RU2839069C1 - Method of launching unmanned aerial vehicle and device for implementing said method - Google Patents
Method of launching unmanned aerial vehicle and device for implementing said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2839069C1 RU2839069C1 RU2024103892A RU2024103892A RU2839069C1 RU 2839069 C1 RU2839069 C1 RU 2839069C1 RU 2024103892 A RU2024103892 A RU 2024103892A RU 2024103892 A RU2024103892 A RU 2024103892A RU 2839069 C1 RU2839069 C1 RU 2839069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- uav
- launcher
- tubular launcher
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 claims description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 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 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА).The invention relates to aviation technology, in particular to unmanned aerial vehicles (UAVs).
Известны основные компоновочные схемы беспилотных летательных аппаратов [6] и основные тактико-технические характеристики БПЛА, несущих ударную нагрузку. К основным компоновочным схемам БПЛА относятся однороторная, мультироторная, самолетная и гибридная схемы компоновки планера БПЛА.The main layout schemes of unmanned aerial vehicles [6] and the main tactical and technical characteristics of UAVs carrying a shock load are known. The main layout schemes of UAVs include single-rotor, multi-rotor, aircraft and hybrid layout schemes of the UAV airframe.
При однороторной схеме компоновки планера (также известная как вертолетная схема компоновки планера), БПЛА имеет один основный несущий ротор и один рулевой винт.In a single-rotor airframe configuration (also known as a helicopter airframe configuration), the UAV has one main rotor and one tail rotor.
При мультироторной схеме компоновки планера, БПЛА имеет несколько несущих роторов, также выполняющих функции рулевых винтов. В зависимости от количества роторов компоновку планера БПЛА в данной схеме построения принято условно подразделять на трикоптеры (имеет 3 ротора), квадрокоптеры (имеет 4 ротора), гексакоптер (имеет 6 ротаров) и октокоптер (имеет 8 ротаров).In a multi-rotor airframe design, the UAV has several supporting rotors that also function as tail rotors. Depending on the number of rotors, the airframe design of the UAV in this design is conventionally divided into tricopters (has 3 rotors), quadcopters (has 4 rotors), hexacopter (has 6 rotors), and octocopter (has 8 rotors).
При самолтеной схеме компоновки планера БПЛА, основным принципом построения компоновочной схемы является использование жесткого крыла со специальным аэродинамическим профилем.In the aircraft layout scheme of the UAV airframe, the main principle of constructing the layout scheme is the use of a rigid wing with a special aerodynamic profile.
При гибридной схеме компоновки планера БПЛА, одновременно применяется жесткое крыло со специальным аэродинамическим профилем совместно с несколькими роторами.In a hybrid UAV airframe design, a rigid wing with a special aerodynamic profile is used simultaneously with several rotors.
Основные тактико-технические характеристики БПЛА, несущих ударную нагрузку приведены в таблице 1.The main tactical and technical characteristics of UAVs carrying shock loads are given in Table 1.
Известен способ пуска беспилотного летательного аппарата [1], заключающийся в размещении БПЛА на направляющих пусковой установки под углом к горизонту в положении, повернутом вокруг его продольной оси на 180 градусов относительно нормального полетного положения, его креплении к пусковой установке, запуске его двигателя на режим максимальной тяги, расфиксации крепления и последующем разгоне под воздействием тяги двигателя, при этом аэродинамические поверхности БПЛА до разгона устанавливают в положение, обеспечивающее создание вращающего момента по крену при увеличении скорости БПЛА, а в автономном полете, возвращают аэродинамические поверхности БПЛА в нормальное полетное положение для управляя аэродинамическими поверхностями БПЛА.A method for launching an unmanned aerial vehicle is known [1], which consists of placing the UAV on the guides of the launcher at an angle to the horizon in a position rotated around its longitudinal axis by 180 degrees relative to the normal flight position, attaching it to the launcher, starting its engine to the maximum thrust mode, unfastening the fastening and subsequent acceleration under the influence of the engine thrust, wherein the aerodynamic surfaces of the UAV before acceleration are set in a position that ensures the creation of a torque along the roll when the speed of the UAV increases, and in autonomous flight, returning the aerodynamic surfaces of the UAV to the normal flight position for controlling the aerodynamic surfaces of the UAV.
Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает запуск БПЛА с мультироторной схемой компоновки планера.The disadvantage of this method is that it does not provide for the launch of UAVs with a multi-rotor glider configuration.
Известен вариант способа пуска БПЛА «Прогресс» (П-35) комплекса «Редут» [4], используемый при запуске БПЛА большой массы, заключающийся в размещении БПЛА на направляющих пусковой установки под углом к горизонту, его креплении к пусковой установке, запуске его маршевого воздушно-реактивного двигателя на режим максимальной тяги и запуске стартового реактивного двигателя твердого топлива, расфиксации крепления, последующем разгоне под воздействием суммарной тяги и отделении стартового реактивного двигателя после выгорания твердого топлива.A variant of the method for launching the Progress UAV (P-35) of the Redut complex [4] is known, used when launching a large-mass UAV, which consists of placing the UAV on the launcher guides at an angle to the horizon, attaching it to the launcher, starting its cruise jet engine to maximum thrust mode and starting the solid-fuel booster jet engine, unfastening the fastening, subsequent acceleration under the influence of the total thrust and separating the booster jet engine after the solid fuel burns out.
Недостатком данного способа является то, что для его реализации требуется специальная пусковая установка, имеющая сложную конструкцию.The disadvantage of this method is that its implementation requires a special launcher with a complex design.
Известен способ запуска и управления полетом БПЛА с самолета-носителя [2], заключающийся в том, что:A method for launching and controlling the flight of a UAV from a carrier aircraft is known [2], which consists of the following:
- рабочее место оператора, аппаратуру управления полетом и целевой нагрузкой, а также БПЛА размещают внутри самолета-носителя;- the operator's workplace, flight and payload control equipment, as well as the UAV are placed inside the carrier aircraft;
- на внешних элементах конструкции самолета-носителя размещают приемопередающие антенны, обеспечивающие взаимодействие аппаратуры управления полетом и целевой нагрузкой БПЛА после запуска БПЛА в полет;- transmitting and receiving antennas are placed on the external structural elements of the carrier aircraft, ensuring interaction between the flight control equipment and the UAV’s target load after the UAV is launched into flight;
- подготовку БПЛА к запуску в полет осуществляют на борту самолета-носителя на подходе к району выполнения полетного задания БПЛА;- the preparation of the UAV for launch into flight is carried out on board the carrier aircraft on approach to the area where the UAV’s flight mission is to be carried out;
- запуск БПЛА в полет, а именно ввод в воздушный поток, осуществляют через открытый люк самолета-носителя;- the launch of the UAV into flight, namely entry into the air flow, is carried out through the open hatch of the carrier aircraft;
- управление дальнейшим полетом БПЛА осуществляет оператор со своего рабочего места на самолете-носителе;- the operator controls the further flight of the UAV from his workplace on the carrier aircraft;
- обеспечивают наилучшие условия взаимодействия летящим БПЛА по линии «аппаратура управления - БПЛА» путем маневрирования самолета-носителя относительно БПЛА;- provide the best conditions for interaction between flying UAVs along the line “control equipment - UAV” by maneuvering the carrier aircraft relative to the UAV;
- осуществляют передачу управления полетом БПЛА от удаленных наземных станций управления к аппаратуре самолета-носителя и обратно.- transfer control of the UAV flight from remote ground control stations to the equipment of the carrier aircraft and back.
Недостатком данного способа является ограниченность возможности его реализации при поражении самолета-носителя или выхода из строя в следствие воздействия помех бортовой аппаратуры отвечающей за подготовку БПЛА к запуску.The disadvantage of this method is the limited possibility of its implementation in the event of damage to the carrier aircraft or failure of the on-board equipment responsible for preparing the UAV for launch due to interference.
Наиболее близким к заявляемому способу, то есть прототипом, является способ пневматического запуска БПЛА из пусковой установки [3], заключающийся в размещении БПЛА с полностью сложенными аэродинамическими поверхностями (крыльями и винтом) в трубчатой пусковой установке, его удержанию в трубчатой пусковой установке, наполнения пусковым газом емкости под давлением, расфиксации крепления БПЛА, наполнения пусковым газом пусковой трубы из емкости под давлением, приложение усилия пускового газа для разгона БПЛА и отделения БПЛА от трубчатой пусковой установки и разворачивания аэродинамических поверхностей БПЛА в рабочее (маршевое) положение.The closest to the claimed method, i.e. the prototype, is the method of pneumatic launch of the UAV from the launcher [3], which consists of placing the UAV with fully folded aerodynamic surfaces (wings and propeller) in a tubular launcher, holding it in the tubular launcher, filling the container under pressure with starting gas, unfastening the UAV mount, filling the launch tube with starting gas from the container under pressure, applying the force of the starting gas to accelerate the UAV and separate the UAV from the tubular launcher and deploying the aerodynamic surfaces of the UAV to the working (cruise) position.
Недостатком данного способа является то, что, во-первых, применяемый способ загрузки БПЛА в трубчатую пусковую установку не является оперативным, во-вторых, отсутствует наведение трубчатой пусковой установки на точку телесного угла или сектор встречи с целью.The disadvantage of this method is that, firstly, the method used to load the UAV into the tubular launcher is not efficient, and secondly, there is no guidance of the tubular launcher to the point of the solid angle or sector of the encounter with the target.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ прототип.Fig. 1 shows a diagram of a device implementing the prototype method.
Устройство, для реализации способа прототипа, состоит из летательного аппарата (1) и пусковой установки (2). Летательный аппарат (1) имеет напорную трубу (3), которая образует часть фюзеляжа летательного аппарата (1). Летательный аппарат (1) имеет два крыла (4) сложенные, когда летательный аппарат (1) находится в пусковой установке (2), хвостовое оперение (5) и один сложенный пропеллер (6).The device for implementing the prototype method consists of an aircraft (1) and a launcher (2). The aircraft (1) has a pressure pipe (3) which forms part of the fuselage of the aircraft (1). The aircraft (1) has two wings (4) folded when the aircraft (1) is in the launcher (2), a tail unit (5) and one folded propeller (6).
Напорная трубка (3) входит в пусковую установку (2) и является интерфейсом передачи энергии между пусковой установкой (2) и летательным аппаратом (1). Пусковая установка (2) имеет трубу (7), которая обеспечивает оболочку для компонентов пусковой установки и летательного аппарата (1). Также пусковая установка (2) имеет резервуар пускового газа (8), в котором хранится газ, используемый для запуска летательного аппарата (1). Пусковыми газами могут являться воздух, азот и гелий. К резервуару пускового газа (8) прикреплена пусковая труба (9), которая входит в напорную трубку (3) летательного аппарата (1). Клапан (10) позволяет оператору контролировать, момент впуска газа из резервуара пускового газа (8) в пусковую трубу (9).The pressure tube (3) enters the launcher (2) and is the interface for transmitting energy between the launcher (2) and the aircraft (1). The launcher (2) has a tube (7) that provides a shell for the components of the launcher and the aircraft (1). The launcher (2) also has a starting gas reservoir (8) that stores the gas used to launch the aircraft (1). The starting gases can be air, nitrogen and helium. A starting tube (9) is attached to the starting gas reservoir (8) and enters the pressure tube (3) of the aircraft (1). A valve (10) allows the operator to control the moment of gas admission from the starting gas reservoir (8) into the starting tube (9).
Удерживающий механизм (11) используется для удержания летательного аппарата (1) в пусковой трубе (9). Для освобождения удерживающего механизма (11) предусмотрен спусковой механизм (12).The holding mechanism (11) is used to hold the aircraft (1) in the launch tube (9). A trigger mechanism (12) is provided to release the holding mechanism (11).
Работа по данному способу осуществляется следующим образом.Work according to this method is carried out as follows.
Летательный аппарат (1) помещают в пусковую установку (2). Для пуска летательного аппарата (1) воздействуют на спусковой крючок (12). При этом, удерживающий механизм (11) выпускает пусковой газ из резервуара пускового газа (8) через клапан (10) и пусковую трубу (9) в напорную трубку (3). Летательный аппарат (1) перемещается относительно пусковой трубы (9) под действием силы, действующей на напорную трубку (3) проходящего через пространство между напорной трубкой (3) и внутренней стенкой пусковой трубы (9). После выхода из пусковой установки (2) летательного аппарата (1), выполняется раскладывание двух крыльев (4) летательного аппарата (1), его хвостового оперения (5) и пропеллера (б).После развертывания их в рабочее положение, двигатель летательного аппарата (1) запускается.The aircraft (1) is placed in the launcher (2). To launch the aircraft (1), the trigger (12) is pressed. In this case, the holding mechanism (11) releases the starting gas from the starting gas reservoir (8) through the valve (10) and the launch tube (9) into the pressure tube (3). The aircraft (1) moves relative to the launch tube (9) under the action of the force acting on the pressure tube (3) passing through the space between the pressure tube (3) and the inner wall of the launch tube (9). After the aircraft (1) leaves the launcher (2), the two wings (4) of the aircraft (1), its tail unit (5) and the propeller (6) are unfolded. After they are deployed to the working position, the engine of the aircraft (1) is started.
Недостатком устройства является то что, во-первых для повторного запуска БПЛА требуется зарядка пусковой установки от внешнего источника давления, что может быть невозможно в особый период или военное время в ходе решения задач специализированного назначения (боевых задач), во-вторых, что запуск возможет только БПЛА, конструкция которых имеет напорную трубку, что резко ограничивает универсальность пусковой установки, в-третьих, при повреждении любого элемента пневматической системы запуск БПЛА становится невозможен.The disadvantage of the device is that, firstly, to re-launch the UAV, it is necessary to charge the launcher from an external pressure source, which may be impossible in a special period or wartime during the solution of specialized tasks (combat tasks); secondly, the launch is possible only for UAVs whose design has a pressure tube, which sharply limits the versatility of the launcher; thirdly, if any element of the pneumatic system is damaged, the launch of the UAV becomes impossible.
В основу изобретения положена задача создания способа пуска БПЛА, несущих ударную нагрузку с авиационной или мультротоной схемой компоновкой планера, обеспечивающего улучшенные характеристики его применения.The invention is based on the task of creating a method for launching UAVs carrying a shock load with an aviation or multi-plane airframe configuration that provides improved characteristics of its use.
Для достижения указанной цели в способ запуска беспилотного летательного аппарата дополнительно вводится ориентация трубчатой пусковой установки в азимутальной и угломестной плоскостях, ввод полетного задания в бортовую аппарату БПЛА включающего, в частности, время достижения БПЛА вершины баллистической траектории полета, установка корпусированного метательного заряда в канал трубчатой пусковой установки за БПЛА, обтюрация, разгон и вывод БПЛА из трубчатой пусковой установки под воздействием суммарной тяги газов метательного заряда, запуск маршевых двигателей БПЛА в момент времени советующий вершине баллистической траектории полета.In order to achieve the specified goal, the method for launching an unmanned aerial vehicle additionally includes the orientation of the tubular launcher in the azimuth and elevation planes, the input of a flight task into the on-board apparatus of the UAV, including, in particular, the time for the UAV to reach the apex of the ballistic flight trajectory, the installation of a cased propellant charge in the channel of the tubular launcher behind the UAV, obturation, acceleration and removal of the UAV from the tubular launcher under the influence of the total thrust of the propellant charge gases, and the launch of the UAV cruise engines at a time corresponding to the apex of the ballistic flight trajectory.
Предложенный способ запуска беспилотного летательного аппарата осуществляли следующим образом:The proposed method for launching an unmanned aerial vehicle was carried out as follows:
Для ориентация трубчатой пусковой установки в азимутальной и угломестной плоскостях, трубчатую пусковую установку разворачивают внутренней продольной осью канала трубчатой пусковой установки на заданный азимутальный угол в сторону полетного положения БПЛА по направлению к потенциальной цели и производят установку угла возвышения трубчатой пусковой установки. Для чего продольной оси канала трубчатой пусковой установки придают горизонтальное положение по контрольному уровню в продольном и поперечном положениях, устанавливают на прицеле нулевые установки, при которых пузырьки продольного и поперечного уровней должны быть на середине и придают по прицелу требуемый угол между горизонтом и продольной осью канала трубчатой пусковой установки.To orient the tubular launcher in the azimuth and elevation planes, the tubular launcher is turned by the inner longitudinal axis of the tubular launcher channel to a specified azimuth angle toward the UAV flight position toward the potential target and the elevation angle of the tubular launcher is set. For this purpose, the longitudinal axis of the tubular launcher channel is given a horizontal position according to the control level in the longitudinal and transverse positions, zero settings are set on the sight, at which the bubbles of the longitudinal and transverse levels should be in the middle and the required angle between the horizon and the longitudinal axis of the tubular launcher channel is given according to the sight.
Для достижения максимальной дальности примирения БПЛА в его управляющий блок вводится набор необходимых данных и команд для разворачивания его аэродинамических поверхностей в рабочее (маршевое) положение, запуска маршевого двигателя и выполнения задач специализированного назначения. В частности, вводится временная задержка, от момента покидания БПЛА канала трубчатой пусковой установки до момент советующего вершине баллистической траектории полета, рассчитываемая по формуле [5]:To achieve the maximum range of UAV reconciliation, a set of necessary data and commands is entered into its control unit to deploy its aerodynamic surfaces to the working (cruise) position, start the cruise engine and perform specialized tasks. In particular, a time delay is entered from the moment the UAV leaves the channel of the tubular launcher to the moment of reaching the apex of the ballistic flight trajectory, calculated according to the formula [5]:
где V0 - начальная скорость броска, м/с;where V 0 is the initial throwing speed, m/s;
- угол возвышения трубчатой пустяковой установки (ствола) при стрельбе, градусы; - the elevation angle of the tubular trifle mount (barrel) during firing, degrees;
G - ускорение свободного падения (9,81 м/сек2).G is the acceleration of gravity (9.81 m/sec 2 ).
В канал трубчатой пусковой установки устанавливается БПЛА, аэродинамические поверхности которого находятся в положении, обеспечивающем создание вращающего момента по крену, т.е. сложены.A UAV is installed in the channel of a tubular launcher, the aerodynamic surfaces of which are in a position that ensures the creation of a torque along the roll, i.e. folded.
Выполняется установка корпусированного метательного заряда в канал трубчатой пусковой установки за БПЛА позволяющего в дальнейшем обеспечить создание давления газов, образующихся при сгорании метательного заряда, выполненного из пороха. Установка корпусированного метательного заряда производится с казенной стороны канала трубчатой пусковой установки.The installation of a cased propellant charge in the channel of the tubular launcher behind the UAV is performed, which allows for the creation of pressure of gases formed during the combustion of the propellant charge made of gunpowder. The installation of a cased propellant charge is performed from the breech side of the channel of the tubular launcher.
В канале трубчатой пусковой установки производится крепление корпусированного метательного заряда.A cased propellant charge is attached to the channel of the tubular launcher.
Для обеспечения вывода БПЛА из канала трубчатой пусковой установки выполняется обтюрация, в процессе которой от воспламенителя через огневую связь воспламеняется метательный заряд, выполненный из баллистического пороха марок РСИ-12К, РСИ-60, РСАМ или пироксилинового пороха марок 12/1Тр+12/7+ВТХ-10, 4/1+9/7+ВТХ-10. От давления газов на корпус метательного заряда (гильзу) и канал трубчатой пусковой установки, полученных при сгорании пороха, происходит растяжение (упругая деформация) корпуса метательного заряда и канала трубчатой пусковой установки, при которой корпус метательного заряда, плотно прижимаясь к части канала трубчатой пусковой установки (патроннику), препятствует прорыву пороховых газов в обратную сторону от БПЛА, тем самым создавая условия, при которых газы полученные от сгорания пороха расширятся позади БПЛА.To ensure the UAV is removed from the tubular launcher channel, obturation is performed, during which the propellant charge made of ballistic powder of the RSI-12K, RSI-60, RSAM brands or pyroxylin powder of the 12/1Tr+12/7+VTX-10, 4/1+9/7+VTX-10 brands is ignited from the igniter through the firing connection. Due to the pressure of the gases on the propellant charge body (sleeve) and the channel of the tubular launcher, obtained during the combustion of the powder, the propellant charge body and the channel of the tubular launcher are stretched (elastically deformed), during which the propellant charge body, tightly pressing against a part of the channel of the tubular launcher (chamber), prevents the breakthrough of powder gases in the opposite direction from the UAV, thereby creating conditions under which the gases obtained from the combustion of the powder will expand behind the UAV.
Разгон и вывод БПЛА из трубчатой пусковой установки под воздействием суммарной тяги газов метательного заряда производится давлением газов, образованных в результате сгорания пороха метательного заряда и оказываемых на БПЛА, происходит сдвигает БПЛА в канале трубчатой пусковой установки с места и его продвижение по каналу трубчатой пусковой установки к ее открытому срезу с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасыванию БПЛА наружу по направлению оси канала трубчатой пусковой установки.The acceleration and removal of the UAV from the tubular launcher under the influence of the total thrust of the propellant charge gases is carried out by the pressure of the gases formed as a result of the combustion of the propellant charge powder and exerted on the UAV, which causes the UAV to move from its place in the channel of the tubular launcher and its movement along the channel of the tubular launcher toward its open end with continuously increasing speed and the ejection of the UAV outward in the direction of the axis of the channel of the tubular launcher.
В момент времени советующий вершине баллистической траектории полета БПЛА, под действием пружинного механизма, производится разворачивание аэродинамических поверхностей БПЛА из положения, обеспечивающего создание вращающего момента по крену в рабочее положение, препятствующее созданию вращающего момента по крену, а также производится запуск маршевого двигателя БПЛА. В зависимости от схемы построения планера их может быть как один в самолетной схеме планера БПЛА, так и несколько в мультироторной схеме планера БПЛА.At the moment of time advising the top of the UAV ballistic flight trajectory, under the action of the spring mechanism, the UAV aerodynamic surfaces are deployed from the position that ensures the creation of a roll torque to the working position that prevents the creation of a roll torque, and the UAV cruise engine is started. Depending on the glider design, there may be either one in the aircraft glider design of the UAV, or several in the multirotor glider design of the UAV.
БПЛА на собственном маршевом двигателе начинает движение для выполнения задач полетного задания.The UAV, using its own cruise engine, begins moving to perform the flight mission tasks.
Устройство, реализующее предлагаемый способ приведено на фиг. 2 и состоит из связанных между собой вновь введенного корпусированного метательного заряда (15), устройства позиционирования (16) (в графической части не показан), а также известных ранее трубчатой пусковой установки (13) с каналом в направлении ее продольной оси, БПЛА (14), удерживающего механизма (11) и спускового механизма (12) (в графической части не показан).The device implementing the proposed method is shown in Fig. 2 and consists of a newly introduced cased propellant charge (15), a positioning device (16) (not shown in the graphic part), as well as the previously known tubular launcher (13) with a channel in the direction of its longitudinal axis, a UAV (14), a holding mechanism (11) and a trigger mechanism (12) (not shown in the graphic part).
В конструкцию БПЛА (14), как минимум входят вновь введенный управляющий блок (17), а также ранее известный маршевый двигатель (18), аэродинамические поверхности (19), пружинный механизм (20) (фиг. 3).The design of the UAV (14) includes, at a minimum, a newly introduced control unit (17), as well as the previously known cruise engine (18), aerodynamic surfaces (19), and a spring mechanism (20) (Fig. 3).
При мультироторной схеме планера, БПЛА (14) содержит несколько маршевых двигателей (18) (фиг. 4).In a multi-rotor glider design, the UAV (14) contains several cruise engines (18) (Fig. 4).
Корпусированный метательный заряд (15), состоит из корпуса (21), воспламенителя (22), огневой связи (23) и метательного заряда (24). Также в него могут входить сопло (25), лопасти стабилизатора (26) и пружинный механизм (20) для их разворачивания (фиг.5).The cased propellant charge (15) consists of a case (21), an igniter (22), a fire link (23) and a propellant charge (24). It may also include a nozzle (25), stabilizer blades (26) and a spring mechanism (20) for deploying them (Fig. 5).
Трубчатая пусковая установка (13) содержать нарезы (27) (фиг.6), выполненные в виде полосовидных углублений, вьющихся вдоль стенок канала трубчатой пусковой установки (13).The tubular launcher (13) contains grooves (27) (Fig. 6) made in the form of strip-shaped recesses winding along the walls of the channel of the tubular launcher (13).
В первом варианте устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом:In the first variant, the device implementing the proposed method operates as follows:
Выполняется ориентация трубчатой пусковой установки (13), в сторону нормального полетного положения БПЛА (14) по направлению к потенциальной цели. Устройством позиционирования (16) производится установка угла возвышения трубчатой пусковой установки (13). В управляющий блок (17) БПЛА (14) вводится временная задержка, от момента покидания БПЛА (14) канала трубчатой пусковой установки (13) до момента советующего вершине баллистической траектории полета БПЛА (14), набор необходимых данных и команд для разворачивания его аэродинамических поверхностей в нормальное положение, запуска маршевого двигателя и выполнения задач специализированного назначения(полетное задание).The tubular launcher (13) is oriented towards the normal flight position of the UAV (14) towards the potential target. The positioning device (16) sets the elevation angle of the tubular launcher (13). A time delay is entered into the control unit (17) of the UAV (14), from the moment the UAV (14) leaves the channel of the tubular launcher (13) until the moment of the UAV (14) reaching the apex of the ballistic flight trajectory, a set of necessary data and commands for deploying its aerodynamic surfaces to the normal position, starting the cruise engine and performing specialized tasks (flight mission).
В канал трубчатой пусковой установки (13) устанавливается БПЛА (14), аэродинамические поверхности (19) которого находятся в положении, обеспечивающем создание вращающего момента по крену, то есть сложены, а за БПЛА (14) перед удерживающим механизмом (11) устанавливают корпусированный метательный заряд (15).A UAV (14) is installed in the channel of the tubular launcher (13), the aerodynamic surfaces (19) of which are in a position that ensures the creation of a torque along the roll, i.e. folded, and a cased propellant charge (15) is installed behind the UAV (14) in front of the holding mechanism (11).
В канале трубчатой пусковой установки (13) удерживающим механизмом (11) производится препятствие радиальным смещениям корпусированного метательного заряда (15) в канале трубчатой пусковой установки (13).In the channel of the tubular launcher (13), the holding mechanism (11) prevents radial displacements of the cased propellant charge (15) in the channel of the tubular launcher (13).
Воздействие на спусковой механизм (12) приводит к срабатыванию воспламенителя (22), который через огневую связь (23) корпусированного метательного заряда (15) воспламеняет метательный заряд (24).The action on the trigger mechanism (12) results in the operation of the igniter (22), which, through the fire connection (23) of the cased propellant charge (15), ignites the propellant charge (24).
Начинается истечение сгорающих пороховых газов метательного заряда (24). Под действием давления сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) в канале трубчатой пусковой установки (13) создается высокое давление на БПЛА (14) и корпус (21) корпусированного метательного заряда (15), а также на стенки трубчатой пусковой установки (13).The outflow of burning propellant gases of the propellant charge (24) begins. Under the action of the pressure of burning propellant gases of the propellant charge (24) in the channel of the tubular launcher (13), high pressure is created on the UAV (14) and the body (21) of the cased propellant charge (15), as well as on the walls of the tubular launcher (13).
В результате давления сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) на БПЛА (14) он сдвигается с места и врезается в нарезы (27) трубчатой пусковой установки (13) вращаясь по ним, продвигается по каналу трубчатой пусковой установки (13) с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу из канала трубчатой пусковой установки (13) по направлению оси ее канала.As a result of the pressure of the burning propellant gases of the propellant charge (24) on the UAV (14), it moves from its place and cuts into the grooves (27) of the tubular launcher (13), rotating along them, moves along the channel of the tubular launcher (13) with a continuously increasing speed and is thrown out of the channel of the tubular launcher (13) in the direction of the axis of its channel.
От давления сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) на корпус (21) корпусированного метательного заряда (15) и стенки трубчатой пусковой установки (13) происходит их растяжение (упругая деформация), и корпус (21) корпусированного метательного заряда (15), плотно прижимаясь к каналу трубчатой пусковой установки (13), препятствует прорыву пороховых газов в сторону затвора удерживающим механизмом (11) и его разрушения.The pressure of the burning propellant gases of the propellant charge (24) on the body (21) of the cased propellant charge (15) and the walls of the tubular launcher (13) causes them to stretch (elastic deformation), and the body (21) of the cased propellant charge (15), tightly pressing against the channel of the tubular launcher (13), prevents the breakthrough of the propellant gases towards the breech by the holding mechanism (11) and its destruction.
Давление сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) на дно корпуса (21) корпусированного метательного заряда (15) через механическую связь оказывает воздействие на удерживающий механизм (11) и позволяет его открыть для повторного применения трубчатой пусковой установки (13).The pressure of the burning propellant gases of the propellant charge (24) on the bottom of the body (21) of the cased propellant charge (15) through a mechanical connection acts on the retaining mechanism (11) and allows it to be opened for repeated use of the tubular launcher (13).
После выхода БПЛА (14) из канала трубчатой пусковой установки (13) начинается его движение по баллистической траектории с сохранением вращающего момента по крену, заданного движением по нарезам (27) трубчатой пусковой установки (13).After the UAV (14) leaves the channel of the tubular launcher (13), it begins to move along a ballistic trajectory while maintaining the roll torque specified by the movement along the grooves (27) of the tubular launcher (13).
В момент времени, советующий вершине баллистической траектории полета БПЛА (14), по команде его управляющего блока (17) пружинным механизмом (20) производится разворачивание аэродинамических поверхностей (19) из положения, обеспечивающего создание вращающего момента по крену в рабочее положение, препятствующее созданию вращающего момента по крену, выполняется запуск маршевого двигателя (18).At the moment of time corresponding to the apex of the ballistic trajectory of the UAV (14), on command from its control unit (17), the spring mechanism (20) deploys the aerodynamic surfaces (19) from the position that ensures the creation of a torque along the roll to the working position that prevents the creation of a torque along the roll, and the cruise engine (18) is started.
БПЛА (14) на собственном маршевом двигателе (18) начинает движения для выполнения задач введенного в управляющий блок (17) полетного задания.The UAV (14) begins to move using its own cruise engine (18) to perform the tasks of the flight mission entered into the control unit (17).
Во втором варианте устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом:In the second variant, the device implementing the proposed method operates as follows:
Выполняется ориентация трубчатой пусковой установки (13), в сторону нормального полетного положения БПЛА (14) по направлению к потенциальной цели.The tubular launcher (13) is oriented towards the normal flight position of the UAV (14) in the direction of the potential target.
Устройством позиционирования (16) производится установка угла возвышения трубчатой пусковой установки (13). В управляющий блок (17) БПЛА (14) вводятся: временная задержка, от момента покидания БПЛА (14) канала трубчатой пусковой установки (13) до момент соответствующего вершине баллистической траектории полета БПЛА (14), набор необходимых данных и команд для разворачивания его аэродинамических поверхностей в нормальное положение, запуска маршевого двигателя и выполнения задач специализированного назначения (полетное задание).The positioning device (16) sets the elevation angle of the tubular launcher (13). The following are entered into the control unit (17) of the UAV (14): a time delay from the moment the UAV (14) leaves the channel of the tubular launcher (13) until the moment corresponding to the apex of the ballistic trajectory of the UAV (14), a set of necessary data and commands for deploying its aerodynamic surfaces to a normal position, starting the cruise engine and performing specialized tasks (flight mission).
В канал трубчатой пусковой установки (13) устанавливается БПЛА (14), аэродинамические поверхности (19) которого находятся в положение, обеспечивающем создание вращающего момента по крену, то есть сложены.A UAV (14) is installed in the channel of the tubular launcher (13), the aerodynamic surfaces (19) of which are in a position that ensures the creation of a torque along the roll, i.e. folded.
В канал трубчатой пусковой установки (13) за БПЛА (14) устанавливается корпусированный метательный заряда (15), который крепится к БПЛА (14), а за БПЛА (14), перед удерживающим механизмом (11) устанавливают корпусированный метательный заряд (15), который крепят к БПЛА (14).A cased propellant charge (15) is installed in the channel of the tubular launcher (13) behind the UAV (14), which is attached to the UAV (14), and a cased propellant charge (15) is installed behind the UAV (14), in front of the holding mechanism (11), which is attached to the UAV (14).
В канале трубчатой пусковой установки (13) удерживающим механизмом (11) производится препятствие радиальным смещениям корпусированного метательного заряда (15), закрепленного за БПЛА (14), в канале трубчатой пусковой установки (13).In the channel of the tubular launcher (13), the holding mechanism (11) prevents radial displacements of the cased propellant charge (15), secured to the UAV (14), in the channel of the tubular launcher (13).
Воздействие на спусковой механизм (12) приводит к срабатыванию воспламенителя (22), который через огневую связь (23) корпусированного метательного заряда (15) воспламеняет метательный заряд (24).The action on the trigger mechanism (12) results in the operation of the igniter (22), which, through the fire connection (23) of the cased propellant charge (15), ignites the propellant charge (24).
Начинается истечение сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) через сопло (25) корпусированного метательного заряда (15). Под действием давления сгорающих пороховых газов метательного заряда (24) в канале трубчатой пусковой установки (13) разрушается удерживающий механизм (11) и воспламенитель (22), которые выбрасываются из канала трубчатой пусковой установки (13) в сторону противоположную направлению движения БПЛА (14), происходит сдвиг с места и движение с вращением по нарезам (27) канала трубчатой пусковой установки (13) с увеличивающейся скоростью БПЛА (14) с корпусированным метательным зарядом (15) приводящее к их дальнейшему выбрасыванию наружу из канала трубчатой пусковой установки (13).The combustion of propellant gases of the propellant charge (24) begins to flow out through the nozzle (25) of the cased propellant charge (15). Under the action of the pressure of the combustion of propellant gases of the propellant charge (24) in the channel of the tubular launcher (13), the holding mechanism (11) and the igniter (22) are destroyed, which are ejected from the channel of the tubular launcher (13) in the direction opposite to the direction of movement of the UAV (14), a shift from its place and a movement with rotation along the grooves (27) of the channel of the tubular launcher (13) with an increasing speed of the UAV (14) with a cased propellant charge (15) occurs, leading to their further ejection outward from the channel of the tubular launcher (13).
При выбрасывании наружу из канала трубчатой пусковой установки (13) по направлению оси ее канала БПЛА (14) с корпусированным метательным зарядом (15), под действием пружинного механизма (20) происходит раскрытие лопастей стабилизатора (26) корпусированного метательного заряда (15) и начинается движение БПЛА (14) с корпусированным метательным зарядом (15) по баллистической траектории с сохранением вращающего момента по крену.When a UAV (14) with a cased propellant charge (15) is ejected out of the channel of the tubular launcher (13) in the direction of the axis of its channel, under the action of the spring mechanism (20), the stabilizer blades (26) of the cased propellant charge (15) open and the movement of the UAV (14) with the cased propellant charge (15) begins along a ballistic trajectory while maintaining the torque along the roll.
В момент времени советующий вершине баллистической траектории полета БПЛА (14) с корпусированным метательным зарядом (15), по команде управляющего блока (19) БПЛА (14) его пружинным механизмом (20) производит разворачивание аэродинамических поверхностей (19) из положения, обеспечивающего создание вращающего момента по крену в рабочее положение, препятствующее созданию вращающего момента по крену, выполняется запуск маршевого двигателя (18), а также отделение БПЛА (14) от корпусированного метательного заряда (15).At the moment of time corresponding to the apex of the ballistic trajectory of the UAV (14) with the encapsulated propellant charge (15), on command from the control unit (19), the UAV (14) by its spring mechanism (20) deploys the aerodynamic surfaces (19) from the position ensuring the creation of a roll torque to the working position preventing the creation of a roll torque, the cruise engine (18) is started, and the UAV (14) is separated from the encapsulated propellant charge (15).
БПЛА (14) на собственном маршевом двигателе (18) начинает движение для выполнения задач введенного в управляющий блок (17) полетного задания.The UAV (14) begins moving on its own cruise engine (18) to perform the tasks of the flight mission entered into the control unit (17).
Предложенный способ запуска беспилотного летательного аппарата, в отличие от способа-прототипа, за счет обеспечения движения БПЛА по баллистической траектории и разворачивания его аэродинамических поверхностей в рабочее (маршевое) положение, а также запуска его маршевого двигателя в момент соответствующий вершине баллистической траектории с дальней движением БПЛА, несущим ударную нагрузку на известные дальности выполнения полетного задания, обеспечивает улучшенные характеристики применения БПЛА, несущих ударную нагрузку, с авиационной или мультироторной схемой компоновкой планера.The proposed method for launching an unmanned aerial vehicle, in contrast to the prototype method, by ensuring the movement of the UAV along a ballistic trajectory and the deployment of its aerodynamic surfaces to the working (cruise) position, as well as the launch of its cruise engine at the moment corresponding to the top of the ballistic trajectory with long-range movement of the UAV bearing an impact load over known ranges of the flight mission, provides improved characteristics for the use of UAVs bearing an impact load with an aviation or multi-rotor airframe configuration.
Предложенное устройство в отличие от устройства, реализующего способ прототип согласно расчетным данным приведенных в таблице 2 дает возможность доставлять БПЛА с авиационной или мультироторной схемой компоновкой планера на дальности, превышающие их сегодня известные автономные дальности полета за минимальное время, что позволяет выполнять задачи специализированного назначения в точках, значительно более удаленных от текущих автономных дальностей полета БПЛА различного типа.The proposed device, in contrast to the device implementing the prototype method according to the calculated data given in Table 2, makes it possible to deliver UAVs with an aviation or multirotor glider configuration to distances exceeding their currently known autonomous flight ranges in a minimum amount of time, which makes it possible to perform specialized tasks at points significantly more remote from the current autonomous flight ranges of UAVs of various types.
В целях практической реализации предложенного устройства, корпусированный метательный заряд (15) со всеми его компонентами может быть выполнен из серийно выпускаемых гильзы Г-35 для гаубицы калибра 152 мм типа 2А65 или ракетной части 9Д160 для снарядов реактивной системы залпового огня типа 9К57.For the purposes of practical implementation of the proposed device, the cased propellant charge (15) with all its components can be made from the mass-produced G-35 cartridge case for the 152 mm howitzer type 2A65 or the 9D160 missile part for the 9K57 multiple launch rocket system projectiles.
Источники информации:Sources of information:
1. Патент на изобретение РФ №2507468 «Способ пуска беспилотного летательного аппарата и реактивный комплекс для его реализации (варианты)», заявка 2012110331/11 от 20.03.2012, опубликовано 20.02.2014 Бюл. №51. Patent for invention of the Russian Federation No. 2507468 “Method for launching an unmanned aerial vehicle and a jet complex for its implementation (variants)”, application 2012110331/11 dated 20.03.2012, published 20.02.2014 Bulletin No. 5
2. Патент на изобретение РФ №2784099 «Способ запуска и управления полетом беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с самолета-носителя», заявка 2022112533 от 05.05.2022, опубликовано: 23.11.2022 Бюл. №332. Patent for invention of the Russian Federation No. 2784099 "Method for launching and controlling the flight of an unmanned aerial vehicle (UAV) from a carrier aircraft", application 2022112533 dated 05.05.2022, published: 23.11.2022 Bulletin No. 33
3. Патент на изобретение США №US7410124B2 «Легкий летательный аппарат и пневматическая пусковая установка», заявка US10/509,659 от 2004-02-19, опубликовано 2008-08-123. US Patent No. US7410124B2 "Light Aircraft and Pneumatic Launcher", application US10/509,659 from 2004-02-19, published 2008-08-12
4. Оружие и технологии России: Энциклопедия XXI век., том III, «Вооружение военно-морского флота» - М.: Издат.дом "Оружие и технологии", 2001, стр. 97-1024. Weapons and Technologies of Russia: Encyclopedia of the 21st Century, Volume III, “Armament of the Navy” - Moscow: Publishing House “Weapons and Technologies”, 2001, pp. 97-102
5. Внешняя баллистика: учеб. пособие / А.В. Гуськов, К.Е. Милевский, А.В. Сотенко. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 188 с5. External ballistics: a tutorial / A.V. Guskov, K.E. Milevsky, A.V. Sotenko. - Novosibirsk: Publishing house of NSTU, 2010. - 188 p.
6. 55-я юбилейная научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники // Компоновочные схемы беспилотных летательных аппаратов, 2019 г. URL: https://libeldoc.bsuir.by/bitstream/123456789/36951/1/Nguyen_Kompnovochnyye.pdf (Дата обращения: 14.01.2024).6. 55th Anniversary Scientific Conference of Postgraduate, Master's and Undergraduate Students of the Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics // Layout diagrams of unmanned aerial vehicles, 2019. URL: https://libeldoc.bsuir.by/bitstream/123456789/36951/1/Nguyen_Kompnovochnyye.pdf (Accessed: 14.01.2024).
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2839069C1 true RU2839069C1 (en) | 2025-04-28 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410124B2 (en) * | 2003-02-21 | 2008-08-12 | Aai Corporation | Lightweight air vehicle and pneumatic launcher |
| US11040772B2 (en) * | 2017-09-11 | 2021-06-22 | Defendtex Pty Ltd | Unmanned aerial vehicle |
| RU2812817C1 (en) * | 2023-05-24 | 2024-02-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Barrel launching device, projectile and method of placement of projectile in device |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410124B2 (en) * | 2003-02-21 | 2008-08-12 | Aai Corporation | Lightweight air vehicle and pneumatic launcher |
| US11040772B2 (en) * | 2017-09-11 | 2021-06-22 | Defendtex Pty Ltd | Unmanned aerial vehicle |
| RU2812817C1 (en) * | 2023-05-24 | 2024-02-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Barrel launching device, projectile and method of placement of projectile in device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11041702B1 (en) | Methods for extended-range, enhanced-precision gun-fired rounds using g-hardened flow control systems | |
| US6923404B1 (en) | Apparatus and methods for variable sweep body conformal wing with application to projectiles, missiles, and unmanned air vehicles | |
| US6260797B1 (en) | Transformable gun launched aero vehicle | |
| US8173946B1 (en) | Method of intercepting incoming projectile | |
| US7947938B2 (en) | Methods and apparatus for projectile guidance | |
| CN111981902A (en) | A multi-unit mounted barrel-fired cruise missile, system and working method | |
| US11255648B2 (en) | Projectile with a range extending wing assembly | |
| CN212340051U (en) | A multi-unit barrel-launched cruise missile and system | |
| US11852447B2 (en) | Maneuvering aeromechanically stable sabot system | |
| US10578398B1 (en) | Drone deployment apparatus for accommodating aircraft fuselages | |
| US20100313741A1 (en) | Applications of directional ammunition discharged from a low velocity cannon | |
| US7207256B2 (en) | Weapons platform construction | |
| US3158100A (en) | Rocket propelled reconnaissance vehicle | |
| RU2544446C1 (en) | Rolling cruise missile | |
| RU2839069C1 (en) | Method of launching unmanned aerial vehicle and device for implementing said method | |
| RU2579409C1 (en) | Method of hitting above-water and ground targets with hypersonic cruise missile and device therefor | |
| US3705550A (en) | Solid rocket thrust termination device | |
| US3149531A (en) | Aerodynamic counterweight | |
| Piancastelli et al. | Technical effectiveness considerations on the replacement of missiles with interceptor UAVs | |
| CN116499307A (en) | Cylinder-type launched rotor patrol projectile and working method thereof | |
| RU2832782C1 (en) | Jet projectile planning and guidance module and method of its use | |
| RU2847131C1 (en) | Reusable bomber jet drone (rbjd) and the way the rbjd functions (options) | |
| CN115962687A (en) | Separable guided rocket projectile for 40mm rocket tube | |
| RU2327949C1 (en) | Missile | |
| Barrett-Gonzalez et al. | Hypersonic Aerial Gunnery: New Missions, Aircraft Design Opportunities |