RU2843919C1

RU2843919C1 - Unmanned aircraft system

Info

Publication number: RU2843919C1
Application number: RU2024129256A
Authority: RU
Inventors: Башир Магомедович Гатагажев; Владимир Алексеевич Куликов; Ибрагим Магомедович Паланкоев; Антон Анатольевич Ищенко; Мустафа Туганович Цуров
Original assignee: Башир Магомедович Гатагажев
Filing date: 2024-12-03
Publication date: 2025-07-21

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: unmanned aerial system comprises an unmanned aircraft with a canopy camera mounted thereon, which includes a gyrostabilized television camera with infrared illumination and a motion detection sensor connected to a mobile or fixed ground station by an electric wire which is wound into a coil equipped with a tactile sensor, magnetic contacts holding the electric wire, a trapping network shooting device, a Bluetooth device, and the software of the system is based on the use of artificial intelligence.

EFFECT: simplification of the complex design, reduction of its weight.

1 cl, 3 dwg

Description

Заявляемое техническое решение относится к беспилотным авиационным комплексам (БАК), использующим беспилотный привязной летательный аппарат (БПЛА) вертикального взлета и посадки и предназначенным для наблюдения с неподвижной или движущейся наземной станции, коррекции наведения огня, оптимизации маршрута движения техники, а также для обнаружения и уничтожения вражеских дронов.The claimed technical solution relates to unmanned aerial systems (UAS) using an unmanned tethered aerial vehicle (UAV) with vertical takeoff and landing and designed for observation from a stationary or moving ground station, fire guidance correction, vehicle route optimization, as well as for detection and destruction of enemy drones.

Известен беспилотный авиационный комплекс фирмы «Израел Аэроспэйс Индастриз ЛТД» (WO 2007/141795 A1, В64С 27/20, 13.12.2007), включающий наземную станцию и беспилотный привязной летательный аппарат в виде платформы, несущей полезную нагрузку и движитель в виде четырех вентиляторов с электроприводом. Привязь, связывающая наземную станцию с платформой беспилотного летательного аппарата, состоит из силового троса и многофункционального кабеля, обеспечивающего электрическую связь и связь управления. Воздушные винты вентиляторов обеспечивают вертикальную подъемную силу и позволяют поддерживать заданную высоту платформы на режиме висения и полета. Винты вентиляторов могут выполняться с изменяемым углом установки лопастей или снабжаться щитками регулируемого отклонения для изменения пространственного положения БПЛА.An unmanned aerial vehicle system by Israel Aerospace Industries Ltd. (WO 2007/141795 A1, B64C 27/20, 13.12.2007) is known, including a ground station and an unmanned tethered aerial vehicle in the form of a platform carrying a payload and a propulsion device in the form of four electric fans. The tether connecting the ground station to the unmanned aerial vehicle platform consists of a power cable and a multifunctional cable providing electrical and control communications. The fan propellers provide vertical lift and allow maintaining a given platform altitude in hover and flight modes. The fan propellers can be made with a variable blade angle or equipped with adjustable deflection flaps to change the spatial position of the UAV.

Недостатком комплекса является его высокая стоимость из-за сложности системы управления и стабилизации привязной платформы БПЛА и элементов системы управления. Использование свободной привязи беспилотного летательного аппарата требует сложной системы отслеживания пространственного положения платформы и управления им. Сложность системы управления и стабилизации положения беспилотного летательного аппарата (в случае изменения положения центра тяжести системы «беспилотный летательный аппарат - привязь» при перемещениях беспилотного летательного аппарата по горизонтали или при изменениях ветровых нагрузок на БПЛА) обусловлена наличием управляющих щитков и системы управления положением управляющих щитков (39) (в соответствии с одним из вариантов выполнения БПЛА) или наличием автомата перекоса несущего винта или аэродинамических рулей (в случае использования вертолетных агрегатов в другом варианте устройства). Сложность конструкции приводит к повышению веса БПЛА, стоимости комплекса и снижению его надежности.The disadvantage of the complex is its high cost due to the complexity of the control and stabilization system of the UAV tethered platform and the elements of the control system. The use of a free tether of an unmanned aerial vehicle requires a complex system for tracking the spatial position of the platform and controlling it. The complexity of the control and stabilization system of the unmanned aerial vehicle (in the event of a change in the position of the center of gravity of the "unmanned aerial vehicle - tether" system during horizontal movements of the unmanned aerial vehicle or during changes in wind loads on the UAV) is due to the presence of control flaps and a control system for the position of the control flaps (39) (in accordance with one of the UAV design options) or the presence of a swash plate for the main rotor or aerodynamic rudders (in the case of using helicopter units in another version of the device). The complexity of the design leads to an increase in the weight of the UAV, the cost of the complex and a decrease in its reliability.

Из уровня техники известны привязные БПЛА («Дроны на привязи - решение проблемы российского приграничья» https://topwar.ru/213252-drony-na-privjazi-reshenie-problemy-rossijskogo-prigranichja.html), содержащие наземный пункт преобразования энергии, кабель на кевларовой основе с тремя медными жилами малого сечения для передачи на борт БПЛА электроэнергии для питания электродвигателей и аппаратуры полезной нагрузки, кабель на основе оптоволокна для высокоскоростной передачи информации, а также БПЛА, оснащенный бортовой системой управления и стабилизации полета, а также навигационной системой на основе GPS/ГЛОНАСС.The state of the art includes tethered UAVs (“Tethered drones - a solution to the problem of the Russian borderland” https://topwar.ru/213252-drony-na-privjazi-reshenie-problemy-rossijskogo-prigranichja.html), which contain a ground power conversion point, a Kevlar-based cable with three small-section copper cores for transmitting electricity to the UAV to power the electric motors and payload equipment, a fiber-optic cable for high-speed data transmission, as well as a UAV equipped with an onboard flight control and stabilization system, as well as a GPS/GLONASS-based navigation system.

Недостатками указанного технического решения являются сложность конструкции, высокая стоимость и вес.The disadvantages of this technical solution are the complexity of the design, high cost and weight.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции элементов комплекса с привязным беспилотным летательным аппаратом, снижение веса и стоимости.The technical result of the claimed invention is a simplification of the design of the elements of the complex with a tethered unmanned aerial vehicle, a reduction in weight and cost.

Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by the fact that:

- беспилотный авиационный комплекс «Довт» содержит БПЛА с установленной на нем купольной камерой, связанный с подвижной или стационарной наземной станцией электропроводом, сматывающимся в бухту, оснащенную сенсорным датчиком;- the unmanned aerial vehicle complex "Dovt" contains a UAV with a dome camera installed on it, connected to a mobile or stationary ground station by an electric cable that is wound into a coil equipped with a sensor;

- программное обеспечение БАК основано на применении искусственного интеллекта;- the LHC software is based on the use of artificial intelligence;

- БПЛА снабжен магнитными контактами удержания электропровода и устройством выстреливания улавливающей сети;- The UAV is equipped with magnetic contacts for holding the electric wire and a device for firing a catching net;

- передача изображений с купольной камеры на подвижную или стационарную наземную станцию осуществлена через Bluetooth-устройство;- transmission of images from the dome camera to a mobile or stationary ground station is carried out via a Bluetooth device;

- купольная камера снабжена гиростабилизированной телевизионной камерой с инфракрасной подсветкой и датчиком обнаружения движения.- the dome camera is equipped with a gyro-stabilized television camera with infrared illumination and a motion detection sensor.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».A comparison of the claimed technical solution with the state of the art shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability requirement of “novelty”.

Специалисту в данной области техники совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не очевидна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».To a specialist in this field of technology, the set of essential features of the claimed technical solution is not obvious from the state of the art, therefore, it meets the patentability requirement of “inventive step”.

Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution can be manufactured industrially, is operational, feasible and reproducible, and therefore meets the patentability requirement of “industrial applicability”.

Сущность заявляемого изобретения поясняется нижеследующим описанием и фигурами, где:The essence of the claimed invention is explained by the following description and figures, where:

- на фиг. 1 показан общий вид БАК с базированием на наземной технике;- Fig. 1 shows a general view of the UAV based on ground-based equipment;

- на фиг. 2 показан БАК с базированием на морской технике;- Fig. 2 shows a UAV based on marine equipment;

- на фиг. 3 показан БАК с базированием на стационарном объекте.- Fig. 3 shows a UAV based on a stationary object.

БАК «Довт» содержит бухту 1, оснащенную сенсорным датчиком для смотки электропровода 2, купольную камеру 3, установленную на БПЛА 4. БПЛА 4 обеспечен электропитанием посредством электропровода 2, связанным с подвижной или стационарной наземной станцией 5 (танк, бронетранспортер, автомобиль, блиндаж и т.д.). Электропровод 2 удерживается на корпусе БПЛА 4 магнитными контактами 6. БПЛА 4 также оснащен улавливающей сетью.The UAV "Dovt" contains a bay 1 equipped with a sensor for winding an electric cable 2, a dome camera 3 installed on the UAV 4. The UAV 4 is provided with power supply by means of an electric cable 2 connected to a mobile or stationary ground station 5 (tank, armored personnel carrier, automobile, dugout, etc.). The electric cable 2 is held on the body of the UAV 4 by magnetic contacts 6. The UAV 4 is also equipped with a catching net.

Заявляемый БАК «Довт» работает следующим образом.The declared UAC "Dovt" works as follows.

На площадку базирования на наземной станции 5 устанавливают БПЛА 4 и подключают свободный конец электропровода 2, смотанного в бухту 1, фиксируя магнитными контактами 6. БПЛА 4 поднимается в воздух на необходимую высоту (до 50 м), постепенно разматывая электропровод 2. Сенсорные датчики исключают провисание электропровода 2.UAV 4 is installed on the basing platform at ground station 5 and the free end of electric cable 2, wound into coil 1, is connected, securing it with magnetic contacts 6. UAV 4 rises into the air to the required height (up to 50 m), gradually unwinding electric cable 2. Sensors prevent sagging of electric cable 2.

Набрав необходимую высоту, БПЛА 4 приступает к боевому дежурству, заключающемся в обнаружении вражеских БПЛА и наземных объектов посредством купольной камеры 3 на БПЛА 4. Купольная камера 3 снабжена гиростабилизированной телевизионной камерой с инфракрасной подсветкой и датчиком обнаружения движения. Программное обеспечение на основе искусственного интеллекта (ИИ) позволяет держать под контролем значительную зону в радиусе охвата купольной камеры 3, определять вражеский БПЛА и давать команду атаковать его. Передача изображения с купольной камеры 3 осуществляется через Bluetooth-устройство.Having gained the required altitude, UAV 4 begins combat duty, which consists of detecting enemy UAVs and ground objects using dome camera 3 on UAV 4. Dome camera 3 is equipped with a gyrostabilized television camera with infrared illumination and a motion detection sensor. Software based on artificial intelligence (AI) allows monitoring a significant area within the coverage radius of dome camera 3, identifying an enemy UAV and giving the command to attack it. Image transmission from dome camera 3 is carried out via a Bluetooth device.

При обнаружении и поступлении от ИИ команды на атаку БПЛА 4 отсоединяется от питающей энергией конструкции, что позволяют магнитные контакты 6, и устремляется на перехват вражеского БПЛА. При подлете на достаточное расстояние производится выстрел сетью, которая нейтрализует вражеский БПЛА.Upon detection and receipt of an attack command from the AI, UAV 4 is disconnected from the energy supply structure, which is enabled by magnetic contacts 6, and rushes to intercept the enemy UAV. Upon approaching a sufficient distance, a net is fired, which neutralizes the enemy UAV.

БАК разработан для сопровождения боевой техники, охраны стационарных объектов, проведения разведки, как помощник экипажа и охраны штаба или других важных стратегических объектов.The UAV was developed to accompany military equipment, protect stationary objects, conduct reconnaissance, as an assistant to the crew and to protect headquarters or other important strategic objects.

Основное преимущество заявляемого технического решения в том, что система постоянного питания БПЛА обеспечивает его непрерывное патрулирование в боевом режиме.The main advantage of the claimed technical solution is that the UAV’s constant power supply system ensures its continuous patrolling in combat mode.

Бреющий полет на достаточной высоте и долгий период обеспечивают периметр окружности вниманием и превентивным действием от атак врага.Low-level flight at a sufficient altitude and for a long period provides the perimeter of the circle with attention and preventive action against enemy attacks.

БАК «Довт» имеет преимущество двойного применения: защита объекта от атак вражеских БПЛА и помощь экипажу при передвижении и маневрировании в боевых действиях. Также при передислокации БАК «Довт» обеспечивает круговой обзор для механика водителя.The Dovt UAS has the advantage of dual use: protecting the object from enemy UAV attacks and assisting the crew in moving and maneuvering during combat operations. Also, during redeployment, the Dovt UAS provides all-round visibility for the driver mechanic.

В боевом режиме БАК «Довт» способен кроме своей основной задачи - охраны объекта - помогать механику водителю найти оптимальный маршрут, а наводчику значительно облегчать нахождение и координацию цели, что обуславливает высокий процент подавления цели прицельным огнем.In combat mode, the Dovt UAV is capable, in addition to its main task - protecting an object - of helping the driver find the optimal route, and significantly facilitating the gunner's finding and coordinating the target, which results in a high percentage of target suppression with aimed fire.

Предложенная конструкция элементов БАК «Довт» отличается простотой реализацией при достаточной надежности, малым весом, невысокой стоимостью.The proposed design of the elements of the UAC "Dovt" is characterized by simplicity of implementation with sufficient reliability, low weight, and low cost.

Claims

An unmanned aerial complex comprising an unmanned aerial vehicle with a dome camera installed thereon, connected to a mobile or stationary ground station by an electric cable wound into a coil equipped with a sensor, characterized in that the software of the complex is based on the use of artificial intelligence, while the unmanned aerial vehicle is equipped with magnetic contacts for holding the electric cable and a device for firing a catching net, and the transmission of images from the dome camera to the mobile or stationary ground station is carried out via a Bluetooth device, while the dome camera is equipped with a gyrostabilized television camera with infrared illumination and a motion detection sensor.