Digital Whoigital

Проект Longbow — казахстанский самолет с водородными ячейками

Author: Tair Balbayev
06 июня 2019

Именно BVLOS – класс беспилотных аппаратов для полетов за линию горизонта – способны собирать данные с больших площадей без участия операторов. По сути, использование таких дронов открывает дорогу для настоящих автоматизированных систем, где эффективность определяется длительным нахождением в воздухе.

Водородные двигатели. Для сайта bluescreen.kz

Эффективность рассчитывается очевидно просто – отношением времени подготовки дрона к полезному времени (время полета).

С этой точки зрения время нахождение дрона в воздухе – ключевой фактор. Многие компании работают в направлении энергоэффективности, улучшении аэродинамических качеств, использовании альтернативных источников энергии.

Так, например, компания SenSat установила рекорд в прошлом году, пролетев 12 км за линию горизонта на литиевых батареях (при возможной дальности 60 км), 63 км пролетел грузовой дрон SAVANT с лекарствами. С другой стороны, БПЛА-марафонцы пролетают до десятков тыс. км на углеводородном топливе.

Сегодня есть несколько видов энергосистем, не принимая во внимание экзотические: аккумуляторы электроэнергии, бензин с ДВС, солнечные батареи и топливные ячейки на водороде или другом восстановителе.

Минусы литиевых аккумуляторов – низкая энергетическая плотность (160 Вт/кг), потеря емкости батареи при низких температурах, необходимость контроля заряда батарей. Плюсы: высокая надежность системы, развитая технологическая база, высокий КПД.

Минусы ДВС на бензине: плохая экологичность, пожароопасность, малая надежность системы – нужно регулировать подачу топлива и зажигание в зависимости от высоты полета, малый срок службы двигателей, высокая стоимость сертифицированных авиационных ДВС, высокий уровень шума, вибрации, изменение балансировки планера во время полета из-за расхода топлива.

Плюсы: высокая доступность и низкая стоимость топлива, высокая плотность энергии.

Минусы солнечных батарей: малый КПД, высокая стоимость пленок, уязвимость во время полета и посадки, зависимость от погодных условий. Плюсы: при больших площадях покрывают потребность энергосистемы при малом весе.

Минусы топливных водородных ячеек: высокая стоимость, необходимость в компрессорных станциях (водород закачивается в резервуар 300 атмосфер давления) и станциях выработки технически чистого водорода, определенный температурный диапазон: ~ 20° Цельсия.

Плюсы: самая высокая энергетическая плотность 700 Вт/кг, экологичность, бесшумность, сопряжение с литиевыми батареями и электрическими двигателями.

Вместе с НУО (Национальный Университет Обороны) мы решили пойти по пути использования водородных ячеек, что увеличит запас хода в 4 раза.  Это первый случай в истории Казахстана по разработке самолета с водородными ячейками.

По линии гранта приобретены ячейки и сопутствующее оборудование. Есть, конечно, технические тонкости. Необходимо подогревать воздух, необходимый для окисления водорода в воду, также нужно правильно рассчитать баланс системы, есть проблемы с весом самолета.

Мы хотим построить самолет для дальних дистанций, с пребыванием в воздухе до суток и более. При создании самолета на большие дистанции надо решать вопросы связи и управления. Этот проект потребует комплексных инженерных решений.

Нужно понять в целом насколько теоретические выкладки реализуемы на практике.

Таир Балбаев дал проекту название Longbow в честь знаменитого английского лука, бьющего на 300 метров. Фото для блюскрин.кз из Shatterstock.

Я дал название проекту Longbow в честь знаменитого английского лука, бьющего на 300 метров. В 13 веке только обученные лучники могли использовать этот лук. Достижение мастерства требовало годы тренировок. Развитие этого проекта принесет мастерство и нашей команде.

Читайте также интервью с автором в материале:
Военные беспилотники Made in Kazakhstan. Интервью с разработчиком

Смотрите также