Бензиновый квадрокоптер миф или реальность

квадрокоптеры-на-бензине

 

Радиоуправляемые мультикоптеры очень быстро перестают быть просто игрушками. Их активно применяют кинематографисты и топографы, начинают использовать логистические компании, сельхозпроизводители и даже охотники. Подобного рода задачи требуют от летательных аппаратов большой продолжительности полета и значительной грузоподъемности.

Недостатки электрических квадрокоптеров

В то же время, источником энергии для подавляющего большинства современных RC-мультикоптеров остаются литий-полимерные аккумуляторные батареи, основным недостатком которых является не слишком высокое соотношение емкости АКБ к ее весу, что значительно ограничивает продолжительность полета электрических дронов. Более того, при работе в полевых условиях (особенно в труднодоступной местности) не всегда имеется возможность произвести подзарядку бортового аккумулятора, что приводит к дополнительным затратам на приобретение запасных батарей.

Достоинства и недостатки бензиновых квадрокоптеров

Все это явилось причиной того, что некоторые разработчики приступили к установке на свои беспилотные летательные аппараты двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Основным достоинством бензиновых квадрокоптеров является их высокая мощность и большая продолжительность работы на одной топливной заправке. Если для электрических моделей тридцатиминутный полет считается почти рекордом, то для квадрокоптера с бензиномотором подобный показатель непрерывного пребывания в воздухе является практически рутинным.

 

ДВС обычно живут дольше электрических моторов. Это связано с тем, что они состоят из более крупных и прочных деталей, а также имеют эффективную систему воздушного охлаждения. Большинство бензиновых моделей дронов используют широко распространенные на рынке марки топлива и моторных масел, что исключает возникновение проблем. Более того, у таких моделей до минимума сокращается межполетная подготовка, состоящая из простого осмотра топливной системы на предмет утечек и занимающей всего несколько минут дозаправки.

 

бензиновый дрон

 

Конечно, идеальных механизмов не существует, есть недостатки и у квадрокоптеров на бензине. Основными из них можно считать потребность в установке системы зажигания и охлаждающего радиатора, значительно усложняющих конструкцию силового агрегата и увеличивающих его габариты и вес. Более того, вырабатываемое системой зажигания электромагнитное поле становится причиной появления радиопомех, мешающих уверенной работе каналов управления и передачи информации. Проблему устраняют с помощью дополнительного оборудования и хорошо продуманной компоновки мультикоптера, не допускающей размещения радиоаппаратуры ближе, чем в 30 см от цепей зажигания.

 

Все это потребовало значительного увеличения массогабаритных характеристик квадрокоптеров с ДВС. С одной стороны, значительный вес летательного аппарата положительно сказывается на ветроустойчивости бензинового дрона, с другой – повышает его инерционность, что усложняет процесс управления для новичков или летчиков среднего класса, привыкших летать на легких электрических моделях. Особенную трудность у таких пилотов может вызвать выполнение взлета и посадки в ручном режиме. Больший вес требует повышения мощности двигателей, что неизбежно сопровождается повышенным расходом топлива и увеличением эксплуатационных расходов. Еще одним существенным недостатком квадрокоптеров на бензиновом двигателе является опасность возгорания силовой установки в случае аварии.

 

коптер-на-бензине


Что касается области применения бензиновых коптеров, то их уникальные летные качества наилучшим образом подходят для выполнения специальных задач. Большая продолжительность полета и хорошая устойчивость к непогоде способны сделать их незаменимыми в ходе проведения спасательных операций в условиях сложных метеоусловий и на труднодоступной местности. Если к этим характеристикам добавить значительную грузоподъемность летательных аппаратов подобной конструкции, а также их высокие скоростные характеристики, станет понятно, что они могут использоваться и для экспресс-доставки различных товаров потребителям. В условиях боевых действий квадрокоптеры с ДВС двигателями могут применяться гуманитарными миссиями для снабжения мирного населения едой и лекарствами. Способность к длительному беспосадочному полету и высокая грузоподъемность стимулирует установку на беспилотники аппаратуры наблюдения или профессионального киносъемочного оборудования.

Нужно признать, что БПЛА с бензиновыми двигателями имеют цену, значительно превышающую стоимость их электрических аналогов. Типичные представители этого класса летательных аппаратов практически никогда не оцениваются дешевле 1 тыс. долларов США.

За какими квадрокоптерами будущее?

 Дроны с ДВС

Incredible Heavy Lift Quadcopter (HLQ)

Incredible Heavy Lift

 

Этот квадрокоптер разработан группой инженеров и студентов Университета штата Калифорния в Сан-Хосе (San Jose State University in California) и предназначен для подъема и переноски грузов весом до 50 фунтов (более 22,5 кг). Рама HLQ собрана из алюминиевых труб. Летательный аппарат оснащен парой двухтактных двигателей суммарной мощностью 12,5 л. с. Вращательный момент передается четырем роторным головкам с установленными на них воздушными винтами диаметром 435 мм. На HLQ применен ArduPilot – один из самых известных автопилотов с открытым кодом. Разговоры об этой модели идут достаточно давно. На сегодня дрон находится на стадии тестовых испытаний.

 

Nitro Stingray

Nitro-Stingray

 

Nitro Stingray создан на базе электрического 3D квадрокоптера Stingray 500. Тяга обеспечивается винтомоторной группой, состоящей из двухтактного двигателя Scorpion и четырех 110-миллиметровых пропеллеров особой формы. На беспилотнике применен бортовой контроллер TG-Multi, имеющий специальные настройки.

 

Полет Nitro Stingray отличается высокой стабильностью и хорошей маневренностью. Он не только быстро летает, но и обладает способностями воздушного акробата. Перечень фигур высшего пилотажа, доступных для выполнения этим дроном, состоит из десятка наименований. Эта модель предназначена для любителей энергичных полетов на очень сильном и активном квадрокоптере, практически не имеющем возможности упасть.

 

Goliath MkII

Goliath-MkII

 

Этот проект находится на стадии прототипа. Он разрабатывался для участия в конкурсе Hackaday Prize и выглядит довольно устрашающе. Его единственный бензиновый двигатель имеет мощность 30 л.с. Для передачи вращательного момента на винты используется ременная передача. Его каркас, собранный из тонких алюминиевых трубок, обладает низкой себестоимостью, что позволило создателям модели большую часть инвестиций направить на разработку двигателя и пропеллеров.

 

Подобно описанному выше HLQ, Goliath использует в своей системе управления полетом автопилот с открытым кодом ArduPilot. Эта особенность позволяет пользователю без особого труда настроить квадрокоптер под собственные нужды.

У любителей конструирования есть возможность приобрести Goliath в наборе ARF и самостоятельно собрать этот летательный аппарат в домашних условиях.

Yeair

Yeair-дрон

 

Эту модель 2017 года уже называют квадрокоптером будущего. Она предназначена для транспортировки посылок на большие расстояния в кратчайшие сроки. Yeair способен поднимать до 5 кг полезной нагрузки, разгоняться до 100 км/ч и летать в течение часа. Полуторалитрового бака с горючим хватает на 55 км полета в экономическом режиме.

 

Yeair нельзя назвать исключительно бензиновым квадрокоптером. В его силовой установке используется комбинация из бензиновых и электрических моторов. ДВС обеспечивают необходимую для полета тягу, а электродвигатели отвечают за оперативное изменение скорости вращения пропеллеров.

 

Для этой модели разработан уникальный двухтактный двигатель внутреннего сгорания объемом 10 куб. см. Он обладает большим моторесурсом, а его мощность превышает 1,5 кВт. Каждый из четырех электромоторов имеет мощность 600 Вт и питается от АКБ емкостью 1250 мАч. Батарея практически не нуждается в подзарядке в наземных условиях, так как небольшая часть энергии бензиновых двигателей уходит на оперативное пополнение заряда аккумулятора непосредственно в полете.

 

Команда разработчиков немецкой компании Airstier включила в стандартный функциональный набор своего гибрида выполнение взлета и посадки в автоматическом режиме, несколько вариантов автономного полета и позволила оператору управлять данным летательным аппаратом с помощью смартфона или планшета. Стоимость этой модели составляет порядка 1400 евро.


Будем благодарны вам, если поделитесь с друзьями:

Опубликовано © Всё о квадрокоптерах

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *