Беспилотники получат складываемые крылья

Новый дрон регулирует форму крыла, как птица

Благодаря «птичьим» крыльям новый дрон легко лавирует между препятствиями и преодолевает встречный ветер.

Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны (фр.

École polytechnique fédérale de Lausanne), швейцарского Университета прикладных наук (University of Applied Sciences) и Брауновского университета (Brown University) разработали дрона, который умеет складывать крылья, как птица.

Новый беспилотник может развивать высокую скорость даже при сильном ветре и при этом остаётся маневренным. Результаты исследования опубликованы в журнале Interface Focus.

Так называемые «микробеспилотные аппараты» (микро-БПЛА) взлетают даже с самых маленьких площадок и без особых проблем работают в городских условиях.

Обратите внимание

Поэтому они очень популярны как среди любителей гаджетов, так и среди военных, которые используют дроны для разведки.

К примеру, в 2012 году британская армия использовала микро-БПЛА Black Hornet Nano во время военных операций в Афганистане, а в 2015 году обновлённую версию приняли на вооружение отряды специального назначения морской пехоты США.

Одно из преимуществ таких дронов — их манёвренность. Для того чтобы микро-БПЛА мог с лёгкостью порхать среди препятствий и резко поворачивать, его нужно оснастить большими крыльями.

Но в результате дрону станет сложнее противостоять встречному ветру и развивать высокую скорость при плохой погоде — чтобы этого избежать, крылья нужно уменьшить.

Как разрешить это противоречие и убить сразу двух зайцев? Учёные обратились за ответом к природе.

Птицы контролируют скорость и направление, изменяя форму крыльев. Например, для того, чтобы повернуть, они расправляют одно крыло и слегка втягивают другое.

Один из авторов работы, Маттео ди Лука (Matteo di Luca), объясняет, что птицы «обладают сочленённым скелетом, который контролируется мышцами и покрыты перьями, накладывающимися друг на друга, когда крылья сложены».

Разрабатывая беспилотник, инженеры постарались воспроизвести эти особенности: отъёмные части крыльев оснащены подвижными деталями, которые выполняют ту же роль, что и маховые перья у птиц, а искусственное оперение складывается, как веер.

«Найти баланс между аэродинамической эффективностью и весом устройства крайне сложно», — отмечает член научной группы Стефано Минтчев (Stefano Mintchev). Чтобы максимально увеличить прочность и снизить суммарный вес дрона, крылья изготовили из композитных материалов.

Важно

Современные инженеры работают над созданием крыльев, способных адаптироваться к разным погодным условиям. Они ищут замену жёстким крыльям и элеронам — подвижным деталям, служащим для управления креном самолётов. «Чтобы осуществить поворот, дрону со складывающимися крыльями элероны не нужны.

Контролируя размах и площадь поверхности крыльев во время полёта, мы можем заставить его поворачивать автоматически», — объясняет один из авторов исследования Дарио Флореано (Dario Floreano).

Беспилотник может противостоять сильному ветру, легко лавировать между препятствиями и будет эффективным в городах на малой высоте.

Строение крыла птицы и крыла дрона.

Источник: https://22century.ru/transportation/40204

Программируемый дрон-параплан готов к «Армии»

Беспилотный летательный аппарат необычной конструкции создали в Московском авиационном институте. По оценке экспертов, дрон, созданный на основе параплана, вполне может найти военное применение.

Как рассказали «Армейскому стандарту» в МАИ, сейчас инновационная разработка завершает испытания, а в августе будет представлена на Международном военно-техническом форуме «Армия-2018» в подмосковной Кубинке.

Один из руководителей проекта Сергей Ахрамович сообщил «АС», что готовую разработку планируется сдать заказчику в октябре. Недавно завершился очередной этап летных испытаний, который прошел в Крыму, вблизи Евпатории. Сейчас аппарат готовят к участию в форуме «Армия».

Официального названия автоматический параплан пока не получил. Аппаратно-программный комплекс с беспилотным летательным аппаратом на основе параплана числится у разработчиков под аббревиатурой АПК-БПЛА. Он способен нести полезную нагрузку массой 30 кг и выше.

Оснащен большим мягким крылом площадью 10 квадратных метров. Обычный автомобильный аккумулятор емкостью 120 ампер-часов и компактный электродвигатель позволяют аппарату летать довольно долго — до трех часов. За это время он может преодолеть расстояние до 300 км.

Экономичность дрона-параплана обеспечивается тем, что электродвигатель используется только при подъеме на высоту. Затем двигатель выключается, и аппарат с мягким крылом начинает планировать, используя потоки воздуха.

В перспективе, говорят разработчики, с использованием этой же аэродинамической схемы и конструкции, но с крылом большей площади аппарат сможет перевозить грузы массой до 100–150 кг и даже до 300 кг.

Беспилотник планирует в воздухе за счет гибкого крыла, управляется электродвигателем, сервоприводами на рулевых стропах и системой автоматического пилотирования.

— На опытном образце мы отрабатываем алгоритмы автоматического управления. В систему управления парапланом мы внедрили элементы искусственного интеллекта. Образно говоря, аппарат летит и думает, принимает решение, что ему дальше делать, — рассказал Сергей Ахрамович.

Электроника принимает решение в зависимости от изменения внешних условий, например направления и силы ветра, и при возникновении нештатных ситуаций

Одним из назначений экономного и безопасного летательного аппарата стало участие в испытаниях дорогостоящего оборудования, в том числе геодезического. Благодаря практически неубиваемой аэродинамике, параплан даже с выключенным мотором приземляется плавно, с небольшой вертикальной скоростью.

Совет

Это обеспечивает сохранность тестируемой аппаратуры при любых оказиях. Недавно параплан выполнил транспортировку геодезического прибора стоимостью 3 млн рублей и массой около 20 кг. Небольшие квадрокоптеры такой груз поднять не могут.

К тому же при отказе в полете они падают как камень и разбиваются, а параплан планирует.

По планам разработчика, после сдачи заказчику готового изделия начнутся эксплуатационные испытания, по результатам которых в 2019 году возможны доработки.

Для запуска дрона-параплана разработана специальная схема, позволяющая ему стартовать практически с любой неподготовленной площадки. При этом использованы методы старта обычных планеров с помощью буксировочного троса.

После взлета трос отцепляется, включается двигатель — и аппарат летит. Запуск осуществляется в режиме радиоуправления, затем параплан переходит в автономный режим.

На флеш-карте записана программа полета, точки, над которыми аппарат должен пройти. Благодаря автоматизации управления дрон может выполнять продолжительный автономный полет по заданному маршруту без команд с земли и без сигналов GPS/ГЛОНАСС.

Это важно в условиях радиопомех или отсутствия радионавигационных сигналов.

Разработкой заинтересовались несколько ведомств, в том числе МЧС, а также российские и зарубежные предприятия.

По оценке экспертов, область применения подобных беспилотных комплексов довольно большая. Так, эксперт в области беспилотных систем Денис Федутинов считает, что дроны аэрошютного типа имеют ряд преимуществ перед аппаратами самолетного или вертолетного типов. Это, в частности, «существенно меньшая стоимость, а также большая вероятность спасения в аварийных ситуациях».

Обратите внимание

Эксперт в области малой авиации Вячеслав Головушкин сказал «АС», что размещаемая на параплане аппаратура уже позволяет вести разведку или мониторинг местности.

— В перспективе, думаю, парапланы с большим крылом смогут решать и транспортные задачи, в том числе в интересах МЧС или военных подразделений. Например, доставлять до 3 центнеров различных грузов в районы, куда в силу каких-то причин нельзя послать самолеты или вертолеты, — сказал Вячеслав Головушкин.

Он также не исключил использования парапланов в комплексе с транспортными самолетами, которые смогут сбрасывать беспилотные аппараты с грузами. После этого параплан в состоянии пролететь в автономном режиме до 100 км и доставить груз в нужный район.

Сверхлегкие летательные аппараты, к которым относятся парапланы, созданы на базе двухоболочковых управляемых парашютов. Они оснащены мягким бескаркасным крылом. Парашют в сложенном виде помещается в рюкзаке.

Источник: https://armystandard.ru/news/t/20187231122-eDd9S.html

Дрон научили складывать плечи для пролета через узкий проем

Valentin Riviere et al. / Soft Robotics, 2018

Французские инженеры создали квадрокоптер, способный менять свою форму во время полета и выстраивать все роторы в одну линию. За счет этого его ширина уменьшается почти в два раза, что позволяет пролетать через узкие проемы, рассказывают разработчики в журнале Soft Robotics.

Большинство мультикоптеров имеют достаточно большие размеры и это позволяет им нести на себе аккумулятор для продолжительной работы и камеру или другое дополнительное оборудование.

Но в то же время, это ограничивает их движения, не позволяя им летать в узких пространствах, а также делает неудобной их транспортировку.

Существуют дроны со складными винтами и даже плечами, но все они не могут работать в сложенном положении.

Группа инженеров под руководством Стефана Виолле (Stephane Viollet) из французского Национального центра научных исследований создала квадрокоптер, который может менять свою форму прямо в полете.

Его рама состоит из двух несущих плеч, на конце каждого из которых установлено вращающееся плечо с двумя роторами. Вращающиеся плечи прикреплены к сервомотору в центре дрона через два жестких и один эластичный провод.

За счет этого конструкция получилась достаточно легкой и быстрой в работе — на переход между сложенным и разложенным положением уходит около 0,3 секунды.

Механизм складывания Valentin Riviere et al.

/ Soft Robotics, 2018Поскольку такое резкое изменение формы, а также то, что все роторы выстраиваются в одну линию, нарушает стабильность полета, инженерам пришлось написать программное обеспечение, которое готовит дрон к складыванию, обеспечивает минимальное отклонение от траектории во время пролета препятствия, и восстанавливает полет после пролета. Во время испытаний дрон смог пролететь через узкое препятствие со скоростью 2,5 метра в секунду. При этом максимальный поворот во время пролета составлял 15 градусов.

Пока положение дрона относительно препятствия определяется системой захвата движений, состоящей из 17 камер в помещении и маркеров на дроне, а также инерциальными датчиками. Но исследователи также установили на беспилотник камеру, снимающую с частотой 120 кадров в секунду, и планируют использовать ее в будущем для автономного определения подлета к узкому проему.

В прошлом году британские инженеры создали беспилотный летательный аппарат самолетного типа, умеющий нырять в воду для забора проб. Перед нырком он складывает крылья, а после выныривания раскладывает и продолжает полет. А швейцарские инженеры разработали беспилотник, который может частично складывать концы крыла во время полета и тем самым уменьшать площадь крыла на 41 процент.

Григорий Копиев

Источник: https://nplus1.ru/news/2018/05/31/transformer

F16 сможет выстреливать стаи дронов

Испытания были проведены еще в июне 2015 года на Аляске, когда с борта F-16 через обычный выбрасыватель тепловых ловушек было выпущено несколько десятков небольших автономных беспилотников.

Читайте также:  Компания speecys создала пластиковых роботов, которые умеют двигаться

В момент “отстрела” крылья беспилотников сложены.

После того, как небольшой парашют за несколько секунд гасит избыточную скорость дрон он отсоединяется, раскрываются его крылья и запускается вращение небольшого пропеллера, приводящего устройство в движение. 

источник фото:  

Дрон получил не слишком благозвучное для русскоговорящих название Perdix.  Это очередная разработка пентагоновского Strategic Capabilities Office. Идея разработки в том, что неожиданно выпущенное самолетом облако из 30 беспилотников может затруднить работу с целью вражеской радиолокационной системы. К облаку дронов можно подключиться и управлять ими по радиоканалу. 

Важно

Дроны напечатаны на 3D-принтере из кевлара и углепластика, питание микродвигатель получает от литий-ионной батареи. Запускать дроны можно с F-16, F/A-18 и других боевых самолетов. 

Идея запускаемых с “материнского корабля” беспилотников родилась у студентов в Массачусетском технологическом институте в 2011 году. Студенты запускали дроны с воздушных шаров и прочили им будущее в сфере защиты окружающей среды. Разработкой, однако, заинтересовались военные. С 2014 года дронами Perdix начали заниматься в Strategic Capabilities Office.

Идея запуска роев беспилотников с “материнского корабля” имеет древние корни – еще в начале XX века в Советской России обсуждались такие проекты, к счастью для мира они тогда не нашли своего воплощения, технологический уровень тогдашней науки и техники был недостаточен. В 1955 году вышел роман Непобедимый, написанный фантастом и философом Станиславом Лемом. Автор развил идею роев миниатюрных летающих роботов, которые в его произведении оказались непобедимыми, несмотря на все усилия людей. 

К попыткам практического воплощения идеи вернулись уже в конце XX века. В США в конце 90-х пробовали запускать беспилотник Miniature Air-Launching Decoy (MALD), также предназначенный для обмана радаров.

Отличие в том, что Perdix – это рой бепилотников, если с борта F-16 можно запустить только пару MALD-ов, то число Perdix может достигать 30 – это определяется вместимостью стандартного диспенсера ALE-47. Использование роя существенно затрудняет борьбу ПВО с самолетом. К тому же это намного дешевле. Каждый ADM-160B MALD стоит более $300 тысяч.

Два года тестирования в рамках проекта Perdix обошлись правительству и налогоплательщикам в $20 млн при том, что были запущены сотни беспилотников. 

Похожий проект идет также в Исследовательской морской лаборатории США. Cicada – это беспилотный микродрон-планер. Их также предполагается запускать роем, выбрасывая устройства с большой высоты – с самолета, дрона или аэростата. Далее они планируют к цели, ориентируясь по GPS. 

Можно вспомнить также о проекте Lowcost, который предусматривает выстреливание недорогих дронов самолетного типа в небо над полем боя. 

Совет

Скорее всего в ближайшем будущем в воздушных войнах, наряду с другими видами вооружения, будут принимать участие рои беспилотников. И, кстати,  – соответствующие испытания уже проводились. 

Источник: http://robotrends.ru/pub/1610/f16-smozhet-vystrelivat-stai-dronov

Большой российский беспилотник пал жертвой коррупции?

В начале октября появились сообщения, что Минобороны решило прекратить разработку самого большого ударного беспилотника «Альтаир». Он был призван стать ответом армиям США и Китая, имеющим на вооружении тяжёлые дроны.

До последнего времени казалось, что проект вот-вот будет реализован, – опытные лётные образцы «Альтаира» не раз демонстрировались конструкторами.

Что же произошло и почему Российская армия не получит ударный беспилотник?

Сейчас эксперты выдвигают различные версии относительно того, по какой причине важный и дорогостоящий проект оказался внезапно свёрнут. По одной из них, закрытие проекта создания БПЛА «Альтаир» может свидетельствовать о наличии серьёзных претензий заказчика к разработчику.

Семь лет назад конкурс на разработку БЛА класса HALE (большой высоты и продолжительности полёта) выиграло Казанское ОКБ им. М.П. Симонова.

Стоимость контракта составила около 1млрд рублей – за эти деньги предприятие обязалось провести все необходимые инженерные исследования по созданию пятитонного летательного аппарата, а также собрать два прототипа для испытания отдельных узлов и конструкторских решений.

5 февраля 2013 года министру обороны РФ Сергею Шойгу была продемонстрирована модель будущего БПЛА. Казалось, ещё совсем чуть-чуть – и «Альтаир» на страх врагам взлетит в небо. В 2014 году стартовали опытно-конструкторские работы (на их проведение было выделено 3,6 млрд рублей). Разработчики регулярно сообщали о своих успехах.

Был даже озвучен срок создания двух первых рабочих экземпляров «Альтаира» – конец 2018 года. Однако, судя по всему, победные реляции стали со временем звучать не только громко, но и фальшиво. В итоге в мае 2018 года нынешний вице-премьер Юрий Борисов, а тогда заместитель министра обороны по вооружению, отрезал: работы должны быть завершены к концу года. А что – сами же пообещали…

И вот вместо этого стало известно, что ждать взлёта «Альтаира», похоже, не стоит.

«Альтаир» под подозрением

К настоящему моменту на разработку ударного дрона суммарно потрачено более

Обратите внимание

3 млрд рублей, но конкретного результата так и нет. По мнению экспертов, основной причиной свёртывания программы могли стать сложности с системой спутникового управления, дающей возможность контролировать БПЛА на неограниченном от пункта управления расстоянии.

Это самая сложная система беспилотника, которую нужно было создавать с нуля. Однако в России полностью отсутствовал всякий опыт в этой области, как у самого ОКБ, так и у других российских подрядчиков. Конечно, не стоит ставить крест на отечественных инженерах – возможно, проблема была бы решена.

Вот только выделенной на проект суммы скорее всего оказалось недостаточно. На самом деле, отмечают специалисты, сумма в три с лишним миллиарда – не ахти какие деньги для решения задачи такого масштаба. На разработку своего ударного дрона MQ-1 Predator США в своё время потратили 2,38 млрд долларов.

В России разработка оружия, как правило, обходится заметно дешевле, но не в этом случае. Здесь речь идёт о новых технологиях, а их создание обходится дорого.

Потому, судя по всему, имело место серьёзное непонимание сложности проекта как со стороны Мин­обороны, так и со стороны разработчика, взвалившего на себя слишком сложный и дорогой проект. Кстати, первые тревожные сигналы стали появляться ещё в прошлом году – тогда выяснилось, что ОКБ испытывает дефицит средств для продолжения работ.

Впрочем, не исключено, что вопрос всё же не в деньгах, а в отношении к ним. Ещё осенью 2017 года в ОКБ имени Симонова начались следственные проверки.

Далее, в апреле 2018 года, татарстанское управление Следственного комитета и местное УФСБ задержали и отправили под арест по подозрению в мошенничестве и нецелевом расходовании средств на общую сумму почти в 1 млрд рублей гендиректора предприятия Александра Гомзина.

Но, видимо, доказать ничего не удалось, потому примерно через месяц Гомзина выпустили из СИЗО под подписку о невыезде. На данный момент он продолжает оперативное руководство фирмой.

Технологии передадут в другие руки

Важно

По мнению ряда экспертов, наработки по проекту теперь будут переданы Уральскому заводу гражданской авиации (УЗГА). Правда, пока не ясно, есть ли у этой компании необходимые компетенции для реализации столь масштабного проекта.

До сих пор она занималась проектами в области отвёрточной сборки иностранных моделей. За последние годы этот завод освоил сначала лицензионную сборку израильского БПЛА IAI Searcher Mk.

II, а потом и его модернизацию с поэтапным наращиванием доли российских компонентов («Форпост-М»).

В любом случае беспилотник такого класса очень нужен Российской армии. Помимо «Альтаира» параллельно ведутся работы ещё по двум проектам крупных БПЛА — «Охотник» разработки «Сухого» и «Орион» компании «Кронштадт».

Оба этих проекта потребуют ещё немало времени и средств для доводки и тем более для создания на их базе эффективных ударных модификаций.

Разработка «Альтаира» же, очевидно, затянется из-за новых бюрократических задач и переноса места разработки и производства.

Источник: https://versia.ru/bolshoj-rossijskij-bespilotnik-pal-zhertvoj-korrupcii

NASA испытает складываемое в полете крыло в 2017 году

PTERA / ASA

NASA планирует весной 2017 года начать испытания нового складываемого в полете крыла SAW, пишет Aviation Week. В настоящее время специалисты агентства проводят модификацию беспилотного летательного аппарата PTERA, на котором и будут проходить испытания нового крыла. По мнению разработчиков, оно позволит оптимизировать подъемную силу крыла на разных этапах полета.

Современное крыло пассажирских самолетов обычно выполняется прямым с небольшими винглетами, элементами, позволяющими снизить сопротивление на концах крыла, возникающие в результате образования в этой зоне турбулентного вихря. При этом управление подъемной силой крыла производится с помощью разных элементов, в том числе предкрылков, закрылков, спойлеров и генераторов вихревого потока.

Элементы механизации крыла позволяют существенно улучшить управляемость самолетом на всех этапах полета, а также снизить потребление топлива. По мнению NASA, существующие технологии позволяют доработать конструкцию крыла, добавив ему подвижных элементов, что, в свою очередь, позволит еще лучше контролировать самолет в полете и добиться еще большей экономии топлива.

В ходе подготовки к испытаниям нового складываемого крыла SAW (Spanwise Adaptive Wing, адаптивное по размаху крыло) разработчики придали крылу беспилотника PTERA стреловидность в 20 градусов по передней кромке. Это необходимо было сделать для того, чтобы установленные на законцовки крыла подвижные элементы SAW оказались позади центра тяжести самолета, где они будут наиболее эффективны. 

Читайте также:  Недавние исследования показали что компьютерный интерфейс способен расшифровать мысли человека

PTERA с установленным на него крылом SAW / NASA

Совет

Размах крыла PTERA составляет 3,7 метра. После установки SAW он увеличится до 4,5 метра. Подвижные элементы длиной 0,4 метра смогут отклоняться вверх и вниз на 75 градусов, а также устанавливаться в одну плоскость с крылом. Как долго планируется проводить испытания, не уточняется. Также пока неизвестно, когда новое крыло будет испытано на пилотируемом самолете. 

Предполагается, что на пассажирском самолете при посадке законцовки будут опускаться вниз под прямым углом к плоскости крыла, а при взлете — устанавливаться в одну плоскость с крылом. При полете на крейсерской скорости законцовки будут подняты под углом к крылу, чтобы образовать винглеты.

При посадке отклоненные книзу законцовки крыла будут также выполнять роль стабилизаторов и рулей направления. По оценке NASA, это, в свою очередь, позволит существенно уменьшить размеры киля. Большой киль полезен для стабилизации и управления при малой скорости полета или при отказе двигателей, однако на крейсерской скорости создает дополнительное сопротивление и увеличивает расход топлива.

SAW станет первым крылом, разработанным для складывания в полете. Между тем, складные консоли крыла получит перспективный пассажирский самолет Boeing 777X, крупнейший в мире двухдвигательный лайнер. Этот самолет оснастят складным крылом, чтобы он мог без помех передвигаться по существующим взлетно-посадочным полосам или въезжать в ангары.

Длина складываемого участка консоли крыла серийного самолета составит около 7,3 метра. При сложенных законцовках размах крыла Boeing 777X составит 64,5 метра, а с разложенными — 71,8 метра.

Василий Сычёв

https://nplus1.ru/rubric/technology

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

Источник: https://aviator.guru/blog/43841567438

устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к области летательных аппаратов.

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата содержит корпус, в котором в деформированном состоянии установлена пружина сжатия, ось которой параллельна срединной плоскости консоли крыла, фиксирующий узел, контактирующий с пружиной и установленный с возможностью перемещения вдоль оси в сложенном положении консолей крыла.

В состав фиксирующего узла входят два упорных ролика, каждый из которых входит в выемку на законцовке консоли крыла. Фиксирующий узел позволяет обеспечить фиксацию двух консолей крыла одновременно в сложенном положении. Изобретение направлено на многократную фиксацию и освобождение двух консолей крыла одновременно, обеспечение надежности и технологичности. 3 ил.

Изобретение относится к области летательных аппаратов, а именно к устройствам фиксации складных аэродинамических поверхностей.

Обратите внимание

Из уровня техники известно пиротехническое устройство фиксации аэродинамической поверхности (патент США № US 8183508 от 22.05.2012 г.

, МПК F42B 15/01, B64C 3/56), наиболее близкое к предлагаемому изобретению и выбранное в качестве прототипа.

Устройство содержит подпружиненный зажим, входящий в одно из углублений на аэродинамической поверхности, соответствующей определенному положению фиксации.

Недостатками пиротехнического устройства фиксации аэродинамической поверхности являются невозможность многократного применения устройства, а также использования устройства для фиксации двух и более аэродинамических поверхностей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простого и надежного устройства фиксации многократного срабатывания, обеспечивающего фиксацию в сложенном положении одновременно двух консолей крыла, расположенных параллельно друг другу и имеющих возможность поворота относительно одной оси или параллельных осей.

Задача решается за счет того, что устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата содержит корпус устройства, в котором в деформированном состоянии установлена пружина сжатия таким образом, что ось пружины параллельна срединной плоскости консоли крыла, регулировочный винт для изменения усилия пружины, фиксирующий узел, контактирующий с пружиной и установленный с возможностью перемещения вдоль оси устройства фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата, в состав которого входят два упорных ролика, каждый из которых при фиксации входит в выемку на законцовке консоли крыла, элементы угловой фиксации, антифрикционная втулка, и, при этом фиксирующий узел позволяет обеспечить фиксацию двух консолей крыла одновременно одним устройством фиксации.

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата позволяет осуществить многократную фиксацию и освобождение двух консолей крыла одновременно, обеспечить надежность и простоту фиксации консолей крыла, а также не оказывает негативного влияния на внутреннюю компоновку отсеков, поскольку расположено вне фюзеляжа летательного аппарата.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен главный вид устройства фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата.

На фиг.2 изображен горизонтальный разрез устройства фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата.

На фиг.3 изображено расположение устройства фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата на фюзеляже беспилотного летательного аппарата со сложенными консолями.

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата (далее устройство фиксации) содержит корпус 1, пружину 2 сжатия, фиксирующий узел 3.

Корпус 1 имеет вытянутую форму и выполнен с цилиндрической полостью, ось которой примем за ось а устройства фиксации.

Важно

Корпус 1 может быть выполнен из двух половин, выемки в которых при соединении половин образуют цилиндрическую полость.

В полости корпуса 1 расположена пружина 2 сжатия, ось которой совпадает с осью а устройства фиксации. Одним из концов пружина 2 упирается в стенку цилиндрической полости, другим контактирует с фиксирующим узлом 3. Конец пружины 2, упирающийся в стенку цилиндрической полости, снабжен регулировочным винтом 4 для изменения усилия, создаваемого пружиной 2.

Фиксирующий узел 3 установлен в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси устройства фиксации и контактирует с пружиной 2. Фиксирующий узел 3 содержит упорные ролики 5, антифрикционную втулку 6, элементы угловой фиксации 7. Два упорных ролика 5 расположены в параллельных прорезях на внешнем конце фиксирующего узла 3, обращенном к складываемым консолям 8 крыла.

Консоли 8, которые можно зафиксировать данным устройством фиксации, закреплены на фюзеляже 9 беспилотного летательного аппарата с возможностью поворота относительно одной оси или двух параллельных осей (таким образом, консоли 8 имеют возможность поворота в параллельных плоскостях) и в сложенном положении расположены вдоль фюзеляжа 9 по принципу «консоль на консоли». Ось а устройства фиксации (а следовательно, и ось пружины 2) расположена параллельно плоскостям перемещения консолей крыла аппарата и устройство фиксации обращено концом, на котором установлен фиксирующий узел 3, к законцовкам консолей 8. На законцовке каждой консоли 8 выполнена V-образная выемка, и в сложенном положении консолей 8 выемки совмещены друг с другом. Плоскости, в которых перемещаются консоли 8, проходят через прорези с упорными роликами 5 фиксирующего узла 3, для каждой из консолей 8 через свою прорезь. Когда консоли 8 находятся в сложенном положении, выемки на законцовках консолей 8 совмещены каждая со своим упорным роликом, упорные ролики 5 прижаты к выемкам на законцовках консолей 8 пружиной 2. Конкретная форма выемок такова, что подпружиненные упорные ролики 5 могут беспрепятственно входить в выемки и выходить из них только при приложении достаточной нагрузки.

Поскольку силы, с которыми консоли 8 воздействуют на фиксирующий узел 3, создают момент относительно оси устройства фиксации (силы, с которыми консоли 8 воздействуют каждая на свой упорный ролик 5, по величине приблизительно равны друг другу, а их составляющие в плоскости, перпендикулярной оси а устройства фиксации, направлены в противоположные стороны и не лежат на одной прямой), фиксирующий узел 3 снабжен элементами угловой фиксации 7, выполненными, например, в качестве роликов, которые перемещаются по направляющим 10, выполненным на наружной части корпуса 1 устройства фиксации и расположенным параллельно оси устройства фиксации.

Поскольку консоли 8 крыла не являются абсолютно жесткими телами и подвержены деформациям, в частности деформации изгиба, прорези в фиксирующем узле 3 выполнены таким образом, чтобы предотвратить смещение законцовок консолей 8 крыла в направлении от соответствующих срединных плоскостей.

Консоли 8 снабжены либо, по крайней мере, одним общим средством раскладывания консолей, либо каждая из консолей 8 снабжена индивидуальным средством раскладывания консоли (не обозначены).

В сложенном положении консолей 8, когда средство или средства раскладывания не воздействуют на них, силы упругости пружины 2 достаточно, чтобы предотвратить самопроизвольное раскладывание консолей 8 при внешних воздействиях, например вибрационных нагрузках при транспортировке, при этом силы упругости пружины 2 недостаточно, чтобы воспрепятствовать раскладыванию консолей 8 под воздействием средства или средств раскладывания. Исходя из этих факторов, подбирают пружину 2 с необходимыми параметрами.

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата работает следующим образом.

Совет

Складывают консоли 8, при этом выемки на законцовках консолей 8 входят в контакт с упорными роликами 5 фиксирующего узла 3, сила упругости пружины 2 прижимает упорные ролики 5 к выемкам, что препятствует дальнейшему перемещению.

При раскладывании консолей 8 (например, при выполнении летной программы летательного аппарата или проведении испытаний) воздействуют на консоли 8 усилием раскладывания, например, с помощью средства/средств раскладывания (возможны другие частные случаи, например, раскладывание консолей 8 вручную).

Усилие раскладывания преодолевает силу упругости пружины 2, упорные ролики 5 выходят из выемок. Консоли 8 перемещаются в разложенное положение.

Во временной интервал между приложением усилия раскладывания и нарушением контакта между консолями и упорными роликами 5 консоли 8 воздействуют на фиксирующий узел 3 крутящим моментом относительно оси а, и элементы угловой фиксации 7 препятствуют угловому перемещению фиксирующего узла 3 под действием этого момента.

В дальнейшем процесс складывания консолей 8 и процесс их раскладывания могут быть повторены любое необходимое число раз.

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата предназначено для применения в области летательных аппаратов, а именно устройств фиксации складных аэродинамических поверхностей, и позволяет осуществить многократную фиксацию и освобождение двух консолей крыла одновременно, обеспечить надежность и технологичность фиксации консолей крыла, а также не оказывает негативного влияния на внутреннюю компоновку отсеков, поскольку расположено вне фюзеляжа летательного аппарата.

Читайте также:  Ученый хочет загрузить свой интеллект в компьютер, чтобы получить шанс на бессмертие

Формула изобретения

Устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата, содержащее корпус устройства, в котором в деформированном состоянии установлена пружина сжатия таким образом, что ось пружины параллельна срединной плоскости консоли крыла, фиксирующий узел, контактирующий с пружиной и установленный с возможностью перемещения вдоль оси устройства фиксации в сложенном положении консоли крыла беспилотного летательного аппарата, в состав фиксирующего узла входят упорный ролик, который при фиксации входит в выемку на законцовке консоли крыла, отличающееся тем, что устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного летательного аппарата содержит регулировочный винт для изменения усилия пружины, фиксирующий узел содержит элементы угловой фиксации, антифрикционную втулку и дополнительный упорный ролик, который позволяет зафиксировать вторую консоль крыла и при фиксации входит в выемку на ее законцовке.

Источник: http://www.freepatent.ru/patents/2522787

Беспилотники. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Беспилотники в последнее время получают все большее распространение. Их начинают применять повсеместно: в воздухе, на воде и на суше.

Ученые всего мира возлагать большие надежды на беспилотные устройства и рассчитывают, что в будущем не будет ни одной сферы, где они не будут применяться.

Сегодня эти аппараты являются одним из наиболее перспективных направлений в развитии военных технологий. Их применение уже привело к существенному изменению тактики ведения боя.

Планируется, что и в гражданском секторе произойдут существенные изменения.

Обратите внимание

К 2025 году глобальный рынок технологий использования беспилотников вырастет в несколько сотен раз, что приведет к вытеснению многих существующих операционных процессов.

Стоимость аппаратов постепенно снижается, а с внедрением их в крупносерийное производство они станут стоить совсем немного, что приведет к их повсеместному использованию.

Виды

Воздушные. БПЛА находят все большее применение, так как воздушным дроном управлять на порядок проще, ведь в воздухе практически отсутствуют какие-либо препятствия. Это многообразные летающие военные роботы, дроны для фото и видеосъемки, развлекательные аппараты, дирижабли, в том числе агрегаты доставляющие товары и посылки.

БПЛА по предназначению:

  • Коммерческие или гражданские. Они предназначены для перевозки грузов, строительства, удобрения полей, научных исследованиях и тому подобное.
  • Потребительские.

    В большинстве случаев они используются для развлечения, к примеру, для гонок, снятие высотных видео и так далее.

  • Боевые. Они имеют сложную конструкцию, их используют для военных целей.

По конструкции воздушные беспилотники могут быть следующих видов:

  • Беспилотники с фиксированным крылом. К их преимуществам можно отнести большую дальность и скорость полета.
  • Мультикоптеры. Они могут иметь разное число пропеллеров: от 2-х до 8-ми. Пропеллеры у некоторых моделей могут складываться.
  • Беспилотники вертолетного типа.
  • Конвертопланы.

    Особенность таких моделей в том, что они взлетают «по вертолетному», а в полете передвигаются подобно самолету, опираясь на крылья.

  • Глайдеры или планеры. Эти устройства могут быть с двигателем или без двигателя. В большинстве случаев их используют для разведывательных операций.
  • Тейлситтеры.

    БПЛА для смены режима полета поворачивает свою конструкцию в вертикальной плоскости.

  • Экзотические. Эти устройства имеют нетипичную конструкцию, к примеру, аппараты, способные садиться на воду, взлетать с нее и погружаться в нее. Также это могут быть устройства, которые приземляются на вертикальную поверхность и могут карабкаться по ней.

  • Привязные беспилотники. Их особенность в том, что энергия поступает к такому дрону по проводу.
  • Миниатюрные.
  • Модульные.

Наземные беспилотники. Их конструкция создается с учетом наличия многочисленных препятствий и объектов, которые могут оказаться под колесами.

Также здесь необходимо учитывать тип грунта. В данном случае большой перспективой обладают военные разработки.

На ровных покрытиях ситуация обстоит несколько по-другому. В этом направлении работает множество компаний, развивающих гражданский автомобильный сектор. Ограничивают внедрение подобных устройств действующие законы. Но сегодня уже имеются определенные подвижки, которые позволят в ближайшие годы внедрить эти автомобили.

Водные беспилотники. Это танкеры, подлодки, робо-рыбки и так далее. Изобретатели постоянно совершенствуют устройства, создавая роботехнические водомерки, медузы, рыбки.

Космические беспилотники. Их особенность в том, что это невероятно сложные и точные устройства, которые не терпят ошибок. На их производство выделяются огромные деньги, но в основном создаются единичные экземпляры.

Устройство

Беспилотныелетающие устройства в большинстве случаев состоят из следующих основных элементов:

Основой летающего аппарата является рама. Именно на нее устанавливаются все элементы. В большинстве случаев ее делают из полимеров и разных сплавов металлов. Полетный контроллер управляет дроном.

На него приходят сигналы от пульта управления.

В контроллер входят процессор, барометр, который, определяет высоту, акселерометр, гироскоп, GPS-навигатор, оперативное запоминающее устройство, устройство приема сигнала.

Двигатели, регуляторы и пропеллеры отвечают за полет беспилотника. При помощи регулятора задается скорость летающего аппарата. Аккумулятор является источником энергии для двигателя, а также других элементов дрона. Коммерческие и потребительские беспилотники управляются при помощи пульта управления. Военные агрегаты управляются как с помощью пульта, так и спутниковых систем.

Устройство наземных беспилотников несколько отличается от летающих. Большая часть разработчиков применяет уже существующие транспортные средства, в которые встраивает средства управления, камеры, сенсоры и датчики.

По степени автоматизации это могут быть полностью автономные устройства или агрегаты, которые управляются частично или полностью человеком, но на расстоянии.

Военные наземные беспилотники могут быть миниатюрными в виде червей и змей и огромными в виде танков, разминирующих, десантных и пехотных машин.

Устройство гражданских машин выполнена с учетом следующих элементов:

  • Лазерные, звуковые, инфракрасные и другие датчики.
  • Навигация, которая объединяет электронные карты и GPS систему.
  • Сервер с аккумуляторами и ПО.

  • Автоматизированные органы управления, куда входят система управления движком, управление рулем, система тормозов.
  • Трансмиссия.

  • Беспроводная сеть, через которую может происходить управление, загружаться программы, карты и другие данные.

Принцип действия

Коммерческие и потребительские беспилотныеустройства в большей части случаев управляются при помощи пульта управления. Однако могут быть и полностью автоматические аппараты. Пульт дистанционного управления отправляет сигналы в контроллер.

Контроллер производит обработку полученных сигналов, и далее отправляет команды на различные элементы беспилотника. К примеру, сигнал об увеличении скорости заставляет пропеллер крутиться быстрее, что приводит к повышению скорости и перемещения беспилотника.

В полностью автоматизированных наземных аппаратах отсутствуют типичные органы управления, свойственные стандартным автомобилям. Здесь нет педалей, рулевого колеса. Пассажиру необходимо только активировать, то есть указать пункт назначения, куда ему нужно ехать, или деактивировать систему.

Беспилотныеавтомобили обычно имеют разнообразные датчики и сенсоры, которые помогают им ориентироваться в пространстве.

Важно

Основой их, к примеру, может быть 64-лучевой светодальномер, который устанавливается на крыше машины. При помощи этого прибора генерируется детальная карта пространства, которая находится вокруг машины.

Далее автомобиль комбинирует полученные сведения с высокоточными картами и обрабатывает их.

В результате он может передвигаться, избегая любых возникающих препятствий. Также на автомобиле находятся и другие сенсоры и приборы, в том числе радары на бамперах, камеры переднего и заднего вида, инерциальные измерители, колесные датчики, позволяющие определять положение и отслеживать движение автомобиля.

Применение

  • Гражданские применяются в промышленности, сельском хозяйстве, охранных и логистических операциях.
  • Системы с применением беспилотников и специального программного обеспечения могут автономно обследовать необходимую местность, создавая двух или трехмерные карты.

    К тому же они могут получать визуальные данные, которые помогут строителям и архитекторам принимать верные решения в строительстве, электроснабжении и так далее.

  • Такси и аэротакси без водителя. Человеку достаточно только вызвать такси на своем гаджете, чтобы оно приехало к нему и доставило в необходимое место.

    На данный момент такие возможности только тестируются, но в будущем именно таким способом основная масса горожан будет перемещаться по своим делам.

  • Беспилотные аппараты открывают огромные возможности перед военными. Уже не надо рисковать жизнями людей, чтобы выполнить поставленную задачу.

    Военная техника может управляться оператором за тысячи миль от места действия. Танки и самолеты могут вообще стать полностью автоматизированными. В них достаточно будет загрузить программу, чтобы они выполнили поставленную задачу. Уже сегодня появились дроны, которые могут стрелять ракетами, сбрасывать бомбы.

Военные создают и более миниатюрные устройства в виде насекомых, червей и змей. Они смогут незаметно использоваться для разведки и даже для уничтожения целей. К примеру, дрон в виде осы может напасть на врага, кольнув его жалом и выпустив смертельный яд.

  • Беспилотные аппараты могут использоваться для доставки грузов, пиццы, почты или медикаментов.
  • БПЛА помогают бороться с браконьерами, выявлять пожары и свалки, сажать леса, инспектировать вырубки, вести учет животных в стаде.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/bespilotniki/

Ссылка на основную публикацию