Результат интеллектуальной деятельности: Подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер с управляемой парашютной системой

Изобретение относится к авиационным подвесным контейнерам, в частности, имеющим возможность отстыковки и обладающим управляемыми планирующими парашютными системами, с многофункциональным контейнером, предназначенным для доставки грузов, установки радиопомех, авиаразведки, проведения спасательных операций.

Известны контейнеры наращиваемого состава истребителя-бомбардировщика Су-34 (прототипы), в частности, универсальные контейнеры разведки «Сыч», состоящие из 8-ми блоков трех модификаций, два из которых - радиотехнические, три - радиолокационные и три - оптико-электронные. Данный контейнер подвешивается под фюзеляжем самолета, к центральному пилону, при этом для обеспечения функционирования, «Сыч» должен располагаться ниже силовой установки.

Иекель В.А., заместитель главного конструктора ОАО «ПО «Стрела». «Стрела» открывает новые горизонты [электронный ресурс]. - URL: http://www.npomash.ru/press/ru/tribunal 11111.htm?l=0 (дата обращения 25.03.2020).

Валагин А. Минобороны РФ закажет необычные Су-34 [электронный ресурс]. - URL: http://www.aviationunion.ru/news second.php?new=17456 (дата обращения 25.03.2020).

Также известен подвесной авиационный контейнер с открытой архитектурой OpenPod, разработанный компанией Northrop Grumman, имеющий модульный принцип наполнения, что позволяет устанавливать, в соответствии со спецификой боевой задачи: инфракрасные поисково-следящие системы, лидары, системы связи и т.п.

Northrop Grumman Announces OpenPod(TM), the Next Generation of Podded Sensor Systems [электронный ресурс]. - URL: https://news.northropgrumman.com/news/releases/northrop-grumman-announces-openpod-tm-the-next-generation-of-podded-sensor-svstems (дата обращения 25.03.2020).

К недостатками вышеуказанных устройств относится, в частности то, что данные подвесные контейнеры значительно ухудшают аэродинамическое качество самолета, снижают его боевые возможности, особенно в условиях маневренного воздушного боя.

Известна также парашютная система точной выброски груза с самолета JPADS (Joint Precis ion Air Drop System) объединяющая дистанционно управляемые парашютные системы «Precision and Extended Glide Airdrop SYStem» (PEGASYS) и программу точного десантирования ВВС США (PADS). JPADS обладает высокоэффективными системами управления, которые интегрированы с системами управления самолета-носителя. Данные парашютные системы состоят из: собственно парашюта, приемника спутниковых систем навигации, блока питания с батареями, специального программного обеспечения, проводки управления стропами парашюта, и блока радио командной линии управления для управления системой с пульта оператора, что позволяет осуществлять выброску грузов с больших высот на дальние дистанции и существенно снижает вероятность поражения самолета-носителя средствами противовоздушной обороны противника, дает возможность доставлять грузы в требуемую точку, как по спутниковому наведению, так и без него, по визуальным ориентирам. После сброса с самолета-носителя, с больших высот, JPADS, с использованием GPS и системы наведения, осуществляет навигацию и контроль полета системы к пункту назначения, что позволяет доставлять грузы на значительное удаление от точки сбрасывания, с точностью 50-75 метров. (Точная выброска с воздуха [электронный ресурс]. - URL: https://topwar.ru/43327-tochnava-vvbroska-s-vozduha.html (дата обращения 25.03.2020).

Недостатком данной системы является низкое аэродинамическое качество грузовой платформы, ее слабая путевая устойчивость, данное устройство не имеет автономной силовой установки, что снижает точность приземления спускаемого груза, уменьшает дистанции, на которые может планировать данная система, делает возможным ее применение только при оптимальных погодных условиях.

Также, известна радиотелеуправляемая спасательная авиационная лодка "Фрегат" подвешиваемая под фюзеляжем Ту-16С кормой вперед, по полету. После сбрасывания лодки, по ее приводнении, отделялся парашют и экипаж самолета осуществлял ее наведение на пострадавших при помощи системы радиоуправления "Рея" (Ту-16 С [электронный ресурс]. - URL: http://www.airwar.ru/enc/sea/tu16s.html (дата обращения 18.05.2020)).

К недостаткам данной подвесной спасательной авиационной лодки можно отнести то, что она увеличивала лобовое сопротивление самолета, снижая дальность и скорость его полета, увеличивала его радиолокационную заметность.

Задачей настоящего изобретения является создание подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера, имеющего парашютную систему с возможностью дистанционного, или автономного управления, обладающего внешними обводами, снижающими лобовое сопротивление авиаконтейнера, имеющим автономную силовую установку.

В качестве потенциального самолета-носителя, представленного изобретения, был рассмотрен истребитель-бомбардировщик Су-34. Сущность изобретения. Подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер, имеет корпус с внутренними закрывающимися отсеками (нишами) для размещения грузов и оборудования, обладающий узлами подвески, имеющий парашютную систему с возможностью дистанционного, или автономного управления, пристыковывающийся к фюзеляжу самолета с формированием единой интегральной аэродинамической компоновки, обеспечивающейся тем, что обводы внешних поверхностей авиаконтейнера выполнены с использованием элементов геометрии однонаправленных с ними поверхностей планера самолета. Парашют (который может быть выполнен из светопрозрачных материалов) и находящаяся под ним шарнирно складывающаяся стойка с расположенной на ней силовой установкой размещаются в отсеке авиаконтейнера, закрывающимся шарнирно складывающимися консолями вертикального оперения, плоскости хорд которых при раскрытии могут отклоняться от вертикали на острый угол, а также могут быть выполнены цельноповоротными, с возможностью дифференциального и синфазного отклонения. Верхняя поверхность авиаконтейнера может быть оснащена солнечной батареей. Данный авиаконтейнер может иметь отсек, оборудованный для размещения живых объектов.

Изобретение поясняется чертежами (изображения истребителя-бомбардировщика Су-34, к которому пристыковывается подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер взяты из источника: Самолет М Su-34 (Fullback) - чертежи, габариты, рисунки [электронный ресурс]. - URL: http://alldrawings.ru/risunki/item/samolet-m-su-34-fullback-chertezhi-gabarity-risunki-2 (дата обращения 25.03.2020)). На представленных чертежах позициями обозначены:

1 - корпус подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера;

2 - шарнирно складывающееся консоли вертикального оперения;

3 - пазы, в которых крепятся и в которые укладываются нижние части силовых строп парашюта;

4 - узлы стыковки подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера;

5 - крышка грузового отсека подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера;

6 - вытяжной парашют;

7 - основной парашют;

8 - силовые стропы парашюта;

9 - рулевые стропы парашюта;

10 - шарнирно складывающаяся стойка, с расположенной на ней силовой установкой;

11 - направляющая планка;

12 - гидравлический цилиндр.

На фиг. 1 показан вид сверху подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера.

На фиг. 2 изображен вид спереди подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера (А); Б - вид спереди с раскрытыми консолями шарнирно складывающегося вертикального оперения 2 и стойкой, с расположенной на ней силовой установкой 10; В - вид спереди в пристыкованном к самолету Су-34 положении (самолет показан без передней опоры шасси).

На фиг. 3 показан вид сбоку подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера с раскрытыми консолями шарнирно складывающегося вертикального оперения 2 (А); Б - вид сбоку, в пристыкованном к самолету Су-34 положении.

На фиг. 4 изображен вид снизу подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера (А); Б - вид снизу, в пристыкованном к самолету Су-34 положении.

На фиг. 5 показан вид сбоку в полете подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера (рисунок парашюта был выполнен по изображению с «Зимний кайт, кайт парафойл, кайт для зимы» [электронный ресурс]. - URL: https://kitelibertv.ru/about_parafoil.html) (дата обращения 18.05.2020)).

На фиг. 6 изображен вид сбоку шарнирно складывающейся стойки с расположенной на ней силовой установкой 10: А - в сложенном положении; Б - в раскрытом положении.

В качестве потенциального самолета-носителя подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера, был рассмотрен истребитель-бомбардировщик Су-34. Согласно изобретению (фиг. 1-5), подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер, для уменьшения веса, имеет несущий корпус 1, без внутреннего каркаса, повышению его прочностных характеристик служит поперечная переборка, разделяющая грузовой отсек и отсек, в котором размещается оборудование.

Корпус подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера 1, а также купола парашютов 6, 7 и стропы 8, 9, могут быть выполнены из высокомодульного волокна сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), обладающего стойкостью к динамическим нагрузкам, низким коэффициентом поверхностного трения. Также данный материал может обладать относительно высокой светопрозрачностью, что снижает визуальную заметность парашютной системы в полете. Корпус подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера 1 пристыковывается к фюзеляжу самолета с формированием единой интегральной аэродинамической компоновки, обеспечивающейся тем, что обводы внешних поверхностей авиаконтейнера 1 выполнены с использованием элементов геометрии однонаправленных с ними поверхностей планера самолета, что позволяет избежать повышения радиолокационной заметности самолета и значительного ухудшения его аэродинамического качества (в положении, когда подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер пристыкован к самолету-носителю).

Подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер устанавливается под фюзеляжем самолета, между его воздухозаборниками. Стыковочные узлы 4 аналогичны устанавливающимся на истребителе-бомбардировщике Су-34.

Корпус подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера 1 имеет грузовой отсек, от которого отделен переборкой приборный отсек, в котором находятся вытяжной парашют 6, основной парашют 7 (типа «крыло»), система управления, радиомаяк и аккумуляторные батареи. По верхней кромке боковых стенок грузового отсека закрепляются и укладываются в специальные пазы 3 нижние части силовых строп парашюта 8, а их верхняя часть и рулевые стропы 9, находятся в приборном отсеке, защищенном от внешних воздействий консолями складного вертикального оперения 2. Также в приборном отсеке, под основным парашютом 7, находится шарнирно складывающаяся стойка 10 (конструктивно сопряженная нижней частью с переборкой), с расположенной на ней силовой установкой (например, бесколлекторный электродвигатель с воздушным винтом). Данная стойка 10 состоит из двух элементов: неподвижного I - образного элемента (сопряженного с переборкой) и шарнирно присоединенного к его верхней части L-образного элемента, на изогнутой части которого находится силовая установка (фиг. 6). У основания I-образного элемента размещен гидравлический цилиндр 12, к штоку поршня которого шарнирно присоединена направляющая планка 11, другим концом шарнирно присоединенная к подвижному L - образному элементу стойки 10. При выдвижении штока поршня гидравлического цилиндр а 12 направляющая планка 11 поднимает L-образный элемент стойки 10, с образованием прямого угла между I и L-образными элементами и силовая установка приводится в рабочее положение.

Подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер может использоваться для высокоточной доставки грузов, так как, в отличие от аналогов, имеющих парашютную систему с возможностью дистанционного, или автономного управления, использующих лишь планирование, он имеет автономную силовую установку, позволяющую совершать активный полет, а в случае оборудования, в качестве крышки грузового отсека 5, панели солнечной батареи, используемой для питания оборудования и зарядки аккумуляторов, может совершать очень длительный полет, как в дневное, так и в ночное время, вплоть до полной выработки моторесурса силовой установки.

Столь потенциально длительное пребывание в воздухе, малая радиолокационная, визуальная и акустическая заметность (при условии использования электродвигателя), относительно малая скорость полета, позволяет размещать внутри корпуса подвесного отстыковывающегося авиаконтейнер а 1 разведывательное оборудование. Также, данные свойства, позволяют скрытно подлететь к противнику для противодействия его электронным системам, нанести по ним удар, в случае установки в грузовом отсеке корпуса подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера генератора радиоволн высокой мощности.

В случае оборудования грузового отсека системой жизнеобеспечения, в нем может размещен десантник с усиленным боекомплектом (в этом случае, передняя часть корпуса подвесного отстыковывающегося авиаконтейнер а 1 может быть выполнена прозрачной для визуального контроля полета человеком, также, управление полетом может быть продублировано размещением в таком специализированном грузовом отсеке джойстиком, связанным с основной автоматической системой управления). Таким образом, в тыл врага может быть высокоточно, скрытно, заброшена диверсионная группа, со значительным, по массе, вооружением. При этом данный подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер, может быть использован, после приземления, в качестве аэросаней-амфибий (после отсоединения строп парашюта 8, 9), приводимых в движение воздушным винтом силовой установки 10 и управляемые дифференциальными или синфазными отклонениями консолей цельноповоротного вертикального оперения 2. Вышеуказанные свойства позволяют использовать данный вариант подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера и для проведения спасательных операций. В случае использования для изготовления корпуса подвесного отстыковывающегося авиаконтейнер а 1 и парашюта 7 сверхвысокомолекулярного полиэтилена, следует учесть, что данный материал обладает плавучестью, что может иметь важнейшее значение при спасении на водах.

В случае использования грузового отсека в качестве подвесного топливного бака, после отстыковки от самолета-носителя, подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер может самостоятельно долететь до пункта назначения, где его могут повторно использовать (это также препятствует обнаружению следов пребывания самолета над вражеской территорией, или поражению сброшенным, в качестве подвесного топливного бака, подвесным отстыковывающимся авиаконтейнером находящегося на поверхности Земли мирного населения).

После отстыковки от самолета-носителя подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера 1, на заданной высоте, раскрываются консоли складного вертикального оперения 2, высвобождая выбрасывающийся пружиной вытяжной парашют 6, далее происходит раскрытие основного парашюта 7 типа «крыло», раскрывается шарнирно складывающаяся стойка 10 и силовая установка, размещенная на ней, переходит в рабочее положение. Для замедления раскрытия купола основного парашюта 7, целесообразно использовать слайдер, имеющий меньшее аэродинамическое сопротивление, в виде крестовины, из двух перекрестно сшитых силовых лент. Далее, парашютная система, по курсу, заданному навигационной системой, совершает управляемую посадку (автономно, или управляемо с самолета-носителя), корректируя курс и высоту полета рулевыми стропами 9. Система спутниковой навигации, или управления с самолета-носителя, могут оказаться ненадежны в условиях применения противником средств радиоэлектронной борьбы, а также, при геомагнитных бурях, в условиях горной местности, плотной городской застройки. В связи с этим, актуализируется метод доставки грузов, используемый на парашютной системе JPADS, имеющей блок наведения - устройство (aerial guidance unit), оснащенное моторами, автоматически управляющими парашютом, видеокамерой, производящей сканирование место посадки и управляющим компьютером, который может стабилизировать груз в воздухе, определить свое местоположение, сравнив изображение земли, полученное с видеокамеры, с хранящиеся в памяти компьютера спутниковыми снимками данной местности. По завершению ориентирования, система JPADS производит корректировку полета парашюта для доставки груза в заданную точку (JPADS: Армия США испытывает новую систему точного десантирования грузов [электронный ресурс]. - URL: http://www.gadgetstyle.com.ua/25092-jpads-testing-video/ (дата обращения 18.05.2020)).

Путевая устойчивость и балансировка относительно вертикальной оси обеспечивается также раскрытыми цельноповоротными консолями шарнирно складывающегося вертикального оперения 2, плоскости хорд которых при раскрытии отклоняются от вертикали на острый угол, которыми также обеспечивается продольная устойчивость и балансировка относительно горизонтальной оси. После посадки, по радиомаяку, наземная команда может найти подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер и подобрать его для дальнейшего использования.

Преимущества представленного подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера:

- наличие автономной силовой установки дает возможность совершать активный полет, расширяет возможности как бокового, так и высотного маневрирования, повышает грузоподъемность, увеличивает дальность полета и точность приземления;

- также, вышеуказанное решение позволяет обеспечить доставку грузов на дальние расстояния не только с больших, но и с небольших высот;

- в случае использования отсека, оборудованного для размещения живых объектов, данный подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер может быть использован для десантирования людей;

- обводы внешних поверхностей интегрально пристыкованного к самолету-носителю подвесного отстыковывающегося авиаконтейнера, выполненные с использованием элементов геометрии однонаправленных с ними поверхностей планера самолета, позволяют снизить его лобовое сопротивление и уменьшить радиозаметность.

Применимость изобретения. Представленный подвесной отстыковывающийся авиаконтейнер разработан с учетом его возможного многофункционального использования для доставки грузов, установки радиопомех, авиаразведки, проведения спасательных операций. Соответственно, он может быть использован как в военной, таки в гражданской сферах.