Снижение энергетических затрат беспилотного летательного аппарата вертикального взлёта и посадки с использованием гибридных технических решений


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматриваются возможности повышения энергетической эффективности и снижения взлётной массы беспилотного летательного аппарата самолётного типа вертикального взлёта и посадки средне-тяжёлой категории. Предложен новый тип беспилотного летательного аппарата с гибридной силовой установкой, его аэродинамическая схема, способ реализации вертикального взлёта/посадки и крейсерского режима полёта, позволяющие снизить взлётный вес летательного аппарата, вес маршевой силовой установки по сравнению с существующими беспилотными летательными аппаратами подобного класса, выполненными по известным ранее техническим решениям. Предложена методика оптимизации параметров технического облика с учётом особенностей реализации вертикального взлёта. Произведены расчёты характеристик беспилотного летательного аппарата вертикального взлёта и посадки существующих типов и нового гибридного типа. Даны количественные оценки улучшения характеристик за счёт новых предлагаемых технических решений.

Об авторах

О. Е. Лукьянов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: lukyanov.oe@ssau.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

В. Х. Хоанг

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: hunghoang2508@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-7714-0963

аспирант кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

В. А. Комаров

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: vkomarov@ssau.ru
ORCID iD: 0009-0007-9313-5754

доктор технических наук, профессор, директор научно-образовательного центра авиационных конструкций НОЦ-202

Россия

Д. В. Назаров

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: dvn69@mail.ru

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

Е. И. Куркин

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: kurkin.ei@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-0893-9878

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

Х. Г. Куихада Пиокуинто

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: hosekihada@yandex.ru

аспирант кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

В. О. Чертыковцева

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: chertykovceva.vo@ssau.ru

аспирант кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов

Россия

Список литературы

  1. Чугунова С.В., Шеметова О.В. Исследование рынка беспилотных летательных аппаратов России // Сб. материалов III Международной научно-практической конференции творческой молодёжи «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» (10-14 апреля 2017 г., Красноярск). Т. 3. Красноярск: Сибирский государственный аэрокосмический университет, 2017. С. 148-150.
  2. Классификация БПЛА. https://lasercomponents.ru/blog/klassifikacziya-bpla/
  3. Espinosa Barcenas O.U., Quijada Pioquinto J.G., Kurkina E., Lukyanov O. Multidisciplinary analysis and optimization method for conceptually designing of electric flying-wing unmanned aerial vehicles // Drones. 2022. V. 6, Iss. 10. doi: 10.3390/drones6100307
  4. Viktorin A., Senkerik R., Pluhacek M., Kadavy T., Jasek R. A lightweight SHADE-based algorithm for global optimization – liteSHADE // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2020. V. 554. P. 197-206. doi: 10.1007/978-3-030-14907-9_20
  5. Pioquinto J.G.Q., Shakhov V.G. Improving the evolutionary aerodynamic optimization with Bezier-PARSEC parameterization using population size reduction methods // Тезисы 20-й Международной конференции «Авиация и космонавтика» (22-26 ноября 2021 г., Москва). М.: Издательство «Перо», 2021. C. 12.
  6. Ali M.M., Zhu W.X. A penalty function-based differential evolution algorithm for constrained global optimization // Computational Optimization and Applications. 2013. V. 54. P. 707-739. doi: 10.1007/s10589-012-9498-3
  7. Бадягин А.А., Мухамедов Ф.А. Проектирование лёгких самолётов. М.: Машиностроение, 1978. 208 c.
  8. Torenbeek E. Advanced aircraft design: Conceptual design, analysis and optimization of subsonic civil airplanes. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2013. 436 p.
  9. Братухин И.П. Проектирование и конструкции вертолётов. М.: Оборонгиз, 1955. 360 с.
  10. Raymer D. Aircraft design: A conceptual approach. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2018. 1062 p. doi: 10.2514/4.104909
  11. Roskam J. Airplane design. Part I: Preliminary sizing of airplanes. Design, Analysis and Research Corporation, 2015. 222 p.
  12. Wald Q.R. The aerodynamics of propellers // Progress in Aerospace Sciences. 2006. V. 42, Iss. 2. P. 85-128. doi: 10.1016/j.paerosci.2006.04.001
  13. Sedelnikov A., Kurkin E.I., Quijada Pioquinto J.G., Lukyanov O., Nazarov D., Chertykovtseva V., Kurkina E., Hoang V.H. Algorithm for propeller optimization based on differential evolution // Computation. 2024. V. 12, Iss. 3. doi: 10.3390/computation12030052
  14. Белоцерковский С.М. Тонкая несущая поверхность в дозвуковом потоке газа. М.: Наука, 1965. 244 с.
  15. Katz J., Plotkin A. Low-speed aerodynamics: From wing theory to panel methods. McGraw-Hill, 1991. 656 p.
  16. Лукьянов О.Е., Куркин Е.И., Куихада Пиокуинто Х.Г., Хоанг В.Х. Программа многодисциплинарной оптимизации беспилотных летательных аппаратов вертикального взлёта и посадки с винтовым движителем «МОБЛА 2.0»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024610971; опубл. 16.01.2024.
  17. Budziak K. Aerodynamic analysis with athena vortex lattice (AVL). Hamburg University of Applied Sciences, 2015. 72 p.
  18. AVL overview. https://web.mit.edu/drela/Public/web/avl/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».