RU2278060C1 - Способ посадки беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Способ посадки беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278060C1 RU2278060C1 RU2005125575/11A RU2005125575A RU2278060C1 RU 2278060 C1 RU2278060 C1 RU 2278060C1 RU 2005125575/11 A RU2005125575/11 A RU 2005125575/11A RU 2005125575 A RU2005125575 A RU 2005125575A RU 2278060 C1 RU2278060 C1 RU 2278060C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- ground
- uav
- equipment
- ball
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000005528 Arctium lappa Species 0.000 description 1
- 235000003130 Arctium lappa Nutrition 0.000 description 1
- 235000008078 Arctium minus Nutrition 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006379 extruded polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам посадки сверхлегких беспилотных летательных аппаратов (БЛА) аэродинамического типа. До начала полета на БЛА устанавливают электронную аппаратуру наведения. На посадочной площадке размещают наземное посадочное оборудование и посадочную платформу с посадочным приспособлением. При заходе БЛА на посадку выводят его в зону действия наземного посадочного оборудования. По сигналам последнего электронной аппаратурой наведения осуществляют наведение БЛА на посадочную площадку по заданной траектории, обеспечивая снижение скорости его движения и выход в точку механического контакта с посадочным приспособлением. После этого полностью гасят кинетическую энергию БЛА и высвобождают его из посадочного приспособления. До начала полета приклеивают к нижней части поверхности фюзеляжа БЛА ленту-контакт, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями с боковым разрезом, играющими роль крючков. В качестве электронной аппаратуры наведения БЛА используют систему видеонаведения. Посадочной платформой является вертикально установленный шест. Посадочное приспособление-шар крепят на верхнем конце шеста. Поверхность шара оклеивают лентой-контактом, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, выполненными с возможностью крючкового сцепления по типу текстильной застежки с мононитями ленты-контакта БЛА. Наземным посадочным оборудованием являются пространственно разнесенные оптические источники, размещаемые на посадочной площадке. По их сигналам осуществляют самонаведение БЛА до механического контакта с верхней полусферой посадочного приспособления. Изобретение позволяет создать технологию посадки сверхлегкого БЛА, которая обеспечивает высокую вероятность неповреждения БЛА. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) аэродинамического типа, в частности сверхлегких (массой порядка одного килограмма) БЛА, оснащенных бортовыми электронными устройствами наблюдения за земной поверхностью, навигации и автоматического управления полетом.
Известен способ посадки БЛА с помощью парашютной системы (например, информационный бюллетень "Иностранная печать об экономическом, научно-техническом и военном потенциале...", серия "Технические средства разведывательных служб капиталистических государств", Москва, №6, 1998, с.21), при котором на БЛА предварительно устанавливают парашютную систему, при посадке раскрывают парашют и с его помощью гасят скорость приземления БЛА до допустимого значения.
Недостатком этого способа является увеличение общей массы БЛА за счет массы парашютной системы, приводящее к необходимости существенного уменьшения массы полезной нагрузки. Из-за указанных массогабаритных ограничений использование для посадки парашютной системы на сверхлегких БЛА затруднительно. Кроме того, раскрытие парашюта при сильном боковом ветре может привести к сносу БЛА и к его механическому повреждению, например, о ветви деревьев.
Другой известный способ посадки БЛА (как малой, так и большой массы) основан на гашении относительной скорости за счет скоординированного движения посадочной площадки.
К этому классу технических решений относится, например, способ посадки БЛА по японскому патенту JP №2001354199, В 64 F 1/00, В 63 В 35/50, В 64 С 13/18. Этот способ основан на движении посадочной площадки, роль которой выполняет палуба надводного судна (корабля, баржи и т.п.), со скоростью, близкой к горизонтальной скорости БЛА на заключительном участке посадки. При этом измеряют горизонтальную составляющую скорости БЛА и регулируют скорость движения судна таким образом, чтобы относительная скорость сближения БЛА и поверхности палубы стремилась к нулю.
Очевидно, что такой способ может иметь весьма ограниченное применение, и его использование создает значительные неудобства для объекта, используемого в качестве посадочной площадки.
Для устранения этого недостатка в качестве посадочной площадки используют платформу, на которой устанавливают вертикальную раму с посадочной сетью, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и горизонтального перемещения по закрепленным на платформе направляющим. На борту БЛА и на платформе устанавливают специальные электронные посадочные средства (оптические или радиолокационные), позволяющие дистанционно контролировать относительное местоположение и скорость сближения БЛА с сетью и управлять БЛА на конечном участке захода на посадку.
Так, в известном способе посадки БЛА путем улавливания его в вертикальную сеть (обзор "Дистанционно пилотируемые летательные аппараты капиталистических стран", под ред. Федосова Е.А., Москва, Научно-информационный центр, 1989, с.51-61)в носовой части БЛА устанавливают импульсный источник излучения, работающий в ближней инфракрасной (ИК) области спектра. На посадочной площадке устанавливают платформу с направляющими, которая в процессе посадки БЛА остается неподвижной, на платформу устанавливают вертикальную раму, выполненную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и привод для этого вращения. На раму устанавливают два ИК-приемника, вертикальную посадочную сеть с возможностью ее горизонтального перемещения по направляющим, закрепленным на платформе, вычислитель и тормозное устройство, которое тросами соединяют с сетью. С помощью привода раму предварительно поворачивают по направлению ветра. На конечном участке захода БЛА на посадку путем дистанционного управления с земли выводят его в зону действия ИК-приемников, измеряют с их помощью угол возвышения и боковое смещение БЛА относительно центра сети, вычисляют значения отклонений БЛА от программной траектории полета и передают эти данные на борт БЛА для обеспечения его попадания в сеть. При входе БЛА в сеть перемещают последнюю вдоль направляющих рамы, за счет вытягивания тросов тормозного устройства гасят кинетическую энергию движения БЛА и высвобождают попавшийся в сеть БЛА из сети.
К этому же классу технических решений относится усовершенствованный способ посадки БЛА в вертикальную сеть по патенту RU №2208555, В 64 F 1/18, В 64 С 13/20, G 08 C 5/02.
Он отличается от описанного выше аналога тем, что с целью повышения вероятности неповреждения БЛА при его посадке в сеть платформу устанавливают с возможностью поступательного перемещения по направлению горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости этой сети. Дополнительно устанавливают привод перемещения платформы. На вертикальной раме дополнительно устанавливают датчик линейного ускорения, ось чувствительности которого выставляют по направлению, перпендикулярному плоскости сети, дальномер и датчик начала вытягивания тросов тормозного устройства. В вычислитель заблаговременно вводят значение максимальной зоны действия ИК-приемников в простых метеорологических условиях. При посадке в момент входа БЛА в зону действия ИК-приемников определяют текущее значение дальности и скорости сближения БЛА с посадочной площадкой. В вычислителе запоминают значения дальности и скорости движения БЛА в момент его входа в зону действия ИК-приемников. С использованием определенных величин вычисляют требуемое значение ускорения поступательного перемещения платформы. Далее, включают привод поступательного перемещения платформы. С помощью этого привода поступательно перемещают платформу. При этом с помощью датчика линейного ускорения измеряют текущие значения ускорения и скорости перемещения. Вычисляют разность текущего и требуемого значений скоростей. Управляют приводом, стремясь уменьшить указанную разность скоростей до нуля. В момент попадания БЛА в сеть выключают привод по сигналу от датчика начала вытягивания тросов тормозного устройства.
Как следует из приведенного описания, для реализации обоих описанных выше способов улавливания БЛА в вертикальную сеть требуется довольно сложное и громоздкое наземное оборудование, выполненное с возможностью автоматического управления процессом торможения. При этом на заключительном участке полета БЛА необходимо дистанционно управлять им с земли путем передачи соответствующих команд по линии связи. Указанные особенности ограничивают сферу возможного применения способов улавливания БЛА в вертикальную сеть, особенно в тех случаях, когда БЛА должен иметь небольшую стоимость, малые массу и габариты. В этих случаях применение сложных посадочных устройств не оправдано ни по тактическим, ни по экономическим соображениям.
В качестве прототипа настоящего изобретения выбран указанный выше способ посадки БЛА путем его улавливания в вертикальную сеть по патенту RU №2208555, В 64 F 1/18, В 64 С 13/20, G 08 C 5/02.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков способа-прототипа.
Предметом изобретения является способ посадки БЛА, при котором до начала полета БЛА на нем устанавливают электронную аппаратуру наведения, на посадочной площадке размещают наземное посадочное оборудование и посадочную платформу, оснащенную посадочным приспособлением, при заходе БЛА на посадку выводят его в зону действия наземного посадочного оборудования, по сигналам которого электронной аппаратурой наведения осуществляют наведение БЛА на посадочную площадку по заданной траектории, обеспечивая снижение скорости его движения и выход в точку механического контакта с посадочным приспособлением, после чего полностью гасят кинетическую энергию БЛА и высвобождают его из посадочного приспособления, - при этом до начала полета приклеивают к нижней части поверхности фюзеляжа БЛА бортовую ленту-контакт, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, а в составе электронной аппаратуры наведения БЛА используют систему видеонаведения, выполненную с возможностью визуального распознавания посадочной площадки, оценки текущего расстояния до посадочного приспособления и удержания БЛА на заданной траектории посадки, в качестве посадочной платформы используют вертикально установленную посадочную платформу-шест, на верхнем конце которой закреплено посадочное приспособление-шар, верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара оклеивают наземной лентой-контактом, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, выполненными с возможностью крючкового сцепления по типу текстильной застежки с петлевыми мононитями бортовой ленты-контакта на фюзеляже БЛА, а в качестве наземного посадочного оборудования используют один или несколько пространственно разнесенных наземных оптических источников излучения, размещаемых на посадочной площадке, по сигналам которых осуществляют самонаведение БЛА до механического контакта между нижней частью поверхности его фюзеляжа и верхней полусферой посадочного приспособления-шара, а гашение кинетической энергии БЛА осуществляют за счет упругого отклонения и возвратно-поступательного движения с постепенно уменьшающейся амплитудой верхней части посадочной платформы-шеста.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие.
Посадочная платформа-шест представляет собой цилиндрическую штангу, выполненную из упругого, пластичного материала.
Наземные оптические источники излучения, размещаемые на посадочной площадке, являются оптическими отражателями, характеризующимися контрастом по отношению к близлежащим техногенным и природным объектам.
В качестве наземного посадочного оборудования используют посадочное приспособление-шар, при этом цвет наземной ленты-контакта, наклеиваемой на верхнюю часть его оболочки, выбирают, исходя из критерия ее максимальной заметности на фоне подстилающей поверхности.
Один или несколько оптических отражателей размещают на поверхности посадочного приспособления-шара.
Внутри посадочного приспособления-шара устанавливают источник света, а в верхней части оболочки посадочного приспособления-шара и в наклеенной на нее наземной ленте-контакте проделывают отверстия для пропускания света.
Задачей настоящего изобретения является создание технологии посадки сверхлегкого БЛА, которая не требовала бы сложного и дорогостоящего наземного посадочного оборудования и обеспечивала бы при этом высокую вероятность неповреждения БЛА.
Обеспечиваемый технический результат заключается в упрощении посадочной платформы, уменьшении ее массы и габаритов (посадочной платформой в заявляемом способе является вертикально установленный на посадочной площадке упругий шест). Технический результат также заключается в упрощении конструкции и повышении надежности работы посадочного приспособления (которое в заявляемом способе представляет собой шар с наклеенной на него наземной лентой-контактом).
Этот технический результат достигается, благодаря применению для захвата БЛА на заключительном участке посадки технологии "текстильной застежки", реализуемой с помощью высокопрочной эксплуатационно надежной ленты-контакта (как бортовой - на БЛА, так и наземной - на посадочном приспособлении), а также благодаря использованию для торможения БЛА свойства упругости посадочной платформы-шеста.
Суть изобретения поясняется на фиг.1-4.
На фиг.1 представлен в двух ракурсах: вид снизу и вид спереди (полет и посадка) эскиз сверхлегкого БЛА, разработанного предприятием-заявителем. Геометрические размеры (размах крыльев, длина и ширина фюзеляжа) указаны в миллиметрах.
На фиг.2 показано взаимное расположение (вид сверху в горизонтальной плоскости):
- БЛА, оснащенного бортовой системой видеонаведения;
- посадочного приспособления-шара;
- наземных оптических источников излучения, распределенных по посадочной площадке.
На фиг.3 показано взаимное расположение (вид сверху в горизонтальной плоскости):
- БЛА, оснащенного бортовой системой видеонаведения;
- посадочного приспособления-шара;
- наземных оптических источников излучения, распределенных по поверхности посадочного приспособления-шара.
Фиг.4 иллюстрирует процесс захвата и торможения БЛА посадочным приспособлением-шаром, установленным на посадочной платформе-шесте.
На фиг.1-4 использованы следующие обозначения: 1 - БЛА; 2 - система видеонаведения; 3 - наземные оптические источники излучения; 4 - посадочная платформа-шест; 5 - посадочное приспособление-шар; 6 - наземная лента-контакт; 7 - бортовая лента-контакт; 8 - силовая установка; 9 - внутренние элевоны; 10 - внешние элевоны; 11 - консоль; 12 - вертикальные стабилизаторы.
В роли БЛА 1 может выступать любой летательный аппарат с аэродинамической схемой построения. Для примера рассмотрим сверхлегкий малоразмерный БЛА 1 типа "летающее крыло" на электротяге (фиг.1) с полетной массой порядка 1 кг. На чертеже показаны основные элементы конструкции и характерные габаритные размеры опытного образца такого БЛА 1, разработанного на предприятии-заявителе.
Заявленный способ реализуется, благодаря следующим особенностям летно-посадочного оборудования:
- установке в носовой части БЛА 1 системы 2 видеонаведения, позволяющей БЛА 1 попасть в район расположения посадочной площадки;
- нанесению на нижнюю часть поверхности фюзеляжа БЛА 1 посадочного приспособления в виде бортовой ленты-контакта 7;
- установке на посадочной площадке посадочной платформы-шеста 4 в виде гибкого упругого шеста с жестко закрепленным на земле нижним концом и со свободным верхним концом, на котором жестко закреплено посадочное приспособление-шар 5;
- нанесению на верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара 5 наземной ленты-контакта 6, ответной по отношению к бортовой ленте-контакту 7, нанесенной на нижнюю часть поверхности фюзеляжа БЛА 1. Взаимодействие наземной ленты-контакта 6 и бортовой ленты-контакта 7 обеспечивает при этом механический контакт, захват и торможение БЛА 1;
- полному гашению кинетической энергии БЛА 1 за счет отклонения посадочной платформы-шеста 4 от вертикального положения в момент механического контакта БЛА 1 с поверхностью посадочного приспособления-шара 5 и его последующего возвратно-поступательного движения с постепенно уменьшающейся амплитудой.
Рассматриваемый вариант БЛА 1 типа "летающее крыло" (фиг.1) состоит из консолей 11 и фюзеляжа. На консолях 11 располагаются плоскости управления - внутренние 9 и внешние 10 элевоны и вертикальные стабилизаторы 12, выполненные из легкого синтетического материала. Фюзеляж (центральная часть) содержит рабочий отсек, в котором располагаются элементы питания, навигации и управления, а также полезная нагрузка в виде системы 2 видеонаведения. Снаружи, на верхней части фюзеляжа, располагается силовая установка 8, представляющая собой турбину, приводимую в действие электродвигателем, расположенным внутри цилиндрического корпуса турбины. Горизонтальную тягу создает вращающаяся крыльчатка, находящаяся внутри цилиндрического корпуса турбины. Фюзеляж выполнен из стеклопластика или углепластика. На нижнюю часть его поверхности наклеена бортовая лента-контакт 7, обеспечивающая "прилипание" ЕЛА 1 к покрытой наземной лентой-контактом 6 верхней части сферической поверхности посадочного приспособления-шара 5.
Основные тактико-технические характеристики опытного образца БЛА 1 типа "летающее крыло" представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Размах крыльев, мм | 1370 |
| Масса: | |
| - полная, кг | не более 0,8 |
| - полезной нагрузки, кг | не более 0,25 |
| Площадь крыла, дм2 | 26 |
| Диапазон скоростей, км/ч | от 0 до 60 |
| Продолжительность полета, ч | не более 0,5 |
| Материал: | |
| - консолей | экструдированный полипропилен |
| - рабочего отсека | стеклопластик / углепластик |
| Напряжение питания, В | от 11 до 12 |
Ключевым фактором, определяющим практическую возможность реализации заявленного способа, являются уникальные свойства наземной ленты-контакта 6 и бортовой ленты-контакта 7. Как отмечается в информационном материале, размещенном на сайте www.gamma.msk.ru, в настоящее время промышленностью серийно производится лента-контакт ("велькро", "репейник", "липучка"), устойчивая к воздействию воды и химических чистящих средств, которая обеспечивает высокую прочность сцепления. В авиационной технике такие виды ленты-контакта применяется для крепления (по типу текстильной застежки) различных приборов и аксессуаров внутри салона самолета.
В таблице 2 приведены характеристики прочности сцепления указанных бортовой 7 и наземной 6 лент-контактов в варианте текстильной застежки (http://www.igolochka.ru/lipuchka.php).
| Таблица 2 | ||||||
| Ширина ленты, мм | 17 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| Усилие сдвига, Н | 58-59 | 97-98 | 125-130 | 129-147 | 254-273 | 285-296 |
Как видно из таблицы 2, соединение между лентами-контактами шириной 5 см выдерживает усилие сдвига до 285 Н, что достаточно для гашения скорости сверхлегкого БЛА 1 с помощью описанной выше конструкции посадочной платформы-шеста 4 с жестко закрепленным посадочным приспособлением-шаром 5. Снижение ударной нагрузки на БЛА 1 в момент механического контакта БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 обеспечивается, благодаря пружинящему действию упругой вертикально закрепленной штанги посадочной платформы-шеста 4. Если использовать природную аналогию, то это напоминает посадку насекомого на цветок.
Очевидно, что элементы такого посадочного оборудования более просты и удобны в эксплуатации, чем в прототипе (RU №2208555, В 64 F 1/18, B 64 C 13/20, G 08 C 5/02).
Так, посадочная платформа-шест 4 представляет собой цилиндрическую штангу, выполненную из упругого пластичного материала.
Посадочное приспособление-шар 5, устанавливаемое на верхней части посадочной платформы-шеста 4, значительно проще и безопаснее для БЛА 1, чем использованная в прототипе сетка в подвижной раме, установленная на тележке. При этом не требуется регулировать угол ориентации сетки в вертикальной плоскости и осуществлять торможение в горизонтальной плоскости с помощью тросового механизма. Благодаря форме посадочного приспособления-шара 5 заход на него БЛА 1 может осуществляться под любым углом в горизонтальной плоскости.
В качестве наземных оптических источников 3 излучения, размещаемых на посадочной площадке, могут быть применены простейшие оптические отражатели, например, зеркала, создающие значительный контраст по отношению к подстилающей поверхности (фиг.2).
Еще более простым является вариант практической реализации, при котором роль наземного посадочного оборудования играет посадочное приспособление-шар 5. Это достигается путем окрашивания наклеиваемой на его поверхности наземной ленты-контакта 6 в яркий цвет для достижения максимальной заметности поверхности посадочного приспособления-шара 5 на фоне подстилающей поверхности.
Возможен также вариант размещения наземных оптических источников 3 излучения - оптических отражателей - на поверхности посадочного приспособления-шара 5 (фиг.3).
Наконец, наземное посадочное оборудование может включать в свой состав любой источник света, размещенный внутри посадочного приспособления-шара 5, в верхней части оболочки которого проделаны отверстия для прохождения света.
Применяемая на БЛА 1 система 2 видеонаведения представляет собой видеомодуль, содержащий цифровую видеокамеру с оптической системой и цифровым видеопроцессором, выход которого подключен ко входу системы навигации и управления полетом БЛА 1.
В качестве видеомодуля может быть использована, к примеру, сверхкомпактная видеосистема ADCM-2650-0001 фирмы Agilent Technologies, Inc.
Она содержит высококачественный объектив, миниатюрную видеокамеру на комплементарных металлоксидных полевых интегральных схемах (CMOS), обеспечивающих сверхмалое потребление (не более 120 мВт при тактовой частоте свыше 13 МГц) и высокое разрешение в формате VGA (не хуже 480×640 пикселей), а также высокопроизводительный цифровой процессор, выполненный с возможностью обработки изображений в формате VGA и сжатия изображений в формате JPEG.
Видеопроцессор может быть запрограммирован на распознавание наземных объектов определенной конфигурации и цвета. Как отмечалось выше, это могут быть либо несколько распределенных по территории посадочной площадки наземных оптических источников 3 излучения в виде оптических отражателей (например, зеркал), либо используемое посадочное приспособление-шар 5 с контрастной по отношению к подстилающей поверхности цветной наземной лентой-контактом 6. Способ и устройство для распознавания таких объектов и видеонаведения на них БЛА 1 подробно описаны, например, в патенте RU №2248307, В 64 С 29/00, G 08 C 21/00.
Таким образом, рассматриваемый способ посадки БЛА 1 практически реализуем, а устройства, требуемые для его реализации, значительно проще устройств, требуемых для реализации способа-прототипа.
Предлагаемый способ посадки БЛА 1 включает в себя следующую последовательность операций. До начала полета БЛА 1 (фиг.1) на его борту устанавливают электронную аппаратуру, включающую в себя систему 2 видеонаведения, выполненную с возможностью визуального распознавания посадочной площадки, в пределах которой устанавливают один наземный оптический источник 3 излучения или заданную конфигурацию нескольких наземных оптических источников 3 излучения. В центральной части посадочной площадки устанавливается вертикальная посадочная платформа-шест 4 из упругого пластичного материала, на верхнем конце которой находится посадочное приспособление-шар 5. В свою очередь, на верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара 5 наклеивается наземная лента-контакт 6.
На заключительном этапе полета БЛА 1 его выводят в зону действия системы 2 видеонаведения радиусом R (фиг.2, 3). С помощью системы 2 видеонаведения БЛА 1 автономно, под заданным углом возвышения, выходит на посадочное приспособление-шар 5. При этом должен обеспечиваться механический контакт верхней части посадочного приспособления-шара 5, на которую наклеена наземная лента-контакт 6, с нижней частью фюзеляжа БЛА 1, на которую наклеена ответная бортовая лента-контакт 7. До момента пересечения границы зоны действия системы 2 видеонаведения радиусом R БЛА 1 управляется, например, с помощью спутниковой радионавигационной системы или любой другой навигационной системы. После начала самонаведения ориентация и управление БЛА 1 осуществляются с более высокой точностью - по видеоизображениям, получаемым системой 2 видеонаведения. Самонаведение осуществляется на наземные оптические источники 3 излучения. При этом возможны различные варианты формирования наземных оптических источников 3 излучения.
Наземные оптические источники 3 излучения, размещаемые на посадочной площадке, могут быть оптическими отражателями, например, зеркалами, характеризующимися высоким контрастом по отношению к близлежащим техногенным и природным объектам.
В качестве наземного посадочного оборудования может быть использовано само посадочное приспособление-шар 5, при этом цвет наклеиваемой на его поверхность наземной ленты-контакта 6 выбирают, исходя из критерия ее максимальной заметности на фоне подстилающей поверхности.
Один или несколько оптических отражателей могут быть размещены и на поверхности посадочного приспособления-шара 5.
Наземные оптические источники 3 излучения могут быть сформированы также путем установки внутри посадочного приспособления-шара 5 источника света и проделывания в верхней части оболочки посадочного приспособления-шара 5 и в наклеенной на нее наземной ленте-контакте 6 отверстий для пропускания света.
Конкретный вид алгоритмов навигации и последующего самонаведения на заключительном участке посадки не является существенным для настоящего изобретения, и далее не уточняются.
При подлете на заранее заданное расстояние к посадочному приспособлению-шару 5 БЛА 1 переходит в посадочный режим:
- уменьшаются тяга электродвигателя силовой установки 8 и, соответственно, скорость вращения крыльчатки силовой установки 8;
- опускаются внутренние элевоны 9 и поднимаются внешние элевоны 10, в результате чего гасится горизонтальная составляющая скорости движения.
Таким образом, кинетическая энергия ЕЛА 1 уменьшается до некоторой безопасной величины.
При этом управление тягой двигателя, внутренними 9 и внешними 10 элевонами осуществляются таким образом, чтобы сближение БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 происходило наиболее эффективно, то есть БЛА 1 плавно подходил бы к посадочной платформе-шесту 4 под заданным углом возвышения, постепенно гася кинетическую энергию своего движения. Как было отмечено выше, угол подхода в горизонтальной плоскости не имеет при этом значения, поскольку посадка производится на сферическую поверхность.
Малая масса БЛА 1 и большой размах консолей 11 крыльев, на концах которых расположены вертикальные стабилизаторы 12, определяют хорошую управляемость БЛА 1 на заключительном участке посадки.
В момент контакта БЛА 1 с посадочным приспособлением-шаром 5 БЛА 1 как бы "прилипает" к верхней части посадочного приспособления-шара 5, оклеенной наземной лентой-контактом 6 (фиг.4).
Остаточная кинетическая энергия гасится при этом за счет упругого отклонения посадочной платформы-шеста 4 от вертикального положения и возвратно-поступательного движения верхнего конца посадочной платформы-шеста 4 с постепенно уменьшающейся амплитудой, чем обеспечивается плавное торможение БЛА 1, "прилипшего" к посадочному приспособлению-шару 5.
Таким образом, предложена новая технология посадки сверхлегкого БЛА 1, которая не требует сложного и дорогостоящего летно-посадочного оборудования и обеспечивает при этом высокую вероятность неповреждения БЛА 1, благодаря чему решается поставленная задача изобретения.
Обеспечиваемый технический результат заключается в упрощении и уменьшении массы посадочной платформы, а также в упрощении конструкции и повышении надежности посадочного приспособления.
Claims (6)
1. Способ посадки беспилотного летательного аппарата, при котором до начала полета беспилотного летательного аппарата на нем устанавливают электронную аппаратуру наведения, на посадочной площадке размещают наземное посадочное оборудование и посадочную платформу, оснащенную посадочным приспособлением, при заходе беспилотного летательного аппарата на посадку выводят его в зону действия наземного посадочного оборудования, по сигналам которого электронной аппаратурой наведения осуществляют наведение беспилотного летательного аппарата на посадочную площадку по заданной траектории, обеспечивая снижение скорости его движения и выход в точку механического контакта с посадочным приспособлением, после чего полностью гасят кинетическую энергию беспилотного летательного аппарата и высвобождают его из посадочного приспособления, отличающийся тем, что до начала полета приклеивают к нижней части поверхности фюзеляжа беспилотного летательного аппарата бортовую ленту-контакт, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, а в составе электронной аппаратуры наведения беспилотного летательного аппарата используют систему видеонаведения, выполненную с возможностью визуального распознавания посадочной площадки, оценки текущего расстояния до посадочного приспособления и удержания беспилотного летательного аппарата на заданной траектории посадки, в качестве посадочной платформы используют вертикально установленную посадочную платформу-шест, на верхнем конце которой закреплено посадочное приспособление-шар, верхнюю часть поверхности посадочного приспособления-шара оклеивают наземной лентой-контактом, лицевая сторона которой покрыта петлевыми мононитями, выполненными с возможностью крючкового сцепления по типу текстильной застежки с петлевыми мононитями бортовой ленты-контакта на фюзеляже беспилотного летательного аппарата, а в качестве наземного посадочного оборудования используют один или несколько пространственно разнесенных наземных оптических источников излучения, размещаемых на посадочной площадке, по сигналам которых осуществляют самонаведение беспилотного летательного аппарата до механического контакта между нижней частью поверхности его фюзеляжа и верхней полусферой посадочного приспособления-шара, а гашение кинетической энергии беспилотного летательного аппарата осуществляют за счет упругого отклонения и возвратно-поступательного движения с постепенно уменьшающейся амплитудой верхней части посадочной платформы-шеста.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что посадочная платформа-шест представляет собой цилиндрическую штангу, выполненную из упругого, пластичного материала.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наземные оптические источники излучения, размещаемые на посадочной площадке, являются оптическими отражателями, характеризующимися контрастом по отношению к близлежащим техногенным и природным объектам.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве наземного посадочного оборудования используют посадочное приспособление-шар, при этом цвет наземной ленты-контакта, наклеиваемой на верхнюю часть его оболочки, выбирают исходя из критерия ее максимальной заметности на фоне подстилающей поверхности.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что один или несколько оптических отражателей размещают на поверхности посадочного приспособления-шара.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что внутри посадочного приспособления-шара устанавливают источник света, а в верхней части оболочки посадочного приспособления-шара и в наклеенной на нее наземной ленте-контакте проделывают отверстия для пропускания света.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125575/11A RU2278060C1 (ru) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Способ посадки беспилотного летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005125575/11A RU2278060C1 (ru) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Способ посадки беспилотного летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2278060C1 true RU2278060C1 (ru) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005125575/11A RU2278060C1 (ru) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Способ посадки беспилотного летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2278060C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490687C2 (ru) * | 2008-10-13 | 2013-08-20 | Дснс | Способ и система контроля автоматической посадки/взлета беспилотного летательного аппарата на круглую посадочную сетку платформы, в частности морской платформы |
| RU2539703C2 (ru) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Способ точной посадки беспилотного летательного аппарата |
| RU2615587C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Способ точной посадки беспилитного летательного аппарата |
| RU2707465C1 (ru) * | 2019-04-04 | 2019-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" | Устройство для позиционирования беспилотного летательного аппарата на посадочной площадке |
| RU2848235C1 (ru) * | 2024-12-19 | 2025-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Приспособление для мягкой посадки беспилотного летательного аппарата |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018785C1 (ru) * | 1990-02-12 | 1994-08-30 | Зиновьев Аркадий Васильевич | Система автоматической посадки летательных аппаратов |
| RU2110448C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1998-05-10 | Юрий Константинович Григорьев | Способ приведения летательного аппарата к месту приземления и комплекс устройств наземного и бортового оборудования |
| JP2001354199A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 無人機の水上離発着方法およびその装置 |
| RU2208555C2 (ru) * | 2001-10-11 | 2003-07-20 | Николаев Роберт Петрович | Способ посадки летательного аппарата |
-
2005
- 2005-08-12 RU RU2005125575/11A patent/RU2278060C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018785C1 (ru) * | 1990-02-12 | 1994-08-30 | Зиновьев Аркадий Васильевич | Система автоматической посадки летательных аппаратов |
| RU2110448C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1998-05-10 | Юрий Константинович Григорьев | Способ приведения летательного аппарата к месту приземления и комплекс устройств наземного и бортового оборудования |
| JP2001354199A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 無人機の水上離発着方法およびその装置 |
| RU2208555C2 (ru) * | 2001-10-11 | 2003-07-20 | Николаев Роберт Петрович | Способ посадки летательного аппарата |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490687C2 (ru) * | 2008-10-13 | 2013-08-20 | Дснс | Способ и система контроля автоматической посадки/взлета беспилотного летательного аппарата на круглую посадочную сетку платформы, в частности морской платформы |
| RU2539703C2 (ru) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Способ точной посадки беспилотного летательного аппарата |
| RU2615587C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Способ точной посадки беспилитного летательного аппарата |
| RU2615587C9 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" | Способ точной посадки беспилотного летательного аппарата |
| RU2707465C1 (ru) * | 2019-04-04 | 2019-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" | Устройство для позиционирования беспилотного летательного аппарата на посадочной площадке |
| RU2848235C1 (ru) * | 2024-12-19 | 2025-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Приспособление для мягкой посадки беспилотного летательного аппарата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210347480A1 (en) | Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft, and associated systems and methods | |
| EP3828087B1 (en) | Landing platform and method for unmanned aerial vehicle, and charging system | |
| US10436941B2 (en) | Image and/or radio signals capturing platform | |
| US20200055613A1 (en) | Systems, methods, and devices for improving safety and functionality of craft having one or more rotors | |
| US7714536B1 (en) | Battery charging arrangement for unmanned aerial vehicle utilizing the electromagnetic field associated with utility power lines to generate power to inductively charge energy supplies | |
| US4354419A (en) | Survivable target acquisition and designation system | |
| US20170158353A1 (en) | Remote Aerodrome for UAVs | |
| AU2016256294B2 (en) | Intelligent docking system with automated stowage for uavs | |
| CN106945827B (zh) | 一种浮体抛离式两栖四旋翼无人机 | |
| KR101621142B1 (ko) | 무인 항공기 회수 장치 및 회수 방법 | |
| GB2455374A (en) | Unmanned aerial vehicle comprising a triangular array of rotors | |
| WO2006121662A2 (en) | Robotically assisted launch/capture platform for an unmanned air vehicle | |
| CN104536459A (zh) | 一种小型多轴无人机展放牵引绳的施工方法 | |
| US11591087B2 (en) | Unmanned aerial vehicle with ducted rotors | |
| CN207417155U (zh) | 一种空中投放和回收无人机的飞行器系统 | |
| RU2278060C1 (ru) | Способ посадки беспилотного летательного аппарата | |
| EP2868577B1 (en) | Remotely controllable airplane adapted for belly-landing | |
| KR20200127634A (ko) | 계류형 비행 장치 | |
| CN206615393U (zh) | 一种浮体抛离式两栖四旋翼无人机 | |
| RU2323851C1 (ru) | Система наблюдения за земной поверхностью с беспилотным летательным аппаратом | |
| CN211391654U (zh) | 一种具有降落伞舱舱门开闭机构的无人机 | |
| CN210793661U (zh) | 一种无人机机翼构件 | |
| RU2741142C2 (ru) | Беспилотный летательный аппарат-перехватчик | |
| RU2307047C1 (ru) | Способ посадки сверхлегкого беспилотного летательного аппарата | |
| RU226216U1 (ru) | Многофункциональный беспилотный летательный аппарат, запускаемый из транспортно-пускового контейнера |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080813 |