На этапе зарождения авиации поршневые двигатели помогли произвести революцию — сегодня же они переживают второе рождение в контексте развития беспилотной авиации. Эти двигатели устанавливаются на беспилотники вертолетного и самолетного типов как в качестве маршевых двигателей, так и для привода генераторов, питающих электромоторы. А вот оценка эффективности использования этих двигателей на летательных аппаратах проводится разными способами, в том числе при помощи тестирования на испытательном стенде. Такой стенд разработали в МАИ — он помогает инженерам в их разработках ДВС для беспилотников и не только. О том, что это за стенд, как он работает и насколько важен в работе конструкторов, поговорили с одним из разработчиков — Артуром Полетаевым.
— Артур, расскажите немного о себе нашим читателям.
Я обучаюсь и работаю в Московском авиационном институте на кафедре 204 «Авиационно-космическая теплотехника». Если говорить о сфере моих научных интересов, то в нее входят решение задач теплового состояния энергетического оборудования, а также отдельных их узлов. Вообще у нас на кафедре много интересных студенческих проектов, в которых я принимаю участие, ну а наиболее интересный из них — это разработка стенда для испытания и анализа характеристик двигателей внутреннего сгорания малоразмерных БПЛА.
— Расскажите, пожалуйста, подробнее, что они собой представляют, как работают в БПЛА.
Двигатели внутреннего сгорания являются тепловыми машинами, преобразующими энергию, запасенную в топливе, в механическую энергию вращения вала. При сгорании топливовоздушная смесь расширяется и толкает поршень, который в свою очередь вращает вал, к которому он присоединен.
— В данном случае речь идет о поршневых двигателях, верно? Выходит, они действительно переживают второе рождение?
Да, все верно. Интенсивное развитие малоразмерных БЛА, появление новых технологий, компьютерная симуляция, повышение их эффективности — все это способствует совершенствованию и разработке новых двигателей в данном сегменте.
— Насколько перспективно их использование в конструкции БПЛА? Почему?
Применение малоразмерных ДВС на БЛА является перспективным, поскольку в большинстве своем они летают на относительно небольших скоростях, при этом должны продолжительное время находится в воздухе. Под задачи с такими требованиями ДВС подходят лучше всего.
— Расскажите о вашей разработке: что собой представляет стенд?
Стенд, изготовленный мною и моими коллегами, Владиславом Родиным и Дмитрием Гритчиным, под руководством доцента кафедры, кандидата технических наук А. Д. Ежова, представляет собой средство измерения, контроля и анализа термодинамических параметров и тяговых характеристик поршневых двигателей внутреннего сгорания.
— Какие параметры можете измерять?
Это тяга, крутящий момент, расход топлива, частота оборотов, шесть точек температур. Также мы разработали программное обеспечение, позволяющее в реальном времени фиксировать и анализировать все параметры.
Испытательный стенд помогает нам получить показания самых критически важных параметров, которые позволяют нам понять, способен ли двигатель выдавать необходимые мощность, тягу, то есть будет ли аппарат летать.
— В чем уникальность данного стенда?
Он позволяет испытывать двигатели без какой-либо дополнительной препарации. Поставил как на самолет, запустил и снимаешь параметры, строишь индикаторную диаграмму и на основе всего этого выдаешь рекомендации по его улучшению.
— На каком этапе разработка?
Работы над основным функционалом завершены, однако ведутся работы по совершенствованию стенда и расширению его функционала.
— Ваш стенд может быть интегрирован в работу авиастроительных компаний? Каких? Или же он останется в стенах вуза? Как вы планируете развивать проект?
Об интеграции в работу авиастроительных компаний говорить еще рано, необходимо наработать базу экспериментальных данных, модернизировать его в некоторых моментах, пройти аттестацию, и только после этого мы можем выходить на рынок. Сейчас же мы готовы практически к любым предложениям от компаний.
— Победа на «Гагаринских чтениях» — важная оценка перспективности разработки. Кто еще успел ее оценить?
Да, безусловно, победа на «Гагаринских чтениях» — это важная оценка перспективности нашей разработки. Эту работу успели оценить на IV Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы энергомашиностроения, нефтяной и газовой отрасли», посвященной памяти профессора А. В. Алиева, где она была удостоена второго места. Апогеем оценки стала защита моей выпускной работы бакалавра, тематикой которой и являлась представленная разработка.