Двигательная установка беспилотных летательных аппаратов

Решетневскуе чтения. 2014

Проведенный анализ средств измерения крутящего момента позволил установить, что существенными преимуществами по сравнению с методом балансир-ного динамометра обладают измерители крутящего момента (ИКМ), основанные на принципе крутильного динамометра с регистрацией угла закручивания фазовым методом.

Анализ фазовых торсионных ИКМ показал хорошие динамические характеристики и более высокую точность снятия энергетических параметров (погрешность менее 1 %) с простой перенастройкой системы измерения на испытания других узлов путем замены торсиона, что позволяет говорить об актуальности и перспективности использования фазовых ИКМ для гидравлических испытаний шнекоцентробежных насосов.

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов и др. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с.

2. Яременко О. В. Испытания насосов : справ. пособие. М. : Машиностроение, 1976. 225 с.

3. Краев М. В., Назаров В. П., Назарова Л. П., Оратынский Б. Ф. Технология сборки и испытаний насосов жидкостных ракетных двигателей: учеб. пособие / под общ. ред. проф. М. В. Краева ; САА. Красноярск, 1993. 104 с.

References

1. Moiseev V. A., Tarasov V. A. Tehnologii proizvodstva zhidkostnih raketnih dvigatelei. Moscow, Izdatelstvo MGTU im. Baumana, 2008, 381 p.

2. Yaremenko O. V. Ispitaniya nasosov. Moscow, Mashinostroenie, 1976, 225 p.

3. Kraev M. V., Nazarov V. P., Nazarova L. P., Oratinskii B. F. Tehnologia sborki i ispitanii nasosov zhidkostnih raketnih dvigatelei. Krasnoyarsk, SAA, 1993, 104 p.

© Гайнутдинов А. В., Каменюк О. В., Останина Н. Г., 2014

УДК 629.7.01

ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Д. Н. Головкин, А. В. Устюгов, М. В. Кубриков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: maxtor_08@mail.ru

Рассмотрены проблемы разработки и изготовления беспилотных летательных аппаратов и их двигательных установок, предназначенных для широкого использования в оборонной и гражданской отраслях.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, автопилоты.

PROPULSION SYSTEM OF UNMANNED FLYING VEHICLES

D. N. Golovkin, A. V. Ystugov, M. V. Kybrikov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: maxtor_08@mail.ru

The challenges in development and production of unmanned flying vehicles and propulsion systems for a wide use in the defense and civil sectors are studied.

Keywords: unmanned flying vehicles, autopilots.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) представляют собой модель самолета,снабженную автопилотом, состоящим из комплекса блоков управления и программного обеспечения, предназначенного для выполнения поставленной задачи. В зависимости от поставленной заказчиком задачи БПЛА оснащается различным дополнительным оборудованием. Для примера рассмотрим аппарат, предназначенный службам МЧС. Такой БПЛА может оснащаться как фото-, так и видеоаппаратурой, по полученным данным ко-

торых, сотрудники могут в кратчайшие сроки оценить обстановку и принять решение.

БПЛА считаются весьма перспективными средствами для решения гражданских и военных задач, связанных с опасностью для пилота.

В качестве источника тяги на БПЛА массой до 15 кг используются электродвигатели с продолжительностью летного времени до 3 часов. Для более тяжелых и габаритных аппаратов используются двигатели внутреннего сгорания, работающие на жидком

Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов

топливе, полетное время которых ограничивается запасом компонента топлива на борту. На данных аппаратах применяются двух- и четырехтактные калийны-едвигатели, работающие на бензине или спирте. Каждый конструктор подбирает двигатель исходя из заданных параметров, так как у каждого типа двигателя есть свои достоинства и недостатки, которые необходимо учитывать при конструировании. Можно рассмотреть и сравнить некоторые характеристики ДВС, такие как экономичность и надежность. Четырехтактные двигатели по сравнению с двухтактными являются более экономичными, при одинаковой мощности и запасе топлива полетное время увеличивается. Недостатком таких двигателей является высокая стоимость, которая складывается из-за сложного и точного производства всех частей двигателя.

Основной проблемой проектирования БПЛА, является уменьшение массы летательного аппарата при

сохранении прочности и летных характеристик. Одной из проблем летательных аппаратов малой массы, является увеличение летного времени, в результате чего необходимо увеличивать объем батареи, что неизбежно приводит к увеличению общей массы аппарата.

Главной особенностью изготовления таких аппаратов является получение высокой точности изготовления деталей, для чего применяется высокотехнологичное оборудование и требуются высококвалифицированные рабочие, что приводит к резкому удорожанию готовой продукции.

Производители БПЛА ищут решение основных проблем, но даже на данном этапе развития использование таких аппаратов является более эффективным по сравнению с использованием пилотируемых аппаратов.

© Головкин Д. Н., Устюгов А. В., Кубриков М. В., 2014

УДК 629.7

РАЗРАБОТКА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

А. В. Делков, А. А. Кишкин, Ю. Н. Шевченко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: delkov-mx01@mail.ru

Рассматривается вопрос проектирования автономного электрогенератора на базе цикла Ренкина для диапазонов до 500 Вт. Описывается конструкция и принципиальная схема установки.

Ключевые слова: автономный электрогенератор, цикл Ренкина.

DEVELOPMENT OF INDEPENDENT ENERGY SOURCES FOR SPACE VEHICLES

A. V. Delkov, A. A. Kishkin, Y. N. Shevchenko

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: delkov-mx01@mail.ru

The question of designing an autonomous power generator based on Rankine cycle for ranges up to 500 watts is analysed. The construction and the device principle diagram are described.

Keywords: self-contained power generator, Rankine cycle.

Проблема обеспечения космического аппарата i энергией в полете возникает в широком диапазон мощностей от 1 Вт до 10 кВт. Для ее решения используют- < ся солнечные батареи, химические источники, ядерные ] установки и т. д. В настоящей работе рассматривается применение установок с циклом Ренкина. Такие уста- < новки в настоящее время применяются преимущественно для диапазона мощностей 2-10 кВт [1]. ]

Предлагаемая установка состоит из 5 элементов: конденсатор, испаритель, турбина, насос и генератор. Для работы используется вещество с низкой температурой кипения, например фреон. Рабочее тело кипит ] при нагревании от стороннего источника тепла, после чего пар срабатывается на турбине, приводя во вра-

щение и ротор генератора. В зарубежной литературе такие схемы обозначаются ORC - organic Rankine cycle. Подробное описание установки можно найти, например, в [2].

В качестве источника тепла в условиях космического полета можно использовать тепло от работающих приборов и оборудования или солнечное излучение.

Особенность проектирования таких установок заключается в сложном расчете поведения рабочего тела в элементах системы. Кроме того, в диапазоне малых (до 1 кВт) мощностей установки возникают сложности проектирования рабочих колес и создания положительного энергобаланса.