RU2682944C1 - Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета - Google Patents
Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682944C1 RU2682944C1 RU2018109346A RU2018109346A RU2682944C1 RU 2682944 C1 RU2682944 C1 RU 2682944C1 RU 2018109346 A RU2018109346 A RU 2018109346A RU 2018109346 A RU2018109346 A RU 2018109346A RU 2682944 C1 RU2682944 C1 RU 2682944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uav
- unmanned aerial
- flight
- aerial vehicle
- pitch angle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 241001596784 Pegasus Species 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D5/00—Aircraft transported by aircraft, e.g. for release or reberthing during flight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Способ выведения БПЛА на высотную траекторию полета включает размещение и крепление БПЛА на пусковом устройстве самолета-носителя вдоль фюзеляжа, полет самолета-носителя до высоты отделения БПЛА, его отделение, стабилизацию его положения системой управления, запуск разгонного двигателя и управление в автономном полете с увеличением угла тангажа. БПЛА снабжают импульсными реактивными двигателями создания импульса вращения вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести БПЛА, и компенсации этого импульса вращения. Увеличение угла тангажа обеспечивают перед запуском разгонного двигателя путем включения реактивного двигателя создания импульса вращения. В процессе увеличения угла тангажа до необходимого значения включают реактивный двигатель компенсации импульса вращения, а запуск разгонного двигателя обеспечивают после уменьшения угловой скорости вращения БПЛА вокруг поперечной оси. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности выведения БПЛА на высотную траекторию полета. 2 ил.
Description
Изобретение относится к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), транспортируемым другими летательными аппаратами и отделяемым в полете для выведения на высотную траекторию полета.
Известен способ запуска БПЛА ("Пегас 11", И. Лисов, "Гляжусь в циклон, как в зеркало...", журнал "Новости космонавтики", 2017 г., №02 (409), стр. 29), способ выведения которого на высотную траекторию полета принят за прототип, и включает снабжение БПЛА узлами для крепления на пусковое устройство вдоль фюзеляжа самолета-носителя, системой управления в автономном полете, полезной нагрузкой и и тремя разгонными ступенями (разтонной двигательной установкой) с реактивными двигателями твердого топлива (РДТТ)., размещение и крепление беспилотного летательного аппарата на пусковом устройстве самолета-носителя, выполненном с возможностью отделения БПЛА в полете, полет самолета-носителя до высоты отделения БПЛА (12,4 км), его отделение, стабилизацию положения в автономном полете системой управления и запуск РДТТ. В процессе стабилизации положения БПЛА, до запуска РДТТ, БПЛА летит продольно под самолетом-носителем, с частичной потерей скорости и высоты полета, поэтому для безопасности самолета-носителя, после стабилизации положения БПЛА в автономном полете системой управления и запуска его РДТТ, система управления БПЛА обеспечивает его полет под фюзеляжем самолета-носителя с ускорением, а после обгона самолета-носителя система управления БПЛА обеспечивает увеличение угла тангажа и набор высоты полета, превышающей высоту полета самолета-носителя.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с признаками предлагаемого способа являются следующие: способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета, включающий его снабжение узлами для крепления на пусковое устройство самолета-носителя вдоль фюзеляжа, выполненное с возможностью отделения беспилотного летательного аппарата в полете, системой управления его положением в автономном полете, полезной нагрузкой и разгонной двигательной установкой, размещение и крепление беспилотного летательного аппарата на пусковом устройстве самолета-носителя, полет самолета-носителя до высоты отделения беспилотного летательного аппарата, его отделение, стабилизацию его положения, запуск разгонного двигателя и управление в автономном полете с увеличением угла тангажа.
Выведение БПЛА на высотную траекторию полета известным способом характеризуется, после запуска разгонной двигательной установки, участком параллельного полета БПЛА и самолета-носителя, с небольшой разницей по высоте, на котором БПЛА обгоняет самолет-носитель, и участком, на котором БПЛА совершает маневр перед самолетом-носителем по набору высоты полета, с увеличением угла тангажа БПЛА, при этом расстояние между самолетом-носителем и БПЛА, на начальном участке набора его высоты полета, уменьшается. Параллельный полет БПЛА и самолета-носителя с небольшой разницей по высоте и набор высоты полета БПЛА перед самолетом-носителем увеличивают время нахождения БПЛА вблизи самолета-носителя, вследствие чего увеличивается вероятность повреждения самолета-носителя при неисправности системы управления БПЛА или его разгонной двигательной установки.
Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является уменьшение вероятности повреждения самолета-носителя при неисправности системы управления БПЛА или его разгонной двигательной установки.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета, включающем его снабжение узлами для крепления на пусковое устройство самолета-носителя вдоль фюзеляжа, выполненное с возможностью отделения беспилотного летательного аппарата в полете, системой управления его положением в автономном полете, полезной нагрузкой и разгонной двигательной установкой, размещение и крепление беспилотного летательного аппарата на пусковом устройстве самолета-носителя, полет самолета-носителя до высоты отделения беспилотного летательного аппарата, его отделение, стабилизацию его положения, запуск разгонной двигательной установки и управление в автономном полете с увеличением угла тангажа, беспилотный летательный аппарат снабжают импульсными реактивными двигателями, создания импульса вращения вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести беспилотного летательного аппарата, и компенсации этого импульса вращения, увеличение угла тангажа обеспечивают перед запуском разгонной двигательной установки путем включения реактивного двигателя создания импульса вращения, и в процессе увеличения угла тангажа до необходимого значения включают реактивный двигатель компенсации этого импульса вращения, а запуск разгонной двигательной установки обеспечивают после уменьшения угловой скорости вращения беспилотного летательного аппарата вокруг поперечной оси.
Отличительными признаками предлагаемого способа выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета является то, что беспилотный летательный аппарат снабжают импульсными реактивными двигателями, создания импульса вращения вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести беспилотного летательного аппарата, и компенсации этого импульса вращения, увеличение угла тангажа обеспечивают перед запуском разгонной двигательной установки путем включения реактивного двигателя создания импульса вращения, и в процессе увеличения угла тангажа до необходимого значения включают реактивный двигатель компенсации этого импульса вращения, а запуск разгонной двигательной установки обеспечивают после уменьшения угловой скорости вращения беспилотного летательного аппарата вокруг поперечной оси.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, достигается: уменьшается вероятность повреждения самолета-носителя при неисправности системы управления БПЛА или его разгонной двигательной установки; уменьшение времени выведения и запаса топлива, необходимого для работы разгонной двигательной установки.
Предложенное техническое решение может найти применение в авиации, например, для запуска спутников связи или мониторинга поверхности, исследовательских аппаратов для изучения космических объектов, потоков космических излучений, состояния верхних слоев атмосферы.
Способ выведения БПЛА на высотную траекторию полета поясняется устройством, представленном на чертежах, фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 представлено устройство БПЛА, выводимого на высотную траекторию полета.
На фиг. 2 показано положение БПЛА в автономном полете относительно самолета-носителя при включении разгонной двигательной установки БПЛА.
Представленный на фиг. 1 и фиг. 2 БПЛА 1 содержит узлы крепления на пусковое устройство 2 самолета-носителя вдоль его фюзеляжа 3, содержащие передний упор 4, замковую нишу 5 для подъема БПЛА 1 и его крепления на пусковом устройстве 2, и задний упор 6, разгонную двигательную установку 7, систему управления его положением в автономном полете, включающую блок 8 управления, сообщенный с устройством 9 стабилизации положения БПЛА 1 после отделения от пускового устройства 2, и с устройством 10 управления положением БПЛА 1 после запуска разгонной двигательной установки 7. БПЛА 1 снабжен полезной нагрузкой 11, импульсным реактивным двигателем 12, для создания импульса вращения вокруг поперечной оси, проходящей через центр 13 тяжести (ЦТ) БПЛА 1, и импульсным реактивным двигателем 14, для создания импульса компенсации вращения БПЛА 1 вокруг поперечной оси, проходящей через центр 13 тяжести. Пусковое устройство 2 содержит раздвижные элементы 15 для подъема БПЛА 1 и его крепления на пусковом устройстве 2 и выполнено с возможностью отделения БПЛА 1 от самолета-носителя в полете.
Представленное на фиг. 1 и фиг. 2 БПЛА 1 работает следующим образом. Средствами подъема пускового устройства 2 (на чертежах не показаны) БПЛА 1 устанавливается на пусковое устройство 2 до контакта с передним и задним упорами 4 и 6, раздвижные элементы 15 фиксируются в замковой нише 5. Самолет-носитель выполняет полет к месту отцепки с подъемом на высоту отцепки. В месте отцепки расфиксируются раздвижные элементы 15 и БПЛА 1 под действием силы тяжести отделяется от пускового устройства 2. При необходимости, пусковое устройство 2 может содержать устройство отталкивания БПЛА 1 (на чертежах не показано). После отделения БПЛА 1, по команде блока 8 управления задействуется устройство 9, обеспечивая стабилизацию положения БПЛА 1 в автономном полете, при котором импульсный реактивным двигатель 12 располагается в нижней части БПЛА 1, а импульсный реактивный двигатель 14, соответственно, в верхней. В этом положении БПЛА 1 блок 8 управления задействует импульсный реактивный двигатель 12, обеспечивая передачу импульса вращения БПЛА 1 вокруг поперечной оси, проходящей через ЦТ 13. При этом, БПЛА 1 поворачивается против часовой стрелки, увеличивая угол тангажа (наклон к горизонтальной плоскости). В процессе увеличения угла тангажа до необходимого значения ϑ (фиг. 2) по сигналам блока 8 управления задействуется импульсный реактивный двигатель 14 компенсации импульса вращения вокруг оси, проходящей через ЦТ 13. Время включения реактивного двигателя 14 определяют расчетом и в процессе разработки БПЛА 1 уточняют при испытаниях, из условия уменьшения угловой скорости вращения БПЛА 1 до значения ~ 0 угловых градусов в секунду, при достижении БПЛА 1 необходимого значения ϑ угла тангажа. К этому моменту времени по сигналу блока 8 управления запускается разгонная двигательная установка 7. Процесс увеличения угла тангажа БПЛА 1 до необходимого значения 0 осуществляется за время ~1 с, и приводит к дополнительному уменьшению горизонтальной составляющей (W'БПЛА) скорости БПЛА 1 до значения ~ 80-120 м/с и увеличению расстояния между БПЛА 1 и фюзеляжем 3 до ~ 400 м, при скорости самолета-носителя ~ 270 м/с. При дальнейшем увеличении высоты полета БПЛА 1 под углом О тангажа расстояние между БПЛА 1 и фюзеляжем 3 самолета-носителя будет увеличиваться. Таким образом, обеспечивается минимальное время (~ 2 с) полета БПЛА 1 на расстоянии 0-60 м от фюзеляжа 3 самолета-носителя, в отличие от прототипа, где это время больше на время пролета под фюзеляжем 3 самолета-носителя. Малое время нахождения БПЛА 1 вблизи фюзеляжа 3 самолета-носителя уменьшает вероятность повреждения самолета-носителя при неисправности системы управления БПЛА 1 или разгонной двигательной установки 7. Дополнительно, в отличие от прототипа, отсутствие участка параллельного полета БПЛА 1 под фюзеляжем 3 самолета-носителя, при выведении на высотную траекторию полета, обеспечивает уменьшение времени выведения и запаса топлива, необходимого для работы разгонной двигательной установки 7.
Claims (1)
- Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета, включающий его снабжение узлами для крепления на пусковое устройство самолета-носителя вдоль фюзеляжа, выполненное с возможностью отделения беспилотного летательного аппарата в полете, системой управления его положением в автономном полете, полезной нагрузкой и разгонной двигательной установкой, размещение и крепление беспилотного летательного аппарата на пусковом устройстве самолета-носителя, полет самолета-носителя до высоты отделения беспилотного летательного аппарата, его отделение, стабилизацию его положения, запуск разгонной двигательной установки и управление в автономном полете с увеличением угла тангажа, отличающийся тем, что беспилотный летательный аппарат снабжают импульсными реактивными двигателями создания импульса вращения вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести беспилотного летательного аппарата, и компенсации этого импульса вращения, увеличение угла тангажа обеспечивают перед запуском разгонной двигательной установки путем включения реактивного двигателя создания импульса вращения и в процессе увеличения угла тангажа до необходимого значения включают реактивный двигатель компенсации этого импульса вращения, а запуск разгонной двигательной установки обеспечивают после уменьшения угловой скорости вращения беспилотного летательного аппарата вокруг поперечной оси.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109346A RU2682944C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109346A RU2682944C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682944C1 true RU2682944C1 (ru) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018109346A RU2682944C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682944C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110427043A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-08 | 福州大学 | 基于作业飞行机器人重心偏移的位姿控制器设计方法 |
| CN113460320A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 海鹰航空通用装备有限责任公司 | 无人机用助推器分离机构及使用其的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4901949A (en) * | 1988-03-11 | 1990-02-20 | Orbital Sciences Corporation Ii | Rocket-powered, air-deployed, lift-assisted booster vehicle for orbital, supraorbital and suborbital flight |
| JP2000199700A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導飛しょう体 |
| WO2000054433A1 (en) * | 1999-03-08 | 2000-09-14 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for positioning a low cost, long duration high altitude instrument platform utilizing unmanned airborne vehicles |
| RU2263874C1 (ru) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Способ управления ракетой |
-
2018
- 2018-03-16 RU RU2018109346A patent/RU2682944C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4901949A (en) * | 1988-03-11 | 1990-02-20 | Orbital Sciences Corporation Ii | Rocket-powered, air-deployed, lift-assisted booster vehicle for orbital, supraorbital and suborbital flight |
| JP2000199700A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導飛しょう体 |
| WO2000054433A1 (en) * | 1999-03-08 | 2000-09-14 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for positioning a low cost, long duration high altitude instrument platform utilizing unmanned airborne vehicles |
| RU2263874C1 (ru) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Способ управления ракетой |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| И. Лисов. Гляжусь в циклон, как в зеркало. - Ж.: Новости космонавтики, 2017, N2 (409). * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110427043A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-08 | 福州大学 | 基于作业飞行机器人重心偏移的位姿控制器设计方法 |
| CN110427043B (zh) * | 2019-09-04 | 2021-09-28 | 福州大学 | 基于作业飞行机器人重心偏移的位姿控制器设计方法 |
| CN113460320A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 海鹰航空通用装备有限责任公司 | 无人机用助推器分离机构及使用其的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2175933C2 (ru) | Средства, способ и система запуска космических аппаратов на основе буксируемого планера (их варианты) | |
| US8528853B2 (en) | In-line staged horizontal takeoff and landing space plane | |
| RU97110200A (ru) | Средства запуска космических аппаратов, выполненные в виде планера и буксируемые на высоту запуска обычным самолетом | |
| EP2279945B1 (en) | Launching system and launching apparatus | |
| US10793271B2 (en) | Drone and associated airborne intervention equipment | |
| US20190375505A1 (en) | Detachable Pilotable Capsules and Aircrafts Including Detachable Pilotable Capsules | |
| US4884770A (en) | Earth-to-orbit vehicle providing a reusable orbital stage | |
| RU2015135494A (ru) | Модуль многоразового применения для ракеты-носителя | |
| US3289974A (en) | Manned spacecraft with staged re-entry | |
| RU2702261C2 (ru) | Беспилотный летательный аппарат | |
| US12017804B2 (en) | Satellite launch system | |
| US9944410B1 (en) | System and method for air launch from a towed aircraft | |
| RU2682944C1 (ru) | Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета | |
| US5363737A (en) | Air-vehicle launcher apparatus | |
| US6508435B1 (en) | Method for controlling an aerospace system to put a payload into an orbit | |
| US20030080241A1 (en) | Air launch of payload carrying vehicle from a transport aircraft | |
| US10669047B2 (en) | System and method for hypersonic payload separation | |
| WO2016079747A1 (en) | Delivery of intelligence gathering devices | |
| RU184666U1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат | |
| RU2401779C1 (ru) | Авиационный ракетный комплекс | |
| RU2120397C1 (ru) | Способ транспортировки полезного груза многоразовой авиационно-космической системой | |
| RU198132U1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат | |
| RU2353546C2 (ru) | Мобильная авиационная ракетная космическая система | |
| US2692094A (en) | Composite aircraft | |
| RU2727363C1 (ru) | Способ выведения беспилотного летательного аппарата на высотную траекторию полета |