Среда, 30 ноября, 2022

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL

Время на чтение 10 мин.

Наши читатели уже давно знакомы с Юрием Солодовниковым, основателем двух ярких проектов — Flytuse и Zero Emission Drones. Мы с большим вниманием и интересом наблюдаем за их развитием и с радостью делимся информацией с вами. Так, поводом для новой встречи стало проведение испытаний аппарата Flytuse. Юрий поделился с нами новостями, рассказал о дальнейших планах относительно своих проектов и, конечно же, еще немного расширил наши знания о мире VTOL и особенностях этих летательных аппаратов. 

— Юрий, давайте напомним читателям про аппарат Flytuse. Основные характеристики, конструктивные особенности…

— Наш проект начался в 2018 году. И задумывали мы его как городское аэротакси с мудреной схемой тандем-биплан. Но довольно быстра она перестала нас устраивать. Тогда мы нашли новую оригинальную схему летательного аппарата, которая и дает нам ряд преимуществ перед другими VTOL. Сейчас в мире существует большое разнообразие схем аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой (целый зоопарк).

У каждой схемы имеются свои достоинства и недостатки, и каждый проект хвалит свою схему. Мы не будем исключением. У нашей схемы наличествует родовое преимущество фиксированных подъемных пропеллеров и маршевого пропеллера, которое позволяет достичь оптимальных параметров их работы, а также позволяет упростить переходный режим полета из режима висения в режим крейсерского полета.

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
Flytuse

— А какие недостатки у такого аппарата?

 — Общий родовой недостаток заключается в том, что такие аппараты, как наш, вынуждены возить с собой подъемные моторы и пропеллеры, что якобы уменьшает массу полезной нагрузки, а также ухудшает аэродинамику на крейсерском режиме полета. Но все не так однозначно. Схемы с поворотными пропеллерами (например, Joby S4) или крыльями имеют большой вес, высокую сложность и немалую стоимость поворотных узлов, а кроме того пропеллеры в таких схемах не работают в оптимальных режимах. 

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
Joby

В принципе, конструкторам приходится вводить механизмы изменения шага винта (угла установки лопастей), чтобы получить более-менее приемлемые характеристики на всех режимах полета. Для висения диаметр пропеллера должен быть больше, а угол установки лопастей меньше. А для полета на крейсерской скорости большой винт уже начинает мешать, и угол установки лопастей из-за набегающего потока должен быть сильно больше. Стоит ли говорить, что многолопастные пропеллеры с такими механизмами тоже не облегчают и не удешевляют конструкцию? Добавьте к этому более сложный переходный режим полета, и вы тоже (как и мы) станете выступать за схему с фиксированными подъемными и маршевыми пропеллерами. 

У аппаратов с фиксированными подъемными пропеллерами их стараются разместить так, чтобы они не затенялись элементами конструкции и таким образом давали максимальную эффективность. Типичное решение в этом случае — Quadplane, где подъемные пропеллеры вынесены вперед и назад относительно крыла на специальных балках. Абсолютное большинство VTOL с фиксированными подъемными пропеллерами выполняются по этой схеме или в ее вариациях. Родовым недостатком такого решения является то, что эти балки работают на изгиб, а само крыло должно воспринимать большие нагрузки на кручение. В итоге это приводит к увеличению веса конструкции таких аппаратов (например «Эколибри», макет которого недавно представил Алексей Рогозин). 

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
Макет «Эколибри»

Так вот, мы обнаружили flyt-эффект (это наше название), при котором размещение подъемного пропеллера под крылом уменьшает его тягу тем меньше (простите за тавтологию), чем больше расстояние от него до крыла. В нашем случае тяга пропеллера уменьшается всего на 15%, то есть примерно на 15% растет потребная мощность мотора, но зато усилие от пропеллера через пилон передается прямо на лонжерон крыла. А пилон подъемного мотора не работает на изгиб, а воспринимает сжатие и небольшое кручение. В итоге вес конструкции планера у нас меньше на 10–15%, чем у обычного Quadplane.  Кроме того, аэродинамическая схема «утка» с большим передним горизонтальным оперением дает нам небольшой выигрыш в аэродинамике по сравнению с самолетом классической схемы и очень сильно уменьшает габариты (размах крыла почти в два раза меньше).

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL

— На каком этапе сейчас находитесь?

— Первые два года мы пытались найти инвесторов в проект с грузовыми дронами, способными перевозить 100–200 килограммов на расстояния до 900 километров. На севере России существует насущная необходимость в таком транспорте, но законодательство у нас позволяет кое-как проводить только пилотные перевозки в рамках экспериментальных правовых режимов. При этом существует очень серьезный барьер с сертификацией — нет сертификационного базиса, а стоимость и подходы — как к большому пассажирскому лайнеру. В общем, в 2020 году (и во многом до сих пор) перспективы с бизнесом на таких дронах в РФ были достаточно туманные. 

Поэтому мы временно ушли в сегмент малых беспилотников взлетным весом до 30 килограммов. В этом сегменте мы выиграли грант Фонда содействия инновациям на разработку прототипа грузового дрона Flytuse JRC. По расчетам наш беспилотник сможет перевозить грузы весом до 15 килограммов. 

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
Модель Flytuse

С грузом 10 килограммов он сможет летать на расстояние до 300 километров, а с полезной нагрузкой два килограмма проводить в воздухе более шести часов при крейсерской скорости 100 км/ч. Сейчас мы провели испытания, в которых подтвердили энергоэффективность нашего аппарата на режиме висения. Далее отчитаемся по гранту, а в следующем году начнем строить серийный дрон в версиях для мониторинга и перевозки грузов. 

— Как проходили испытания прототипа? С какими сложностями столкнулись?

— Сами испытания прошли нормально, но подготовка к ним сильно затянулась. Началось все с того, что прототип, который задумывался как простой, дешевый и быстрый способ проверить летно-технические характеристики, пришлось строить нормально (в авиации не бывает мелочей). В итоге сначала в космос улетела трудоемкость проекта, а за ней и его смета. Фонд содействия инновациям несколько раз продлевал нам сроки сдачи отчетности, а мы активно зарабатывали и затем вкладывали свои средства в этот проект. 

— Что вас как создателя проекта наиболее порадовало? Какие этапы испытаний еще предстоят?

— Меня как создателя радует, когда наши расчеты соответствуют экспериментальным данным. Значит, по нашей методике можно проектировать и строить другие подобные аппараты, что позволит нам быстро создать линейку малых беспилотников различного назначения, а в перспективе по этой же схеме строить более тяжелые машины.

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
Юрий Солодовников

Сейчас предстоит постройка еще одного стенда и проведение второй части испытаний, на которых мы должны доказать энергоэффективность прототипа на крейсерском режиме полета. В следующем году начнем с ним программу полноценных летных испытаний. 

— Как обстоят дела с вашим вторым проектом — производством коптеров?

— Второй проект движется гораздо быстрее, и скорее всего до нового года мы увидим первые прототипы коптеров Zero Emission Drones. Я сильно переработал проект ZED 003 и сейчас занимаюсь доводкой проекта ZED 300 RTK. У нас заказали оба дрона в версиях для мониторинга, и в ближайшей перспективе мы надеемся на запуск серийного производства.

Еще на шаг ближе к покорению мира VTOL
ZED 003

— Какие перспективы у этого проекта на ваш взгляд?

— Проект с коптерами также имеет свои достоинства и недостатки. На данный момент у наших дронов есть некоторое рыночное преимущество в характеристиках и стоимости, но нет ничего такого, что не могут со временем повторить конкуренты. Зато коптеры можно быстро довести до серийного производства, проще применять, и на них есть устойчивый спрос на рынке. Поэтому мы видим, что коптеры — это нишевый продукт, который позволит нам зарабатывать сейчас и финансировать доводку аппаратов VTOL. При этом коптеры не пропадут из нашего ассортимента, просто по мере развития рынка беспилотников их доля будет уменьшаться в пользу дронов с вертикальным взлетом. По мере увеличения автономности, на первое место выйдет стоимость летного часа беспилотника, а она у коптеров всегда будет выше, примерно так же, как стоимость часа у вертолета выше стоимости у самолета. 

— А удалось ли привлечь инвестиции в проект? 

— Мы по-прежнему ведем переговоры с различными инвесторами. С появлением проекта Zero Emission Drones и общего хайпа вокруг военных дронов интерес к нам значительно возрос. Только мы столкнулись с тем, что инвесторы, как правило, не имеют нормальной экспертизы в беспилотниках. Поэтому они предлагают нам вложить средства только в проект с коптерами, а наш основной проект Flytuse вывести за скобки. Многие пытаются взять меня к себе на работу в мой проект, рассказывая, какая у меня будет рыночная зарплата. Также есть такие деятели, которые сразу пытаются купить компанию по низкой оценке. В общем, суеты у нас стало больше, а толку пока нет. 

Поэтому мы начинаем смотреть на перспективу привлечения инвестиций все более скептично. И склоняемся в пользу продаж коптеров по предзаказам со скидкой. Поэтому если вам нужен квадрокоптер для аэрофотосъемки или мониторинга, то сейчас есть отличная возможность, чтобы приобрести его со скидкой 20%. Презентацию и коммерческое предложение мы отправляем по запросу. 

Другие статьи

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь

Enter Captcha Here : *

Reload Image