Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области авиастроения летательных аппаратов (ЛА) типа многовинтовых вертолетов (мультикоптер).
Известны мультикоптеры, которые имеют 4 и более винтомоторных групп (ВМГ), которые располагаются по окружности на радиально расходящихся балках (фиг. 1).
Наиболее близким по технической сущности является существующий мультикоптер – многовинтовой вертолет от компании E-Volo, который имеет восемнадцать винтомоторных групп (фиг. 1).
Недостатком указанного мультикоптера является сложность технического исполнения, так как винтомоторные группы располагаются на радиально расположенных балках. Это усложняет крепеж всей конструкции, усложняет обеспечение надежности конструкции, ограничивает возможность наращивания мощности, грузоподъемности и ограничивает возможности многоцелевого применения ЛА.
Техническими результатами изобретения мультикоптера с линейным расположением винтомоторных групп являются:
1. Надежность конструкции данного ЛА;
2. Возможность создавать мультикоптеры разной грузоподъемности без усложнения конструкции, например, с полезной нагрузкой 50, 150, 250, 500 и т.д. килограмм;
3. Возможность создавать мультикоптеры различного целевого назначения: пассажирский, грузовой, комбинированный, а также многоцелевой военный ЛА;
4. Простота пилотирования как дистанционно, так и непосредственное ручное управление и с земли, и с ЛА, и это не требует специальной подготовки;
5. Простота эксплуатации аппарата;
6. Безопасность полета при установке не менее 18 винтомоторных групп;
7. Возможность использования ветра для зарядки аккумуляторов при посадке в районе, удаленном от электроснабжения, что делает ЛА незаменимым в районах тундры, степей, пустынь и других открытых, малонаселенных районов;
8. Простота эксплуатации и простота управления ЛА делают его незаменимым в личном хозяйстве и на малых предприятиях.
Сущность изобретения поясняется рисунками, на которых изображено: на фиг. 1 – существующий мультикоптер – многовинтовой вертолет от компании E-Volo, на фиг. 2 – предлагаемый мультикоптер с линейным расположением винтомоторных групп. В данном случае видно, что 18 винтомоторных групп располагаются в 4 линии по одному ВМГ на оконечностях каждой поперечной балки.
Данный технический результат в мультикоптере достигается путем использования многовинтовой платформы винтомоторных групп и отличается тем, что электромоторы располагаются линиями, вытянутыми вдоль направления полета для чего конструкция мультикоптера содержит платформа винтомоторных групп из продольных силовых балок(лонжеронов), расположенных вдоль полета, к лонжеронам крепятся поперечные силовые балки, на оконечностях которых устанавливаются электромоторы с несущими воздушными винтами по одному на оконечностях каждой поперечной балки, снизу к платформе винтомоторных групп прикрепляется грузопассажирская кабина с пакетами аккумуляторов, при этом количество винтомоторных установок должно обеспечивать грузоподъемность мультикоптера в вариантах воздушного робота, воздушного мотоцикла, микроавтомобиля, грузотакси, автобуса, боевой машины пехоты и пр.
Мультикоптер с линейным расположением винтомоторных групп работает следующим образом (фиг. 2): винтомоторные группы 1, расположенные на оконечностях поперечных силовых балок 2, прилагают к ним силу тяги вверх. Далее суммарное усилие вверх от всех поперечных силовых балок передается к продольным балкам (лонжеронам)
3, к которым в свою очередь прикреплена грузопассажирская кабина 4. Таким образом, создана платформа винтомоторных групп, где к расположенным в направлении полета продольным балкам (лонжеронам) 3 крепятся поперечные балки 2, на которых установлены винтомоторные группы 1.
Расположение грузопассажирской кабины и аккумуляторов под платформой винтомоторных групп обеспечивают мультикоптеру поперечную и продольную устойчивость.
Каждая пара электродвигателей, которая находится на одной поперечной балке, питается от отдельного пакета аккумуляторов.
Данное инженерно-конструкторское решение позволяет создавать мультикоптеры разной грузоподъемности без усложнения конструкции например с полезной нагрузкой 50, 150, 250, 500 и т.д. килограмм, создавать мультикоптеры различного целевого назначения.
Управление полетом принципиально происходит так же, как при радиальном расположении ВМГ. При увеличении оборотов задних ВМГ и уменьшении на передних мультикоптер движется вперед. При манипулировании левой и правой группами мультикоптер будет двигаться вправо или влево.
Особое программное управление винтами позволяет разворачивать ЛА, менять курс, менять скорость и высоту. Бортовой навигационно-пилотажный комплекс позволяет данному летательному аппарату выполнять полет по программе, а так же управлять автопилотом вручную как с земли, так и с борта этого летательного аппарата.
Источники информации
Google запатентовала «дрон-аватар»
Компания Google запатентовала несколько вариантов устройства телеприсутствия на основе квадрокоптера. На патент обратило внимание издание Quartz.
В тексте документа описывается квадрокоптер, который предлагается использовать в паре с мобильным устройством или проектором. В разных концептах авторы предлагают по-разному крепить мобильное устройство к летательному аппарату. При этом дрон может использоваться как дополнение к системе видеоконференцсвязи или как отдельное устройство телеприсутствия.
Необходимо отметить, что в патенте никак не описывается решение одной из наиболее очевидных проблем такой схемы — винты дрона, вероятно, будут сильно мешать беседующим своим шумом. Также неясно, как увеличить время полета — большая часть выпускаемых сегодня квадрокоптеров может провести в воздухе не более 25 минут.
Авторы патента отмечают, что использование дрона может быть более удобным, чем устройство телеприсутствия стандартной компоновки на колесном шасси, поскольку мультикоптер может свободно передвигаться даже в небольших помещениях. Кроме того, использование квадрокоптера для проведения видеоконференции позволяет более явно обращаться к различным участникам встречи, физически приближаясь к ним.
Как правило, устройства телеприсутствия представляют собой роботизированную платформу и помогают людям удаленно присутствовать в местах, специально не оборудованных для видеотрансляции. Подобные системы могут использоваться не только для деловых переговоров, но и в медицинских целях. Например, швейцарцы разработали в 2023 году устройство телеприсутствия для полностью парализованных людей, причем контролировать передвижение подобного «робота-аватара» человек может при помощи нейроинтерфейса.
Николай Воронцов
Тасс: ркк “энергия” запатентовала квадрокоптер, который сможет заряжаться из космоса
В патенте говорится, что электромагнитное излучение формируется в лазерный пучок с заданными параметрами и направляется на корпус квадрокоптера
Ракетно-космическая корпорация “Энергия” получила патент на квадрокоптер, который сможет получать энергию от лазерного луча, сгенерированного на земле, в воздухе или в космосе. Об этом говорится в патенте, распространенном Федеральным институтом промышленной собственности.
“Электромагнитное излучение от системы генерации лазерного излучения, размещенной на наземной, воздушной или космической станции управления, системой формирования и наведения формируется в лазерный пучок с заданными параметрами и с помощью системы поиска, слежения и наведения направляется на корпус квадрокоптера”, – говорится в патенте.
Излучение лазерного пучка направляется в фотоэлектрические преобразователи, проходит через фотоэлементы и на выходе преобразуется в фотоэлектрический ток. Он в свою очередь преобразуется в переменный, который необходим для электромоторов, приводящих винты в движение.
“В процессе летной эксплуатации квадрокоптера одновременно с преобразованием электромагнитной энергии лазерного пучка в электроэнергию идет также процесс теплообмена”, – говорится в документе. В результате одна часть тепла уходит в воздушное пространство, другая – распределяется по поверхности, попадая на затененные поверхности корпуса. “В результате обеспечивается более равномерное распределение температуры по пластинам”, – поясняется в патенте.
“Изобретение относится к области беспилотных авиационных устройств, использующих технологию вертикального взлета и посадки, предназначенных для проведения научных исследований, доставки грузов, аэрофотографирования и видеонаблюдения с возможностью передачи информации, получаемой бортовыми датчиками”, – отмечается в документе.
Квадракоптер может применяться в разное время суток в отличие от конструкций, которые преобразуют солнечную энергию. Он предназначен для использования в ситуациях, где не нужны высокие скорости полета, но требуется большое время зависания над объектом исследования.
Оригинал материала
Формула изобретения
Мультикоптер с линейным расположением винтомоторных групп, отличающийся тем, что электромоторы располагаются линиями, вытянутыми вдоль направления полета, для чего конструкция мультикоптера содержит платформу винтомоторных групп из продольных силовых балок – лонжеронов, расположенных вдоль полета, к лонжеронам крепятся поперечные силовые балки, на оконечностях которых устанавливаются электромоторы с несущими воздушными винтами, по одному на оконечностях каждой поперечной балки, снизу к платформе винтомоторных групп прикрепляется грузопассажирская кабина с пакетами аккумуляторов, при этом количество винтомоторных установок должно обеспечивать грузоподъемность мультикоптера в вариантах воздушного робота, воздушного мотоцикла, микроавтомобиля, грузотакси, автобуса, боевой машины пехоты и пр.
