Краткая характеристика существующих решений

Сегодня в мировой практики проектирования и постройки БЛА коптерного типа существуют три основных решения по силовой полетной установке: электрическая схема, гибридная схема, схема с прямым питанием от ДВС.

Электрическая схема силовой установки наиболее простая в реализации и подразумевает питание эдектромоторов приводящих в действие винты (пропеллеры) напрямую. Недостаток такой схемы, кроме относительной дороговизны реализации, малый удельный запас аккумуляторной батареи и как следствие время полета с полезной нагрузкой ограничиваемое в большинстве случаев двумя часами и менее. Относительные преимущества схемы – изначальная малошумность работы электромоторов, в то время как в других схемах, для обеспечения малошумности требуется применение специальных мер.

Гибридная схема силовой установки отличается от предыдущей схемы, заменой аккумулятора на электрогенератор на базе ДВС. Наличие электрогенератора позволяет решить проблему малого удельного запаса энергии на полет и значительно увеличить полетное время БЛА. Недостаток схемы – усложнение конструкции.

Схема с прямым питанием от ДВС – имеет значительные преимущества в части возможности реализации высокого уровня запаса энергии на борту БЛА и возможности достижения большего времени полета. Однако такая схема, ввиду сложной и не надежной механики, большой задержки отклика ДВС на управляющий сигнал (изменение мощности и оборотов за единицу времени), сложности согласования винтомоторных групп не получила массового распространения в БЛА типа квадро- гексо- окто- мультикоптеров, при этом оставшейся широко применимой для средних и больших БЛА классического вертолетного типа с одним или двумя несущими винтами снабженными автоматами перекоса.

Концепция и преимущества предлагаемых решений

Комплекс предлагаемых готовых инженерных решений и технических средств для их реализации дает возможность использование схемы с прямым питанием винтов (пропеллеров) от ДВС.

При реализации предложенного комплекса решений обеспечивается достижение следующих преимуществ:

     

      • Высокие показатели времени полета ДВС использует топливо, в котором удельная запасенная энергия значительно выше, чем в аккумуляторных батареях. ДВС передает энергию посредством механической передачи на винты, не теряя ее на преобразования в электрическую энергию и обратно в механическую. Кроме того, нет необходимости в собственно самом генераторе (альтернаторе) имеющего существенную массу.

       

        • Простота управления полетом, ничем не отличающаяся от электрической или гибридной схем силовых установок Время реакции управляемых электромагнитных муфт или  коробки дифференциальных передач сопоставимо с откликом электромотора

         

          • Существенно меньшие затраты на реализацию, чем в случае с электрической или гибридной схемами Реализация электроаккумуляторной схемы энергоустановки требуют ряда дорогостоящих комплектующих, таких как: литиевого аккумулятора, контроллеров электромоторов, самих электромоторов. Реализация гибридной схемы энергоустановки требуют в свою очередь дорогостоящих комплектующих таких как: альтернатор (генератор), контроллеров электромоторов, самих электромоторов. В свою очередь, стоимость эквивалентной силовой установки на базе ДВС в комплекте с управляемыми муфтами или коробки дифференциальных передач кратно меньше при больших возможностях.

        Детализация предложения

        Ниже представлены схемы для построения БЛА коптерного типа с использованием предлагаемой технологической платформы. Для простоты восприятия выбрана схема квадрокоптера, однако это никак не ограничивает количество несущих винтов коптера и позволяет ее применят на гексо, окто- и мультикоптерахф, включая коптеры имеющие соосные винты.

        Наименование узла схемы Назначение и краткое описание
        ДВС Двухтактные и четырехтактные моторы высокой удельной мощности, могут использоваться специализированные существующие моторы или моторы собираемые НПЦ «АБС» и оснащенные по требованию системой электрического, пневматического или ручного запуска.
        Система глушения выхлопа Сверхлёгкие глушители производства и разработки НПЦ «АБС» выполненные из авиационных сплавов и сверхлегких металлокерамических композитов.
        Система глушения совмещенная с системой снижения ИК контрастности выхлопа Сверхлёгкие глушители производства и разработки НПЦ «АБС». Глушители выполнены с требованием снижения ИК заметности выхлопа и БЛА в целом. Достигаемая контрастность выхлопа вплоть до 0.7оС.
        Распределительная коробка Устройство предназначенное для распределения крутящего момента и смены направления вращения с целью его передачи на соответствующие несущие винты БЛА. Отличается компактным размером и малым весом, за счет применения специальных композитов, титана и авиационных алюминиевых сплавов.

        Электромагнитная управляемая муфта

        Электромагнитная управляемая муфта предназначена для регулирования крутящего момента передаваемого на винт. Особенность муфты – мало время реагирования на управляющий сигнал, что, в зависимости от типа муфт, достигается за счет использования специальных умных трансмиссионных масел, изменяющих свою вязкость в магнитном поле и/или быстродействующих актуаторов малого хода. Быстродействие до 0.008 секунды.

        Коробка дифференциальных передач

        Коробка дифференциальных передач  предназначена для распределения крутящего момента, смены направления вращения с целью его передачи на соответствующие несущие винты БЛА. Отличается компактным размером и малым весом, за счет применения специальных композитов, титана и авиационных алюминиевых сплавов. Быстродействие до 0.008 секунды.
        Жесткие валы передач Предназначены для передачи значительных крутящих моментов на несущие винты от распределительной коробки или коробки дифференциальных передач. Выполнены из высокопрочных сплавов и композитов с малым удельным весом.
        Гибкие валы передач Предназначены для передачи малых и средних крутящих моментов на несущие винты от распределительной коробки или коробки дифференциальных передач. Выполнены из высокопрочных сплавов и композитов с малым удельным весом.
        Концевые посадочные муфты Концевые муфты – механические устройства предназначенные для осуществления перехода с вала передачи на винт (пропеллер). Могут быть снабжены переходниками, позволяющего их установку на место штатного электромотора, если есть необходимость переделки БЛА с электрической или гибридной схемами.

        Дополнительные предложения

        Проектирование и изготовление рам

        Винты (пропеллеры) пониженной шумности и/или со сниженными значениями ЭПР

        Проектирование и поставка систем снижения заметности в ИК и радиодиапазонах

        Проектирование и поставка готовых платформенных решений под индивидуальный проект