Аэромобильный комплекс беспилотного вертолета
Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к созданию беспилотных вертолетных комплексов воздушной разведки, целеуказания, транспортировки специальных грузов и решения других задач и обеспечивает расширение функциональных возможностей аэромобильного комплекса беспилотного вертолета при одновременном упрощении процесса подготовки беспилотного вертолета к выполнению полетного задания.
Аэромобильный комплекс беспилотного вертолета, состоит из пилотируемого вертолета-носителя с кабиной экипажа, оснащенной рабочим местом летчика, транспортировочного устройства, оборудованного устройствами погрузки-разгрузки, пол которого выполнен в виде аппарели, беспилотного вертолета с блоком траекторного управления, как минимум одной целевой нагрузкой и блоком управления целевой нагрузкой, пункта управления аэромобильным комплексом беспилотного вертолета и снабжен дополнительным транспортировочным устройством, имеющим независимые подъемные механизмы, оборудованным колесным шасси, узлами крепления беспилотного вертолета, узлами стыковки автономной целевой нагрузки к беспилотному вертолету, при этом беспилотный вертолет выполнен со съемными лопастями несущих винтов, складывающейся колонкой несущих винтов, складной хвостовой балкой (хвостовым оперением), складывающимся шасси, а целевые нагрузки выполнены автономными и снабжены унифицированным устройством крепления к внешней поверхности беспилотного вертолета, при этом транспортировочное устройство выполнено в виде несъемной грузовой кабины пилотируемого вертолета-носителя, оборудованной погрузочно-разгрузочными проемами.
Полезная модель относится к авиационной технике, а именно - к созданию беспилотных вертолетных комплексов воздушной разведки, целеуказания, транспортировки специальных грузов и решения других целевых задач.
Известен широкий класс мобильных комплексов с беспилотными летательными аппаратами (далее БЛА), содержащих средства их доставки к месту развертывания и управления в процессе эксплуатации. В подавляющем большинстве комплексы БЛА базируются на наземных транспортных средствах, которые осуществляют их доставку к месту развертывания и с них же производится управление работой комплекса БЛА.
Известен мобильный комплекс воздушной разведки «ТИПЧАК» с БЛА самолетного типа, базирующийся на четырех транспортных средствах типа «КАМАЗ» (Новости аэрокосмического салона МАКС 2005, 
2 от 17 августа 2005 г., стр.20).
Известен мобильный авиационный разведывательный комплекс с БЛА вертикального взлета и посадки (патент РФ 2067952, В64С 39/02), базирующийся на наземном транспортном средстве типа самоходной установки на гусеничном ходу.
В обоих приведенных аналогах доставка к месту развертывания комплекса с БЛА осуществляется наземным транспортным средством, а управление функционированием БЛА осуществляется по радиоканалу с наземного командного пункта управления.
Основным недостатком описанных выше аналогов являются ограничения, связанные с мобильностью комплекса с БЛА, вызванные низкой проходимостью их наземных транспортных средств и, в связи с этим, - невозможностью (в случае отсутствия дорог) или несвоевременностью (загруженность дорог, сложный рельеф местности и т.д.) выдвижения комплекса с БЛА на установленные плацдармы.
Известен аэромобильный комплекс беспилотного вертолета (патент РФ, 2403181, В64С 27/00, В64С 39/00), содержащий беспилотный вертолет с блоком траекторного управления, блоком управления оптико-электронной системой или радиолокационной станцией (далее - целевыми нагрузками), пилотируемый вертолет с кабиной экипажа, оснащенной рабочим местом летчика с пультом управления полетом вертолета, транспортировочным устройством, выполненным в виде съемной кабины\платформы, жестко закрепленной к фюзеляжу пилотируемого вертолета, оборудованной устройствами погрузки-разгрузки беспилотного вертолета и узлами крепления его внутри съемной кабины\платформы, пол которой выполнен в виде аппарели, а также пункт управления аэромобильным комплексом беспилотного вертолета и оснащение, аппаратурно обеспечивающее автономность эксплуатации аэромобильного комплекса БЛА.
Известный аэромобильный комплекс функционирует следующим образом.
По заданию стационарного командного пункта базы дислокации аэромобильный комплекс в составе пилотируемого вертолета-носителя (далее ПВН), имеющего на борту беспилотный вертолет (далее БВ) с установленными на нем целевыми нагрузками, перелетает в район применения. В районе применения ПВН выбирает площадку и производит посадку. Силами экипажа ПВН БВ вручную выгружается из кабины/платформы ПВН и приводится в рабочее состояние. После введения полетного задания БВ взлетает и направляется в зону выполнения полетного задания. Функциональные возможности аэромобильного комплекса по номенклатуре выполняемых задач при этом ограничены возможностями целевых нагрузок, установленных на БВ, который имеет небольшие размеры по сравнению с ПВН и ограниченные возможности по полезной нагрузке.
Управление выполнением полетного задания осуществляется с ПВН или наземного командного пункта. ПВН при этом может находиться как на земле, так и в полете.
После выполнения полетного задания БВ возвращается на выбранную посадочную площадку. Силами экипажа ПВН БВ готовится к повторному полету, если новое полетное задание может быть выполнено целевыми нагрузками, установленными на БВ, или переводится в транспортировочное положение, загружается в съемную грузовую кабину/платформу ПВН и аэромобильный комплекс возвращается на базу дислокации для доукомплектования БВ необходимыми целевыми нагрузками или, в случае отсутствия такой возможности, - замены БВ.
Недостатком описанного аэромобильного комплекса беспилотного вертолета является ограничение функциональных возможностей аэромобильного комплекса, а именно:
- отсутствие возможности оперативного переоборудования БВ необходимыми целевыми нагрузками на месте автономного базирования аэромобильного комплекса для выполнения другого полетного задания, выполнение которого не обеспечивается имеющимися на БВ целевыми нагрузками;
- отсутствие возможности перевозки беспилотного вертолета в любом пилотируемом вертолете, оборудованном грузовой кабиной.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей аэромобильного комплекса при одновременном упрощении процесса подготовки БВ к выполнению полетного задания.
Техническая задача обеспечивается тем, что аэромобильный комплекс беспилотного вертолета, состоящий из пилотируемого вертолета-носителя с кабиной экипажа, оснащенной рабочим местом летчика, транспортировочного устройства, оборудованного устройствами погрузки-разгрузки, пол которого выполнен в виде аппарели, беспилотного вертолета с блоком траекторного управления и блоком управления как минимум одной целевой нагрузкой, пункта управления аэромобильным комплексом беспилотного вертолета, снабжен дополнительным транспортировочным устройством, имеющим независимые подъемные механизмы, оборудованным колесным шасси, узлами крепления беспилотного вертолета, узлами стыковки автономной целевой нагрузки к беспилотному вертолету, при этом беспилотный вертолет выполнен со съемными лопастями несущих винтов, складывающейся колонкой несущих винтов, складной хвостовой балкой (хвостовым оперением), складывающимся шасси, а целевые нагрузки выполнены автономными и снабжены унифицированным устройством крепления к внешней поверхности беспилотного вертолета, при этом транспортировочное устройство выполнено в виде несъемной грузовой кабины пилотируемого вертолета-носителя, оборудованной погрузочно-разгрузочными проемами.
Техническое решение аэромобильного комплекса беспилотного вертолета поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 - пилотируемый вертолет-носитель в варианте для одного беспилотного вертолета;
- на фиг.2 - поперечное сечение беспилотного вертолета с установленной целевой нагрузкой;
- на фиг.3 - схема дополнительного транспортировочного устройства беспилотного вертолета;
- на фиг.4 - общий вид дополнительного транспортировочного устройства беспилотного вертолета.
Аэромобильный комплекс беспилотного вертолета состоит из пилотируемого вертолета-носителя 1 (далее ПВН), как минимум одного беспилотного вертолета 2 (далее БВ), снабженного блоком траекторного управления (условно не показан), блоком управления (условно не показан) как минимум одной автономной целевой нагрузкой 3, снабженной унифицированным устройством крепления 4, и закрепляемой на внешней поверхности беспилотного вертолета 2, и пункта управления аэромобильным комплексом беспилотного вертолета (условно не показан), который может быть выполнен в виде наземного, воздушного, мобильного, смешанного или другого варианта исполнения.
Пилотируемый вертолет-носитель 1 имеет кабину пилотов 5, оснащенную рабочим местом летчика 6 с пультом управления полетом 7 и грузовую кабину 8, оборудованную устройствами и комплектом узлов крепления грузов внутри нее и имеющую погрузочно-разгрузочные проемы.
Аэромобильный комплекс снабжен дополнительным транспортировочным устройством 9, с помощью которого в грузовой кабине 8 пилотируемого вертолета-носителя 1 размещается как минимум один беспилотный вертолет 2 в сложенном положении с одной и более автономными целевыми нагрузками 3, закрепленными в грузовой кабине 8.
Беспилотный вертолет 2 в сложенном положении установлен на дополнительное транспортировочное устройство 9, при этом лопасти беспилотного вертолета (условно не показаны) сняты и уложены как минимум в один контейнер 10. Колонка несущих винтов 11 беспилотного вертолета 2 сложена и закреплена на корпусе БВ 2, шасси 12 сложены и зафиксированы в сложенном положении, хвостовое оперение 13 сложено и закреплено на корпусе БВ 2.
Автономная целевая нагрузка 3, оборудованная унифицированным устройством крепления 4, снята с БВ 2 и закреплена в грузовой кабине 8 пилотируемого вертолета-носителя 1. Автономные целевые нагрузки, устанавливаемые на внешней поверхности беспилотного вертолета, конструктивно выполнены в виде контейнеров (модулей), каждый из которых выполняет свою целевую задачу, например, оптико-электронный модуль предназначен для ведения круглосуточной разведки и наблюдения в ближней зоне, модуль радиолокационной разведки позволяет круглосуточно и всепогодно осуществлять разведку на больших территориях и осуществлять высокоточное обнаружение целей, модуль с радиооптическим комплексом предназначен для выполнения задач радио- и радиотехнической разведки (РР, РТР), модуль средств радиоэлектронной борьбы с передатчиками помех для радиоподавления вообще может представлять собой отдельный комплект сменных целевых нагрузок, транспортировочный модуль предназначен для доставки в труднодоступные и опасные для человека места (боевых действий, аварий, стихийных бедствий, техногенных катастроф и других ЧС) экстренных грузов (медикаментов, воды, продуктов; почты, диагностической аппаратуры, средств связи и т.д.) и др. Перечень целевых нагрузок не ограничен и определяется конкретной целевой задачей, поставленной для реализации аэромобильным комплексом.
Модули (контейнеры) автономных целевых нагрузок могут иметь различные габариты и конфигурацию, но при этом имеют единые, унифицированные с БВ установочно-присоединительные устройства крепления и электрические соединители, а положение их центра тяжести выбрано так, что при подвеске модуля на борт БВ оно совпадало бы с центром тяжести беспилотного вертолета.
Такое компоновочное решение, основанное на известном принципе модульности, когда беспилотный вертолет конструктивно разделяется на две функциональные части - собственно беспилотный вертолет (носитель) и набор автономных целевых нагрузок, снабженных унифицированным устройством крепления, и устанавливаемых на внешней поверхности беспилотного вертолета, существенно расширяет возможности аэромобильного комплекса, максимально увеличивает его потребительские качества и придает комплексу реальную многофункциональность.
В сложенном положении беспилотный вертолет 2 на дополнительном транспортировочном устройстве 9 загружен в грузовую кабину 8 пилотируемого вертолета-носителя 1, при этом беспилотный вертолет 2 и дополнительное транспортировочное устройство 9 закреплены к штатным узлам крепления грузов грузовой кабины 8 пилотируемого вертолета-носителя 1.
Дополнительное транспортировочное устройство 9 содержит смонтированную на колесах ходовую П-образную раму 13, установленную на ней посредством подъемного механизма 14 с возможностью плоскопараллельного перемещения грузовую П-образную раму 15, на двух противоположных сторонах которой смонтированы подъемные устройства 16, состоящие каждое из двух вертикальных стоек 17 с устройствами крепления 18 беспилотного вертолета 2 и с направляющими, по которым синхронно вертикально перемещаются горизонтальные рейки 19, имеющие по два V-образных выреза 20 для захвата и позиционирования унифицированного устройства крепления 4 автономных целевых нагрузок 3. Горизонтальные рейки 19 связаны с ползунами 21 червячных передач, расположенных на противоположных сторонах грузовой П-образной рамы 15, посредством толкателей 22, один конец которых шарнирно крепится к горизонтальным рейкам 19, а второй - к ползунам 21 червячных передач. Вращение ходовым винтам 23 червячных передач сообщается от одной ручки 24 посредством двух угловых редукторов 25.
Перед применением дополнительного транспортировочного устройства 9 его подъемный механизм 14 полностью опущен, грузовая П-образная рама 15 и горизонтальные рейки 19 находятся в своем нижнем положении. Дополнительное транспортировочное устройство 9 в таком положении на колесах транспортируют к беспилотному вертолету и заводят под него так, чтобы устройства крепления 18 беспилотного вертолета 2 на вертикальных стойках 17 расположились под соответствующими узлами беспилотного вертолета.
С помощью подъемного механизма 14 поднимают грузовую П-образную раму 15 до касания устройств крепления 18 беспилотного вертолета 2 соответствующих узлов беспилотного вертолета. Узлы беспилотного вертолета (а значит - весь БВ) фиксируют в устройствах крепления 18.
С помощью подъемного механизма 14 поднимают грузовую П-образную раму 15 с закрепленным на ней БВ 2 до отрыва шасси от земли на выбранную (или фиксированную) высоту.
Выбранный модуль автономной целевой нагрузки 3 заводится под БВ 2 между сторонами ходовой П-образной рамы 13 так, чтобы соответствующие узлы его унифицированного устройства крепления 4 расположились над V-образными вырезами 20 горизонтальных реек 19 подъемного устройства 16.
Вращение ручки 24 через угловые редукторы 25 синхронно передается на два ходовых винта 23 червячной передачи, вследствие чего ползуны 21 червячных передач совершают продольное перемещение, которое посредством толкателей 22 передается на горизонтальные рейки 19. Горизонтальные рейки 19 движутся вертикально в направляющих вертикальных стоек 17 до касания V-образных вырезов 20 в горизонтальных рейках 19 соответствующих узлов унифицированного устройства крепления 4 модуля автономной целевой нагрузки 3.
Дальнейший подъем горизонтальных реек 19 обеспечивает отрыв модуля автономной целевой нагрузки 3 от его тележки и позиционирование соответствующих узлов унифицированного устройства крепления 4 посредством V-образных вырезов 20 горизонтальных реек 19 относительно соответствующих узлов крепления БВ.
Таким образом, благодаря использованию дополнительного транспортировочного устройства 9, БВ 2 и его модуль автономной целевой нагрузки 3 конструктивно располагаются в единой связанной системе, точно позиционируясь друг относительно друга, что позволяет без дополнительных приспособлений и регулировок, с минимальными трудозатратами осуществить навеску-снятие модуля целевой нагрузки 3 на беспилотный вертолет 2 в полевых условиях.
Подъем горизонтальных реек 19 с модулем автономной целевой нагрузки 3 осуществляется до совмещения узлов унифицированного устройства крепления 4 и соответствующих узлов крепления БВ.
Модуль автономной целевой нагрузки 3 через узлы унифицированного устройства крепления 4 закрепляется на БВ 2.
В таком положении БВ 2 с установленным на нем модулем автономной целевой нагрузки 3 может быть перемещен (при необходимости) на дополнительном транспортировочном устройстве 9 к месту старта.
На месте старта устройства крепления 18 беспилотного вертолета 2 освобождаются и БВ удерживается на подъемном устройстве 16 только собственным весом, грузовая П-образная рама 15 вместе с БВ и закрепленным на нем модулем автономной целевой нагрузки 3 с помощью подъемного механизма 14 опускается до касания земли шасси БВ. Дальнейшее движение грузовой П-образной рамы 15 вниз до упора полностью освобождает БВ. Путем обратного вращения рукоятки 24 горизонтальные рейки 19 также опускаются вниз до упора.
Дополнительное транспортировочное устройство 9 выкатывается из-под беспилотного вертолета 2.
По заданию стационарного командного пункта базы дислокации аэромобильный комплекс в составе пилотируемого вертолета-носителя 1 с как минимум одним беспилотным вертолетом 2 на борту и как минимум одной автономной целевой нагрузкой 3 для БВ перелетает в район применения. В районе применения ПВН 1 выбирает площадку и производит посадку. Место посадки и посадочная площадка в общем случае являются неподготовленными в инженерном отношении для обслуживания как пилотируемого вертолета 1, так и беспилотного вертолета 2. Силами экипажа ПВН БВ в сложенном состоянии на дополнительном транспортировочном устройстве 9 вручную выкатывается из грузовой кабины 8 ПВН. Целевые нагрузки 3 также силами экипажа ПВН снимаются с пилотируемого вертолета 1.
Силами экипажа поднимают грузовую П-образную раму 15 дополнительного транспортировочного устройства 9 с установленным на ней беспилотным вертолетом 2 с помощью подъемного механизма 14.
Силами экипажа в этом положении дополнительного транспортировочного устройства 9 производится приведение беспилотного вертолета 2 в состояние готовности к выполнению целевой задачи. Для этого на беспилотном вертолете 2 раскладывается и фиксируется шасси 12, колонка несущих винтов 11 переводится в рабочее (вертикальное) положение, лопасти беспилотного вертолета извлекаются из контейнера (ов) и устанавливаются на колонке несущих винтов 11, хвостовая балка (хвостовое оперение) 13 раскладывается и фиксируется.
С помощью дополнительного транспортировочного устройства 9 силами экипажа на внешней поверхности беспилотного вертолета 2 закрепляется требуемая для выполнения целевой задачи автономная целевая нагрузка 3 и беспилотный вертолет 2 на дополнительном транспортировочном устройстве 9 перевозится на стартовую позицию (при необходимости).
На стартовой позиции дополнительное транспортировочное устройство 9 отстыковывается от беспилотного вертолета 2, переводится в нижнее сложенное положение, извлекается из-под беспилотного вертолета 2 и отводится на безопасное расстояние от места взлета. При этом беспилотный вертолет 2 с установленной на нем целевой нагрузкой 3 является полностью подготовленным к выполнению полетного задания.
После введения (уточнения) полетного задания БВ взлетает и направляется в зону выполнения полетного задания. Управление выполнением полетного задания осуществляется с ПВН или наземного командного пункта. ПВН при этом может находиться как на земле, так и в полете.
После выполнения полетного задания и посадки беспилотного вертолета 2, на посадочной площадке может быть либо произведена замена автономной целевой нагрузки 3 с помощью дополнительного транспортировочного устройства 9 и дальнейшее использование беспилотного вертолета 2 с этой же стартовой позиции, либо аэромобильный комплекс беспилотного вертолета будет перебазирован на другую площадку применения. В этом случае процесс снятия автономной целевой нагрузки 3 и перевод беспилотного вертолета 2 в транспортировочное (сложенное) положение производится также с помощью дополнительного транспортировочного устройства 9 в обратном по отношению к подготовке к взлету порядке.
Предлагаемое техническое решение позволяет:
- расширить функциональные возможности комплекса при одновременном упрощении процесса подготовки БВ к работе;
- обеспечить автономность эксплуатации аэромобильного комплекса;
- значительно повысить применимость аэромобильного комплекса за счет использования в качестве пилотируемого вертолета-носителя любого существующего\перспективного вертолета, имеющего соответствующие габариты грузовой кабины, без изменения конструкции и обводов фюзеляжа самого пилотируемого вертолета-носителя;
- расширить круг решаемых БП задач за счет применения съемных целевых нагрузок и увеличения их полезного веса. Такое компоновочное решение, основанное на известном принципе модульности (летающее шасси), когда беспилотный вертолет конструктивно разделяется на две функциональные части - собственно беспилотный вертолет (носитель) и набор автономных целевых нагрузок, снабженных унифицированным устройством крепления, и устанавливаемых на внешней поверхности беспилотного вертолета, существенно расширяет возможности аэромобильного комплекса, максимально увеличивает его потребительские качества и придает комплексу реальную многофункциональность.
Аэромобильный комплекс беспилотного вертолета, состоящий из пилотируемого вертолета-носителя с кабиной экипажа, оснащенной рабочим местом летчика, транспортировочного устройства, оборудованного устройствами погрузки-разгрузки, пол которого выполнен в виде аппарели, беспилотного вертолета с блоком траекторного управления, как минимум одной целевой нагрузкой и блоком управления целевой нагрузкой, пункта управления аэромобильным комплексом беспилотного вертолета, отличающийся тем, что снабжен дополнительным транспортировочным устройством, имеющим независимые подъемные механизмы, оборудованным колесным шасси, узлами крепления беспилотного вертолета, узлами стыковки автономной целевой нагрузки к беспилотному вертолету, при этом беспилотный вертолет выполнен со съемными лопастями несущих винтов, складывающейся колонкой несущих винтов, складной хвостовой балкой (хвостовым оперением), складывающимся шасси, а целевые нагрузки выполнены автономными и снабжены унифицированным устройством крепления к внешней поверхности беспилотного вертолета, при этом транспортировочное устройство выполнено в виде несъемной грузовой кабины пилотируемого вертолета-носителя, оборудованной погрузочно-разгрузочными проемами.
