a winch made with the possibility of tightening the cable with an anchor and located in the inner cavity of the fuselage of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type.
В частном случае реализации заявленного технического решения метки, расположенные на базовой части системы посадки беспилотного летательного аппарата самолетного типа выполнены с возможностью однозначной идентификации в любое время суток, и расположены на базовой части системы посадки беспилотного летательного аппарата самолетного типа с возможностью указания размера и положения захватывающего устройства, для ручного или автоматического наведения летательного аппарата. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the tags located on the base part of the landing system of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type are made with the possibility of unambiguous identification at any time of the day, and are located on the base part of the landing system of an unmanned aircraft of an aircraft type with the ability to indicate the size and position of the gripping device , for manual or automatic guidance of the aircraft.
В частном случае реализации заявленного технического решения якорь выполнен аэродинамической формы, например, в форме капли.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the anchor is made aerodynamic, for example, in the form of a drop.
В частном случае реализации заявленного технического решения якорь выполнен с отрицательной аэродинамической составляющей. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the anchor is made with a negative aerodynamic component.
В частном случае реализации заявленного технического решения якорь выполнен с кольями или без кольев или с защелками.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the anchor is made with stakes or without stakes or with latches.
В частном случае реализации заявленного технического решения трос выполнен резиновым или пропиленовым или выполнен с клеевым покрытием. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the cable is made of rubber or propylene or is made with an adhesive coating.
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент покрыт липким слоем или выполнен с, расположенными по всей длине, устройствами улавливания троса, выполненные в виде зубьев или петли.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element is covered with an adhesive layer or is made with devices for catching the cable located along the entire length, made in the form of teeth or a loop.
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент дополнительно снабжен обволакивающей сетью, расположенной снизу посадочного элемента. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element is additionally equipped with an enveloping network located below the landing element.
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент дополнительно снабжен устройствами стабилизации.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element is additionally equipped with stabilization devices.
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент выполнен с возможностью изменения угла наклона In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element is configured to change the angle of inclination
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент может быть закреплен двумя концами к элементам базового объекта или к двум различным базовым объектам, как непосредственно, так и через переходные механизмы и устройства. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element can be fixed with two ends to the elements of the base object or to two different basic objects, either directly or through transition mechanisms and devices.
В частном случае реализации заявленного технического решения посадочный элемент выполнен гибким или эластичным. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the landing element is made flexible or elastic.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, as well as advantages of this utility model follow from the following description of the implementation options of the claimed technical solution using the drawings, which show:
Фиг. 1 - общий вид беспилотного летательного аппарата самолетного типа с самолетной частью системы посадки;FIG. 1 is a general view of an aircraft-type unmanned aerial vehicle with the aircraft part of the landing system;
Фиг. 2 - Вид БПЛА с выпущенным якорем;FIG. 2 - View of the UAV with the anchor released;
Фиг. 3 - Схема и состав интегрированной самолётной части системы посадки;FIG. 3 - Scheme and composition of the integrated aircraft part of the landing system;
а) вид с боку в разрезеa) sectional side view
б) вид сверхуb) top view
Фиг. 4 - Схема посадки БПЛА с парашютом;FIG. 4 - The scheme of landing a UAV with a parachute;
Фиг. 5 - Схема посадки БПЛА с сетью;FIG. 5 - UAV landing scheme with the network;
Фиг. 6 - Варианты установки посадочного элемента (ПЭ) системы посадкиFIG. 6 - Installation options landing element (PE) landing system
а) на подводную лодку б) на боевой корабль в) на мачту парусного судна г) на буровую платформу д) между деревьями е) между столбами на линию электропередачи е) на транспортное средство;a) to a submarine b) to a warship c) to the mast of a sailing vessel d) to a drilling platform e) between trees e) between poles to a power line e) to a vehicle;
Фиг. 7 - Вариант фиксирующих элементов установленных на ПЭ;FIG. 7 - Option fixing elements mounted on PE;
а) со звездочкой;a) with an asterisk;
б) с защелкой;b) with a latch;
в) без фиксатораc) without latch
Фиг. 8 - Варианты форм якорей;FIG. 8 - Options for forms of anchors;
а) с кольямиa) with stakes
б) без кольевb) without stakes
в) с защелкамиc) with latches
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:In the figures, the numbers indicate the following positions:
1 - якорь; 2 - трос; 3 - отсек для троса; 4 - камера системы наведения; 5 - посадочный элемент; 6 - мишень наведения; 7 - тормозящая обволакивающая сеть; 8 - направляющее кольцо на ПЭ; 9 - фиксирующая звездочка на ПЭ; 10 - фиксирующая защелка на ПЭ; 11 - поперечная силовая труба; 12 - летательный аппарат; 13 - видео передатчик; 14 - сервомашинка; 15 - видеокамера; 16 - трубка-направляющая; 17 - хвостовая балка; 18 - лебедка; 19 - лебедка1 - anchor; 2 - cable; 3 - compartment for a cable; 4 - camera guidance system; 5 - landing element; 6 - target target; 7 - braking enveloping network; 8 - a directing ring on PE; 9 - a fixing sprocket on PE; 10 - locking latch on PE; 11 - transverse power tube; 12 - aircraft; 13 - video transmitter; 14 - servo; 15 - video camera; 16 - guide tube; 17 - tail boom; 18 - winch; 19 - winch
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Система относится к области авиационной техники и предназначена для посадки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) самолетного типа. Система состоит из интегрированной системы, установленной в летательном аппарате и базовой части, устанавливаемой на стационарном или подвижном объекте.The system belongs to the field of aviation technology and is intended for landing unmanned aerial vehicles (UAVs) of aircraft type. The system consists of an integrated system installed in an aircraft and a base unit installed on a stationary or moving object.
Посадка БПЛА самолетного типа с помощью данной системы осуществляется методом закручивания якоря, спускаемого или сбрасываемого с летательного аппарата из интегрированной системы, вокруг элемента посадки, расположенного на стационарном или движущемся объекте, при пролете над ним БПЛА самолетного типа.Landing of an aircraft-type UAV using this system is carried out by the method of twisting the anchor, which is lowered or dropped from the aircraft from the integrated system, around the landing element located on a stationary or moving object, when flying over it an airplane-type UAV.
БПЛА, после захвата якоря, спускаемого с него, переходит на траекторию вращения в вертикальной плоскости вокруг точки захвата на основании крепления устройства захвата, что в конечном итоге приводит к повисанию БПЛА на основании УЗ.The UAV, after capturing the anchor being lowered from it, proceeds to the trajectory of rotation in a vertical plane around the capture point on the basis of the attachment of the capture device, which ultimately leads to the UAV hanging on the base of the ultrasound.
При этом после возникновения натяжения соединительного элемента, вследствие закручивания его вокруг посадочного элемента, БПЛА не просто вращается, а переходит на полет по окружности с центром в точке контакта соединительного и посадочного элементов, чем создает минимальную нагрузку на посадочный элемент.In this case, after the tension of the connecting element occurs, as a result of twisting it around the landing element, the UAV does not just rotate, but switches to flying around the center with the center at the contact point of the connecting and landing elements, which creates a minimum load on the landing element.
Интегрированная часть системы установленная в БПЛА (фиг. 1), Представляет из себя поперечную силовую трубу (11) расположенную во внутреннем пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа. На данной поперечной силовой трубе (11) одним своим концом закреплен трос (2) с расположенном на другом конце троса (2) якорем (1). Трос через расширительное углепластиковое кольцо закрепляется на поперечной силовой трубе самолета, в частном случае, это труба соединяющая крылья. Точка закрепления троса находится в центре масс беспилотного летательного аппарата. При этом трос расположен в отсеке для троса, представляющего собой углепластиковую трубу (3), расположенную вертикально во внутренней полости фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа. При этом труба (3) жестко соединена с силовыми элементами фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа, в частности, труба (3) соединена с хвостовой балкой (17) беспилотного летательного аппарата самолетного типа. Хвостовая балка (17) жёстко скреплена с трубой (3) отсеком для троса для придания большей жесткости конструкции беспилотного летательного аппарата самолётного типа. The integrated part of the system installed in the UAV (Fig. 1), is a transverse power tube (11) located in the interior of the fuselage of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type. A cable (2) with an anchor (1) located on the other end of the cable (2) is fixed at this transverse power tube (11) with one end. The cable through the expansion carbon fiber ring is fixed to the transverse power tube of the aircraft, in the particular case, it is a pipe connecting the wings. The cable attachment point is located in the center of mass of the unmanned aerial vehicle. In this case, the cable is located in the compartment for the cable, which is a carbon fiber pipe (3), located vertically in the inner cavity of the fuselage of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type. In this case, the pipe (3) is rigidly connected to the power elements of the fuselage of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type, in particular, the pipe (3) is connected to the tail beam (17) of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type. The tail boom (17) is rigidly fixed to the pipe (3) by the cable compartment to give greater rigidity to the design of an aircraft-type unmanned aerial vehicle.
При этом в собранном состоянии трос (2) с якорем (1) расположен внутри трубы (3) таким образом, что якорь (1) плотно сидит в конце трубы. При этом, интегрированная часть системы дополнительно содержит устройство, выталкивающее якорь (1), представляющее собой сервомашинку (14) и трубку-направляющую (16). Трубка направляющая (16) расположена внутри трубы (3).In the assembled state, the cable (2) with the anchor (1) is located inside the pipe (3) in such a way that the anchor (1) fits tightly at the end of the pipe. Moreover, the integrated part of the system further comprises a device that pushes the anchor (1), which is a servo machine (14) and a guide tube (16). The guide tube (16) is located inside the pipe (3).
Для возврата троса (2) с якорем (1) на место, интегрированная часть системы может дополнительно содержать лебедку, расположенную во внутренней полости фюзеляжа беспилотного летательного аппарата самолетного типа. Лебедка (19) затягивает назад трос (2) с якорем (1) обратно в БПЛА, в случае если БПЛА пролетел мимо посадочного элемента. To return the cable (2) with the anchor (1) into place, the integrated part of the system may additionally contain a winch located in the inner fuselage of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type. Winch (19) pulls back the cable (2) with the anchor (1) back into the UAV, if the UAV flew past the landing element.
При подлете к системе посадки по команде с земли или с автопилота, сервомашинка выталкивает при помощи трубки-направляющей якорь, который под своим весом вытаскивает из трубы для троса весь трос. При необходимости забрать трос с якорем на борт БПЛА, лебедка затягивает трос внутрь фюзеляжа.When approaching the landing system on command from the ground or from the autopilot, the servo pushes the anchor with the help of the guide tube, which, under its weight, pulls the entire cable out of the cable pipe. If necessary, pick up the cable with the anchor on board the UAV, the winch pulls the cable inside the fuselage.
В передней беспилотного летательного аппарата самолетного типа размещена камера (4) системы наведения и видеопередатчик (13). Камера (4) расположена строго по курсу аппарата, так, чтобы конструктивные элементы самолёта не затеняли камере обзор. При этом на базовой части системы посадки установлены метки (6), которые видит камера (4) и распознает система технического зрения. Камера (4) подключена в зависимости от комплектации оборудования, либо к видео передатчику (13), который отправляет информацию на землю или на БПЛА, для обработки, либо напрямую через провод в автопилот, либо к микроконтроллеру, который производит анализ изображений и отправляет информацию в автопилот, для корректировки курса. In the front unmanned aerial vehicle of an aircraft type, there is a camera (4) of the guidance system and a video transmitter (13). The camera (4) is located strictly at the heading of the device, so that the structural elements of the aircraft do not obscure the camera's view. At the same time, marks (6) are installed on the base part of the landing system, which the camera sees (4) and the vision system recognizes. The camera (4) is connected, depending on the equipment, either to the video transmitter (13), which sends information to the ground or to the UAV, for processing, either directly through a wire to the autopilot, or to a microcontroller that analyzes the images and sends the information to autopilot to adjust course.
При этом базовая часть системы посадки представляет собой посадочный элемент (5) установленный на стационарном или подвижном объекте. Посадочный элемент (5) представляет собой горизонтальную рею, выполненную с возможностью расположения деталей или материалов, предотвращающих соскальзывание троса (2) с посадочного элемента (5), например, липкая поверхность, нанесённая вокруг посадочного элемента (5) или на горизонтальной рее расположены устройства улавливания троса (2) выполненные в виде зубьев (10) в которых происходит фиксация якоря, например, в виде петли (8). После захвата якоря (1) устройством улавливания, выполненного по всей длине посадочного элемента (5) в виде непрерывно установленных зубьев (10) или непрерывно установленных петель (8), для предотвращения столкновения летательного аппарата с основанием крепления системы захвата, основание системы проворачивается вокруг точки своего крепления по ходу полета БПЛА, с усилием, необходимым для гашения энергии БПЛА и остановки его вращательного движения в необходимой конечной точке. При этом зубья (10) или петли (8) расположены спереди реи со стороны подлета БПЛА, при этом трос (2) выполнен резиновым или пропиленовым или на трос выполнен с клеевым покрытием. За счет выполнения посадочного элемента (5) и троса (2) с вышеуказанными характеристиками предотвращается проскальзывание троса (2) относительно посадочного элемента (5).In this case, the basic part of the landing system is a landing element (5) installed on a stationary or moving object. The landing element (5) is a horizontal gusset made with the possibility of arranging parts or materials that prevent the cable (2) from sliding off the landing element (5), for example, an adhesive surface applied around the landing element (5) or trapping devices are located on the horizontal rail ropes (2) made in the form of teeth (10) in which the anchor is fixed, for example, in the form of a loop (8). After the anchor (1) is gripped by a capture device made along the entire length of the landing element (5) in the form of continuously mounted teeth (10) or continuously mounted loops (8), to prevent the aircraft from colliding with the base of the gripping system, the base of the system rotates around a point its fastening during the flight of the UAV, with the force necessary to extinguish the energy of the UAV and stop its rotational movement at the required end point. In this case, the teeth (10) or loops (8) are located in front of the yoke from the approach side of the UAV, while the cable (2) is made of rubber or propylene or the adhesive is coated on the cable. Due to the implementation of the landing element (5) and the cable (2) with the above characteristics, slipping of the cable (2) relative to the landing element (5) is prevented.
Якорь может быть аэродинамической формы, например, в форме капли, для лучшей стабилизации в ветровом потоке или в форме, которая позволит зацепиться за ПЭ. Также якорь может быть выполнен с отрицательной аэродинамической составляющей, для натяжения троса и прижатия якоря к земле. Варианты выполнения якорей с кольями б) без кольев в) с защелками представлены на фигуре 8.The anchor can be in an aerodynamic form, for example, in the form of a drop, for better stabilization in the wind flow or in a form that will allow it to catch on PE. Also, the anchor can be made with a negative aerodynamic component, for tensioning the cable and pressing the anchor to the ground. Embodiments of anchors with stakes b) without stakes c) with latches are shown in figure 8.
Заявленная система в варианте реализации заявленного технического решения дополнительно содержит обволакивающую сеть (7). В этом случае дополнительно снизу посадочного элемента (5) устанавливают обволакивающую сеть (7) таким образом, чтобы она свисала вниз от посадочного элемента(5). Обволакивающая сеть замедлит движения аппарата по окружности и не позволит зайти ему на второй круг вращения при этом выпуск тормозного парашюта (3) не происходит. Этот вариант применим для аппаратов до 10 кг. Сеть расположена к элементу посадки под любым углом, который определяется необходимостью: предотвращения удара об окружающие объекты, гашения колебательных движений БПЛА, предотвращения дальнейших перекидываний БПЛА через посадочный элемент. The claimed system in an embodiment of the claimed technical solution further comprises an enveloping network (7). In this case, an enveloping network (7) is additionally installed from below the landing element (5) so that it hangs down from the landing element (5). The enveloping network will slow down the movement of the device around the circumference and will not allow it to enter the second circle of rotation, while the release of the brake parachute (3) does not occur. This option is applicable for devices up to 10 kg. The network is located to the landing element at any angle, which is determined by the need: to prevent impact on surrounding objects, damping the oscillatory movements of the UAV, and to prevent further UAV throwing through the landing element.
Посадочный элемент (5), в варианте реализации заявленного технического решения дополнительно стабилизирован а счёт подъемно-опускающих механизмов, которые стабилизируют посадочный элемент во время движения базового объекта, на котором установлен посадочный элемент. Системы стабилизации в данной заявке не раскрываются. Устройство, которое будет изменять угол наклона всей системы, при помощи, например, ленточного редуктора. Посадочный элемент (5) может быть закреплен двумя концами к элементам базового объекта или к двум различным базовым объектам, как непосредственно, так и через различные переходные механизмы и устройства. Основание посадочного элемента (5) может быть гибким или эластичным. При этом на базовой части расположены визуально или технически определяемые и однозначно идентифицируемые в любое время суток элементы, указывающие на размер и положение захватывающего устройства, для ручного или автоматического наведения летательного аппарата. Элементы представляют из себя подсвечиваемые метки установленные по краям системы посадки, ещё одна метка должна быть установлена выше других меток, чтобы указать высоту оптимальную для пролёта БПЛА, ещё метка должна быть установлена вдоль борта судна раньше системы посадки, для создания объема при помощи меток, с целью более точного расчета координат всех точек. The landing element (5), in the embodiment of the claimed technical solution, is additionally stabilized due to the lifting and lowering mechanisms that stabilize the landing element during movement of the base object on which the landing element is mounted. Stabilization systems are not disclosed in this application. A device that will change the angle of inclination of the entire system, using, for example, a tape gear. The landing element (5) can be fixed with two ends to the elements of the base object or to two different basic objects, both directly and through various transitional mechanisms and devices. The base of the landing element (5) may be flexible or elastic. At the same time, on the base part there are elements visually or technically determined and uniquely identifiable at any time of the day, indicating the size and position of the gripping device for manual or automatic guidance of the aircraft. Elements are illuminated marks installed at the edges of the landing system, another mark should be set above other marks to indicate the optimum height for the UAV span, another mark should be set along the side of the vessel before the landing system, to create volume using marks, with the purpose of a more accurate calculation of the coordinates of all points.
В варианте реализации заявленного технического решения базовая часть выполнена с возможностью вращения вокруг своей продольной оси для выполнения различных задач: разблокировка якоря при снятии аппарата после посадки, для предотвращения повреждения конструкции базовой части при использовании жесткого соединительного элемента между якорем и летательным аппаратом. Для этого место установки посадочного элемента, должно быть снабжено втулкой и подшипником, на котором при освобождении второго конца ПЭ, сможет происходить вращение вокруг оси. In an embodiment of the claimed technical solution, the base part is made to rotate around its longitudinal axis to perform various tasks: unlocking the anchor when removing the device after landing, to prevent damage to the structure of the base part when using a rigid connecting element between the anchor and the aircraft. For this, the installation site of the landing element must be equipped with a sleeve and a bearing, on which, when the second end of the PE is released, rotation around the axis can occur.
Данная система более эффективна перед другими системами за счет следующих своих преимуществ: возможности посадки на любых, с соответствующими размерами для безопасной эксплуатации, объектах: балка, рей, трос, провод, ветка дерева и т.д.; простоты установки на любой беспилотный летательный аппарат; большой точности конечного положения аппарата после посадки; возможности осуществления посадки не только на стационарных, но и на перемещающихся объектах, например, судах; возможности вынесения зоны посадки за пределы специальных зон и зон общего пользования: палуба, вертолетная площадка и т.д; возможности значительного отклонения при заходе БПЛА на посадку, при которой посадка все равно будет успешной, например, при порывистом боковом ветре или при качке судна, с соответствующими отклонениями устройства захвата якоря; возможности допуска большой погрешности при посадке в неблагоприятных условиях, за счет наращивания соединительного и посадочного элементов; минимального износ частей БПЛА за счет того, что при посадке исключена возможность контакта с твердыми элементами поверхности посадочной площадки; возможности посадки аппарата в местах непредназначенных для этого, без особого риска для состояния аппарата и его комплектации, например, в горной или болотистой местности; возможности точной автономной, при помощи системы наведения, посадки на стационарных объектах или на объектах с вычисляемыми координатами на момент необходимости посадки, для входа в зону действия автоматической системы наведения (например, по маршруту следования судна); автоматический уход на повторную попытку при неудачной посадке; простота эксплуатации; - простота конструкции; низкая себестоимость для простых комплектаций; универсальность системы для аппаратов, близких по физическим характеристикам; возможность использования в любое время суток, при наличии описанных систем визуального контроля и наведения (систем технического зрения)This system is more effective than other systems due to its following advantages: the ability to land on any, with the appropriate dimensions for safe operation, objects: beam, rails, cable, wire, tree branch, etc .; simplicity of installation on any unmanned aerial vehicle; high accuracy of the final position of the device after landing; the possibility of landing not only on stationary, but also on moving objects, for example, ships; the possibility of making the landing zone outside of special zones and public areas: deck, helipad, etc. the possibility of a significant deviation when the UAV approaches the landing, in which the landing will still be successful, for example, with a gusty crosswind or when the ship is rolling, with corresponding deviations of the anchor capture device; the possibility of tolerance of a large error during landing in adverse conditions, due to the buildup of connecting and landing elements; minimum wear of UAV parts due to the fact that during landing the possibility of contact with solid surface elements of the landing pad is excluded; the possibility of landing the device in places not intended for this, without much risk to the condition of the device and its configuration, for example, in a mountain or marshy area; the possibility of accurate autonomous, using the guidance system, landing on stationary objects or on objects with calculated coordinates at the time of landing, to enter the coverage area of the automatic guidance system (for example, along the ship's route); automatic retreat departure upon unsuccessful landing; simplicity of operation; - simplicity of design; low cost for simple complete sets; universality of the system for devices close in physical characteristics; the possibility of use at any time of the day, in the presence of the described systems of visual control and guidance (vision systems)
Алгоритм работыWork algorithm
При заходе аппарата на курсоглиссадную траекторию система наведения, в общем случае камера, обнаруживает метки (6), установленные на базовом объекте посадочного элемента, БПЛА начинает корректировать курс, для прохода над посадочным элементом, на высоте не более длины троса, после чего БПЛА по команде с земли или с автопилота, выталкивает сервомашинокой при помощи трубки-направляющей якорь, который под своим весом вытаскивает из трубы для троса весь трос, который еще какое-то время висит под аппаратом, чтобы стабилизироваться в ветровом потоке, и зацепляется за рею, когда начинается натяжение за трос, вытягивается тормозной парашют, который гасит скорость при движении аппарата по окружности, БПЛА, после захвата якоря, спускаемого с него, переходит на траекторию вращения в вертикальной плоскости вокруг точки захвата посадочного элемента, что в конечном итоге приводит к повисанию БПЛА на основании УЗ.When the vehicle enters the course along a glide path, the guidance system, in the general case, the camera detects marks (6) installed on the base object of the landing element, the UAV begins to correct the course for passage above the landing element at a height of no more than the cable length, after which the UAV by command from the ground or from the autopilot, it pushes out the anchor with the help of a guide tube, which, under its weight, pulls out the entire cable that hangs under the apparatus for some time to stabilize in the wind current, and hooks onto the yoke, when the tension starts on the cable, the brake parachute is pulled out, which dampens the speed when the device moves around the circle, the UAV, after capturing the anchor being lowered from it, moves to the trajectory of rotation in a vertical plane around the capture point of the landing element, which ultimately leads to a UAV dangling based on ultrasound.
При необходимости забрать трос с якорем на борт БПЛА, лебедка затягивает трос внутрь фюзеляжа.If necessary, pick up the cable with the anchor on board the UAV, the winch pulls the cable inside the fuselage.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146709A RU2678407C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Airplane type unmanned aerial vehicle landing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146709A RU2678407C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Airplane type unmanned aerial vehicle landing system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678407C1 true RU2678407C1 (en) | 2019-01-28 |
Family
ID=65273452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146709A RU2678407C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Airplane type unmanned aerial vehicle landing system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678407C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111605720A (en) * | 2020-05-13 | 2020-09-01 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Stopping device |
| CN111661357A (en) * | 2020-05-13 | 2020-09-15 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Shutdown method |
| RU2767389C1 (en) * | 2020-11-18 | 2022-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for precise landing of unmanned aerial vehicle of airplane type and device for its implementation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523729A (en) * | 1981-06-04 | 1985-06-18 | British Aerospace Public Limited Company | Retrieving and/or launching system |
| RU2130876C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-05-27 | Таланов Борис Петрович | Method of forming runway for flying vehicle |
| US20150239578A1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-08-27 | Aerovel Corporation | Apparatus and method for launch and retrieval of a hovering aircraft |
| RU2592963C2 (en) * | 2014-09-24 | 2016-07-27 | Александр Валентинович Овинов | Method for parachute landing of drone and drone with electric propulsor and parachute landing system |
| US20160264259A1 (en) * | 2010-09-27 | 2016-09-15 | Insitu, Inc. | Line capture devices for unmanned aircraft, and associated systems and methods |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2017146709A patent/RU2678407C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523729A (en) * | 1981-06-04 | 1985-06-18 | British Aerospace Public Limited Company | Retrieving and/or launching system |
| RU2130876C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-05-27 | Таланов Борис Петрович | Method of forming runway for flying vehicle |
| US20160264259A1 (en) * | 2010-09-27 | 2016-09-15 | Insitu, Inc. | Line capture devices for unmanned aircraft, and associated systems and methods |
| US20150239578A1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-08-27 | Aerovel Corporation | Apparatus and method for launch and retrieval of a hovering aircraft |
| RU2592963C2 (en) * | 2014-09-24 | 2016-07-27 | Александр Валентинович Овинов | Method for parachute landing of drone and drone with electric propulsor and parachute landing system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111605720A (en) * | 2020-05-13 | 2020-09-01 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Stopping device |
| CN111661357A (en) * | 2020-05-13 | 2020-09-15 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Shutdown method |
| CN111605720B (en) * | 2020-05-13 | 2021-07-27 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Stopping device |
| CN111661357B (en) * | 2020-05-13 | 2021-07-27 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | Shutdown method |
| RU2767389C1 (en) * | 2020-11-18 | 2022-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for precise landing of unmanned aerial vehicle of airplane type and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1233905B1 (en) | Launch and recovery system for unmanned aerial vehicles | |
| AU2013261044B2 (en) | Point take-off and landing of unmanned flying objects | |
| US9669946B2 (en) | Launch and recovery system for unmanned aerial vehicles | |
| US8028952B2 (en) | System for shipboard launch and recovery of unmanned aerial vehicle (UAV) aircraft and method therefor | |
| US8172177B2 (en) | Stabilized UAV recovery system | |
| US10046864B2 (en) | Small unmanned aerial vehicle (SUAV) shipboard recovery system | |
| EP3446985B1 (en) | Rail recovery system for aircraft | |
| US20200148387A1 (en) | Recovery System for UAV | |
| RU2678407C1 (en) | Airplane type unmanned aerial vehicle landing system | |
| US20080156932A1 (en) | Method and apparatus for retrieving a hovering aircraft | |
| EP3680181A1 (en) | Cable-assisted point take-off and landing of unmanned flying objects | |
| KR20160137685A (en) | Systems and methods for recovering and controlling post-recovery motion of unmanned aircraft | |
| RU2678408C1 (en) | Airplane type unmanned aerial vehicle landing system | |
| RU205857U1 (en) | SHIP TAKE-OFF AND LANDING DEVICE FOR UNMANNED AIRCRAFT TYPE SHORT AND MEDIUM RANGE | |
| CN110920854B (en) | Shipborne parafoil issuing system | |
| JP2010173401A (en) | Method and facility for recovery of unmanned aircraft |