Результат интеллектуальной деятельности: Беспилотный самолёт /варианты/

Изобретение относится к пилотируемым и беспилотным самолетам (далее - беспилотникам самолетного типа).

Известны беспилотные самолеты, см. интернет, википедия, MQ-9, или пат. RU №132575. Основная борьба сейчас развернулась вокруг времени нахождения в полете (на мой взгляд, это ошибка - беспилотник, рассчитанный на 48 ч полета, может быть сбит через полминуты после вхождения в зону вражеской ПВО). Беспилотные самолеты летают по алгоритму для пилотируемых самолетов, что мешает повышению времени полета). Беспилотнику не надо никуда спешить, ему надо «висеть» в воздухе.

Задача и технический результат этого изобретения - увеличение времени нахождения беспилотников в воздухе.

Этому мешает избыточная мощность и, следовательно, избыточный расход топлива. Но достаточная мощность тем не менее нужна беспилотнику, чтобы быстро набрать нужную безопасную высоту, и чтобы достаточно быстро долететь до зоны заданного нахождения или применения (далее «зона патрулирования»). Однако затем современные беспилотники летают в крейсерском режиме до конца патрулирования. Но в этом нет необходимости, так как задача беспилотника - не пролететь определенное расстояние, а находиться в воздухе как можно дольше.

СПОСОБ. Поэтому данный способ заключается в том, что мощность мотора в режиме дежурства выбирается исходя из минимально допустимой для данной высоты и загрузки скорости (близко к пределу сваливания).

Так как запас топлива в современных беспилотниках достигает 50% от взлетного веса, то указанным способом можно сэкономить много топлива и увеличить время нахождения в воздухе на 25-30% без дополнительных конструктивных мер.

В конце полета требуемая мощность мотора может составить всего 25-30% от номинальной. Это делает чрезвычайно желательным применение двигателя с отключаемыми цилиндрами, или двигателя с двумя рабочими валами (то есть практически это два двигателя).

САМОЛЕТ (вариант 1). То есть данный беспилотник имеет два двигателя, работающие на один пропеллер, валы которых соединены обгонной или управляемой муфтой (то есть двигатели соединены тандемно), или которые работают на общий редуктор с двумя ведущими шестернями и соединены с редуктором обгонными или управляемыми муфтами, причем в первом случае мощность ближнего к пропеллеру двигателя составляет 60-75% от их суммарной мощности.

Именно указанное соотношение мощностей двух двигателей, примерно равное 2, позволяет оптимально регулировать мощность мотора без значительного ухудшения его кпд. Допустим, соотношение мощностей 1:2, и требуется мощность менее 65% от номинальной суммарной. В этом случае выключается задний двигатель, и оставшийся передний выдает искомые 65% мощности. Почему не 67%? С учетом снижения оборотов двигателя. Поэтому желателен воздушный винт регулируемого шага.

Понятно, что наличие редуктора с двумя ведущими шестернями предпочтительнее тандемного соединения двух двигателей, так как при потребности менее 33% от суммарной мощности, это позволяет включить один двигатель меньшей мощности. Более мощный двигатель при этом отключается обгонной или управляемой муфтой. При применении редуктора также повышается кпд пропеллера.

САМОЛЕТ (вариант 2). Так как менее мощные двигатели обычно работают на больших оборотах, чем более мощные (при том же числе цилиндров), то оптимальной будет следующая конструкция. Беспилотник имеет два двигателя, работающие на пропеллер через одно редукторное устройство, в котором крутящий момент более мощного двигателя передается напрямую, а крутящий момент менее мощного двигателя - через понижающую передачу, причем оба двигателя соединены с редукторным устройством через обгонные или управляемые муфты. Это позволит полнее использовать мощность обоих двигателей.

ПРИМЕР. Беспилотник взлетает и набирает высоту на режиме максимальной или крейсерской мощности своего двигателя/двигателей. Затем летит в зону патрулирования на крейсерской скорости (а возможно, и на минимальной). В зоне патрулирования он переходит на полет на минимальной скорости, которая определяется в каждый текущий момент исходя из мгновенного остатка топлива и расхода боеприпасов (если они были предусмотрены конструкцией беспилотника) с учетом аэродинамического качества самолета. При этом по мере снижения потребной мощности отключается один или второй двигатель.