Малозаметный летательный аппарат - RU2599198C2

Чертежи

Описание

Область изобретения

Изобретение относится к летательному аппарату, прежде всего малозаметному летательному аппарату, и способу эксплуатации летательного аппарата.

Предпосылки создания изобретения

Самолеты и другие летательные аппараты зачастую контролируются с помощью радиолокационных установок. Для того чтобы предотвратить такой контроль, были разработаны летательные аппараты с уменьшенной радиолокационной сигнатурой, то есть летательные аппараты, которые лишь незначительно отражают, например, радиолокационное излучение в направлении радиолокационной установки.

Уменьшение радиолокационной сигнатуры, что равнозначно уменьшенной вероятности обнаружения летательного аппарата посредством радиолокационной станции, можно осуществить или, по меньшей мере, способствовать этому, например, посредством энергоабсорбирующего окрашивания, энергопроводящих уплотнений стыков внешней оболочки, использованием меньшего количества и увеличенных по размерам вместо большого количества небольших крышек техотсеков, размещением грузов в расположенных внутри нишах вместо наружных подвесок.

90% улучшений, то есть уменьшения радиолокационной сигнатуры летательного аппарата, в настоящее время происходит за счет улучшения геометрии летательного аппарата. Например, это может происходить за счет уменьшения отражений от кромок, для чего кромки, например, параллелизируются.

Примерами малозаметных летательных аппаратов с чрезвычайно низкой радиолокационной сигнатурой являются стратегический бомбардировщик дальнего действия Northtrop B-2, а также беспилотные летательные аппараты Boeing X-45 и Northtrop X-47.

В летательных аппаратах с чрезвычайно низкой радиолокационной сигнатурой любые возмущения на поверхности летательного аппарата могут вызывать нежелательные рассеивания радиолокационного излучения. К подобным возмущениям можно, например, причислить, прежде всего, воздухозаборные отверстия и сопла двигательной установки, а также створки шасси и оружейных ниш, малозаметность которых даже в закрытом состоянии может быть сопряжена с существенными затратами.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание летательного аппарата, который особо плохо может быть демаскирован радиолокационными лучами.

Данная задача решена посредством предмета независимых пунктов формулы изобретения. Другие формы выполнения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и следующего описания.

Первый аспект изобретения относится к летательному аппарату.

Летательный аппарат может быть, например, пилотируемым воздушным судном или UAV („unmanned air vehicle“), то есть беспилотным летательным аппаратом.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат включает в себя по меньшей мере одну двигательную установку для приведения в движение летательного аппарата, далее также называемую турбиной. При этом двигательная установка сообщается с атмосферой через воздухозаборник (также называемый входным отверстием) и сопловое отверстие.

Кроме того, летательный аппарат включает в себя по меньшей мере одну нишу или несколько ниш. Через одну или несколько ниш предусмотрена возможность помещения других компонентов летательного аппарата вовнутрь летательного аппарата. Эти компоненты могут включать в себя шасси, полезный груз, оружие или выполненный с возможностью сброса летательный объект, например бомбу. При этом под нишей понимается (выполненное с возможностью закрывания) отверстие в летательном аппарате, которое может быть закрыто, например, створкой или же люком. Таким образом, ниша может быть выполнена с возможностью закрывания створкой. Подобные ниши могут включать в себя нишу шасси, нишу полезного груза или нишу для оружия.

В соответствии с изобретением по меньшей мере один воздухозаборник, по меньшей мере одно сопловое отверстие и по меньшей мере одна ниша расположены только на первой стороне летательного аппарата, при этом вторая сторона летательного аппарата выполнена таким образом, что она имеет меньшую радиолокационную сигнатуру, чем первая сторона. Иначе говоря, все отверстия и ниши находятся на первой стороне летательного аппарата, а вторая сторона свободна от отверстий и ниш. Это позволяет оптимизировать летательный аппарат, сделав его малозаметным со второй стороны. Соответственно, в угрожающей обстановке летательный аппарат может поворачиваться к источнику угрозы второй (максимально малозаметной) стороной, при этом необходимость в малозаметности первой стороны в такой же сильной степени отсутствует. Таким образом можно отказаться от высокой степени малозаметности отверстий и ниш.

За счет позиционирования источников возмущений, например отверстий и ниш, на противолежащей угрозе стороне можно добиться того, что эти источники возмущений боле не подвержены непосредственному радиолокационному излучению с направления угрозы и тем самым не должны быть сделаны малозаметными с применением чрезвычайных затрат. Другими словами, все или многие из отрицательно воздействующих на RCS отверстий могут быть размещены на одной стороне летательного аппарата для того, чтобы дополнительно минимизировать радиолокационную сигнатуру летательных аппаратов с чрезвычайно низкой сигнатурой.

За счет конфигурационной оптимизации источников возмущений, то есть отверстий и ниш летательного аппарата, можно оптимизировать его радиолокационную сигнатуру в определенном направлении.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат выполнен таким образом, что он имеет малую радиолокационную сигнатуру. При этом под радиолокационной сигнатурой понимается свойство летательного аппарата отражать пришедшее с одного направление радиолокационное излучение в том же направлении. Радиолокационная сигнатура может быть также описана с помощью эффективной площади рассеяния (RCS, „radar cross section“). При этом низкая эффективная площадь рассеяния означает плохую возможность детектирования с помощью радиолокационных лучей.

Если в последующем или в предыдущем изложении речь идет о малозаметности или же о малозаметной плоскости, то под этим можно понимать, что соответствующая плоскость имеет малую радиолокационную сигнатуру. Как уже упомянуто выше, малая радиолокационная сигнатура может быть достигнута за счет геометрии летательного аппарата и нанесенного на поверхность абсорбирующего радиолокационное излучение материала, например краски. Другими словами летательный аппарат может быть малозаметным летательным аппаратом по отношению к радиолокационным лучам.

Согласно одной форме осуществления изобретения вторая сторона имеет по существу невозмущенную или же гладкую поверхность. Прежде всего, вторая сторона может быть выполнена без углублений, возвышений и кромок. Таким образом, может быть создана "чистая" особо хорошо малозаметная (вторая) сторона без возмущений на поверхности. Конфигурационно это может быть достигнуто за счет того, что, прежде всего, открытые или открываемые в полете полости, такие как входные отверстия, сопла, ниши шасси и/или оружейные ниши, расположены на противолежащей (первой) стороне. Тем самым, летательный аппарат путем свободного выбора полетного положения может всегда ориентироваться чистой, второй стороной к угрозе от радиолокационной станции (например, наземной радиолокационной станции) и таким образом оптимизировать характеристики малозаметности. Также можно снизить затраты на минимизацию рассеивания радиолокационного излучения посредством вторичных центров рассеивания, например отверстий и ниш, для чего центры рассеивания располагаются на первой стороне летательного аппарата.

Согласно одной форме осуществления изобретения вторая сторона не имеет никаких ниш. Если, например, ниши шасси и ниши полезного груза или оружейные ниши расположены на той же (первой) стороне, что и отверстия двигательной установки, то вторая сторона свободна от увеличенных отверстий и тем самым может быть особенно легко сделана малозаметной.

Согласно одной форме осуществления изобретения все ниши и отверстия имеет первая сторона. Тем самым возможно, что вторая сторона более не имеет никаких отверстий, которые должны быть сделаны малозаметными.

Согласно одной форме осуществления изобретения ниша является нишей шасси или нишей полезного груза. Например, все ниши шасси могут быть размещены на первой стороне, на которой находятся отверстия двигательной установки. Все ниши полезного груза или же оружейные ниши также могут находиться на первой стороне. Прежде всего, ниши шасси, ниши полезного груза и/или оружейные ниши могут быть расположены на верхней стороне летательного аппарата. Это может означать, что летательный аппарат для сброса полезного груза, для использования оружия, для приземления или для взлета должен перевернуться.

Согласно одной форме осуществления изобретения первая сторона - это верхняя сторона летательного аппарата и/или вторая сторона - это нижняя сторона летательного аппарата. Летательный аппарат может быть, например, летательным аппаратом, который в продольном и поперечном направлении простирается значительно дальше, чем в высотном направлении. Тогда первая сторона и вторая сторона могут быть соответственно верхней и нижней стороной летательного аппарата. При этом верхняя или же нижняя сторона летательного аппарата могут быть обозначены за счет ориентации пилота или посредством технических ограничений, например предпочтительного полетного положения. Если первая сторона - это верхняя сторона, то пилот может лететь, например, второй малозаметной стороной вниз в вертикальном положении.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат выполнен для того, чтобы предпочтительно летать в полетном положении, в котором вторая сторона направлена в направлении главной угрозы. Направление главной угрозы может быть задано, например, посредством радиолокационной установки на земле, в этом случае направлено в направлении земли. Например, аэродинамическая форма летательного аппарата может быть выполнена такой, чтобы в предпочтительном полетном положении он имел наибольшую подъемную силу.

Согласно одной форме осуществления изобретения с одного направления взгляда можно обнаружить лишь вторую сторону летательного аппарата. Другими словами, с одного направления взгляда вторая сторона полностью скрывает первую сторону летательного аппарата.

Тем самым радиолокационное устройство, которое посылает радиолокационные лучи в направлении летательного аппарата, мог бы обнаружить лишь вторую сторону. Так как вторая сторона особенно хорошо сделана малозаметной, то летательный аппарат может оставаться невидимым для радиолокационного устройства, хотя вполне возможно, что радиолокационное устройство было бы в состоянии детектировать первую сторону.

Прежде всего, первая и вторая стороны могут быть противолежащими друг другу. Также возможно, что с другого направления взгляда обнаруживается лишь первая сторона.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат включает в себя кабину пилота. То есть летательный аппарат может быть пилотируемым летательным аппаратом. Кабина пилота может быть размещена на первой стороне. Кабина пилота и, прежде всего, фонарь кабины пилота, также может создавать нежелательную радиолокационную сигнатуру. В этом случае может быть возможным, чтобы пилот во время приземления, взлета и при использовании ниш полезного груза или оружейных ниш в летательном аппарате находился вниз головой.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат выполнен для беспилотной эксплуатации. Для этого летательному аппарату нужен, например, бортовой компьютер, который в состоянии самостоятельно управлять полетом летательного аппарата. Описанное выше и ниже расположение отверстий и ниш может быть интересным именно для беспилотных летательных аппаратов, так как здесь не нужно учитывать физиологию пилота.

Согласно одной форме осуществления изобретения летательный аппарат выполнен в виде "летающего крыла". Летательный аппарат "летающее крыло" при этом может быть летательным аппаратом, который имеет фюзеляж и корпус несущего крыла. Другими словами в летательном аппарате "летающее крыло" невозможно визуально отделить крылья от корпуса. Конфигурацию "летающее крыло", которое можно особенно хорошо сделать малозаметной, с первой и второй стороной, так как они описаны выше и ниже, можно использовать, например, против вражеской противовоздушной обороны.

Другой аспект изобретения относится к способу эксплуатации летательного аппарата, прежде всего летательного аппарата, как он описан выше и ниже.

Согласно одной форме осуществления изобретения способ включает в себя следующие шаги: полет в полетном положении, в котором вторая сторона указывает в направлении угрозы, например, вниз, при этом вторая сторона противолежит первой стороне летательного аппарата, на которой расположены отверстия сопел и ниша полезного груза летательного аппарата. Переход в полетное положение, в котором первая сторона указывает в направлении угрозы. Сброс полезного груза из ниши полезного груза. Перед сбросом полезного груза ниша полезного груза может открываться. После сброса полезного груза ниша полезного груза снова может быть закрыта.

В завершение, летательный аппарат снова может перейти в полетное положение, в котором вторая сторона указывает в направлении угрозы. Таким образом, радиолокационная сигнатура летательного аппарата в течение большей части времени полета очень низка в направлении угрозы. Только во время сброса полезного груза летательный аппарат поворачивается к угрозе своей первой стороной, которая может быть сделана малозаметной слабее, чем вторая сторона.

Согласно одной форме осуществления изобретения способ включает в себя следующие шаги: взлет в полетном положении, в котором первая сторона указывает вниз, убирание шасси в нишу шасси, которая расположена на первой стороне, переход в полетное положение, в котором вторая сторона указывает в направлении угрозы, переход в полетное положение, в котором первая сторона указывает вниз, выпуск шасси, приземление в полетном положении, в котором первая сторона указывает вниз. Другими словами, летательный аппарат может быть выполнен для того, чтобы приземляться и взлетать на спине. То есть для посадки и взлета летательный аппарат поворачивается в полетное положение, при котором сторона с шасси направлена вниз (то есть в направлении земли). При взлете и посадке высокая степень малозаметности, как правило, не требуется.

Далее примеры выполнения изобретения подробно описываются со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает схематичный вид первой стороны летательного аппарата согласно одной форме осуществления изобретения.

Фиг.2 показывает схематичный вид боковой стороны летательного аппарата согласно фиг.1.

Фиг.3 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 спереди.

Фиг.4 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 под углом сверху на первую сторону.

Фиг.5 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 в наземном режиме.

Фиг.6 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 во время взлета.

Фиг.7 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 в маршрутном полетном положении.

Фиг.8 показывает схематичный вид летательного аппарата согласно фиг.1 с открытой нишей полезного груза.

Используемые на чертежах ссылочные обозначения и их значение в сводной форме перечислены в списке ссылочных обозначений. По существу, идентичные или похожие части снабжены одними и теми же ссылочными обозначениями.

Подробное описание примеров выполнения

На фиг.1-4 показан летательный аппарат 10 с различных направлений. На фиг.1 показан вид на первую сторону 12, на фиг.2 - вид с взглядом на боковую сторону, на фиг.3 - вид спереди, а на фиг.4 - вид под углом сверху на первую сторону 12.

Летательный аппарат 10 является летательным аппаратом "летающее крыло" с по существу трапециевидным корпусом. На первой стороне 12 в заднем конце находится сопловое отверстие 14, а на передней стороне - два входных отверстия 16, которые расположены симметрично относительно центральной оси летательного аппарата 10. Для приведения в движение летательного аппарата 10 на летательном аппарате 10 находится турбина 18, которая может засасывать воздух через входные отверстия 16, сжимать его и выбрасывать через сопловое отверстие 14. Входные отверстия 16 и сопловое отверстие 14 являются турбинными отверстиями летательного аппарата 10.

На первой стороне 12 также находится ниша 20 полезного груза, которая закрыта двумя створками или же люками 22. Ниша полезного груза расположена симметрично относительно центральной оси и между входными отверстиями 16 и сопловым отверстием 14. Относительно центральной оси рядом с нишей 20 полезного груза расположены две ниши 24 основных стоек шасси, а перед нишей 20 полезного груза между обоими входными отверстиями 16 расположена ниша 26 носовой стойки шасси. Ниши 24 и 26 шасси закрыты створками или же люками 28.

На фиг.2 и 3 также видна вторая сторона 30 летательного аппарата 10, которая противолежит первой стороне 12. Вся поверхность летательного аппарата 10 образовывается обеими сторонами 12 и 14. При этом турбинные отверстия 14, 16 и ниши 20, 24, 26 и тем самым все отверстия расположены на первой стороне 12.

На второй стороне 30 турбинные отверстия или ниши отсутствуют. Вторая сторона 30, прежде всего, не только не имеет отверстий, но и имеет полностью невозмущенную, гладкую поверхность, которая имеет очень малую радиолокационную сигнатуру. Малая радиолокационная сигнатура второй стороны 30, которая задана геометрией ее поверхности, может быть дополнительно уменьшена посредством соответствующего покрытия. Прежде всего, она может быть сделана существенно меньше, чем радиолокационная сигнатура первой стороны 12. Как следует из фиг.3, вторая сторона 30 имеет слегка выпуклую к центру поверхность.

На чертежах показан беспилотный летательный аппарат, который выполнен в виде "летающего крыла". Однако также возможно, что аналогичный пилотируемый летательный аппарат 10 имеет подобную конфигурацию турбинных отверстий 14, 16 и ниш 20, 24, 26. В этом случае кабина 32 пилота может быть расположена, например, на первой стороне 12.

На фиг.1-4, а также на фиг.7 показан летательный аппарат в маршрутном полетном положении, при котором первая сторона 12 указывает вверх, а вторая сторона 30 указывает вниз. В пилотируемом летательном аппарате верхняя сторона и нижняя сторона летательного аппарата могут определяться посредством ориентации пилота. При этом первая сторона 12 может быть верхней стороной летательного аппарата 10, и вторая сторона 30 может быть нижней стороной летательного аппарата 10.

На фиг.5-7 показана эксплуатация летательного аппарата 10.

На фиг.5 летательный аппарат 10 показан на земле. Створки 28 шасси открыты, и шасси 34 выпущены. Первая сторона 12 указывает вниз. Вторая сторона 30 указывает вверх.

На фиг.6 летательный аппарат 10 показан при взлете. При взлете первая сторона 12 также указывает вниз. После взлета шасси 34 убирается в ниши 24, 26 шасси, и летательный аппарат 10 переходит в полетное положение, в котором вторая сторона 30 указывает в направлении угрозы.

Подобная угроза в форме радиолокационной установки 36 показана на фиг.7. Поскольку радиолокационная установка 36 находится на земле, а летательный аппарат 10 - в воздухе, то угроза исходит снизу, и вторая сторона 30 направлена вниз.

С направления взгляда радиолокационной установки 30 видна лишь вторая сторона 30 летательного аппарата 10. Радиолокационные лучи 38, которые излучаются радиолокационной установкой 36 в направлении летательного аппарата, попадают лишь на вторую, в высокой степени малозаметную сторону 30 и поглощаются ею или рассеиваются в стороны от радиолокационной установки 36.

Для того чтобы, например, сбросить оружие на угрозу 36 или обстрелять ее, летательный аппарат 10 переходит в полетное положение, как это показано на фиг.8. В данном полетном положении первая сторона 12 указывает в направлении угрозы 36. В данном полетном положении ниша 20 полезного груза может быть открыта, и полезный груз в форме бомбы или ракеты может быть сброшен. Затем ниша 20 полезного груза снова закрывается. Конечно, в этом полетном положении летательный аппарат 10 может быть легче обнаружен. Однако он должен находиться в данном полетном положении лишь короткое время.

После использования ниши 20 полезного груза летательный аппарат 10 снова переходит в полетное положение, как показано на фиг.7. После обратного полета летательный аппарат 10 снова переходит в показанное на фиг.6 полетное положение, выпускает шасси 28 и приземляется.

Дополнительно к этому следует указать, что "включающий в себя" не исключает других элементов или шагов, а "одна" или "один" не исключает множества. Далее следует указать на то, что признаки или шаги, которые описаны со ссылкой на один из приведенных выше примеров выполнения, также могут использоваться и в комбинации с другими признаками или шагами других описанных выше примеров выполнения и аспектов. Ссылочные обозначения в пунктах формулы изобретения не следует рассматривать как ограничение.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Реферат

Летательный аппарат (10) с малой радиолокационной сигнатурой включает двигательную установку (18) для приведения в движение летательного аппарата (10), имеющего воздухозаборник (16) и сопловое отверстие (14), нишу (20, 24, 26), через которую предусмотрена возможность ввода других компонентов летательного аппарата (10) вовнутрь. Воздухозаборник (16), сопловое отверстие (14) и ниша (20, 24, 26) расположены только на первой стороне (12) летательного аппарата (10), вторая сторона (30) которого имеет меньшую радиолокационную сигнатуру, чем первая сторона (12). Способ эксплуатации летательного аппарата (10) включает полет в полетном положении, в котором вторая сторона (30) летательного аппарата указывает в направлении угрозы (36), противолежит первой стороне (12), на которой расположены сопловое отверстие (14), воздухозаборник (16) и ниша (20) полезного груза. Предусмотрен переход в полетное положение, в котором первая сторона (12) указывает в направлении угрозы, открывание ниши (20) полезного груза, сброс полезного груза из ниши (20) и ее закрывание. Группа изобретений направлена на уменьшение радиолокационной сигнатуры. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула