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 Левкович Виктор Владимирович Томило Евгения Вячеславовна Францкевич Владимир Антонович Василевич Юрий Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство запуска беспилотных летательных аппаратов, содержащее направляющую, на которой смонтированы привод, метательное устройство, выполненное в виде параллелограммного механизма, имеющего верхнее основание, снабженное узлом стыковки с летательным аппаратом, и нижнее основание, шарнирно соединенные между собой опорами, а также тележку, снабженную фиксатором ее стартового положения относительно направляющей, при этом нижнее основание параллелограммного механизма совмещено с тележкой, отличающееся тем, что передние опоры, соединяющие основания параллелограммного механизма, снабжены дополнительными рычагами, которые через блок с помощью троса соединены с приводом.(56) 1. Патент 68516471, МПК 64 1/06, 2005. 2. Патент Российской Федерации 98396 1, МПК 64 1/06, 2010. 3. Патент Российской Федерации 2344971 1, МПК 64 1/06, 2009 (прототип). 95972013.10.30 Полезная модель относится к области авиации, более конкретно к катапультам для взлета преимущественно малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Существует достаточно большое количество типов устройств, которые могут быть применены для разгона и запуска БЛА самолетного типа с массой порядка 20 кг. Наиболее распространенным способом запуска является применение линейной катапульты, оборудованной тележкой, перемещаемой разгонным устройством вдоль направляющей 1. Также существуют устройства, в которых БЛА располагается на платформе, закрепленной на рычаге с вертикальной осью вращения 2. В этом случае разгон осуществляется при вращении платформы с БЛА вокруг вертикальной оси. К недостаткам вышеприведенных устройств следует отнести повышенную массу вследствие использования малоэффективных тормозных устройств, применение которых ведет к негативному воздействию на БЛА и установку в целом при торможении. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является катапульта для взлета летательного аппарата 3, содержащая направляющую, на которой смонтированы привод, тормоз, метательное устройство, выполненное в виде параллелограммного механизма, имеющего верхнее основание, снабженное узлом стыковки с летательным аппаратом, и нижнее основание, шарнирно соединенные между собой опорами, а также тележку,снабженную фиксатором ее стартового положения относительно направляющей, при этом нижнее основание параллелограммного механизма совмещено с тележкой, которая через блок с помощью троса соединена с приводом. Для осуществления запуска БЛА с использованием вышеприведенного устройства необходимо перед пуском соединить летательный аппарат с помощью узла стыковки с метательным устройством катапульты и зафиксировать в стартовом положении тележку с метательным устройством и БЛА. После этого тележка освобождается и посредством воздействия привода разгоняется вдоль направляющей катапульты до скорости взлета летательного аппарата. Торможение осуществляется при ударе тележки о тормоз катапульты,при этом в начале этапа торможения летательный аппарат за счет энергии его движения по инерции подбрасывается вверх метательным устройством тележки, одновременно с этим разъединяется узел стыковки и летательный аппарат отделяется от метательного устройства. Недостатками указанного устройства являются необходимость применения дополнительных тормозных устройств для гашения скорости движения подвижной площадки с параллелограммным механизмом и ударно-вибрационное воздействие на катапульту и БЛА при ударе тележки о тормоз катапульты. Задачей настоящей полезной модели является снижение ударных нагрузок на БЛА при его запуске за счет перераспределения усилий при торможении. Поставленная задача решается тем, что в устройстве запуска беспилотных летательных аппаратов, содержащем направляющую, на которой смонтированы привод, метательное устройство, выполненное в виде параллелограммного механизма, имеющего верхнее основание, снабженное узлом стыковки с летательным аппаратом, и нижнее основание,шарнирно соединенные между собой опорами, а также тележку, снабженную фиксатором ее стартового положения относительно направляющей, при этом нижнее основание параллелограммного механизма совмещено с тележкой, передние опоры, соединяющие основания параллелограммного механизма, снабжены дополнительными рычагами, которые через блок с помощью троса соединены с приводом. Сущность заявляемого технического решения заключается в снижении ударно-вибрационного воздействия на БЛА при запуске за счет использования энергии торможения для увеличения вертикальной составляющей импульса. При разгоне тележки трос крепится к рычагу передних опор. При движении тележки по направляющей до положения блока верхнее основание соприкасается с нижним, а при пересечении положения блока происходит поворот рычага передних опор и верхняя площадка с узлом стыковки перемещается 2 95972013.10.30 в верхнее положение, при этом происходит отделение БЛА от верхнего основания параллелограммного механизма. Торможение осуществляется приводом (растяжение упругих элементов или сжатие рабочей среды в гидро/пневмо цилиндре), что обеспечивает отсутствие ударного воздействия на БЛА. Известно, что при запуске БЛА испытывает большие нагрузки, чем при последующем полете. Снижение ударно-вибрационного воздействия позволит успешно запускать БЛА с облегченным корпусом. Заявляемое техническое решение поясняется фиг. 1-3. На фиг. 1 приведен общий вид устройства запуска беспилотных летательных аппаратов, где 1 - направляющая, 2 - привод, 3 - блок, 4 - метательное устройство в виде параллелограммного механизма, 5 - верхнее основание с узлом стыковки, 6 - нижнее основание,совмещенное с тележкой, 7 - опоры, 8 - трос. На фиг. 2 приведено метательное устройство, выполненное в виде параллелограммного механизма, где 9 - рычаг. На фиг. 3 приведены графики ударного воздействия на БЛА, где 1 - при использовании прототипа, 2 - при использовании заявляемого технического решения. Как видно из фигур, заявляемое устройство состоит из направляющей 1, на которой смонтированы привод 2, метательное устройство 4, выполненное в виде параллелограммного механизма, имеющего верхнее основание 5, снабженное узлом стыковки с летательным аппаратом, и нижнее основание 6, шарнирно соединенные между собой опорами 7, а также тележку, снабженную фиксатором ее стартового положения относительно направляющей. При этом нижнее основание параллелограммного механизма совмещено с тележкой. Передние опоры 7, соединяющие основания параллелограммного механизма,снабжены дополнительными рычагами 9, которые через блок 3 с помощью троса 8 соединены с приводом 2. Заявляемое устройство работает следующим образом. Летательный аппарат с помощью узла стыковки соединяется с верхним основанием 5 метательного устройства 4, которое находится в положении(фиг. 2), далее нижнее основание, совмещенное с тележкой 6, фиксируется в стартовом положении. После этого тележка 6 освобождается и разгоняется вдоль направляющей 1 катапульты при помощи привода 2 до скорости взлета летательного аппарата. Торможение тележки 6 осуществляется приводом 2 катапульты в безударном режиме. При торможении связанные с тросом передние опоры с рычагом совершают вращательное движение и верхнее основание с узлом стыковки перемещается из положенияв положение(фиг. 2). Вращательное движение рычага 9 начинается при достижении метательным устройством 4 позиции блока 3. При дальнейшем движении метательного устройства 4 скорость падает, а вертикальная составляющая импульса растет. Отделение БЛА от верхнего основания 5 происходит в позиции Б (фиг. 2), в которой скорость вдоль направляющей и вертикальная составляющая импульса достаточны для безопасного запуска БЛА. Были проведены сравнительные испытания заявляемого устройства и устройствапрототипа в полевых условиях. Установлено, что применение заявляемого технического решения позволяет снизить массу устройства на 10 . Сравнительные испытания проводились с применением двух макетов БЛА стандартного и с облегченным корпусом. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице. На фиг. 3 отображено ударное воздействие на БЛА при запуске стандартного макета с использованием прототипа и заявляемого технического решения. Результаты сравнительных испытаний Максимальная масса макета БЛА, кг стандартный макет макет с облегченным корпусом Заявляемое техническое 26 26 решение Прототип 22 повреждение макета при запуске 3 95972013.10.30 Результаты показывают, что заявляемое техническое решение позволяет запускать макеты обоих конструкций с увеличенной массой, а при использовании прототипа возможен запуск только стандартного макета БЛА рекомендуемой массы, при запуске макета с облегченным корпусом происходит его разрушение при ударе о тормоз. Таким образом, использование заявляемого технического решения позволяет снизить вес устройства запуска БЛА за счет исключения из конструкции дополнительных тормозных устройств и производить запуск БЛА с облегченным корпусом за счет снижения ударной нагрузки на БЛА. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4