Транспортная БАС Pegasus-50 с грузоподъёмностью 50 кг
БВС Pegasus с вертикальным взлетом и посадкой (рисунок 1) предназначен для полётов в сложных погодных условиях, при сильном ветре, в горах. Предусматривается линейка БВС двух этапов с грузоподъемностью до 50 кг (рисунок 1-а) и с грузоподъемностью до 200 кг (рисунок 1-б). Транспортные БВС будут иметь весовую отдачу на уровне 60-65%. Отказ от электрической трансмиссии и типовых каналов связи уменьшит помехи полезным нагрузкам и каналам связи. БВС будут иметь сменный двигательный отсек. В рамках проекта создается летный стенд, предназначенный для отработки режимов вертикального взлета и посадки в условиях сильной турбулентности.
Технические характеристики Pegasus-50
— Полётная скорость номинальная, км/час – 90;
— Полётная скорость максимальная, км/час – не установлено;
— Высота полета, м — не менее 2000;
— Полётное время, час: на штатном запасе топлива – не менее 3,5. Используя дополнительные баки — не менее 8;
— Размеры (ШхДхВ), м – не более 2х2х0,8;
— Масса полезной нагрузки, кг – не менее 50;
— Взлетный вес, кг — не более 110 (первый этап), в последующем не более 80 кг.
Транспортный БВС «Pegasus-50» разрабатывается в расчете на широкий спектр полезных нагрузок. Это требует адаптации его конструкции к этим полезным нагрузкам, разработки подвесов, стабилизированных платформ и т.п. На рисунке 2 показан пример разработки адаптеров под гидробуи и РЛС с активной фазированной решеткой.
Размерность БВС «Pegasus-50» была выбрана, исходя из следующих соображений. Начиная с грузоподъемности в 50 кг, появляется возможность подвешивать разнообразную полезную нагрузку. Ускоренный рост продолжается до грузоподъемности 100- 120 кг. Чем тяжелее БВС, тем выше технический риск и выше стоимость БВС, которая растет прогрессивно. Выше 120 кг в этой размерности встречаются только специальные нагрузки.
В качестве полезной нагрузки может выступать различное навесное оборудование, включая РЛС, позволяющее производить съемку рельефа с альтиметрией, картографированием и построением ортофотоплана и матрицы высот при большой облачности или тумане.
На втором этапе планируется разработать БВС Pegasus-200 с улучшенными характеристиками. В конструкции будет применен несущий планер с пропульсивными профилями, более эффективные биротативные винто-кольцевые движители. Трансмиссия, по прежнему механическая.
Силовой отсек будет оснащен новым газотурбинным двигателем.
БВС будет оснащен адаптивным шасси, благодаря чему будет иметь способность садиться на неровную и качающуюся поверхность. При оснащении контейнерами для химических и биологических агентов БВС Pegasus-200 может применяться для обработки сельско-хозяйственных и лесных угодий.
Технические характеристики Pegasus-200
— Полётная скорость номинальная, км/час – 120-200;
— Полётная скорость максимальная, км/час – не установлено;
— Высота полёта, м — не менее 3000;
— Полётное время, час: на штатном запасе топлива – не менее 3,5. Используя дополнительные баки — не менее 8;
— Размеры (ШхДхВ), м – не более 2,5х2,5х1,2;
— Масса полезной нагрузки, кг – не менее 120;
— Взлётный вес, кг — не более 300;
— Тип двигателя — ДВС/РПД/ГТД или гибридный.
Функциональные возможности, характеризующие потребительские качества БВС
БВС серии Pegasus будут способны выполнять следующие виды авиационных работ, для которых в конструкции предусмотрены адаптеры для соответствующих полезных нагрузок:
— оказание помощи терпящим бедствие на суше и море;
— подвоз продуктов, медикаментов и других потребных грузов в зоны природных катастроф и других чрезвычайных ситуаций;
— подсветка зон природных катастроф и зон чрезвычайных ситуаций в ночное время в течении длительного (несколько часов) времени;
— обработка дождевых и градовых облаков (на высотах до 4000 м);
— подвоз средств специального назначения в опасные зоны и зоны бедствия;
— тушение пожаров (в том числе и лесных) взрывным способом, при помощи кассетных средств большой емкости (с наполнением пожарными гранатами типа SAT119 ECO (Спасатель-01), Fire Fighter Throwing, модулями порошкового типа «Тунгуз — 0,65» и т.д.);
— постановка гидроакустических и гидротелеметрических буев;
— телевизионное наблюдения движения транспортных потоков на основных магистралях и вне дорог;
— проведения оптического мониторинга земной поверхности в различных диапазонах оптического спектра — тепловизуальная и мультиспектральная съемка местности, наблюдение за сельхоз угодьями, построение ортофотопланов и 3D изображений земной поверхности, кадастровая съемка и т.п.;
— радиолокационный мониторинг земной поверхности и окружающей среды обеспечение загоризонтной ретрансляции радиосигналов;
— ретрансляция линий широкополосной передачи информации;
— оперативное наращивание пропускной способности каналов сотовой связи в местах массового скопления людей;
— ретрансляции сигналов связи и управления.
Проект является реализацией задела, полученного в ходе проекта 87ГРНТИС5/26027, поддержанного Фондом в 2016 г. Проект занял первое место на внутреннем отборе проектов Аэронет в 2019 г, подавался на конкурс Развитие-НТИ-5, но не был поддержан. Развитием проекта станет БАС Pegasus — 120 и Pegasus — 200 с грузоподъёмностью 120 и 200 кг, соотвественно.
В ходе проекта 87ГРНТИС5/26027, поддержанного Фондом в 2016 г. была разработана технология быстро вращающихся валов и отработаны высоконесущие гибридные подшипники, которые позволили отказаться от газовой смазки.
В части аэродинамической компоновки были выполнены исследования профилей для несущего фюзеляжа. Было разработано и испытано несколько типов профилей с большой строительной высотой, подходящих для конструкции грузового отсека БВС. Аэродинамические модели (рисунок 3) были испытаны в аэродинамической трубе.
Уже после окончания контракта были разработаны несколько видов компоновок, как с крыльями (рисунок 4), таки и бескрылые (рисунок 5). Выполнено их численное исследование.
Для Pegasus — 50 разработан универсальный приборный отсек (рисунок 6).
В части конструктивного исполнения ранее было выполнено следующее.
С использованием специализированных пакетов аэродинамического и прочностного анализа (Ansys CFX и SW Flow Simulation, SW Simulation), проведен комплекс численных исследований по изучению условий обтекания и распределения основных нагрузок летательного аппарата при горизонтальном и вертикальном полете, спроектирована силовая схема несущей рамы (рисунок 7).
В части системы управления и исследования динамики полёта выполнено следующее.
— Выявлены условия, при которых данный аппарат является статически устойчивым.
— Предложены различные способы управления аппаратом.
— На летном, упрощенном прототипе аппарата проведена отработка возможных алгоритмов его управления, в результате которой было показано, что использованные способы управления были выбраны правильно и обеспечивают стабильность аппарата, на всех режимах его полета.
— Отработана технология производства блока управления, которая, практически без переделок, может быть использована и для производства блока(ов) управления штатного варианта.
— Разработан летный симулятор, учитывающий все условия последующей эксплуатации, включая моделирование атмосферных явлений. В процессе полетов на симуляторе, выявлен интересный и, как представляется, важный факт, который может быть использован и в большой авиации (включая пилотируемые летательные аппараты) состоящий в том, что принятая компоновка является абсолютно устойчивой на заданных скоростях полета и углах атаки.
Исследованы характеристики ВКД, что позволило определиться с грузоподъемностью и динамическими характеристиками БВС Pegasus — 50 (рисунок 8). Изучены варианты с различным количеством лопастей, глубиной кольца, биротативные варианты. Отобраны рабочие варианты для экспериментального БВС.
Для оценки массо-габаритных и стоимостных характеристик БВС и уточнения бюджета проекта была выполнен разработка упрощенной модели 1:1 (рисунок 9).
