НОВОСТИ

Летные схемы: Красавка

Эта статья открывает серию комментариев отдела главного конструктора по самолетному направлению нашей компании о проектах ЛА самолетного типа, разработкой которых он занят в данный момент. Сегодня речь пойдет об ЛА, разработанным исключительно в исследовательских целях, летном демонстраторе, на котором отрабатываются основные технические решения, воплощаемые в основной линейке наших самолетных БЛА.

В силу особой любви нашей компании не только к железным птицам, но и, собственно, к птицам живым, этот аппарат получил имя маленького журавля, а именно – Красавка.

Красавка выставлялся этим летом на «Дроннице» и уже привлек к себе внимание специалистов, благодаря своей особой конструкции (https://t.me/UAVDEV/3570). По своей сути он является разновидностью беспилотника типа Quadtailsitter, выполненного по аэродинамической схеме «Тандем» или просто Z-схема. Это альтернатива СВВП с двигателями по схеме 4+1 (представителем данного класса ЛА среди наших проектов является Кречет) – основному типу беспилотников с вертикальным взлетом и посадкой. Запрос эксплуатантов на беспилотники с вертикальным взлетом и посадкой диктует наше предложение и следуя старой английской пословице мы стараемся не держать все яйца в одной корзине и рассматриваем сразу несколько вариантов решения поставленной задачи. Хочется отметить, что процесс проектирования в нашей компании основывается на широком использовании функционального моделирования, вычислительной газодинамики, конечноэлементного анализа и прочих современных расчетных инструментов и включает большое количество расчетов и симуляций, предваряющих постройку и испытания БЛА. Поэтому мы подробно изучаем возможные варианты решения поставленной задачи, а затем проверяем их на практике. В этом смысле Z-схема являлась для нас в начале пути terra incognita в мире проектирования самолетов, в то время как схема 4+1 уже хороша знакома по опыту эксплуатации различных типов ЛА этого класса.

Остановимся на основных особенностях Красавки, с которыми мы столкнулись в процессе его проектирования. Конечно же, в первую очередь он сложно пилотируется на взлетно-посадочных режимах при наличии бокового порывистого ветра в силу большой парусности в вертикальном положении. Возникающие аэродинамическая сила и момент сносят аппарат в сторону и пытаются опрокинуть его, что требует от пилота в ручном режиме хорошей реакции и выверенных движений ручками управления, как и некоторых познаний в области черной магии. В общем, без автоматики, конечно, не обойтись. Пугаться ветра не стоит, те же вертолеты имеют схожие проблемы на висении, что, например, хорошо знакомо пилотам «восьмёрки», у которых есть четкие инструкции в РЛЭ о том, как не попасть в левое самопроизвольное вращение при боковом ветре. К тому же, более требовательными в плане диапазона вертикальных скоростей оказывается посадка, нежели взлёт (во время которого можно быстрее перевести аппарат в горизонтальное положение, быстро разогнав его до нужной скорости), а как вы понимаете, у некоторых типов БЛА количество посадок оказывается меньше количества взлетов.

В общем, как учила нас старая школа, во-первых – «чудес не бывает», и мы не питаем иллюзий насчет неограниченных возможностей прорывной чудо-схемы, но, во-вторых – «волков бояться, в лес не ходить», решение каждой поставленной инженерной задачи должно быть осуществлено до конца. Любой технический объект — это всегда компромисс между множеством ограничений.

Как итог, сейчас наши усилия направлены на разработку оптимальной конфигурации автопилота для режимов взлета и посадки, которая позволит увеличить диапазон допустимых скоростей ветров и точность позиционирования на этих режимах. В этом нам помогают в том числе подробные модели аэродинамики и динамики полета, на которых проводятся виртуальные испытания, дополняющие испытания реальные. На данный момент такие аппараты справляются со скоростью ветра до 12 м/с (например, БЛА компании Fixar).

Второй проблемой является оптимизация винтомоторной группы, которая должна обеспечить наименьший расход энергии для заданного типового полетного задания.

Это проблема характерная и для обычных самолетов, когда с одной стороны на взлете ВМГ должна обеспечить хорошую тяговооруженность для уменьшения дистанции взлета, а с другой минимальный расход энергии в горизонтальном полёте. В этом смысле нас не пугает неоптимальность работы ВМГ на конкретном режиме, мы ставим во главу угла четкое выполнение требований ТЗ, которое возможно лишь благодаря тщательному расчету её характеристик, когда мы семь раз отмеряем, подбирая параметры винта и двигателя, прежде чем построить первый прототип. При всем этом Z-схема имеет хорошую маневренность, обусловленную возможностью корректировать ориентацию ЛА в пространстве с помощью не только рулевых поверхностей, но и двигателей, создающих дифференциальную тягу. Также можно усилить этот эффект использованием рулевых поверхностей на переднем и заднем крыле в режиме элевонов, что может оказаться решающим преимуществом, если заказчику требуется маневренны БЛА. Помимо этого, все двигатели постоянно включены в работу, как на взлете-посадке, так и в горизонтальном полете, в отличие от схемы 4+1. На данный момент основные летные испытания Красавки были выполнены, по результатам которых получена информация, необходимая для разработки наших основных БЛА, речь о которых пойдет в следующих постах.

Оставайтесь с нами, дорогие друзья!