RU2695473C1 - Method of plane type aircraft launching and lifting - Google Patents

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly, to aircraft engineering. Method of aircraft type aircraft starting and lifting includes aircraft accommodation and fixation in starting configuration with folded wing inside rocket booster stage (RBS), after start of bunch RBS-aircraft is brought to height 0.5…25.0 km of beginning of aircraft target operation. After actuation RBS, aircraft and RBS at velocity head values of not more than 4,000 kg/m⋅s, after which deployment of aircraft wing into sustainer configuration. At that, rocket engine RBS placed in its head or tail part. Bunch RBS-aircraft are statically stable and / or controlled on the entire flight path thereof.EFFECT: enabling removal of aircraft with wing of greater elongation to height of target functioning and their protection (shielding) from impact of high-speed head.9 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к управляемым летательным аппаратам (ЛА) самолетной схемы, преимущественно к беспилотным ЛА с крылом большого удлинения.The invention relates to controlled aircraft (LA) of an aircraft scheme, mainly to unmanned aircraft with a large elongation wing.

Известны ЛА самолетной схемы, выводимые на траекторию взлета посредством стартово-разгонных ступеней (СРС) на базе твердотопливных либо жидкостных ракетных ускорителей (двигателей) - см., например, Н.Я. Василии «Беспилотные летательные аппараты», Мн., ООО «Попурри», 2003, стр. 25-29 (изделие Ла-17Р/РМ, СССР), стр. 32-35 (изделие «Пчела», СССР/РФ), стр. 36-59 (изделия Ту-123 «Ястреб», Ту-141 «Стриж», Ту-143 «Рейс», Ту-243 «Рейс-Д», СССР), стр. 76-81 (изделие AQM-34, США), стр. 91-96 (изделие BREVEL, Германия/Франция), стр. 103-105 (изделие CL-89, Канада), стр. 127-129 (изделие D-4/ASN-104, КНР), др. В данном случае основной задачей СРС является гарантированное достижение ЛА скорости выше минимальной полетной, когда на крыле формируется заданное значение подъемной силы, обеспечивающей устойчивый набор высоты и скорости ЛА во взлетном режиме.Aircraft of the aircraft circuit are known, which are launched onto the take-off trajectory by means of launch-booster stages (SRS) based on solid fuel or liquid rocket boosters (engines) - see, for example, N.Ya. Vasily “Unmanned Aerial Vehicles”, Mn., OOO Potpourri, 2003, pp. 25-29 (product La-17R / RM, USSR), pp. 32-35 (product “Bee”, USSR / RF), pp. . 36-59 (products Tu-123 "Hawk", Tu-141 "Strizh", Tu-143 "Flight", Tu-243 "Flight-D", USSR), pp. 76-81 (product AQM-34, USA), pp. 91-96 (product BREVEL, Germany / France), pp. 103-105 (product CL-89, Canada), pp. 127-129 (product D-4 / ASN-104, China), dr In this case, the main objective of the CDS is to ensure that the aircraft achieves a speed higher than the minimum flight speed, when a predetermined lifting force is formed on the wing, providing a stable set aircraft altitude and speed in take-off mode.

Известен ЛА со складным крылом контейнерного базирования, при старте с нулевых направляющих и подъеме которого применяется мощная СРС, обеспечивающая в том числе преодоление т.н. «горба сопротивления» в зоне трансзвуковых скоростей - см., например, Г.А. Ефремов, А.И. Киселев, А.Г. Леонов и др. «Яркий след крылатого «Метеорита», М., издат. дом «Бедретдинов и Ко», 2012, с. 21 (компоновочная схема), стр. 94-97 (ближайший аналог).Known aircraft with a folding container-based wing, when starting from zero rails and lifting which uses a powerful CDS, including including overcoming the so-called. The “hump of resistance" in the transonic velocity zone - see, for example, G.A. Efremov, A.I. Kiselev, A.G. Leonov and others. "A bright trace of the winged" Meteorite ", M., publ. House "Bedretdinov & Co.", 2012, p. 21 (layout), pp. 94-97 (closest equivalent).

Однако вышеперечисленные технические решения, во-первых, не обеспечивают какой-либо защиты ЛА на стартовом участке от скоростного напора воздуха, во-вторых, вследствие недобора высоты не позволяют ЛА сразу после окончания стартового участка оперативно переходить в штатный режим целевого функционирования, в-третьих, как правило, предполагают неспасаемые СРС.However, the above technical solutions, firstly, do not provide any protection for the aircraft at the launch site from high-speed air pressure, and secondly, due to a shortage of altitude, they do not allow the aircraft to quickly switch to the regular mode of target operation immediately after the launch phase ends, thirdly as a rule, suggest unsaved CPC.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа старта и подъема ЛА с крылом большого удлинения посредством СРС, при котором обеспечивается защита летательного аппарата от скоростного напора воздуха, выведение ЛА сразу на высоту целевого функционирования, в ряде случаев, спасение СРС для повторного (многоразового) использования.An object of the present invention is to provide a method for launching and raising an aircraft with a large elongation wing by means of a fire safety system, which provides protection of the aircraft from high-speed air pressure, removing the aircraft immediately to the height of the target functioning, in some cases, saving the fire safety system for reuse (reusable).

Решение указанной технической задачи достигается тем, что крылатый летательный аппарат в стартовой конфигурации (со сложенным крылом) размещают и механически фиксируют внутри СРС, после старта связку СРС-ЛА выводят на высоту 0,5…25,0 км начала целевого функционирования ЛА, после срабатывания СРС разделение ЛА и СРС производят при значениях скоростного напора не более 4000 кг/м⋅с², после чего осуществляют развертывание крыла ЛА в маршевую конфигурацию. При этом ракетный двигатель СРС размещают в ее головной или хвостовой части. В ряде случаев связку СРС-ЛА выполняют статически устойчивой и/или управляемой на всей траектории ее полета. В некоторых случаях СРС дополнительно снабжают тормозным парашютом, который вводят в воздушный поток при разделении СРС и ЛА. В ряде случаев СРС дополнительно снабжают спасательным парашютом, который раскрывают перед приземлением СРС на высоте не менее 100 м. Кроме того, в ряде случаев СРС дополнительно снабжают 1…4 баллонетами мягкой посадки, которые наддувают перед приземлением СРС, а также световой сигнализацией, которую активируют после разделения СРС и ЛА, и звуковой сигнализацией, которую активируют перед приземлением СРС.The solution of this technical problem is achieved by the fact that the winged aircraft in the starting configuration (with the wing folded) is placed and mechanically fixed inside the ATS, after launch, a bunch of ATS-LA is brought to a height of 0.5 ... 25.0 km of the beginning of the target operation of the aircraft, after triggering CPC separation of aircraft and CPC is carried out at values of velocity head not more than 4000 kg / m⋅s ² , after which the aircraft wing is deployed in the march configuration. In this case, the CPC rocket engine is placed in its head or tail. In some cases, the CPC-LA linkage is statically stable and / or controllable along its entire flight path. In some cases, the CPC is additionally equipped with a brake parachute, which is introduced into the air stream when the CPC and the aircraft are separated. In some cases, the CPC is additionally equipped with a rescue parachute, which is opened before landing the CPC at a height of at least 100 m. In addition, in some cases, the CPC is additionally equipped with 1 ... 4 soft-landing balloons, which are inflated before the CPC is landing, as well as with an alarm that activates after separation of the CDS and the aircraft, and an audible alarm, which is activated before the landing of the CDS.

На фиг. 1 показана схема старта и подъема ЛА в составе связки СРС-ЛА на высоту целевого функционирования в рамках предлагаемого технического решения. Приняты обозначения:In FIG. 1 shows a diagram of the launch and lift of an aircraft as part of a bunch of CDS-LA to the height of the target functioning within the framework of the proposed technical solution. Designations accepted:

1 - крылатый летательный аппарат в маршевой конфигурации;1 - winged aircraft in march configuration;

2 - стартово-разгонная ступень (вариант);2 - start-acceleration stage (option);

3 - связка СРС-ЛА;3 - a bunch of CDS-LA;

4 - пусковая установка (вариант);4 - launcher (option);

5 - стартовый участок траектории полета связки СРС-ЛА;5 - the starting section of the flight path of the ligament of the CDS-LA;

6 - высота целевого функционирования ЛА (маршевая высота полета);6 - the height of the target operation of the aircraft (mid-flight altitude);

7 - траектория падения отработавшей СРС;7 - trajectory of the fall of the spent CDS;

8 - тормозной парашют СРС (вариант).8 - CPC brake parachute (option).

Предложенное техническое решение может быть реализовано, например, следующим образом (см. фиг. 1). Летательный аппарат поз. 1 (с крылом большого удлинения, в том числе для полета на больших высотах) размещается в сложенном виде внутри СРС поз. 2. Связка СРС-ЛА поз. 3 устанавливается на пусковую установку поз. 4 (при этом СРС поз. 2 может выполнять роль транспортно-пускового контейнера ЛА поз. 1).The proposed technical solution can be implemented, for example, as follows (see Fig. 1). Aircraft pos. 1 (with a wing of high elongation, including for flying at high altitudes) is folded inside the CPC pos. 2. A bunch of CDS-LA pos. 3 is installed on the launcher pos. 4 (in this case, the CPC pos. 2 can serve as the transport and launch container of the aircraft pos. 1).

При получении команды на пуск связка СРС-ЛА поз. 3 переводится в заданное стартовое положение (например, наклонное или вертикальное). После старта с пусковой установки поз. 4 связка СРС-ЛА поз. 3 осуществляет ракетный набор высоты и скорости, например, по программной траектории стартового участка поз. 5. При этом стартово-разгонный ракетный двигатель (двигатели) может размещаться в головной или хвостовой части СРС поз. 2, а стабилизация связки СРС-ЛА поз. 3 может осуществляться за счет ее статически устойчивой балансировки и/или активного управления по каналам тангажа, курса и крена (например, аэродинамическими и/или газодинамическими органами управления СРС поз. 2).Upon receipt of a command to start a bunch of CPC-LA pos. 3 is moved to a predetermined starting position (e.g., tilted or vertical). After starting from the launcher, pos. 4 bunch СРС-ЛА pos. 3 implements rocket climb and speed, for example, along the programmed path of the launch site pos. 5. At the same time, the starting-booster rocket engine (s) can be located in the head or tail of the CPC pos. 2, and stabilization of the ligament of the CPC-LA pos. 3 can be carried out due to its statically stable balancing and / or active control over the pitch, heading and roll channels (for example, aerodynamic and / or gas-dynamic control bodies of the CDS pos. 2).

При достижении (в том числе при движении по инерции) высоты целевого функционирования поз.6 (принята в диапазоне высот 0,5….25,0 км, где осуществляется выполнение абсолютного большинства целевых задач атмосферных ЛА с крылом большого удлинения) производится преобразование связки СРС-ЛА поз. 3 с разделением ЛА поз. 1 и СРС поз. 2. При этом - в силу определенной «слабости» конструкции ЛА поз. 1 с крылом большого удлинения и особенностей механики разделения длинномерных объектов в воздухе - диапазон скоростных напоров при разделении ЛА поз. 1 и СРС поз. 2 не должен превышать 4000 кг/м⋅c² - (определяется, например, по бортовому приемнику воздушного давления). Следует отметить, что в этом случае при разделении объектов могут быть успешно применены тормозные парашютные системы (в частности, тормозной парашют поз. 8 СРС).Upon reaching (including by inertia) the height of the target functioning pos.6 (adopted in the altitude range 0.5 ... .25.0 km, where the absolute majority of the targets of atmospheric aircraft with a large elongation wing are fulfilled) -LA pos. 3 with separation of the aircraft pos. 1 and CPC pos. 2. Moreover, due to a certain "weakness" of the design of the aircraft pos. 1 with a wing of large elongation and features of the mechanics of separation of long objects in the air - a range of high-pressure heads during separation of an aircraft pos. 1 and CPC pos. 2 must not exceed 4000 kg / m⋅c ² - (determined, for example, by an on-board air pressure receiver). It should be noted that in this case, when separating objects, brake parachute systems (in particular, a parachute brake pos. 8 CPC) can be successfully applied.

После разделения и развертывания крыла ЛА поз. 1 осуществляет маршевый полет в диапазоне высот целевого функционирования поз. 6 (например, в режиме дистанционного зондирования поверхности земли разноспектральными бортовыми сенсорами), а отработавшая СРС поз. 2 переходит на траекторию падения поз. 7.After the separation and deployment of the aircraft wing pos. 1 performs a march flight in the range of heights of the target functioning pos. 6 (for example, in the mode of remote sensing of the earth's surface with multispectral airborne sensors), and the spent CCS pos. 2 goes to the falling path pos. 7.

С целью предупреждения соударения с другими летательными аппаратами, травматизации людей и животных на отработавшей СРС поз. 2 может включаться сигнализация - световая (которую активируют сразу после разделения СРС поз. 2 с ЛА поз. 1) и/или звуковая (которую активируют перед приземлением СРС поз. 2), а также задействуется спасательный парашют (перед приземлением СРС поз. 2 на высоте от поверхности земли не менее 100 м, что определяется, например, посредством бортового барометрического, лазерного либо радиовысотомера).In order to prevent collisions with other aircraft, injure people and animals in the spent CPC pos. 2, an alarm can be activated - light (which is activated immediately after separation of the CPC pos. 2 from the aircraft pos. 1) and / or sound (which is activated before the landing of the CPC pos. 2), and a rescue parachute is activated (before the landing of the CPC pos. 2 on a height of at least 100 m from the surface of the earth, which is determined, for example, by means of an on-board barometric, laser or radio altimeter).

С целью минимизации посадочных перегрузок в момент касания земли СРС поз. 2 может дополнительно снабжаться 1…4 эластичными баллонетами мягкой посадки (которые наддуваются из сложенного состояния, например, холодным газом непосредственно перед приземлением).In order to minimize landing overloads at the moment of touching the ground, СРС pos. 2 can be additionally equipped with 1 ... 4 flexible soft-fit balloons (which are inflated from a folded state, for example, with cold gas immediately before landing).

Применение предложенного технического решения позволит оперативно выводить летательные аппараты с крылом большого удлинения на высоту целевого функционирования, при этом обеспечивать защиту (экранирование) ЛА от воздействия скоростного напора, а также осуществлять, в случае необходимости, спасение и многоразовое использование стартово-разгонных ступеней.The application of the proposed technical solution will allow to quickly bring aircraft with a large elongation wing to the height of the target operation, while providing protection (shielding) of the aircraft from the impact of high-speed pressure, as well as, if necessary, rescue and reuse of launch and booster stages.

Claims (9)

1. Способ старта и подъема летательного аппарата (ЛА) самолетного типа посредством ракетной стартово-разгонной ступени (СРС), включающий механическое скрепление ЛА со сложенным крылом и СРС в связку, старт с нулевых направляющих связки СРС-ЛА и ее разгон в воздухе при помощи СРС, разделение ЛА с отработавшей СРС, отличающийся тем, что ЛА со сложенным крылом размещают и фиксируют внутри СРС, после старта связку СРС-ЛА выводят на высоту 0,5…25,0 км начала целевого функционирования ЛА, после срабатывания СРС при достижении скоростного напора не более 4000 кг/м⋅с² производят разделение ЛА и СРС, после чего осуществляют раскрытие крыла ЛА в маршевую конфигурацию.1. A method of launching and raising an aircraft of an aircraft type by means of a rocket launch-booster stage (СРС), including mechanical fastening of an aircraft with a folded wing and СРС into a bunch, starting from zero guides of the bunch СРС-ЛА and its acceleration in air using CDS, separation of the aircraft with spent CDS, characterized in that the aircraft with the folded wing is placed and fixed inside the CDS, after the start, the ligament of CDS-LA is brought to a height of 0.5 ... 25.0 km of the target functioning of the aircraft, after the actuation of the CDS when the speed the pressure is not bo less than 4000 kg / m⋅s ² , the aircraft and the CDS are separated, after which the aircraft wing is opened into the march configuration. 2. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 1, отличающийся тем, что ракетный двигатель СРС размещают в ее головной или хвостовой части.2. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile CPC according to claim 1, characterized in that the CPC rocket engine is placed in its head or tail. 3. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 1, отличающийся тем, что связку СРС-ЛА выполняют статически устойчивой на всей траектории ее полета.3. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile CPC according to claim 1, characterized in that the CPC-LA bunch is statically stable along its entire flight path. 4. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 1, отличающийся тем, что связкой СРС-ЛА управляют на всей траектории ее полета.4. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile AIS according to claim 1, characterized in that the ligament of the AIS-LA is controlled along its entire flight path. 5. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 1, отличающийся тем, что при разделении ЛА и СРС осуществляют дополнительное торможение СРС при помощи тормозного парашюта, который вводят в воздушный поток.5. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile CPC according to claim 1, characterized in that when separating the aircraft and the CPC, additional braking of the CPC is carried out using a brake parachute, which is introduced into the air stream. 6. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 1, отличающийся тем, что СРС дополнительно снабжают спасательным парашютом, который раскрывают перед ее приземлением на высоте не менее 100 м.6. The method of launching and raising an aircraft of an aircraft type by means of a missile CPC according to claim 1, characterized in that the CPC is additionally equipped with a rescue parachute, which is opened before it lands at a height of at least 100 m. 7. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 6, отличающийся тем, что СРС дополнительно снабжают не более чем 4 баллонетами мягкой посадки, которые наддувают перед приземлением СРС.7. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile CPC according to claim 6, characterized in that the CPC is additionally equipped with no more than 4 soft-landing balloons that are pressurized before the landing of the CPC. 8. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 6, отличающийся тем, что СРС дополнительно снабжают световой сигнализацией, которую активируют после разделения СРС с ЛА.8. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of rocket SRS according to claim 6, characterized in that the SRS is additionally equipped with a light alarm, which is activated after separation of the SRS from the aircraft. 9. Способ старта и подъема ЛА самолетного типа посредством ракетной СРС по п. 8, отличающийся тем, что СРС дополнительно снабжают звуковой сигнализацией, которую активируют перед приземлением СРС.9. The method of launching and raising aircraft of an aircraft type by means of a missile AIS according to claim 8, characterized in that the AIS is additionally equipped with an audible alarm that is activated before the AIS landing.

Images