Проект гибридного соосника с толкающим ротором (для поисково-спасательных работ)
Доброго вам времени суток! Возникла необходимость в создании БПЛА для проведения поисково-спасательных работ.
Вкратце, для этих целей сперва использовался самодельный квардрокоптер, но критически низкая полезная нагрузка, электродвигатели, которые сжирают маленький аккум менее, чем за 30 минут, вынуждают создавать уже совсем иного рода прототип. Несмотря на то, что мой дед был авиаконструктором, царство ему небесное, я не дорос еще до того, чтобы делать вертолеты как горячие пирожки, и куда больше разбираюсь в электронике и программировании.
Сейчас, когда возникла такая проблема, хотел бы обратиться к вам за помощью.
Предполагаемая конструкция прототипа - соосный вертолет (с механическим автоматом перекоса) с толкающим ротором. Внутренняя схема (предположительно) - гибрид - ДВС + эл.генератор и 3 электропривода. Гироскоп интегральный. Полезная нагрузка - более 3 кг (камера, тепловизор, стример+радиостанция, мозги стримера, резервный аккум, по возможности - аптечка и портативная радиостанция для пострадавшего). Несущие двигатели - ЭД.
Детали по большей части будут заказываться на заводе. Конструкция, тестирование (в том числе и краш-тесты), аэродинамика и механика - рассчитываться через Catia.
Хотелось бы услышать ваши предложения по поводу конструкции вертолета, материалам, мощности ДВС, и может у кого-либо есть на примете генераторы и электроприводы, подходящие для таких задач. Желательная цена на комплектующие - адекватная. Для сравнения - тепловизор и мозги к нему ~4000$, камера ~500$, радиостанция ~500$, мозги стримера и автономка ~1000$ и куча другой дорогой электроники (кроме того, одна лишь мобильная наземная станция ~2000$). По средствам - развернуться есть где. Летный опыт есть (но не на соосниках и не 3d).
Требования:
- Высокая устойчивость при сильных восходящих потоках (работы в зоне пожаров) и боковом ветре
- Низкая пожароопасность
- Высокая горизонтальная скорость
- Относительно большой размер (т.е. его должен поднять и нести один здоровый мужик)
- Высокая надежность (в идеале безотказность)
- Грузоподъемность - ПН 3+кг
- Частичное, кратковременное погружение в воду (при аварийной посадке на воду)
- Время в воздухе - не менее 2-3 часов до следующей дозаправки
- Динамический потолок - пока что не имеет практического значения
- Радиус действия стримера радиостанции - около 7 км на пределе. Можете посчитать практическую дальность сами.
- Желательно, всепогодник
Буду признателен за любые рекомендации и даже за малополезный флуд. Спасибо!
Хотелось бы услышать ваши предложения по поводу конструкции вертолета,
Без гравицаппы здесь не обойтись.
Несущие двигатели - ЭД
Время в воздухе - не менее 2-3 часов до следующей дозаправки
Если только водкой, а лучше ганджубасом и полетелллллл часа на 4-5…
Если только водкой, а лучше ганджубасом и полетелллллл часа на 4-5…
Зря вы так иронизируете. ДВС можно выкрутить в тот режим, в котором он будет максимально эффективно расходовать энергию на генератор, в отличие от классической схемы, когда расход метанола при взлете и в маневрах превышает все вообразимые.
Никто, кстати, не отменял и то, что вес вертолета будет 50кг+, т.е. топлива на борт можно взять столько, сколько необходимо.
Это Вам надо к профессиональным строителям беспилотников обращаться. Выбирать модель из готовых, или заказывать проект. Под такие требования - это уже не модель.
Ну и про ДВС-генератор-электродвигатель забудьте. Это ж не Приус, этому летать надо.
а почему выбран вертолет? почему не подходит самолет, планер?
Это Вам надо к профессиональным строителям беспилотников обращаться
Это они похоже и обратились.
Самое странное в запросе - предположение насчет “соосной схемы с толкающим ротором”. Надо определиться про “шашечки”. И вспомнить про безотказность и прочее. Имхо, квадро-(или больше)-коптер тут вне конкуренции. Хотя заявленное время полета все равно за пределами модельной темы и современных технологий.
Квадрик - самая верное направление, потому что там ломаться нечему, механика отсутствует. А быстро летать и уворачиваться от вражеской ПВО вроде не предполагается…
Vertu, как раз полагается быстро летать. Это важно. Быстро найти место крушения транспорта, или же догнать и вести автомобиль злоумышленников, или же быстро пролететь и оценить размеры фронта пожара и т.д. Сейчас квадрокоптер имеет очень узкую специализацию, им пользуются не так часто, как хотелось бы, и на выездах к нему относятся с некоторым сожалением - вроде как и хороший инструмент, но ограничений он накладывает огромное количество, поэтому возложенные надежды он не оправдывает. Нужен быстрый и мобильный (по меркам спасателей) БПЛА, который может быть использован почти весь период времени проведения поисковой операции и, желательно, в любое время дня или ночи, в любое время года. А кого спрашивать, если не у моделистов, какую конструкцию лучше использовать? У кого больше опыт управления БПЛА, чем у моделистов? Только у военных и у спасателей. Но я уверен, что здесь у каждого второго летных часов больше, чем у меня. А учитывая то, что здесь у форумчан летают даже лопаты на бензокосах, то про экспериментальные, а главное, сравнительно небольшие вертолеты, спрашивать нужно именно здесь.
Сейчас делаем предварительные расчеты по газотурбинной схеме (турбоваловых двигателей такого размера просто не существует в природе, на сколько мне известно). Предположительно, на ней и остановимся. Конструкция несущего ротора та же - 2 х 3лопастных ротора, но от толкающего ротора отказались (используется тяга реактивной струи). От гибрида тоже отказались - низкая энергоэффективность.
а почему выбран вертолет? почему не подходит самолет, планер?
Практика показывает, что часто необходимо находится к пострадавшему как можно ближе. Самолет не может зависнуть недалеко от пожара, к примеру. Или зависнуть над территорией завода в непосредственной близости от очага, когда необходимо контролировать развитие пожара/целостность конструкций, чтобы спасти людей/технику, но при этом не подвергать лишнему риску самих спасателей и пожарных.
как раз полагается быстро летать. Это важно. Быстро найти место крушения транспорта, или же догнать и вести автомобиль злоумышленников, или же быстро пролететь и оценить размеры фронта пожара и т.д.
Вы вообще кого представляете, лично себя или какую-то организацию?
Если это Ваша инициативная идея - забудьте. Это под силу только серьезному конструкторскому коллективу с практическим опытом, хорошей производственной базой и солидным финансированием.
Если вы - организация, и хотите найти исполнителей - озвучивайте задачи, сроки и оплату.
если пожар и пожарные рядом зачем быстро летать и летать 3 часа? если лесной пожар зачем над ним зависать? не слишком ли универсальное устройство для первого образца? поделитесь предыдущими моделями, если они есть.
Конструкция несущего ротора та же - 2 х 3лопастных ротора, но от толкающего ротора отказались (используется тяга реактивной струи).
Арсений, не забывайте, что чем меньше размер ЛА, тем мельче детальки. И тем выше требования к качеству и точности деталей. Соосник с коллективным шагом имеет сложную и капризную механику роторов. И на висении тратит огромное количество энергии (относительно своего веса). Почти все “взрослые” БПЛА - это планеры. Потому что они имеют максимальную полезную нагрузку при минимуме энергозатрат. Вы орла видели? Эта здоровая хреновина часами парит на высоте, практически не шевеля крыльями, используя восходящие потоки и размах гигантских крыльев. А колибри, чтобы висеть возле цветка, надо есть каждые полчаса, иначе помрет от истощения…
Тут в конфе есть народ, кто в прошлой жизни имел отношение к настоящей авиации и т.п., они наверняка правильней ответят. Но в нашей модельной песочнице к вашим запросам относятся только квадрокоптеры. Ну либо планеры, которых вы не хотите. Именно это народ использует для ФПВ. А полеты по ФПВ - это и есть примерно то, что вам требуется. РС-вертолеты - это спортивный снаряд для 3 минут пилотажа.
Судя по ТЗ черезвычяйщик хочет летающую тарелку на антигравитационной тяге. Походу он ни чего еще в воздух не поднимал. Помочь-бы человеку чтоб половина иллюзий сразу рассеялась.