От винта: за счет чего взлетает винтокрыл и почему он лучше самолета
Он не самолет и не квадрокоптер. У него три винта, электрическое сердце, возможность горизонтального взлета и большая дальность полета. Знакомьтесь — винтокрыл. Главный инженер компании «Оптиплейн Аэродинамика» Владимир Литвинов рассказывает, как он устроен и почему, совмещая в себе достоинства других БПЛА, лишен многих недостатков.
Аэрофотосъемка и картографирование
Наш винтокрыл летает за счет трех вынесенных за корпус винтов, которые заставляет вращаться двигатель. Винты-пропеллеры создают нужную подъемную силу — и в этом принцип полета очень похож на вертолетный. Только у вертолета для получения бокового вектора силы применяется принцип наклона вала лопастей. А у винтокрыла это происходит за счет изменения силы воздушных потоков по бокам при работающих моторах.
Основные узлы винтокрыла — винтомоторная группа и крыло. Первый состоит из двигательной установки, преобразующей электрическую энергию в механическое действие — во вращение винта, и устройства регуляции вращения двигателя. Крыло в свою очередь помогает разгружать винты. При горизонтальном полете его начинает обтекать воздушный поток, который при этом искривляется, и создается подъемная сила, направленная вверх.
Основные узлы винтокрыла — винтомоторная группа и крыло. Первый состоит из двигательной установки, преобразующей электрическую энергию в механическое действие — во вращение винта, и устройства регуляции вращения двигателя. Крыло в свою очередь помогает разгружать винты. При горизонтальном полете его начинает обтекать воздушный поток, который при этом искривляется, и создается подъемная сила, направленная вверх.
Принцип работы и основные узлы
Перед тем, как остановиться именно на винтокрыле, мы рассмотрели и отвергли множество вариантов. Наши инженеры изучали разные конфигурации, в том числе и более сложные, с разной эффективностью энергопотребления. К примеру, мы буквально «по косточкам» разобрали конвертоплан. Но он оказался значительно сложнее технически, ему нужна самолетная механика, винты изменяемого шага. Поэтому мы от него отказались.
Беспилотные же авиационные системы (БАС) на базе коптера отличались значительным энергопотреблением, что существенно ограничивало сферу их применения из-за недостаточного времени и дальности полета на одном заряде аккумулятора.
В итоге была выбрана нестандартная гибридная конструкция — коптер, совмещенный с тандемным крылом, или винтокрыл. Его главной отличительной особенностью стала предельная простота по сравнению с другими гибридными схемами и, как следствие, превосходная надежность. Ведь в винтокрыле буквально нет механических узлов, способных выйти из строя.
Беспилотные же авиационные системы (БАС) на базе коптера отличались значительным энергопотреблением, что существенно ограничивало сферу их применения из-за недостаточного времени и дальности полета на одном заряде аккумулятора.
В итоге была выбрана нестандартная гибридная конструкция — коптер, совмещенный с тандемным крылом, или винтокрыл. Его главной отличительной особенностью стала предельная простота по сравнению с другими гибридными схемами и, как следствие, превосходная надежность. Ведь в винтокрыле буквально нет механических узлов, способных выйти из строя.
Выбор конфигурации
Беспилотник такой конфигурации взлетает и садится вертикально с небольшой площадки за счет тяги воздушных винтов, направленных вверх. Это очень удобно для тех мест, где нет длинной и ровной площадки для взлета. Как показывает наш опыт, наличие таких условий – скорее исключения, чем правило. Аналогично обычному коптеру, винтокрыл может зависать над выбранной точкой рельефа.
Он не обладает высокой скоростью, но при этом его качества сбалансированы таким образом, что наш беспилотник легкий и маневренный, способен к дальним полетам и несет значительную полезную нагрузку.
На винтокрыл можно установить массу оборудования – в зависимости от задач и потребностей заказчиков.
Так, сейчас основным вариантом исполнения является «геодезия-картография». В нем винтокрыл несет геодезический приемник координат с точностью до 1,5 см и полнокадровую фотокамеру с разрешением не менее 24 Мп. В такой конфигурации БАС позволяет проводить работы с высокой точностью, достаточной, к примеру, для кадастровых служб, маркшейдерии, геодезических внутренних служб компаний, замеров складированных материалов, учета изъятых материалов при добыче.
Возможны другие конфигурации в заводском исполнении: с управляемой по трем осям камерой с 30-кратным оптическим зумом и передачей видеосигнала на наземную станцию на расстояние до 10 км, с тепловизионной камерой, мультиспектральной камерой, лазерным лидаром для сканирования, построения облака точек и создания 3d-моделей поверхности рельефа.
К тому же за счет дополнительной подъемной силы, которую производит крыло, винтокрыл способен экономить до 2/3 энергии при горизонтальном движении, доводя длительность беспосадочного полета до внушительных 60 минут – недостижимый показатель для обычных квадрокоптеров.
Он не обладает высокой скоростью, но при этом его качества сбалансированы таким образом, что наш беспилотник легкий и маневренный, способен к дальним полетам и несет значительную полезную нагрузку.
На винтокрыл можно установить массу оборудования – в зависимости от задач и потребностей заказчиков.
Так, сейчас основным вариантом исполнения является «геодезия-картография». В нем винтокрыл несет геодезический приемник координат с точностью до 1,5 см и полнокадровую фотокамеру с разрешением не менее 24 Мп. В такой конфигурации БАС позволяет проводить работы с высокой точностью, достаточной, к примеру, для кадастровых служб, маркшейдерии, геодезических внутренних служб компаний, замеров складированных материалов, учета изъятых материалов при добыче.
Возможны другие конфигурации в заводском исполнении: с управляемой по трем осям камерой с 30-кратным оптическим зумом и передачей видеосигнала на наземную станцию на расстояние до 10 км, с тепловизионной камерой, мультиспектральной камерой, лазерным лидаром для сканирования, построения облака точек и создания 3d-моделей поверхности рельефа.
К тому же за счет дополнительной подъемной силы, которую производит крыло, винтокрыл способен экономить до 2/3 энергии при горизонтальном движении, доводя длительность беспосадочного полета до внушительных 60 минут – недостижимый показатель для обычных квадрокоптеров.
Преимущества винтокрыла
Чтобы узнать подробнее о примении винтокрылов для ваших задач свяжитесь с нами по телефону 8 800 444-80-25, почте mail@optiplane.ru или оставив заявку на сайте.
Заявка
Мы свяжемся с вами в течение суток и ответим на все ваши вопросы
Нажимая «Отправить», вы даёте ООО «Оптиплейн Аэродинамика» согласие на обработку персональных данных с целью оказания запрашиваемых услуг
© ООО «Оптиплейн Аэродинамика»
ИНН 5408017296
ОГРН 1175476104924
2017–2023
ИНН 5408017296
ОГРН 1175476104924
2017–2023
Офис в России
630090 Новосибирск, ул. Инженерная, 18
108841, Москва, г. Троицк, ул. Промышленная, 2А
Производство
"Оптиплейн" — флагманская компания платформы по развитию беспилотных систем "СИГМА.Дрон" на базе стартап-студии "СИГМА.Новосибирск"