Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели летательных аппаратов схема

Покоряем небо на дельтаплане с мотором

Человека всегда манило небо. В 70 годы прошлого столетия людей заинтересовал дельтапланеризм. Полеты на дельтапланах, то есть легких безмоторных летательных средствах, получили любовь людей, склонных к экстремальным видам спорта и отдыха.

Буквально через 10 лет, дельтапланеристы стали участниками Олимпийских игр. Но человеку всегда мало. Дельтаплан подразумевает лишь парение в воздушных потоках. Желание расширить возможности безмоторного летательного аппарата привели к созданию новых видов дельтапланов, которые бы оборудовались двигателями.

Особенности устройства

Мотодельтаплан представляет собой одноместное летальное устройство сверхлегкой массы. Аппарат не имеет колесного шасси, поэтому взлет и посадку производит пилот, используя собственные ноги. Конструкции оборудованы двигателем, что позволяет совершать полеты при отсутствии ветра, что практически невозможно при использовании обычных дельтапланов. Еще одно достоинство агрегата – возможность приземления в месте старта.

Основой любого мотодельтаплана является трубчатый каркас. Материал, который используют для его производства, – дюралюминиевые трубы разного сечения. Необходимую жесткость крыла обеспечивает специальная система тросов. На остов дельтаплана натягивают прочный легкий текстиль. Ранее для этих целей применяли парашютный шелк, сегодня – ткани, изготовленные из полимерных волокон.

Несущую конструкцию мотодельтаплана выстраивают вокруг килевой трубы, в центре устанавливают поперечину. Именно она служит для повышения прочности крыла. В центре масс всего устройства монтируют вертикальную распорку и управляющую трапецию.

Трапецию производят из дюралевой трубки с тросовыми растяжками. Шнуры натягивают в нижней и верхней плоскости устройства.

Дельтаплан, оснащенный мотором, может развивать скорость от 40 до 150 км/ч, рекордные показатели – 170 км/ч. К преимуществам современных летательных аппаратов относят:

  • универсальность, компактность для хранения;
  • мотодельтаплан – практически полноценное транспортное средство;
  • интуитивно простое управление;
  • яркие ощущения полета, поскольку кабина отсутствует;
  • возможность совершения прыжков с парашютом;
  • простота ремонта и сервисного обслуживания.

Сегодня существует множество летных школ, где каждый желающий сможет освоить азы управления мотодельтапланом. Впрочем, есть у данного аппарата и некоторые недостатки. Полеты без специального закрытого шлема не очень приятны, особенно в холода, низкий уровень комфорта по сравнению с самолетом. Приспособление сильно подвержено влиянию со стороны воздушных потоков, для движения по прямой приходится прилагать физические усилия.

В настоящее время моторный дельтаплан используют лишь для развлечения, совершения прогулок и спортивных турниров. Нередко компактные устройства находят применение в сфере сельского хозяйства, например, для обработки полей пестицидами.

Форма крыла мотодельтаплана напоминает греческую букву «дельта». Отсюда и пошло название летательного аппарата.

ЛЕТАЮЩИЙ ХЛАМ

А вот Андрей Саркисян из Пятигорска смог оторваться от земли на своем вертолете на полтора метра. Неважно, что этот аппарат приземлился на правый бок. Профессиональный певец и музыкант вечерами подрабатывает в местных ресторанах. Конструированием своеобразных летательных аппаратов увлекся восемь лет назад. За это время собрал четыре вертолета.

«Полетел только один, но потом мне пришлось продать его двигатель, потому что нужны были средства», — признается Андрей.

Двигатели от мотоциклов «Иж» и «Ява», крупные самодельные станки и станочки для резки металла и даже втулка от хвостового винта Ми-2 – в общем, грудой металла, железа пластика и непонятным обывателям материалом забиты двор, гараж и подвал мастера.

Ради того, чтобы летать на аппаратах собственной конструкции, Саркисян пытается получить удостоверение пилота.

Современные технологии внутри конструкций дронов

Технология беспилотных летательных систем охватывает множество приборов и механизмов. Здесь аэродинамика беспилотного летательного аппарата и материальная основа изготовления физического БПЛА, печатные платы, наборы микросхем, программное обеспечение и прошивки. Всё это можно считать основой беспилотного летательного аппарата.

Одним из популярных беспилотных летательных аппаратов зарубежного рынка видятся разработки серии «DJI Phantom 3». Даже на устаревших моделях этой серии отмечается масса передовых технологий. Высокотехнологичные решения присутствуют в конструкциях самых передовых разработок.

БПЛА этой серии идеально подходит для рассмотрения технологии дронов. Конструкция имеет всё из того набора, который следует считать технологически продвинутым. Совсем недавно на зарубежном рынке появились новые дроны:

  • Mavic Air,
  • Phantom 4 Pro,
  • Inspire 2,
  • Walkera Voyager 5.
Читать еще:  Что такое масляное охлаждение двигателя

Типы и габаритные размеры дронов

Дроны производят в самых разных конфигурациях и размерах. Наиболее габаритными считаются конструкции армейского назначения, например — дроны «Predator».

Классическая конструкция армейского дрона — прообраза классической конструкции самолёта, но управляемой без участия пилотов, непосредственно с диспетчерского армейского пункта

Несколько меньшими по величине являются беспилотные летательные аппараты, наделённые фиксированными крыльями. Эти конструкции не требуют длинных взлетно-посадочных полос.

Дроны, конструкция которых имеет фиксированные крылья, обычно используются под перелёты на расстояния в несколько километров. Эти машины часто применяются для нужд народного хозяйства, к примеру, для ландшафтной съемки, выслеживания браконьеров и т.п.

Следующий тип беспилотных аппаратов для полёта – VTOL (Vertical Take-Off and Landing) – конструкции вертикального взлёта и посадки. Обычно имеют небольшие габариты и отличаются наличием четырёх вертикально установленных пропеллеров хода в дополнение к силовой установке. По сути, речь идёт о гибридных конструкциях, наделённых уникальными свойствами.

Принцип действия дрона (БПЛА)

Типовой беспилотный летательный аппарат делается на основе облегчённых композитов, благодаря чему снижается вес и увеличивается маневренность конструкции. Эти свойства позволяют профессиональным дронам летать на значительных высотах.

Система беспилотного воздушного транспорта содержит две основы:

  1. Механику беспилотного летательного аппарата.
  2. Систему управления.

Носовая часть дрона – это, как правило, область корпуса, где установлены датчики навигационной системы. Остальная корпусная часть предназначена для размещения механики, электроники, электрооборудования.

Система полёта любого дрона действует благодаря устройству, которое именуется как радар позиционирования и возвращения домой. Большинство современных беспилотников наделяются двумя глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС).

Традиционно в конструкциях современных дронов задействованы системы GPS и ГЛОНАСС. Дроны способны летать под управлением ГНСС, но с тем же успехом поддерживают полёт в режиме без ГНСС.

Например, дроны «DJI» поддерживают полёт в режиме P-Mode (GPS и GLONASS) либо в режиме ATTI (Advanced Technology Transfer and Infusion), не предусмотренным в спутниковой навигации.

В зависимости от конструктивной конфигурации БПЛА может иметь разные элементы: 1, 2, 3 — силовые двигатели и винты; 4 — карданный подвес; 5 — активная видеокамера; 6 — отсек с батареей питания; 7 — лапа

Когда дрон запускается пользователем, система машины выполняет поиск с последующим обнаружением спутников ГНСС. Высокопроизводительные системы ГНСС рассчитаны под технологию «Satellite Constellation».

В принципе, спутниковая группировка представляет собой набор аппаратов, работающих совместно, обеспечивая скоординированный охват и синхронизацию с целью качественного покрытия сигналом зоны обслуживания. Пропуск или охват — это период, в течение которого спутник видим над локальным горизонтом.

Радиолокационное оборудование дрона обнаруживает сигнал и транслирует результат на дисплее пульта дистанционного управления. В частности, показывает следующие установки:

  • сигнал о достаточном числе спутников ГНСС и готовность к полету;
  • отображение текущей позиции и местоположение дрона относительно пульта ДУ;
  • запись отправной точки для последующего возвращения «домой»;

Большинство современных беспилотных летательных аппаратов поддерживают три способа возвращения «домой»:

  1. Инициировано возвращение «домой» кнопкой пульта ДУ.
  2. Низкий уровень заряда батареи питания дрона.
  3. Потеря связи между БПЛА и пультом ДУ.

Во всех трёх случаях автоматически задействуется функция «Mavic Air RTH», благодаря которой дрон эффективно обходит препятствия, встречающиеся на пути возвращения «домой».

Гироскопическая стабилизация ИББ (IMU) и контроллеры полёта

Технология гироскопической стабилизации является одним из тех компонентов, который «жизненно» необходим беспилотным летательным аппаратам.

Гироскоп предназначен для моментальной обработки нагрузок, возникающих от внешних сил, воздействующих на конструкцию дрона. Гироскоп обеспечивает вывод необходимой навигационной информации на пульт ДУ.

Инерциальный измерительный блок – ИББ (IMU) работает по принципу вычисления текущей скорости и ускорения с использованием одного или нескольких акселерометров.

Конструкция дрона из серии аппаратов VTOL, где используется механизм вертикального взлёта и посадки, тогда как полёт осуществляется в горизонтальном направлении

Модулем ИББ обнаруживаются малейшие изменения систем вращения, таких как шаг винта, разворот, отклонение элеронов, используя один или несколько гироскопов. Некоторые модели ИББ содержат магнитометр под калибровку дрейфа ориентации.

Контроллер полёта, присутствующий в конструкции дрона – по факту представляет собой обычный компьютер, оснащённый соответствующим программным обеспечением.

Читать еще:  Двигатель 4g63s4m расход топлива

Таким компьютером БПЛА автоматически управляются все системы с учётом сигналов, поступающих от пульта ДУ пользователя. Кроме того, в качестве базового управления используется код так называемой «прошивки» — микросхемы памяти, действующей в паре с микроконтроллером.

Дрон — функции компаса и видеонаблюдения

Встроенная в систему дистанционного управления функция компаса обеспечивает дрону точные координаты местоположения в процессе полёта.

Калибровкой компаса устанавливается точка возврата «домой» — место, куда дрону необходимо возвращаться в случае потери сигнала управления. Часто функцию компаса называют «отказоустойчивой функцией».

Одним из важных предметов оснащения дрона является вид от первого лица (FPV — First Person View). Устройство видеокамеры смонтированной на беспилотном летательном аппарате и предназначенной для трансляции видео в реальном времени диспетчеру ДУ.

Таким образом, диспетчер управления дроном наблюдает картину полёта аналогично тому, как если бы находился непосредственно на борту БПЛА и рассматривал вид Земли сверху — от фактического положения кресла пилота.

Одна из последних разработок — конструкция THOR: 1 — подшипник; 2 — сервопривод; 3 — аккумулятор; 4, 9 — моторы; 5 — электронный контроль устойчивости (ESC); 6 — контроллер полёта; 7 — IMU; 8 — ESC 2

Функция и оснащение FPV позволяет беспилотным летательным аппаратам совершать перелёты на значительных высотах и на дальние расстояния, ограниченные только зарядом батареи питания. Также «First Person View» обеспечивает безопасность полётов среди препятствий.

Конструкции современных дронов имеют широкодиапазонный беспроводной передатчик FPV, который устанавливается в комплекте с антеннами.

В зависимости от конфигурации, приемником видеосигналов может выступать не только пульт дистанционного управления, но также компьютер, планшет, смартфон.

Последние разработки дронов, например, «DJI Mavic» и «Phantom 4 Pro», обеспечивают передачу видео в реальном времени на расстоянии до 7 км. Системы «Inspire 2» и «Phantom 4 Pro» используют новейшую систему передачи видеосигнала «DJI Lightbridge 2».

Дроны подобные «DJI Mavic Pro» характерны интеграцией контроллеров с интеллектуальными алгоритмами установки нового стандарта беспроводной передачи изображений.

Эта технология даёт высокий уровень разрешения путём снижения латентности и увеличения максимального диапазона частот.

Система дистанционного управления БПЛА

Модуль дистанционного управления БПЛА представляет собой устройство с функциями беспроводной связи. Как правило, для организации связи используется частотный диапазон 5,8 ГГц.

В процессе изготовления дрона, система дистанционного управления предварительно настраивается на полную ассоциацию с летательным аппаратом.

Нередко с целью расширения параметров связи используется усилитель сигналов, благодаря чему удаётся увеличить покрываемое расстояние.

Система контроля дистанционно для беспилотника также как и сам летательный аппарат может иметь самое разное конструктивное исполнение. Главный критерий — удобство для пользователя

Теоретически дальность связи самых простых систем составляет до 700 м, тогда как профессиональные конструкции устойчиво принимают сигнал на расстоянии 7 км и более.

Многие из конструкций дронов последних разработок способны летать при помощи управления смартфоном через специальное приложение.

Такие программы управления дронами можно найти и загрузить на сервисах «Google Play» или «Apple Store». Приложения позволяют полноценно управлять беспилотным летательным аппаратом.

Продукты производства известной компании DJI

Под завершение список конструкций дронов фирмы DJI, имеющихся в продаже на рынке, и представляющих интерес для пользователей:

«DJI Mavic Air» — портативный профессиональный дрон. Оснащён 4-кратной камерой, способной распознавать лица, системой предотвращения столкновений. Конструкцию отличает высокая стабильность полёта.

«DJI Mavic Pro» — маленький складной дрон с датчиками предотвращения столкновения спереди и снизу. Супер стабильный полёт и 4k памяти для съёмок.

«DJI Phantom 4 Pro» — оснащение технологией предотвращения столкновения «Vision». Многоцелевой беспилотный летательный аппарат, включающий в конструкцию 4-кратную аэрофотосъемку, фотографию и фотограмметрию.

«DJI Inspire 2» — запатентованная конструкция двигателя и системы. Многоцелевой дрон профессиональной 5-кратной аэрофотосъемки, фотографии, фотограмметрии, мультиспектрального и тепловизионного изображения.

«Yuneec Typhoon H Pro» — дрон использует запатентованную технологию от Intel — «Realsense» — предотвращение столкновений. Отлично подходит для профессиональной аэрофотосъемки.

«Walkera Voyager 5» — Варианты камеры включают 30-кратный оптический зуммер, инфракрасный порт и камеру ночного видения высокой чувствительности.

«DJI Matrice 200 Commercial Quadcopter» — резервирование с двойной батареей, системами IMU и спутниковой навигации. Дрон допускает монтаж 2 камер. Аппарат контролирует 6 направлений предотвращения столкновений за счёт ToF-лазера, ультразвуковых датчиков и датчиков «Vision».

Читать еще:  Блок дистанционного запуска авто двигателя

«DJI Matrice 600» — коммерческий проект дрона — настоящая платформа для аэрофотосъемки. Варианты установки предусматривают до 7 различных камер «Zenmuse».

При помощи материалов: Dronezon и DroneNodes

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

И чего в нем особенного?

Название «Циклокар» образовано от имени типа летательного аппарата, известного как «циклокоптер», «циклолет» или «цикложир». Под этими названиями объединены устройства с необычной конструкцией, где тягу и подъемную силу обеспечивает специальные циклоидные роторы, внешне напоминающие корабельное гребное колесо. Подобную схему начали исследовать еще в начале прошлого века, однако на протяжении целого столетия попытки поднять в воздух машину со столь сложным движителем терпели фиаско. Одним из первых экспериментаторов, попытавшихся построить цикложир, стал российский военный инженер Евгений Павлович Сверчков.

В 1909 году изобретатель создал устройство с лаконичным названием «Самолет», у которого вместо крыльев были роторы с 12 лопастями, установленными попарно под углом 120 градусов. Лопасти с вогнутым профилем могли менять угол атаки, отбрасывая воздух вниз и назад, благодаря чему возникала подъемная сила и тяга. В движение «гребные колеса» приводил 10-сильный двигатель «Бюше», установленный внизу аппарата. Испытания «Самолета», за которыми пришла понаблюдать целая толпа петербуржцев, с треском провалились: машина не то что не смогла взлететь, но и даже не сдвинулась с места.

Эксперименты с циклокоптерами самых разных конструкций велись на протяжении всего XX века во многих странах мира, однако в воздух подобный аппарат смогли поднять относительно недавно. В 2007 году инженеры из Южной Кореи и Сингапура вместе со специалистами Bosch Aerospace провели удачный опыт, оторвав от земли компактный беспилотник с «колесными» двигателями. Впоследствии появилось еще несколько рабочих моделей, однако до полноразмерного аппарата, способного взять на борт человека дело так и не дошло. Изменить эту ситуацию и должен проект «Циклокар».

Технические характеристики и сравнение

Традиционно в качестве прямых аналогов Ми-1 называют вертолёт Сикорского S-51 (H-5) и британский Bristol-171. При этом массовый выпуск советской машины начался, когда американский уже сняли с производства.

Ми-1H-5Type 171
Взлётная масса (нормальная), тонн2,12,12,5
Пассажиры, человек2-333
Грузоподъёмность, кг255Нет данныхНет данных
Крейсерская скорость, км/ч130130169
Практическая дальность, км430370531

Ми-1, по своим характеристикам был вполне типичным представителем поколения ранних винтокрылых летательных аппаратов. Возможно, он даже был одним из лучших – на «первом» установили почти три десятка мировых рекордов, причём последние из них устанавливались уже после прекращения выпуска вертолёта.

Первым «внутренним» конкурентом «геликоптера Миля» стал Як-100. Эта машина, внешне напоминающая американский S-51, получила положительные отзывы лётчиков-испытателей, и успешно прошла государственные испытания. Но после того, как в серию рекомендовали Ми-1, работы по Як-100 остановились, и выпуск ограничился двумя прототипами.

Позже в СССР параллельно с машинами Миля выпускался и эксплуатировался Ка-18 – машина со схожими характеристиками, но построенная по схеме с соосными винтами и отличавшаяся использованием стеклопластиковых лопастей.

С началом выпуска новых вертолётов они тоже стали выводиться из эксплуатации.

Газотурбинные двигатели Ми-2 были на 40% мощнее поршневого АИ-26, при том, что были гораздо легче, а их размещение над фюзеляжем позволило высвободить весь его объём под грузопассажирский отсек.

Ми-1 был не первым советским вертолётом. Однако он оказался наиболее удачным и пригодным для массового выпуска. Он сыграл большую роль не только в освоении вертолётов советской авиацией (гражданской и военной), и, фактически, превратил небольшое конструкторское бюро Миля в полноценный вертолётный завод. Без «первого» в прямом смысле не было бы таких знаменитых машин, как Ми-8 и Ми-24.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector