Твой проект —
твоя профессиональная
Траектория

Малоразмерный солнечный беспилотник

Партнер
ВУЗ
МАИ
Актуальность

Потребность  в детальном мониторинге наземных объектов (движение транспорта, проникновение людей и транспортных средств в охраняемые зоны, контроль трубопроводов и т.д.) постоянно возрастает. Такой мониторинг должен вестись круглосуточно в течение длительного времени и не может быть обеспечен иначе, как с использованием летательных аппаратов, способных выполнять указанные задачи при приемлемом уровне затрат.

Описание

Детальный мониторинг наземных объектов в течение длительного времени принципиально может быть организован при использовании выпускаемых в настоящее время самолетов, вертолетов и беспилотных летательных аппаратов (БЛА), оснащенных соответствующим оборудованием. Основным недостатком такого решения является то, что выполнение естественного требования непрерывности наблюдения за объектами на значительной площади земной поверхности в течение  длительного времени привлечения значительного количества техники из-за ограниченной продолжительности полета на рабочих режимах:

продолжительность полета самолетов и вертолетов ограничена запасом топлива, а также физиологическими возможностями экипажа и не достигает одних суток;

продолжительность полета БЛА также ограничена запасом топлива и не превышает 3 суток.

Самолеты и БЛА большой продолжительности полета могут базироваться на аэродромах с бетонной взлетно-посадочной полосой большой длины. Вертолет имеют низкую топливную эффективность.

Из указанного видно, что современные пилотируемые и беспилотные летательные аппараты малоприемлемы для решения задач непрерывного длительного мониторинга из-за больших затрат времени на:

пред- и послеполетную подготовку;

взлет и полет в рабочую зону;

возвращение на аэродром базирования и посадку.

Указанных недостатков лишен БЛА с солнечными силовыми установками, однако, как правило, их размеры (в частности размах крыльев) весьма велики – десятки метров. Это приводит к существенным ограничениям на условия базирования и к снижению безопасности полетов.

Большой размах крыла и низкая скорость полета заметно осложняют взлет и посадку таких БЛА и повышают вероятности сваливания и разрушения конструкции под воздействием атмосферной турбулентности. Применение БЛА с солнечной силовой установкой в северных районах РФ возможно только в течении 2-3 летних месяцев в году, что свидетельствует о целесообразности рассмотрения гибридных силовых установок, использующих в качестве источников энергии не только фотоэлектронные преобразователи, а и иные – аккумуляторы, топливные элементы и т.д. 

Результат

Анализ задач мониторинга наземных объектов и характеристик БЛА с силовыми установками,  использующими солнечную энергию (БЛА с ССУ).

Ознакомление с методиками проектирования БЛА, изучение влияния режимов и продолжительности полета на обликовые характеристики БЛА с ССУ.

Оценка режимов полета и веса и энергопотребления целевой нагрузки БЛА с ССУ при ограничениях на размах крыла (до 10 м) и потребной длины ВПП для взлета и посадки (до 1200 м).

Спроектировать и предложить принципиальную схему БЛА с ССУ и инфраструктуру его обслуживания.

Формирование рекомендаций по использованию малоразмерного БЛА с ССУ.

Ограничения

Решение должно предусматривать использование для БЛА с ССУ аэродромов, ангаров, ремонтных предприятий АОН.

Должна быть оценена продолжительность беспосадочных полетов на различных широтах с указанием сезона эксплуатации.