Формирование облика беспилотного летательного аппарата вертолетного типа в части взлетно-посадочных устройств, обеспечивающих взлет и посадку на взлетно-посадочную площадку корабля

В связи с растущими требованиями к флоту в части повышения эффективности решения поставленных задач с учетом постоянно усложняющейся оперативной обстановки требуется более широкое использование беспилотных летательных аппаратов, в том числе на кораблях малого и среднего водоизмещения. Таким образом, важной тенденцией развития беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (БЛА ВТ) является адаптация их к корабельным условиям базирования. Ключевой проблемой адаптации является обеспечение взлета и посадки на взлетнопосадочную площадку (ВППл) корабля. В данной статье рассматриваются вопросы влияния условий корабельного базирования, важнейшим из которых является качка, и требований к выполнению взлетно-посадочных операций, включая необходимость адаптации к системам принудительной посадки, на формирование облика полозкового шасси корабельного БЛА ВТ и формулируются специфические относительно шасси летательного аппарата берегового базирования технические требования к конструкции. При этом для исследования динамической и статической совместимости БЛА ВТ с кораблем детерминированные, или вероятностные, характеристики качки корабля должны задаваться в виде амплитуд и периодов качки, спектральных плотностей качки, дисперсий перемещений и скоростей центра ВППл, а также перемещений, скоростей и ускорений в центре ВППл. Исходя из заданных параметров рассчитывается кинематика движения центра ВППл, ее пространственно-сложных положений для решения задачи динамической совместимости БЛА ВТ с кораблем. Динамическая совместимость включает определение устойчивости и управляемости БЛА ВТ, раскрутку и остановку несущего винта, взлет и посадку, транспортировку БЛА ВТ по ВППл. Существующие и перспективные принципиальные конструктивные схемы полозкового шасси разделяются на четыре основных типа и оцениваются на предмет соответствия специфике эксплуатации на корабле, особое внимание при оценке уделяется возможности адаптации к системам принудительной посадки на палубу. По результатам оценки предлагается конструктивная схема шасси для перспективного корабельного БЛА ВТ параллелограммно-рычажного типа с выносным амортизатором. В качестве подтверждения соответствия предложенной схемы сформулированным требованиям приводятся результаты расчета динамической модели шасси при посадке и при бортовой качке, выполненного в программном комплексе Simcenter Motion. Предложенная схема возможна к реализации как для БЛА ВТ, так и для пилотируемых вертолетов корабельного и берегового базирования. 

1. Кошкин Р.П. Беспилотные авиационные системы. М.: Стратегические приоритеты, 2016. 676 с.

2. Рябов К. Семейство беспилотных летательных аппаратов MQ-8 (США) [Электронный ресурс] // Военное обозрение. 2015. URL: https://topwar.ru/67878-semeystvo-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-mq-8-ssha.html (дата обращения: 23.12.2024).

3. Тищенко М.Н., Некрасов А.В., Радин А.С. Вертолеты. Выбор параметров при проектировании. М.: Машиностроение, 1976. 368 с.

4. Соковиков Ю.Г. Применение вертолетов с авианесущих кораблей. М.: Военное издательство, 1989. 180 с.

5. Hodge S.J. Simulating the environment at the helicopter-ship dynamic interface: research, development and application / S.J. Hodge, J.S. Forrest, G.D. Padfield, I. Owen // The Aeronautical Journal. 2012. Vol. 116, iss. 1185. Pp. 1155–1184. DOI: 10.1017/S0001924000007545

6. Kiefer J., Ward M., Costello M. Rotorcraft hard landing mitigation using robotic landing gear [Электронный ресурс] // Journal of dynamic systems, measurement, and control. 2016. Vol. 138. ID: 031003. DOI: 10/1115/1/4032286 (дата обращения: 23.12.2024).

7. León B.L., Rimoli J.J., Di Leo C.V. Rotorcraft dynamic platform landings using robotic landing gear [Электронный ресурс] // Journal of dynamic systems, measurement, and control. 2021. Vol. 143, iss. 11. ID: 111006. 19 p. DOI: 10/1115/1/4051751 (дата обращения: 23.12.2024).

8. Boix D.M., Goh K., McWhinnie J. Modelling and control of helicopter robotic landing gear for uneven ground conditions // 2017 Workshop on research, education and development of unmanned aerial systems (RED-UAS). Sweden, Linköping, 2017. Pp. 60–65. DOI: 10.1109/RED-UAS.2017.8101644

9. Stolz B., Bröderman T., Castiello E. et al. An adaptive landing gear for extending the operational range of helicopters // 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). Spain, Madrid, 2018. Pp. 1757–1763. DOI: 10.1109/IROS.2018.8594062

10. Урбанович В.А., Червоная Е.А., Шепель И.Н. Метод расчета характеристик общего напряженно-деформированного состояния полозкового шасси вертолета при его посадке на авторотации // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сборник научных трудов. 2017. Вып. 75. С. 163–172.

11. Михайлов С.А., Коротков Л.В., Неделько Д.В. К расчету статического нагружения трубчатого полозкового шасси вертолета // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2010. № 4. С. 3–6.

12. Загидулин А.Р. К расчету жидкостно-газовой амортизации шасси летательного аппарата / А.Р. Загидулин, Е.Г. Подружин, Г.И. Расторгуев, В.И. Максименко // Научный вестник НГТУ. 2017. № 4 (69). С. 117–128. DOI: 10.17212/1814-1196-2017-4-117-128

13. Кручинин М.М. Методика выбора параметров колесного шасси на основе формально-имитационных математических моделей: дис. … канд. тех. наук. М.: МАИ, 2019. 170 с.