Аннотация
В настоящее время для решения различных задач все чаще используют беспилотные летательные аппараты. Анализ информации показывает, что в нашей стране в области разработки и производства данных аппаратов имеется ряд проблем. Одной из самых главных проблем является то, что отдельные элементы беспилотных аппаратов в нашей стране до недавнего времени не производились, а ввозились из-за рубежа, но в связи с внешними санкциями возникла необходимость в сжатые сроки организовать производство этих компонентов на российских предприятиях. Однако для этого необходимо иметь методики, позволяющие осуществлять проектирование отдельных узлов с учетом назначения беспилотного летательного аппарата. Вопрос разработки требований и критериев выбора элементов аппарата в зависимости от его назначения на сегодняшний день является актуальной задачей, так как это позволит проектировать максимально эффективные летательные аппараты. С целью оптимального подбора винта и электрического двигателя для винтомоторной группы беспилотного летательного аппарата необходимо знать особенности и закономерности рабочих процессов, в связи с этим нами предлагается методика определения параметров электродвигателя винтомоторной группы беспилотного квадрокоптера, основанная на принципах классической механики. В ходе исследований был проведен анализ влияния на летно-технические характеристики беспилотного летательного аппарата параметров электрического двигателя с учетом назначения и особенностей эксплуатации квадрокоптера. В статье также приведены результаты экспериментальных исследований, позволяющие подтвердить адекватность предлагаемой методики подбора параметров электродвигателя для винтомоторной пары.
Ключевые слова
беспилотный летательный аппарат, квадрокоптер, летно-технические характеристики, сила тяги, винтомоторная группа, электрический двигатель
1. Prospects of the development of unmanned aerial vehicles (UAVs) / R. Shokirov, N. Abdujabarov, T. Jonibek, K. Saytov, S. Bobomurodov // Technical science and innovation. 2020. No. 3(2020). doi: 10.51346/tstu-01.20.3-77-0069
2. Аллилуева Н. Перспективы развития беспилотных летательных аппаратов // Технологии защиты. 2015. №6. URL:http://www.tzmagazine.ru/jpage.php?uid1=1348&uid2=1474&uid3=1479 (дата обращения: 24.11.2023)
3. Просвирина Н.В. Анализ и перспективы развития беспилотных летательных аппаратов // Московский экономический журнал. 2021. №10. С. 560-563.
4. Андреев Н.А. Перспективы применения беспилотного транспорта в России // Отходы и ресурсы. 2023. № 1(10). doi: 10.15862/42ECOR123
5. Вытовтов А.В., Калач А.В., Разиньков С.Ю. Современные беспилотные летательные аппараты // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. № 4. С. 70-74.
6. Легконогих Д.С., Крылов А.А., Иванов М.С. Современное состояние и перспективы развития силовых установок беспилотных летательных аппаратов // Военная мысль. 2019. №4. С. 57-72.
7. Development and prospect of unmanned aerial vehicle technologies for agricultural production management / Y.Huang, S.J. Thomson, W.C.Hoffmann, Y.Lan, B.K.Fritz // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2013. Vol. 6. No. 3. Pp. 1-10.
8. Агеева Е.Г., Евсеев О.В. Перспективы применения БПЛА как средства доставки грузов // Современные проблемы управления внешнеэкономической деятельностью: материалы международной научной конференции. М.: Всероссийская академия внешней торговли Министерства экономического развития РФ, 2018. С. 161-167.
9. Классификация беспилотных летательных аппаратов / С.И. Безруков, В.Ю. Гумелёв, А.В. Пархоменко, Д.А. Филиппов // Оригинальные исследования (ОРИС). 2020. №4. С. 66-81.
10. Романов И.В. Виды беспилотных летательных аппаратов. Создание опытного образца // Юный ученый. 2023. №3 (66). С. 396-398.
11. Свердлов С.З. Оптимальный вертикальный подъем электрического мультикоптера // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. №11. С. 1-15. doi: 10.18698/2308-6033-2016-11-1551
12. Легконогих Д.С. Экспериментальные исследования характеристик электрических силовых установок для легких БЛА // Вестник УГАТУ. 2022. №22. С. 81-91.
13. Тарасюк Е.Н. Проектирование модели квадрокоптера, расчет параметров лопасти винта // Сборник конкурсных научных работ студентов и магистрантов. Брест: БрГТУ, 2022. Ч.1. C. 158-162.
14. Афанасьев А.Ю., Петров А.А., Зайнулин А.А. Авиационные электрические двигатели для беспилотных летательных аппаратов с повышенными энергетическими характеристиками // Статьи и материалы XI Общероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь. Техника. Космос». СПб.: БГТУ «Военмех», 2019. №58. С. 11-18.
15. Зиненков Ю.В., Луковников А.В., Слинко М.Б. Методика формирования технического облика и оценки эффективности силовой установки высотного беспилотного летательного аппарата // Полет. 2016. № 2-3. С. 66-80.
16. Уразбахтин Р.Р. Двигатели для беспилотных летательных аппаратов // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. №02 (56). Ч. 3. С. 142-144.
17. Моделирование электродвигателя с постоянными магнитами для беспилотного летательного аппарата / А.Г. Лютаревич, С.Ю. Долингер, Е.А. Вяткина, В.В. Тевс // Динамика систем, механизмов и машин. 2017. №3. С. 63-68. doi: 10.25206/2310-9793-2017-5-3-63-68.
18. Варкентин В.В., Согрин А.И., Федоров В.Б. Проектирование конструкции активной части электрической машины тягового двигателя для беспилотных летательных аппаратов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2022. Т. 22, № 2. С. 5-19. doi: 10.14529/engin220201
19. Joshi D., Deb D., Muyeen S.M. Comprehensive Review on Electric Propulsion System of Unmanned Aerial Vehicles // Frontiers in Energy Research. 2022. Vol. 10. doi:10.3389/fenrg.2022.752012
20. Арзуманян Ю. Винты для мультироторных систем. URL: https://radiocopter.ru/vinty-dlya-kvadrokoptera-vsyo-chto-nuzhno-znat (дата обращения: 24.11.2023)
21. Герасимов О.В., Крицкий Б.С. Расчет воздушного винта беспилотного летательного аппарата с учетом числа Рейнольдса и степени редукции // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. №200. С. 79-85.
22. Нейдорф Р.А., Сигида Ю.Л. Компьютерное моделирование воздушного винта при исследовании его тягово-мощностных характеристик // Вестник ТГТУ. 2014. Т. 20. № 4. С. 713-719.
23. Kustec D. Understanding Quadcopter Motor and Propeller Rotation. URL: https://dronenodes.com/quadcopter-motor-propeller-rotation/ (дата обращения: 24.11.2023)
Методика определения параметров электродвигателя винтомоторной пары беспилотного квадрокоптера / Ю.В. Писаревский, А.Ю. Писаревский, А.В. Тикунов, Л.Н. Титова, А.В. Бурковский // Электротехнические системы и комплексы. 2023. № 4(61). С. 19-26. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2023-4(61)-19-26