Беспилотный конвертоплан – уникальная разработка КНИТУ-КАИ

Фото: kai.ru

Аппарат, получивший Гран-при на конференции АКТО-2018, имеет большие перспективы применения в различных областях хозяйства.

 

В августе 2018 года в рамках IX Международной специализированной выставки «Авиакосмические технологии, современные материалы и оборудование» (АКТО) прошел конкурс инновационных разработок. Гран-при престижного конкурса получила разработка, над которой с 2015 года работала команда из более чем 20 сотрудников и студентов кафедры конструкций и проектирования летательных аппаратов (КиПЛА) КНИТУ-КАИ – беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки (конвертоплан).

Все начиналось с летательных аппаратов с поворотными крыльями, затем работа перешла «вглубь»: производилось улучшение схем, увеличение полезной нагрузки.

«Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки представляет с собой аппарат, летающий в двух режимах: вертикальный (подъем на подушных винтах) и горизонтальный (с использованием маршевого двигателя), – поясняет доцент кафедры КиПЛА Никита Левшонков. – Когда аппарат поднимается, управление полностью лежит на двигателе. Далее включается маршевый двигатель, и беспилотный аппарат летит горизонтально. Он управляется автоматически бортовым компьютером. Но для отладки режимов возможно использование пульта управления (радиус действия до двух километров)».

 

 

О конвертоплане

Конвертоплан способен разгоняться до 140 км/ч, подниматься на высоту до 1 км и имеет дальность полета до 100 км. Двигатель работает на топливе АИ-95, а максимальная продолжительность полета – один час (расходуется 1 литр топлива). Себестоимость беспилотного аппарата с полезной нагрузкой 1 кг – до 800 тысяч рублей в зависимости от комплектации.

Основная составная часть конвертоплана – это фюзеляж, в котором находятся основные элементы (двигатель, бензобак). Также здесь расположена важнейшая составляющая – программа, управляющая аппаратом, полностью созданная программистами КНИТУ-КАИ. Вторая часть – подъемная система, представленная четырьмя двигательными системами, соосные винты прикрепляются как сверху, так и снизу. Основное преимущество соосных винтов – прирост тяги при ограничениях на диаметр винтов.

Об  этапах испытаниях разработки

Первый шаг. Сначала производится настройка угловой стабилизации, когда конвертоплан поднимается с помощью подъемных двигателей. Аппарат ставят на «коромысло», вращающееся под любым углом. Программа подбирает коэффициент тяги каждого двигателя так, чтобы удержать конвертоплан в равновесном положении.

Затем беспилотный аппарат подвешивают на тросовом подвесе, в этом состоянии он может перемещаться вперед-назад и влево-вправо. На данном этапе также проводится стабилизация: программа изменяет динамические коэффициенты.

На следующем этапе аппарат испытывают на установке для моделирования условий полета. Разработку подвешивают на карданном креплении, а установка создает горизонтальную скорость до 60 км/ч. Создатели должны отрегулировать управление рулями, чтобы в полете аппарат держался горизонтально.

Конвертоплан ставится на землю, производится определение стартовой ориентации, затем поднимается вертикально (по программе или с пульта управления). После подъема на заданную высоту включается маршевый двигатель, аппарат разгоняется и переходит в самолетный режим полета. Подъемные двигатели выключаются.

Когда конвертоплан из одной точки попадает в другую, команда отслеживает его перемещения с помощью GPS. Данные заносятся в регистратор, а уже потом анализируются.

О преимуществах разработки КНИТУ-КАИ и областях применения конвертоплана

Взлет осуществляется по вертолетному принципу. Конвертоплан может подолгу зависать в одной точке, выполняя, например, видео- или фотосъемку. Кроме того, ему не требуется взлетно-посадочная полоса. Аппарат может взлетать с любой площадки с помощью автоматического управления без дополнительных устройств. Модульная конструкция не только облегчает, но и удешевляет обслуживание, поскольку имеется возможность замены определенного блока или модуля.

Именно поэтому охват применения разработки КНИТУ-КАИ весьма широк: это энергетика и связь (картографирование, мониторинг линий электропередач, линий связи, других объектов), дорожное хозяйство (оценка состояния дорог, аэрофотосъемка автомобильных и железных дорог, придорожной обстановки), сельское хозяйство (аэрофотосъемка и картографирование сельскохозяйственных угодий, наблюдение и мониторинг за с/х культурами), нефте- и газодобывающие отрасли и, конечно, оборонный сектор.

Правовой базы для управления конвертопланом пока не существует, чтобы иметь возможность его использовать необходимо только разрешение на полеты.

О заказчиках

Два аппарата, различные по взлетной массе и полезной нагрузке, уже были переданы заказчикам. В будущем разработчики планируют перейти к созданию крупногабаритных летательных аппаратов с полезной нагрузкой в несколько десятков килограммов. По словам создателей, в России есть потребность в конвертопланах большой размерности до 6 тонн, с полезной нагрузкой от 500 до 1000 кг. Соответственно, для данного аппарата необходимы создание новых технологий и новые вложения.

Автор: Управление по связям с общественностью Источник:
 
По теме
Поющий мир - Менделеевский район 18 апреля на базе МБОУ СОШ№1» состоялся 7 муниципальный фестиваль-конкурс вокалистов - исполнителей на иностранном языке «Поющий мир».
19.04.2019
 
biblnoch0001 - ЦБС Бавлинского района 19 апреля в Городской библиотеке филиал №1 провели Библиосумерки "Волшебный мир театра".
19.04.2019
 
Весна в Чистополе - 2019 - Чистопольский район Фотокросс «Весна в Чистополе», прошедший среди подростков на улицах нашего города по инициативе специалистов Психолого-педагогического центра,
19.04.2019
Поющий мир - Менделеевский район 18 апреля на базе МБОУ СОШ№1» состоялся 7 муниципальный фестиваль-конкурс вокалистов - исполнителей на иностранном языке «Поющий мир».
19.04.2019 Менделеевский район
biblnoch0001 - ЦБС Бавлинского района 19 апреля в Городской библиотеке филиал №1 провели Библиосумерки "Волшебный мир театра".
19.04.2019 ЦБС Бавлинского района
Опубликовано: 19.04.2019 12:46 Школы республики готовятся принимать гостей чемпионата по рабочим профессиям   Образовательная программа «Одна школа – одна страна»,
19.04.2019 Республика Татарстан
Журналист «Комсомолки» Дмитрий Стешин, проработавший на Донбассе с марта 2014 года, пытается оценить – какой путь прошли республики за эти 5 лет, и куда они идут?
17.04.2019 Комсомольская правда Казань
Бдительность проявил дежурный педагог центра патриотического воспитания Пост №1 Сообщение  о возгорании на кладбище по улице Студенческая в поселке ГЭС поступило в диспетчерскую  МЧС сегодня, около 13 часов.
19.04.2019 Челнинские Известия
13-летняя пострадавшая сама обратилась к врачам за помощью В дежурную часть челнинского линейного отдела полиции Казанского ЛУ МВД России на транспорте поступило сообщение о том,
19.04.2019 Челнинские Известия
На начальника управления Феддеральной антимонопольной службы по контролю за гособоронзаказом Илью Гришина напали неизвестные и разбили ему голову, сообщает телеканал «360».
19.04.2019 Вечерняя Казань
Научная конференция, субботник и лекторий для горожан - вот неполный перечень казанских событий, приуроченных ко Всемирному дню охраны памятников и исторических мест, который отмечается ежегодно 18 апреля.
19.04.2019 Казанские ведомости
Вот и этот закончился матч… - ХК Нефтяник В Альметьевске прошел итоговый матч-шоу «Спасибо за сезон!» В хоккейном клубе «Нефтяник» стало традицией проводить по окончании сезона шоу-матч «Спасибо за сезон».
19.04.2019 ХК Нефтяник
Опубликовано: 19.04.2019 15:18     В среду казанский «УНИКС», уступив в домашнем матче пермской «Парме»  (76:82), потерял шансы на победу в регулярном чемпионате Единой лиги ВТБ.
19.04.2019 Республика Татарстан
За три месяца текущего года инспекторами государственного земельного надзора Управления Росреестра по Республике Татарстан проведено 3842 проверочных мероприятий по соблюдению требований земельного законодательства.
19.04.2019 Лениногорский район