С ЭЛЕКТРОМОТОРОМ — В НЕБО!

В СКБ-306 МАИ сконструировано уже несколько аппаратов с силовой электроустановкой, но говорить всерьез о решении проблемы создания работоспособного малогабаритного электролета стало возможным только после того, как на курирующей кафедре разработали уникальный бесколлекторный электродвигатель постоянного тока. Его отличали малый вес, высокий (до 95%) КПД, а удельные энергетические показатели в 3—6 раз превышали соответствующие характеристики известных коллекторных двигателей.

Наша последняя разработка — теле-пилотируемый самолет с электроприводом «Электролет-2». Конструктивно он представляет собой легкую деревяннопластиковую конструкцию с толкающим винтом. Как показали эксперименты и расчеты, аппарат, построенный по такой схеме, имеет хорошее обтекание и малые турбулентные потери. Кроме того, отсутствие винтомоторной установки в носовой части гондолы позволило установить в ней датчики температуры, давления, а также фотокамеру.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ. В нее входят силовой электродвигатель, электронный регулятор оборотов, бортовой приемник системы радиоуправления и две рулевые машинки привода рулей высоты и направления.

Для проведения сравнительных экспериментов мы использовали два электродвигателя — бесколлекторный постоянного тока с редкоземельным индуктором-ротором и обычный сильнофорсированный коллекторный двигатель с последовательным возбуждением. Их параметры (в скобках — характеристики коллекторного двигателя): КПД — 91 % (55%), масса — 1 кг (0,95 кг), длительно развиваемая мощность — 200 Вт (80 Вт), максимальная мощность — 500 Вт (170 Вт), частота вращения — 0—10 тыс. об/мин (0—7500 об/мин), напряжение — 27 В (27 В).

Блок-схема электрооборудования:

1 — аккумулятор, 2 — приемник, 3 электронный регулятор, 4 — двигатель, 5, 6 — рулевые машинки.

А — руль поворота, Б — руль глубины.

Источник питания, то есть своего рода топливный бак нашего самолета — серебряно-цинковая аккумуляторная батарея емкостью 4,5 А/ч. Ее масса — 1,7 кг. Полная масса электрооборудования — 2,7 кг.

КОНСТРУКЦИЯ «ЭЛЕКТРОЛЕТА-2». Фюзеляж аппарата включает в себя носовую мотогондолу, центроплан, две хвостовые балки с двухкилевым вертикальным оперением и стабилизатор.

Мотогондола сделана из плотного пенопласта, усиленного сосновыми стрингерами. Поверхность гондолы оклеена плотной бумагой.

В мотогондоле располагаются аккумуляторы, силовой электродвигатель с регулятором оборотов, бортовой приемник системы радиоуправления и рулевые механизмы. В передней части гондолы

имеется также отсек для дополнительного оборудования.

Центроплан — наборной конструкции. Его обшивка — плотная бумага. К законцовкам центроплана крепятся хвостовые балки, там же установлены штыри, на которых закрепляются консоли крыла.

Схема телепилотируемого самолета «Электролет-2»:

1 — мотогондола, 2,10 — консоль, 3 — винтомоторная установка, 4 — хвостовая балка, 5 — киль, 6 — руль направлении, 7 — руль высоты, 8 — горизонтальное хвостовое оперение, 9 — центроплан.

Хвостовые балки выклеены из бальзовых пластин с поперечным набором. На концах имеются узлы крепления стабилизатора Кили образуют с балками монолитную конструкцию.

Привод рулей направления и высоты осуществляется от рулевых механизмов, расположенных в мотогондоле. Связь между первыми н вторыми — гибкие капроновые нити, проходящие через центроплан и сквозь хвостовые балки.

Вертикальное и горизонтальное оперение наборной конструкции. Рули управления подвешиваются к ним на капроновых петлях.

КОНСОЛИ. Имеют большие удлинение и площадь, вот почему к их конструкции должны предъявляться повышенные требования (прочность и культура веса). Мы изготовили консоли из бальзовых нервюр и двух сосновых лонжеронов переменного поперечного сечения. Суммарная масса — 0,3 кг. Обшивка — микалентная бумага с пропиткой эмалитом.

ВИНТ. От его параметров в значительной степени зависит качество полета — скорость и продолжительность. К тому же винту на электролете приходится работать при различных оборотах — исходя из этого, его параметры подбирали, ориентируясь на номинальную частоту вращения вала двигателя.

При расчете мы принимали скорость аппарата равной 60 км/ч, частоту вращения винта — 7000—8000 об/мин.

Мотогондола электролета:

1 — воздушный винт, 2 — электродвигатель, 3 — электронный регулятор оборотов, 4 — рулевые машинки, 5 — приемник, 6 — аккумуляторная батарея, 7 — отсек для дополнительного оборудования.

Статическая тяга энергоустановки электролета составляет в номинальном режиме 1,2 кгс, при форсаже — 3,0 кгс (с бесколлекторным двигателем). С тем же винтом коллекторный двигатель создавал тягу не более 1,5 кгс. Еще на sdelalsam.su можете посмотреть другие самоделки.

В процессе испытательных полетов выяснилось, что наш «Электролет-2» может находиться в воздухе от 20 до 60 мин в зависимости от режима работы двигателя. Силовая установка аппарата работала при этом весьма надежно — каких-либо отказов аппаратуры зарегистрировано не было. Электродвигатель нормально включался и выключался во время полета, а также, повинуясь радиоприказам пилота-оператора, менял обороты в весьма широких пределах.

А. ПАВЛОВ, старший научный сотрудник, руководитель СКБ-306 МАИ