Топливная система беспилотного летательного аппарата

Авторы патента:

Попович Александр Максимилианович (RU)

B64C29/00 - Летательные аппараты с вертикальным взлетом или посадкой (управление положением летательных аппаратов в воздухе, управление высотой и направлением полета с помощью реактивной силы B64C 15/00; винтокрылые летательные аппараты B64C 27/00; транспортные средства на воздушной подушке B60V; элементы реактивных двигателей, например реактивные сопла или выхлопные трубы F02K)

Владельцы патента RU 2523729:

Косткин Михаил Дмитриевич (RU)
Попович Александр Максимилианович (RU)

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкции топливных систем беспилотных летательных аппаратов. Система содержит N топливных баков, встроенных в кольцевой обтекатель. Баки расположены по окружности, симметрично относительно вертикальной оси аппарата. Трубопроводы, подающие топливо в двигатель, соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку. Последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю. Достигается упрощение конструкции системы подачи топлива. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, в частности к конструкции топливной системы двигателя летательного аппарата с вертикальным положением продольной оси аппарата при посадке.

Известны технические решения конструкций топливных систем таких летательных аппаратов.

В заявках на европейский патент ЕР 2151379, публикация 10.02.2010 и ЕР 2147858, публикация 27.01.2010, описана конструкция топливных баков летательного аппарата, которые присоединяются к обтекателю и формируют переднюю кромку обтекателя.

В патенте US 6502787, публикация 7.01.2003, топливный бак выполнен в виде цилиндра, расположенного по оси летательного аппарата.

Существует необходимость в конструкции топливной системы, которая была бы интегрирована в конструкцию аппарата, с другой стороны, не нарушалась центровка аппарата при расходе топлива. При этом конструкция топливной системы должна быть достаточно простой.

Технической задачей, решаемой в данном изобретении, является создание простой системы подачи топлива, которая обеспечивает центровку аппарата при расходовании топлива.

Топливная система осесимметричного беспилотного летательного аппарата включает раму, установленные на раме кольцевой обтекатель с движителем в виде вентилятора и двигатель. Система содержит N топливных баков, которые встроены в кольцевой обтекатель и расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси аппарата, трубопроводы, подающие топливо в двигатель, которые соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом, каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку, а последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю.

Такая конструкция топливной системы, благодаря интеграции топливных баков внутрь обтекателя позволяет эффективно использовать объем обтекателя. Благодаря такому соединению трубопроводов, при расходовании топлива существенно не нарушается центровка, что важно для сохранения стабильности полета аппарата. Кроме того, сама топливная система получается простой, что позволяет повысить надежность ее работы.

В частном случае система баков содержит четное число баков.

В частности, наконечник входного патрубка от предыдущего топливного бака расположен в верхней части бака, а наконечник выходного патрубка расположен в нижней части бака, при этом входной патрубок первого бака соединен с атмосферой, а выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем. Такое соединение баков позволяет выбирать все топливо из баков, кроме того, баки за счет атмосферного давления опорожняются последовательно.

В частном случае выполнения системы выходной трубопровод последнего бака может быть соединен с двигателем через насос.

Кроме того, трубопроводы размещены выше системы топливных баков, в частности, они могут быть размещены в верхней части обтекателя.

Для жесткости и устойчивости конструкции система баков может быть установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 приведена общая схема летательного аппарата в вертикальном разрезе.

На Фиг.2 показан вид топливного бака, встроенного в обтекатель.

На Фиг.3 приведен горизонтальный разрез обтекателя аппарата с топливными баками внутри.

На Фиг.4 приведен разрез топливного бака и схема соединения топливных баков.

Летательный аппарат 1 (Фиг.1) содержит раму 2, на которой установлен двигатель 3 и кольцевой обтекатель 4 с вентилятором 5. Внутри обтекателя 4 размещены топливные баки 6 (Фиг.2 и Фиг.3). Баки 6 расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси 7 аппарата 1. Баки 6 установлены на внутреннем шпангоуте 8 кольцевого обтекателя 4 и прикреплены к вертикальным шпангоутам, на чертежах не показаны, для жесткости всей конструкции.

Трубопроводы 9, подающие топливо в двигатель 3, соединяют топливные баки 6 последовательно друг с другом. Каждый последующий бак 6, присоединенный к предыдущему баку 6, расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси 7 обтекателя 4, предыдущему баку 6. Например, на Фиг.3 показано восемь баков 6, расположенных в обтекателе 4. Соединение этих баков 6 (Фиг.4) трубопроводами 9 может быть произведено по следующей схеме: первый бак соединен с пятым, пятый со вторым, второй с шестым, шестой с третьим, третий с седьмым, седьмой с четвертым, а четвертый с восьмым. Соединение может быть произведено и в другой последовательности, например, возможен вариант последовательного соединения баков: 1-5-3-7-4-8-2-6, главное, чтобы каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси 7 обтекателя, предыдущему баку. Выходной патрубок 10 первого бака 6, в приведенном примере соединения, подключен к входу топлива двигателя 3, а входной патрубок 11 восьмого, последнего при данном соединении бака 6, подключен к атмосфере. Внутри баков 6 наконечник 10 входного патрубка расположен в верхней части бака 6, а наконечник 11 выходного патрубка расположен в нижней части бака 6.

Трубопроводы 9, соединяющие баки 6, размещены выше системы топливных баков 6, например, в верхней части обтекателя 4. Двигатель 3 может содержать насос, подающий топливо из баков 6. В качестве двигателя может использоваться двигатель внутреннего сгорания, тогда в виде топлива используется углеводородное топливо.

Топливная система летательного аппарата 1 работает следующим образом.

При работе двигателя 3, вращающего вентилятор 5 в обтекателе 4, топливо, по мере его расходования в первом баке, последовательно перетекает из предыдущего (см. Фиг.3) за счет всасывания от двигателя естественным образом или насосом, за счет действия атмосферного давления, и баки опорожняются последовательно. При опорожнении баков сохраняется стабильность летательного аппарата в пространстве, потому что баки опорожняются примерно симметрично относительно центральной оси 7. Если конструкция аппарата будет выполнена осесимметричной, то облегчается управление аппарата, в том числе и при расходе топлива, при опорожнении топливных баков 6.

Конструкция топливной системы летательного аппарата является простой, эффективной и занимает, в основном, пространство внутри обтекателя.

1. Топливная система беспилотного летательного аппарата, включающего раму, установленные на раме кольцевой обтекатель с движителем в виде вентилятора и двигатель, характеризуемая тем, что содержит N топливных баков, которые встроены в кольцевой обтекатель и расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси аппарата, трубопроводы, подающие топливо в двигатель, которые соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку, а последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю.

2. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков содержит четное число баков.

3. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что наконечник входного патрубка от предыдущего топливного бака расположен в верхней части бака, а наконечник выходного патрубка расположен в нижней части бака, при этом входной патрубок первого бака соединен с атмосферой, а выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем.

4. Топливная система по п.3, отличающаяся тем, что выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем через насос.

5. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены выше системы топливных баков.

6. Топливная система по п.5, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены в верхней части обтекателя.

7. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя.

Изобретение относится к области авиации, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки состоит из устройства для движения крыльев, кабины, двигателей, вентилятора.

Летательный аппарат с вертикальным взлетом или посадкой // 2521459

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к летательным аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки с управлением высотой и направлением полета с помощью реактивной силы содержит корпус, двигатели, сопла, газовод, выполненный с возможностью разделения газового потока из сопла реактивного двигателя перегородкой на два тракта: тракт вертикальной и тракт горизонтальной тяги.

Аппарат вертикального взлета и посадки // 2520821

Изобретение относится к области авиации, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат содержит корпус круглой формы или в форме эллипса с выпуклой верхней поверхностью и плоской нижней поверхностью, с выступающей вниз его центральной частью.

Летательный аппарат с двумя воздушными винтами противоположного вращения на вертикальной оси // 2520263

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям индивидуальных летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) содержит раму (3), снизу которой установлены два воздушных винта (5), (7) противоположного вращения на вертикальной оси, использующих общую ось (8) вращения.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки // 2518143

Изобретение относится к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Летательный аппарат вертикального взлета и посадки, дисковидной компоновки содержит два привода и вентиляторы противоположного вращения, один из которых, центробежный, обеспечивает движение потока из внутреннего пространства дисковидного корпуса, а другой, осевой в кольце, нагнетает поток вдоль наружной поверхности «Коанда».

Аэродинамический движитель // 2515949

Изобретение относится к устройствам для создания аэродинамической подъемной силы. Аэродинамический движитель содержит корпус в виде цилиндрической камеры с плоской верхней крышкой, под корпусом закреплена нижняя крышка в виде конической поверхности вращения с установленным осевым воздухозаборником.

Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки // 2511735

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к беспилотным летательным аппаратам. Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки содержит корпус выпуклой формы, выполненный в виде сжатого десятиугольника в плане, силовой элемент, размещенный в центре корпуса, на верхней части которого расположены два вентилятора, интегрированный обтекатель с кольцевыми каналами, элементы управления.

Летательный аппарат // 2507122

Изобретение относится к летательным аппаратам, способным совершать вертикальный взлет и посадку. Летательный аппарат (ЛА) содержит планер, включающий крыло (1), две разнесенные продольные балки (2), горизонтальное оперение (3) и вертикальное оперение (4).

Одноместный вертолет // 2507120

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям легких вертолетов. Одноместный вертолет содержит трубчатый каркас, в нижней части которого располагается силовая установка с узлами и механизмами, необходимыми для передачи и распределения крутящего момента через валы на пару соосных воздушных несущих винтов противоположного направления вращения, расположенных в верхней части вертолета.

Летательный аппарат вертикального взлета и посадки (варианты) // 2504500

Изобретение относится к области авиации, в частности к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. В первом варианте летательный аппарат вертикального взлета и посадки имеет дискообразный или тороидальный фюзеляж с двигательным устройством, ось которого совпадает с осью фюзеляжа, расположенным внутри канала, образованного фюзеляжем или выше фюзеляжа.

Самолет вертикального взлета и посадки // 2524318

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). СВВП состоит из фюзеляжа, крыла, стабилизатора, компрессора с воздухозаборником и двигателя. Соосно продольной оси самолета расположен вал дизельного двигателя, связанный через вал мультипликатора с валом компрессора. Ресивер компрессора воздухопроводом, проходящим через фюзеляж и оснащенным дроссельными заслонками с электромеханическим приводом, сообщается с воздухопроводом передней и задней кромкок крыла и передней кромки стабилизатора, которые оснащены соплами щелевого типа. Сопла воздухопроводов передних кромок крыла и стабилизатора направлены по касательной к верхним обшивкам, сопло воздухопровода задней кромки крыла направлено по хорде. Дроссельные заслонки с электромеханическим приводом связаны с системой стабилизации самолета в вертикальной плоскости на основе цифрового процессора. Выходной конец вала компрессора может быть оснащен воздушным винтом. Достигается возможность вертикального взлета и посадки, снижение шума. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ создания системы сил летательного аппарата вертикального взлёта и посадки и летательный аппарат для его осуществления // 2531432

Изобретение относится к области авиации, а именно к способам создания системы сил и летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Способ создания тяги заключается в направлении из сопла газовой струи по касательной к верхней выпуклой поверхности крыла аэродинамического сечения. Истекающая плоская пульсирующая газовая струя образуется в нестационарном сверхзвуковом эжекторе, сформированном системой двух входных каналов, связанных с воздухозаборными щелями постоянной площади, расположенными на верхней поверхности аэродинамического профиля, камерой смешения и реактивным соплом в виде выходной щели на верхней поверхности аэродинамического профиля. Летательный аппарат содержит крыло аэродинамического сечения с верхней выпуклой поверхностью. Нестационарный сверхзвуковой эжектор, размещенный внутри крыла, образован системой каналов, связывающих воздухозаборную щель постоянной площади, являющуюся маршевым впускным устройством, и воздухозаборную щель постоянной площади, являющуюся стартовым впускным устройством, расположенную в верхней точке аэродинамического профиля. Воздушные потоки соединяются в зоне коллектора горючего, а образующиеся в камере смешения продукты сгорания истекают через щелевое сопло, размещаемое на верхней поверхности крыла между стартовым впускным устройством и задней кромкой профиля. Достигается повышение КПД и аэродинамического качества летательного аппарата. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ создания подъёмной силы летательного аппарата (варианты) и летательный аппарат // 2531437

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы и к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Способ создания подъемной силы летательного аппарата заключается в использовании газовой струи, выходящей из сопла реактивного двигателя летательного аппарата, направляемой в несущее устройство, снабженное газоводом, в котором установлены разъединитель и подъемные элементы. При прохождении струи газов от двигателя создается подъемная сила за счет изменения направления движения газов в подъемных элементах. Устройство для реализации указанного способа создания подъемной силы содержит летательный аппарат с реактивным двигателем и несущим устройством с газоводом. В газоводе установлены один или несколько подъемных элементов, выполненных в виде протяженных сот, прямых или изогнутых по ходу движения газовой струи, причем изгиб подъемных элементов выполнен таким образом, чтобы создать подъемную силу, действующую на несущее устройство через подъемные элементы. Несущий элемент снабжен разъединителем газового потока, установленным в газоходе. Достигается увеличение подъемной силы, снижение расхода горючего и увеличение дальности и скорости полета. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Летательный аппарат // 2532443

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертолетного типа. Летательный аппарат содержит ротор с закрепленными на его валу полусферами, приемник рабочего тела, выполненный в центральной части ротора, примыкающий к внешней окружности ротора направляющий аппарат. Ротор выполнен из неподвижных относительно друг друга мембран, с верхними и нижними сферическими поверхностями, разделенными бандажами и воздушными слоями. Указанные мембраны расположены между приемником рабочего тела и направляющим аппаратом. Направляющий аппарат содержит закрепленный на его внешней окружности пневматический кольцевой бандаж. Ротор выполнен с возможностью ускорения воздушных потоков пограничными слоями и центробежной силой. Поддержка геометрической формы выполненных в виде сфер пленочных поверхностей мембран выполнена за счет центробежной силы воздушных потоков, строп и бандажей. Лопатки направляющего аппарата выполнены из гибкой прочной пленки с опорной армирующей нитью в их передней кромке. Достигается увеличение времени полета и снижение заметности летательного аппарата. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ создания подъёмной силы изолированным диском // 2533011

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для создания безаэродромных вертикально взлетающих ЛА. Способ создания подъемной силы для ЛА заключается в том, что подъемную силу создают вращением диска, при этом одну из поверхностей вращающегося диска изолируют от невозмущенного потока воздуха неподвижным изолятором в виде соосного с диском стакана, куда помещают диск, чем обеспечивают разность между атмосферным давлением невозмущенного воздуха, действующим на изолятор, и статическим давлением потока, омывающего незакрытую изолятором поверхность вращающегося диска. Вращение диска внутри изолятора осуществляют исключая их взаимное осевое перемещение на опорах. Вышеуказанные среды разделяют уплотнениями. Реактивный и гироскопический моменты уравновешивают за счет использования второй пары «диск-изолятор», которую устанавливают на одной оси с первой. Достигается возможность получения подъемной силы летательного аппарата. 3 ил.

Аппарат вертикального взлёта и посадки // 2534112

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Аппарат вертикального взлета и посадки содержит подъемное устройство (ПУ), фюзеляж, парашютно-спасательную систему, выносные консоли, выносные балки с расположенными на них рулем высоты и рулями направления и задними опорами шасси, соединяющие фюзеляж с подъемным устройством. Подъемное устройство состоит из гондолы, находящейся сверху фюзеляжа, с установленным в ней винтом, расположенным до или после решетчатого крыла (полиплана). Решетчатое крыло выполнено с отрицательным выносом профильных элементов, изменяющим угол атаки вокруг поперечной оси и поворачивающимся вокруг продольной оси, создающим подъемную силу, по величине большую или соизмеримую с силой тяги винта. Силовая установка кинематически связана с винтом и дополнительным генератором. Гондола изменяет свое положение путем вращения вокруг поперечной оси. Фюзеляж представляет собой обтекаемое тело, где размещаются полезная нагрузка и системы аппарата. Выносные консоли, расположенные в передней части фюзеляжа, имеют на концах передние опоры шасси. Достигается повышение надежности и маневренности транспортного средства. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ управления летательным аппаратом (ла) вертолетного типа // 2534159

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам управления ЛА вертолетного типа. Способ управления ЛА включает смещение центра тяжести ЛА относительно тяги движителя, при этом смещение осуществляют по сферической поверхности с центром, лежащим вне ЛА, или цилиндрической поверхности с осевой линией, лежащей вне ЛА. Радиус сферической или цилиндрической поверхности может быть бесконечно большой. При этом смещение движителя может быть поступательным. Достигается уменьшение габаритов системы управления летательным аппаратом вертолетного типа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ создания подъемной силы поверхностями второго порядка // 2537935

Изобретение относится к области авиа- и судостроения, в частности к созданию движителей судов и летательных аппаратов. Способ создания подъемной силы заключается в том, что в рабочей аэродинамической или гидродинамической среде подъемную силу создают вращением поверхностей второго порядка, например вращают прямой, круглый, полый конус относительно оси, проходящей через центр окружности основания и вершину. При этом получаемая подъемная сила будет направлена вдоль этой оси от вершины к основанию. Обеспечивается снижение уровня шума при работе движителя. 3 ил.

Летательный аппарат // 2541559

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам создания подъемной силы летательных аппаратов. Летательный аппарат выполнен в виде двух дискообразных поверхностей, размещенных одна над другой с зазором между ними. В центре верхнего диска встроен генератор газового потока, поступающего в тоннели, образованные между верхней и нижней поверхностями и отделенные между собой ребрами, размещенными по радиусам от центральной части дисков до периферии. Верхние поверхности тоннелей снабжены нитями, образующими щеткообразную поверхность, обращенную вниз. Достигается расширение диапазона применения летательного аппарата. 3 ил.

Транспортное средство // 2544062

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям комбинированных летательных аппаратов. Транспортное средство содержит герметичный корпус (1) основного модуля, силовую раму (3), закрепленную по периметру герметичного корпуса с встроенными в нее движителями (4) с вертикальным расположением осей тяги и системой отклонения вектора тяги, крыло (5), расположенное с внешней стороны движителей (4). Герметичный корпус (1) имеет нижнюю и верхнюю горизонтальные поверхности. На верхней поверхности (8) установлено оборудование для крепления груза, в задней части симметрично относительно горизонтальной оси (7) установлены движители (9) с горизонтальной осью тяги. Герметичный корпус (1) в центральной части имеет сквозные вертикальные каналы (11), в которых установлены движители с вертикальным вектором тяги, закрытые решетками. На нижней поверхности крыла (5) с обеих сторон от горизонтальной оси (7) корпуса (1) установлены движители (6) с горизонтальным расположением осей тяги и системой отклонения вектора тяги. Транспортное средство может состоять из двух летательных аппаратов, объединенных общей платформой (25) и силовыми элементами (26). Достигается увеличение длительности полета и повышение безопасности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.