Разработка и производство беспилотного воздушного судна вертикального взлета высокой продолжительности полета с гибридной силовой установкой

Работа выполняется в рамках реализации Программы развития передовой инженерной школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» на 2022-2030 годы в целях достижения результатов федерального проекта "Передовые инженерные школы" в соответствии Соглашением №075-15-2022-1144 от 07.07.2022 о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий и Дополнительным соглашением №075-15-2022-1144/7 от 22.02.2024. Беспилотные воздушные суда вертикального взлета в настоящее время используются для решения различного вида задач, связанных с логистикой, мониторингом объектов, ретрансляцией сигналов, обработкой сельскохозяйственных культур и др. При применении данного вида систем пользователи сталкиваются с тем, что время их полета сильно ограничено. Так, беспилотное воздушное судно сельскохозяйственного назначения, оснащенное вместительными баками, способно находиться в воздухе от 3 до 7 минут при полной загрузке баков. Увеличение емкости аккумуляторных батарей либо установка дополнительных батарей не дают существенного прироста времени полета в связи с увеличивающейся массой самого беспилотного воздушного судна. Вместе с тем, использование большого количества аккумуляторных батарей также требует дополнительных затрат на их обслуживание и дальнейшую утилизацию. Ввиду этого представляют интерес энергоемкие системы, способные обеспечить длительное нахождение беспилотного воздушного судна вертикального взлета в воздухе, простоту и безопасность эксплуатации. Наиболее подходящим решением является интеграция гибридной силовой установки, сочетающей в себе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатели, в конструкцию беспилотного воздушного судна. При данном подходе значительного прироста массы судна не наблюдается, время полета увеличивается многократно. Предложенное решение требует разработки конструкции беспилотного воздушного судна, предусматривающей оптимальное расположение всех аппаратных частей используемых систем. Кроме того, необходимо предусмотреть возможность управления гибридной силовой установкой. Программная же часть должна обеспечивать стабильное управление беспилотным воздушным судном и его системами в целом, а также предусматривать возможность настройки и программирования судна на земле, в т.ч. автоматизацию выполнения задач, поставленных перед беспилотным воздушным судном – поиск и распознавание места доставки груза. Производство компонентов беспилотного воздушного судна, в частности, автопилота, двигателя внутреннего сгорания, ретранслятора сигналов, системы автонаведения и воздушных винтов осуществляется на базе ПИАШ. Композитные материалы для изготовления элементов конструкции беспилотного воздушного судна и электродвигатели производятся на базе индустриального партнера ООО «Автоком». Реализация обеспечит внедрение новых производственных, информационных и образовательных технологий, что соответствует программе развития ПИАШ и ее фронтирной задаче - разработке комплексных решений по ускорению процессов создания и модернизации изделий авиационной и аэрокосмической техники, а также подготовке инженерных кадров для решения этой задачи.