Новости
«2 двигателя внутреннего сгорания, 2 генератора и 4 пары электродвигателей»: Разработчики из Matrix-UAV рассказали подробности о гибридном беспилотнике «Командор», способном на 5 часов полета на расстояние до 300 км
86

«2 двигателя внутреннего сгорания, 2 генератора и 4 пары электродвигателей»: Разработчики из Matrix-UAV рассказали подробности о гибридном беспилотнике «Командор», способном на 5 часов полета на расстояние до 300 км

«2 двигателя внутреннего сгорания, 2 генератора и 4 пары электродвигателей»: Разработчики из Matrix-UAV рассказали подробности о гибридном беспилотнике «Командор», способном на 5 часов полета на расстояние до 300 км

Мы уже рассказывали вам об уникальном «гибридном» беспилотнике, способном на несколько часов полета на расстояние сотни километров. Разработка украинских волонтеров из общественного конструкторского бюро «Матрица технологий» (Matrix-UAV) прошла целый ряд испытаний, однако технические подробности устройства не озвучивались. На днях волонтер Юрий Касьянов, имеющий непосредственное отношение к его созданию, приоткрыл завесу тайны над проектом «Командор» — именно такое название получил этот тяжелый гибридный коптер.

Итак, работы над проектом «Командор» стартовали еще 1 июня 2016 года. Сначала был сделан один летающий электрический прототип в масштабе 1:4, затем другой, на котором отрабатывалась аэродинамика, распределение мощности двигателей и настройки автопилота. Разработчики работали над разными схемами включения моторов — квадро, окто, соосные. По мере получения заказанных за границей узлов экспериментального аппарата, тестировали их, и крепили на упрощённой монтажной раме. Потом летали уже на полномасштабном макете — только с электродвигателями, с электродвигателями в разной конфигурации включения, с ДВС-моторами, с комбинированной двигательной установкой, с нагрузкой и без нагрузки. Первый полноценный полет состоялся только 21 ноября 2016 года.

На данный момент поданы заявки на патенты, поэтому разработчики могут более подробно рассказать, о том, что сделано. Итак, «Командор» — это прототип тяжёлого грузоподъёмного аппарата вертикального взлёта и посадки с комбинированной двигательной установкой. Это мультикоптер, в котором порядка 40% подъёмной силы создаются пропеллерами, вращаемыми двигателями внутреннего сгорания, а оставшаяся тяга — воздушными винтами электромоторов, и ими же осуществляется управление аппаратом. При этом вся электрическая энергия — сотни ампер — генерируется на борту коптера с помощью генераторов, вращаемых теми же двигателями внутреннего сгорания.

Предметом патентования является сама комбинация двигателей внутреннего сгорания (ДВС), электромоторов, генераторов, систем контроля, управления и самой компоновки аппарата. Разработчики из Matrix-UAV отметили, что на данный момент существуют коптеры с генераторами на борту, и даже выпускаются серийно, есть коптеры только с ДВС-ами, есть коптеры с питанием от топливных элементов, есть чисто электрические аппараты — самые массовые, но все они имеют недостатки и ограничения применения.

«Электрические коптеры с питанием от батарей вынуждены постоянно таскать на себе вес этих самых батарей, которые стоят очень дорого, достаточно быстро старятся, теряют ёмкость, а на морозе вообще отдают только её часть. Батареи надо заряжать, надо менять, и это сильно ограничивает применение электрических коптеров, к тому же они летают недолго и недалеко. Разрекламированный электрический норвежский тяжеловес «Griff» — это просто хорошо сделанный, сильно увеличенный в размерах «Фантик» (всем знакомый коптер типа «Фантом») с очень мощными, и безумно дорогими батареями.» — отметил Юрий Касьянов.

Использование топливных элементов на мультикоптерах отчасти решает задачу длительных и дальних полётов, но, во-первых, топливные элементы ещё более дорогие, чем батареи, во-вторых, их надо менять или заправлять водородом (или чем-то ещё), и это тоже непросто — для заправки требуется сложное наземное оборудование.

Мультироторные аппараты, поднимаемые в воздух с помощью двигателей внутреннего сгорания известны давным-давно — первые коптеры были именно такими, и построены были ещё сто лет назад. В отличие от привычных электрических мультироторов, они имеют более тихоходные, большего диаметра воздушные винты вертолетного типа, которые управляются с помощью автомата перекоса, и таким образом задаётся направление полёта. Недостатки такого аппарата — сложная трансмиссия, большие винты (большие габариты), заведомо худшая маневренность по сравнению с классическим коптером, управляемым тягой электродвигателей.

Электрические мультироторы с генератором электроэнергии на борту лишены таких недостатков. Всё что нужно для полёта — это заправить их привычным нам бензином или другим жидким топливом. Однако генератор на борту надо охлаждать, и на это расходуется дополнительная мощность. Чтобы решить эту задачу, разработчики из Matrix-UAV «посадили» на один вал воздушный винт и генератор, и теперь в этом варианте ДВС-ы создают подъёмную силу, а в потоке воздуха охлаждается генератор, который вырабатывает электроэнергию на борту.

В итоге, в «Командоре» используется 2 двигателя внутреннего сгорания, 2 генератора и 4 пары (на прототипе, на серийном аппарате будет по-другому) синхронно вращаемых электромоторов. А также небольшие буферные/аварийные аккумуляторы и система аварийной электроники. По словам разработчиков все это дает высочайшую надёжность. К примеру, при полете на высоте до 100 метров и отказе одного из ДВС-ов аппарат совершает плавную посадку, используя энергию аварийных аккумуляторов. То же самое произойдёт при отказе двух электромоторов, а вот при полёте выше 100 метров в случае аварии применяется парашютная система спасения. В итоге украинским разработчикам удалось сконструировать и построить действительно уникальный мультироторный аппарат, который может летать долго, далеко, высоко, надёжно, поднимать большой груз, и заправляться обычным топливом.

Сейчас демонстрируется прототип — летающая платформа, на которой отрабатываются конструкторские решения. Будущий серийный аппарат будет выглядеть несколько иначе, и иметь более высокие характеристики: время полёта — не менее 1 часа (с дополнительными баками — до 5 часов); дальность перегоночная (с дополнительными баками) — до 300 км; высота полёта — от 2 до 2000 метров; полезная нагрузка — до 50 кг.

«На сегодняшний день прототип поднимает «только» 30 кг, и летает «всего» 1 час. На самом деле, для коптера это — очень много… Вес пустого — до 50 кг. Он имеет достаточно высокий уровень шума, потому что на нём стоят не штатные двухтактные ДВС, и нет глушителей. Очевидно, что эти проблемы решаемые… В будущем мы планируем использовать роторно-поршневые двигатели Ванкеля, другие, более мощные электромоторы, генераторы, автопилот с тройным полным резервированием, и набор всевозможных датчиков и сонаров для полётов на сверхнизких высотах, в городе, на линии соприкосновения войск.» — отметили в Matrix-UAV.

Напомним, что «Командор» может применяться для выполнения широкого спектра задач как в интересах армии, так и в гражданской сфере. На него можно установить различное авиационное вооружение — управляемые и неуправляемые ракеты класса «воздух-поверхность» и «воздух-воздух»; турельную пулеметную установку; подвесить авиабомбы; использовать в качестве ретранслятора, корректировщика огня. Тактика боевого применения тяжёлого коптера может быть схожа с тактикой использования боевых вертолётов: полёты на сверхнизких высотах, на которых неэффективна система ПВО, удары из засад. Планируется применение дрона в связке с другими БПЛА разработки Matrix-UAV — авиационным разведывательным комплексом «Катана» и «привязным» — с питанием от земли — коптером «Око», который может нести на борту радиолокационную станцию или оптические средства наблюдения и целеуказания.

Кроме того, интересным может быть применение «Командора» в качестве грузового — для доставки БК, медикаментов, продуктов на отдаленные или окруженные позиции, для снабжения разведывательных и диверсионных групп, для дистанционного минирования местности и автоматизации процесса разминирования. В будущем планируется довести грузоподъёмность аппарата до веса человека, чтобы обеспечить использование «Командора» в качестве эвакуационного средства в «красной зоне» или в качестве санитарного в мирной жизни. Помимо этого его можно использовать в качестве грузового — для быстрой доставки грузов; в качестве противопожарного — для тушения высотных пожаров, лесных пожаров, опасных предметов; в качестве высотного беспилотного монтажника; для эвакуации людей из опасных и высоких мест; для эвакуации раненных; в сельском хозяйстве — для обработки полей, и т.д.

Источник: «Матрица технологий» (Matrix-UAV)


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: