Устройство запуска беспилотных летательных аппаратов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Томило Вячеслав Анатольевич Францкевич Владимир Антонович Замыслов Александр Сергеевич Левкович Виктор Владимирович Клубович Владимир Владимирович Томило Евгения Вячеславовна Марусич Владимир Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство запуска беспилотных летательных аппаратов, состоящее из смонтированного на колесном прицепе основания, на котором смонтированы привод, хотя бы один опорный механизм и секционная направляющая, на которой установлены устройство взвода и каретка, отличающееся тем, что устройство взвода выполнено в виде электролебедки, привод выполнен в виде цилиндра подвески пневмогидравлического без противодавления и снабжен коромысловым регулятором усилия на каретке, а секционная направляющая состоит из двух шарнирно соединенных частей, одна из которых снабжена мотор-редуктором. 83982012.08.30 4. Середа В.А. Классификация законов распределения тягового усилия наземных пусковых устройств беспилотных летательных аппаратов // Авиационно-космическая техника и технология. - 2010. -4 (71). - С. 63-66. 5. Аленченков Г.С. Стартовые устройства. Моделирование процесса запуска беспилотного летательного аппарата Материалы международной научн.-практ. конф. Современное машиностроение. Наука и образование. - Спб. СПбГПУ, ММФ, 14-15.06.2011. С. 112-119. Полезная модель относится к области авиации, более конкретно к катапультам для запуска средних по массе беспилотных летательных аппаратов (далее БЛА). Все катапульты, используемые для разгона и запуска БЛА самолетного типа с массой 100 кг и более, можно условно разделить на два типа катапульты, монтируемые на шасси транспортного средства 1, и катапульты, буксируемые транспортным средством 2. Для разгона каретки может использоваться гидравлический, пневматический или гидропневматический привод. Катапульты, монтируемые на шасси транспортного средства, обладают значительными массой и габаритами, а катапульты, буксируемые транспортным средством, как правило, требуют значительного количества персонала для операций разборки катапульты из транспортного состояния и подготовки к пуску и свертывания в транспортное состояние. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является мобильное устройство запуска летательных аппаратов 3, состоящее из смонтированного на колесном прицепе основания, на котором смонтированы привод, хотя бы один опорный механизм и секционная направляющая, состоящая из четырех отдельных частей, на которой установлены устройство взвода и каретка. Для осуществления запуска БЛА с использованием вышеприведенного устройства необходимо перевести его в рабочее состояние, произведя сборку направляющей, и зафиксировать с помощью опорных механизмов. Данное устройство имеет гидропневматический тип привода, включающий резервуар с жидкостью, контрольные клапаны, цилиндр запуска с интегрированным аккумулятором, соединенный трубопроводом с баком со сжатым газом, и гидронасос в качестве устройства взвода. Работа устройства осуществляется следующим образом. Перемещение каретки в исходное состояние осуществляется с помощью троса, соединенного со штоком цилиндра запуска. Фиксация каретки производится механизмом спуска. В аккумулятор с помощью гидравлического насоса накачивается жидкость, что приводит к сжатию газа в баке и запасу в нем энергии. Для запуска БЛА активируется механизм спуска. В результате газ расширяется и воздействует на жидкость,которая, в свою очередь, перемещает шток цилиндра запуска. Недостатком указанного устройства является повышенная трудоемкость перевода катапульты из транспортного состояния в стартовое, а также регрессивный закон тягового усилия каретки, при котором в начальный момент движения каретки на нее действует максимальное усилие, а затем резко снижается 4. Задачей настоящей полезной модели является сокращение трудоемкости развертывания устройства из транспортного состояния и стабилизация зависимости усилия на каретке от хода. Поставленная задача решается тем, что в устройстве запуска беспилотных летательных аппаратов, состоящем из смонтированного на колесном прицепе основания, на котором смонтированы привод, хотя бы один опорный механизм и секционная направляющая,на которой установлены устройство взвода и каретка, устройство взвода выполнено в виде электролебедки, привод выполнен в виде цилиндра подвески пневмогидравлического без противодавления и снабжен коромысловым регулятором усилия на каретке, а секционная 83982012.08.30 направляющая состоит из двух шарнирно соединенных частей, одна из которых снабжена мотор-редуктором. Сущность заявляемого технического решения заключается в механизации процессов развертывания и свертывания катапульты за счет применения мотор-редуктора и автоматизации процесса регулирования усилия на каретке с помощью коромыслового регулятора. Самотормозящийся мотор-редуктор передает крутящий момент на вал, который жестко связан с верхней частью секционной направляющей и образует вращательную кинематическую пару с нижней. В результате вращения вышеуказанного вала происходит проворот верхней части секционной направляющей. Функция самоторможения моторредуктора предотвращает падение во время развертывания верхней части секционной направляющей под действием силы тяжести. Резкое повышение движущей силы во время старта заставляет повышать прочность конструкции летательного аппарата из-за ударных нагрузок, что соответственно приведет к увеличению массы летательного аппарата и, как следствие, к снижению полезной нагрузки 5. Коромысловый регулятор позволяет при разгоне каретки в автоматическом режиме производить регулирование усилия на каретке, чтобы получить зависимость усилия от хода, близкую к линейной. При разгоне каретки поршень цилиндра подвески пневмогидравлического без противодавления (далее - цилиндр) начинает движение и передаточным механизмом воздействует на коромысловый регулятор и изменяет плечо приложения силы, что приводит к изменению усилия. Заявляемое техническое решение поясняется фиг. 1-4. На фиг. 1 приведен общий вид заявляемого устройства запуска БЛА в стартовом положении, где 1 - основание, 2 - секционная направляющая, 3 - каретка, 4 - привод, 5 опорный механизм, 6 - электролебедка, 7 - приводной трос. На фиг. 2 приведен общий вид заявляемого устройства запуска БЛА, подготовленного к транспортировке, где 8 - мотор-редуктор. На фиг. 3 приведен общий вид узла привода заявляемого устройства запуска БЛА, где 9 - цилиндр подвески пневмогидравлический без противодавления, 10 - коромысло, 11 ролик, 12 - передаточный механизм, 13 - неподвижная система блоков полиспаста, 14 подвижная система блоков полиспаста, 15 - рычаг, 16 - возвратная пружина. На фиг. 4 приведены зависимости изменения величины усилия на каретке от хода для заявляемого устройства и устройства-прототипа, где 1 - зависимость усилия от хода для цилиндра подвески пневмогидравлического без противодавления, 2 - зависимость усилия от хода для цилиндра подвески пневмогидравлического без противодавления при автоматическом регулировании коромысловым регулятором, 3 - зависимость усилия от хода для пневмогидросистемы устройства-прототипа. Заявляемое устройство работает следующим образом. С помощью мотор-редуктора 8 производится развертывание катапульты. С помощью лебедки 6 производится перемещение каретки 3 в начальное положение. При данном положении каретки она через приводной трос 7 устанавливает минимальное межцентровое расстояние между подвижной 14 и неподвижной 13 системами блоков полиспаста. Так как подвижная система блоков полиспаста закреплена на рычаге 15, одновременно с установлением минимального межцентрового расстояния между системами блоков полиспаста происходит поворот рычага 15 вокруг временной оси, совпадающей с осью ролика 11, и сжатие цилиндра 9. После расфиксации каретки она перестает удерживать рычаг 15. Под воздействием силы, создаваемой сжатым цилиндром 9, рычаг 15 начинает перемещаться вверх и через приводной трос 7 разгоняет каретку 3 с ускорением, задаваемым характеристиками цилиндра. При этом за счет мультиплицирующего действия полиспаста скорость движения каретки превышает скорость движения подвижной системы блоков 14. В узле привода предусмотрен коромысловый регулятор для автоматического изменения усилия на каретке 3. В рычаге 15 находится радиусный паз, в котором перемещается ролик 11. С роликом 11 шарнирно связано 3 83982012.08.30 коромысло 10. На поршне цилиндра 9 и на коромысле 10 расположены элементы передаточного механизма 12, которые при движении поршня цилиндра вверх соприкасаются, и в результате коромысло 10 отклоняется влево и, таким образом, изменяет плечо приложения силы, создаваемой цилиндром. При взведении заявляемой катапульты коромысло 10 возвращается в исходное положение возвратной пружиной 16. Были проведены сравнительные испытания заявляемого устройства и устройствапрототипа в полевых условиях. Установлено, что при использовании заявляемого устройства время развертывания из транспортного состояния (фиг. 2) в стартовое состояние(фиг. 1) составляет 4-5 минут, а зависимость усилия на каретке от хода близка к линейной(кривая 2 на фиг. 4), в то время как развертывание устройства-прототипа производится вручную и занимает 15-20 минут, а регулирование усилия на каретке возможно только до начала разгона, в результате каретка движется по регрессивному закону (кривая 3 на фиг. 4). Таким образом, использование заявляемого технического решения позволяет сократить трудоемкость развертывания и подготовки к пуску БЛА и получить закон зависимости усилия на каретке от хода, близкий к линейному. Фиг. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4