1 / 15 Next Page
Information
Show Menu
1 / 15 Next Page
Page Background

Инженерный журнал: наука и инновации

# 11·2016 1

УДК 533.65.013.622 DOI 10.18698/2308-6033-2016-11-1551

Оптимальный вертикальный подъем

электрического мультикоптера

© С.З. Свердлов

Вологодский государственный университет, г. Вологда, 160000, Россия

Рассмотрены особенности вертикального набора высоты с минимальным расхо-

дом энергии аккумуляторной батареи. Исследовано влияние изменения КПД элек-

трического двигателя на расчет оптимального подъема. Получены формулы для

определения скорости оптимального и квазиоптимального подъема, для расчета

тяговооруженности летательного аппарата, обеспечивающей оптимальный

подъем, для оценки КПД элетромотора в режиме висения летательного аппара-

та. Приведены аэродинамические характеристики пропеллеров, необходимые для

расчета оптимального подъема.

Ключевые слова:

беспилотный многороторный электрический вертолет, мульти-

коптер, оптимальный вертикальный подъем, КПД, удельный расход энергии, тяго-

вооруженность, винтомоторная группа, бесколлекторный электромотор.

Введение.

Важнейшим ресурсом, ограничивающим возможности

электрического беспилотного многороторного вертолета, является

запас энергии аккумуляторной батареи. При выполнении любого ма-

невра в воздухе рекомендуется использовать режим полета, обеспе-

чивающий минимально возможный расход энергии для осуществле-

ния этого маневра.

Рассмотрим вертикальный подъем мультикоптера (рис. 1). Если в

ходе подъема не предполагается выполнение каких-либо специаль-

ных задач (например, видео- или фотосъемки), а требуется лишь до-

стичь заданной высоты, то целесообразен подъем в режиме, обеспе-

чивающем минимальный расход энергии аккумуляторной батареи

для подъема на эту высоту.

Задачей настоящего исследования стало определение условий,

при которых достигается минимальный расход энергии на верти-

кальный подъем, и характеристик мультикоптера, при которых эти

условия могут быть выполнены.

Аэродинамические характеристики и коэффициент полезного

действия пропеллеров мультикоптеров.

При постройке мультикоп-

теров используются почти исключительно несущие винты (пропел-

леры) фиксированной геометрии, в частности, выпускаемые компа-

нией Landing Products Inc. (США) под торговой маркой APC, которые

широко распространены. Серия пропеллеров APC MR специально

предназначена для мультироторных летательных аппаратов (MR —