Многороторные беспилотные летательные аппараты, известные под названием мультикоптеры, могли бы поднимать в воздух более тяжелые грузы или оставаться в воздухе дольше, если бы они использовали не традиционные литий-ионные аккумуляторные батареи, а бензин или другое топливо, имеющее гораздо большие энергетические показатели. Однако, традиционные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют ряд нелинейных характеристик, в частности крутящего момента, и они обладают достаточно высокой инерционностью, что не позволяет при помощи таких двигателей сохранять баланс и направление в условиях порывистого и быстро изменяющего ветра.
Для решения всех описанных выше проблем было предложено множество идей, большинство из которых сводились к различным комбинациям электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания. Также были попытки использования газовых двигателей, имеющих более-менее линейные характеристики крутящего момента, но все подобные вещи оказались малопригодными для практического использования.
Но специалисты компании Flowcopter из Эдинбурга предложили свой вариант решения, который коренным образом отличается от всего остального. Созданные компанией тяжелые грузовые беспилотники оборудованы малогабаритными двигателями внутреннего сгорания, сертифицированными для использования в авиационной промышленности. Однако, ДВС беспилотника вращает не электрогенератор, как можно было бы себе представить, вместо этого он вращает гидравлический насос, производства компании Digital Displacement, широко используемый в транспортных средствах, гидравлических опорах и т.п.
Цифровая система управления позволяет распределить потоки гидравлической жидкости между несколькими выходами практически с нулевым временем срабатывания. Эти потоки заставляют работать гидравлические двигатели, мощностью 96 кВт (129 л.с.). При весе таких двигателей в 5.5 килограммов и стоимости менее тысячи долларов, характеристики всей этой системы значительно превосходят все возможные виды электрических систем.
Вес двигателя внутреннего сгорания, гидравлического насоса и гидравлических двигателей в сумме значительно превышает вес электрических двигателей и аккумуляторов. Но в используемом в качестве топлива бензине заключено гораздо большее количество энергии в расчете на один килограмм веса, чем даже в самых лучших типах аккумуляторных батарей. На одной заправке бензобака гидравлический квадрокоптер Flowcopter может держаться в воздухе и преодолевать дистанцию в 560 километров. Конечно, при наличии груза, максимальный вес которого составляет 150 килограмм, время нахождения в полете и дальность падают пропорционально весу.
На данный момент в распоряжении компании Flowcopter имеется лишь опытный образец гидравлического квадрокоптера, который выглядит достаточно «сыро». Его конструкция — это сварной металлический каркас, в конструкции не было использовано ни грамма углеродного волокна и других легковесных материалов. Следствием этого является большая масса и инерционность, придающие квадрокоптеру некоторую неуклюжесть в полете.
Тем не менее, первый испытательный полет гидравлического гибридного квадрокоптера Flowcopter сам по себе уже является впечатляющим успехом. Интересно будет увидеть, найдет ли себе в будущем область практического применения столь необычная технология?
[embedded content]
Материалы по теме:
Posted in 
Tags: 