Исследователи из Исследовательской лаборатории армии США (ARL), входящей в Командование по разработке боевых возможностей армии (DEVCOM), недавно успешно испытали гибридный электрический беспилотник VICTOR с роторным двигателем, работающим на тяжелом топливе. Разработка была ускорена благодаря 3D-печати металлом, что позволило дрону извлекать больше мощности из более плотного, но менее летучего военного источника топлива.
Тяжелое топливо (JP8), используемое в дроне, представляет собой более плотный источник топлива на основе керосина по сравнению с обычным реактивным топливом, что делает его желательным для снижения общей топливной нагрузки или увеличения дальности полета. Топливо JP8 является частью инициативы военных по обеспечению работы как можно большего количества газового оборудования от одного источника топлива. Однако JP8 менее летуч и труднее распыляется, что затрудняет достижение пиковой эффективности. Кроме того, температура вспышки топлива составляет 140℉ по сравнению с -40℉ у бензина, что требует от двигателя гораздо более высокой степени сжатия для его воспламенения, делая утечки давления распространенной проблемой.
Использование топлива JP-8 на самолетах и дронах не является редкостью; однако исследователи ARL хотели дополнительно оптимизировать роторный двигатель на тяжелом топливе для извлечения большей производительности и улучшения его конструкции. Исследователи использовали вычислительную гидродинамику (CFD) и разработку с нуля (clean-sheet design), что позволило инженерам найти более инновационные решения для получения большей отдачи от двигателя при меньших затратах.
«Использование передовых производственных технологий, включая 3D-печать металлом, позволило нам быстро перепроектировать компоненты двигателя на основе уроков, извлеченных в ходе экспериментов», — сказал доктор Квеон, один из исследователей ARL, изданию Army.mil. Доктор Квеон далее пояснил, что 3D-печать позволила им разработать двигатель с воздушным охлаждением и отказаться от громоздкой системы жидкостного охлаждения, уменьшив размер силовой установки. Быстрая итерация в конечном итоге позволила исследователям улучшить распыление топлива и уменьшить утечки сжатия.
Роторный двигатель на тяжелом топливе фактически не приводит пропеллеры дрона в движение напрямую; он использует двигатель для вращения мотор-генератора мощностью 400 вольт, который вырабатывает электричество для привода моторов пропеллеров, позволяя двигателю вращаться независимо с его наиболее оптимальной частотой вращения — аналогично некоторым гибридным электромобилям на дорогах сегодня, за исключением того, что двигатель не имеет механической связи с пропеллерами. Эта система может включать аккумулятор для полета дрона без работающего двигателя; однако военные США не раскрывают много информации о конфигурации аккумулятора дрона VICTOR.
Дрон VICTOR — это беспилотный летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), способный летать без взлетно-посадочной полосы. Армия США опубликовала видео его первого полета, и дрон способен приземляться и взлетать на местности, которая в противном случае была бы недоступна для других двухвинтовых летательных аппаратов, не относящихся к VTOL. С аккумуляторной системой дрон мог бы преодолевать большие расстояния на одной заправке, а воздушное охлаждение обеспечивает дополнительный уровень надежности, избегая обслуживания системы жидкостного охлаждения.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Jhet Borja
