Гибрид квадрокоптера и самолета для перевозки грузов на дальние расстояния сделали студенты НГТУ НЭТИ (видео)
Студенты факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ создали новый летательный аппарат, который совмещает в себе возможности привычного квадрокоптера и самолета. В начале апреля прошли первые испытания разработки. Помимо подъемных четырех винтов дрон имеет крылья, хвостовое оперение, а также пятый винт, который толкает квадрокоптер вперед. В англоязычной среде подобные аппараты получили название «wingcopter», что можно перевести как «крылокоптер». Крылокоптер взлетает, как обычный дрон, а после набора высоты переходит в режим самолета — в горизонтальный полет. В этот момент подъемные винты отключаются, что приводит к значительной экономии электроэнергии.
«Простой мультикоптер весьма ограничен по радиусу действия. Не хватает скорости и эффективности использования запаса энергии батарей. Главное преимущество нашей разработки — гибридная схема. Ее можно рассматривать с разных сторон и как самолет с возможностями мультикопторного взлета, и как мультикоптер с возможностью перехода в самолетный режим. Это решение, по расчетам, позволит дрону значительно увеличить скорость и дальность полета по сравнению с привычными мультикоптерами», — рассказал декан факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ и руководитель проекта доктор технических наук Сергей Саленко.
«Сейчас многие пытаются использовать квадракоптеры для доставки небольших грузов, но проблема в том, что традиционные дроны очень неэффективны в горизонтальном полете. Они не могут планировать, поэтому большую часть энергии им приходится тратить не на сам полет, а просто на удержание дрона в воздухе. Это очень ограничивает дальность и скорость полета, ведь запас энергии батарей ограничен», — объяснят смысл инженерного решения научный консультант проекта, профессор кафедры самолето- и вертолетостроения НГТУ Илья Зверков.
Для крылокоптера была рассчитана новая аэродинамическая схема с пятью винтами, один из которых толкает летательный аппарат вперед. Все они работают от одного аккумулятора. «Сейчас создание подобных гибридов весьма популярно. Есть два основных направления: с поворачивающимися винтами, как на знаменитом американском военном конвертоплане Ospreу, и отдельно подъемными винтами и одним толкающим. Основной вес силовой установки приходится на аккумуляторы. Поэтому лишний двигатель слабо меняет общий весь аппарата, нет большой разницы, 4 или 5 винтов на нем будет стоять, зато подъемные и тяговые винтомоторные установки можно точнее оптимизировать под выполняемую задачу. Использование пятого винта позволяет отказаться от сложного и не очень надежного поворотного механизма, а также использовать для горизонтального полета специальный винт меньшего диаметра, который даст преимущество в скорости и экономичности», — объясняет Илья Зверков.
Опытный образец крылокоптера весит 7,7 килограмма, имеет размах крыльев в 203,4 см. Он сможет поднимать груз в 2,5 кг и перевозить его со скоростью 70 км/ч на расстояние 75 км. Для сравнения, современные грузовые мультикоптеры с такой же взлетной массой перевозят аналогичные грузы со скоростью 75 км/ч и на расстояния не более 15 км.
В начале апреля прошел первый подъем конвертоплана. На видео испытаний опытный образец был ограничен специальными тросами из соображений безопасности.
Крылокоптер полностью разработан, изготовлен и собран студентами НГТУ Василием Маркиным, Отто Шмидтом, Александром Киселевым, Владимиром Емельяновым и Константином Яшмановым в рамках масштабной проектной деятельности, которая началась в университете в 2018 году. При постройке широко использовались аддитивные технологии. Преподаватели факультета летательных аппаратов помогали только советами и контролировали качество выполнения работ. Испытания крылокоптера пройдут летом 2019 года.
