Название проекта:
Создание прототипа многофункционального БПЛА вертикального взлета и посадки на основе перспективного осецентробежного вентиляторного движителя
Направление проекта:
Новые приборы и аппаратные комплексы
Приоритетное направление:
Транспортные и космические системы
Критическая технология федерального уровня:
Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения
Отрасль экономики:
Научные исследования и разработки
Область знаний:
Авиастроение и воздушный транспорт
Ключевые слова:
беспилотный летательный аппарат, авиастроение
Автор проектной идеи, участник реализации проекта:
Фамилия, Имя, Отчество:
Цыбенко Вадим Юрьевич
Дата рождения:
29.12.1991
Пол:
Мужской
Почтовый индекс:
Калининградская обл., Гурьевский р-н., г. Гурьевск, Ясный пер.
Почтовый адрес:
238300
Регион:
Калининградская область
Город:
Калининград
Номер телефона:
8(891) 752-0580
Факс:
-
Контактный email:
vadimtsybenko@yandex.ru
Учёная степень:
-
Учёное звание:
-
Место учебы:
Московский физико-технический институт
Специальность:
Механико-математический факультет
Место работы:
Московский физико-технический институт
Должность:
Аспирант
Профессиональные достижения:
Заявитель обладает глубокими познаниями и широкой эрудицией в области авиационной и космической техники. Имеется опыт проектирования, постройки и летных испытаний беспилотных летательных аппаратов. Заявителем разработаны несколько различных типов двигателей для беспилотных систем, уже созданы и испытаны опытные образцы. 2. Знание авиационных материалов и технологий, опыт их применения. У заявителя есть опыт в создании конструкций из дюралюминия с использованием заклепочных и болтовых соединений с необходимой защитой поверхности металла от коррозии (принимал непосредственное участие в постройке двухместного легкого самолета Exelsior, Калининград). Разрабатывались конструкции, собранные из листов нержавеющей стали и алюминиевых сплавов, скрепляемых точечной сваркой (лаборатория робототехники НИЯУ МИФИ). В рамках различных проектов были также апробированы композитные материалы, такие как углепластики и стеклопластики, в сочетаниях с пенополистироловым наполнителем и без него. В частности по композитной технологии была построена радиоуправляемая гоночная яхта класса F5M (выклеенный в матрице корпус-монокок из стеклопластика), а также радиоуправляемые модели гидросамолета типа летающее-крыло и экраноплана (технология оклейки поверхностей пенопластовой основы стеклотканью). В этих конструкциях также использовалась технология штамповки деталей из листовых термопластов.
КОМАНДА (перечислить всех членов команды):
Ф.И.О.:
Цыбенко Юрий
Дата рождения:
-
Адрес:
-
Телефон:
-
Email:
-
Компетенции в команде:
-
Ф.И.О.:
Ступкин Сергей
Дата рождения:
-
Адрес:
-
Телефон:
-
Email:
-
Компетенции в команде:
-
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА:
Цель выполнения НИОКР:
Разработка и испытание прототипа беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки (БПЛА ВВП) с перспективным осецентробежным движителем
Задачи выполнения НИОКР:
Ввиду небольшого количества деталей и относительно простой их формы будут снижены технологические требования к производству, а также в целом повысятся надежность всего аппарата по сравнению с аналогами. Используемые технологии не потребуют дорогих производственных установок и будут легко автоматизированы, не будет необходимости в большом числе рабочего персонала. Конструкция летательного аппарата блочная, большая часть деталей будет изготовлена из термопластов методом вакуумной формовки в матрице. Характерные толщины листовых пластиков от 0,48 до 3 мм. Детали соединяются друг с другом термическим методом (пластическая деформация под действием давления и температуры), частично будут использованы клеевые швы и соединения винт-гайка. Использование эпоксидных смол (и других подобных токсичных веществ) будет сведено к минимуму (только для изготовления рабочих матриц, а непосредственно на моделях – лишь для клеевых швов). Только небольшая часть наиболее нагруженных деталей будет производиться из листового стеклотекстолита фрезеровкой. На токарном станке будут изготовлены из дюралюминия вал вентилятора и корпус для подшипников. Предложенный беспилотный летательный аппарат будет достаточно компактен (размеры - 120х120х20 см), не будет иметь длинных выступающих частей (консолей крыла, выносных хвостовых балок) склонных к поломке, не потребует сборки или разборки для транспортировки. Развертывание на месте запуска будет производится очень быстро, так как не потребуется сборка после распаковки. Продукт будет транспортироваться до потребителя в плоской квадратной коробке соответствующих габаритов. Для удобной и защищенной переноски летательный аппарат, возможно, поставляться вместе с сумкой. Техническое обслуживание не потребует дополнительных специальных навыков и знаний от операторов БПЛА сверх их специализации.
Научная новизна предлагаемых в проекте решений:
На данный момент на рынке широко представлены решения типа беспилотных мультироторных аппаратов (мультикоптеров), вертолетов, а также начинают появляться первые беспилотные самолеты вертикального взлета и посадки (СВВП). Все они способны к вертикальному взлету и посадке с малых площадок. Однако мультикоптеры и вертолеты энергетически неэффективны и имеют низкие летно-технические характеристики (продолжительность полета 20-40 мин, малая дальность, а значит мала площадь покрытия - порядка квадратного километра). Существующие бесплотные СВВП имеют примерно в 3 раза лучшие характеристики по дальности и времени полета, однако конструктивно весьма не совершенны, и как следствие шумны, имеют низкий уровень безопасности, зачастую представляют собой дорогостоящие конструкции с малой весовой отдачей. Как правило, все представленные мультикоптеры и вертолеты имеют открытые винты, а значит, существенно более опасны и шумны по сравнению с предлагаемой разработкой. Ценовые параметры имеет смысл сравнивать, задавшись определенной категорией БПЛА. Например, средний мультикоптер с весом до 10 кг и длительностью полета около часа имеет диапазон цен для простейших моделей от 1000$, профессиональных – от 10000$. Модели БПЛА по типу вертолета, как правило, еще более дороги (как минимум в 2 раза) из-за использования сложной механики (редукторов, муфт, автомата перекоса, приводных валов для хвостового винта). Предполагается, что представленный в данной заявке БПЛА будет иметь на 20-30% меньшую стоимость за счет применения более дешевых материалов (термопласты), двигателя собственной более простой конструкции, печатных схем собственной разработки. Использование электрических батарей меньшей ёмкости за счет большей энергетической эффективности движителя и всего аппарата в целом также приведет к снижению цены продукта. Планируемая цена - 1100$, что лежит в начальном ценовом диапазоне для аппаратов с данной взлетной массой (до 10 кг). При этом представленный БПЛА обеспечит существенно больший функционал благодаря лучшим по сравнению с аналогами характеристиками. Разработка нацелена на рынок беспилотных летательных аппаратов в сегменте микро-БПЛА. Предполагается, что проект заинтересует потенциальных потребителей научно-технических результатов (операторов БПЛА), меньшей стоимостью, чем у конкурентов, большой гибкостью, универсальностью в применении, а также значительной скоростью (достижимо 250 – 350 км/ч), временем полета до 2-3 часов и радиусом действия до 500 км. Последнее особенно важно, например, для БПЛА, перемещающегося над значительными по площади территориями (области применения - сельское хозяйство, экологический мониторинг, поисково-спасательные операции). Возможность вертикального взлета и посадки, даже с неподготовленных площадок, делает привлекательным применение аппарата в труднодоступных регионах (геологоразведка, для компаний, добывающих и транспортирующих энергоносители), либо же в условиях плотной городской застройки (операторы – полиция, городские службы), где также окажется востребованным повышенный уровень безопасности и меньшая шумность. Увеличенная грузоподъемность, обеспеченная за счет высокой весовой отдачи, а также значительный внутренний объем для полезной нагрузки в сумме дают определенные преимущества в сфере транспортировки грузов по воздуху. Вероятна привлекательность данного аппарата для ученых-исследователей, так как возможна установка самого различного научного оборудования, даже весьма габаритного. Гибкость и универсальность для выполнения требований различных заказчиков, обеспечивается целым спектром моделей, различающихся только по габаритам, но имеющих одинаковую технологию изготовления.
Обоснование необходимости проведения НИОКР:
Разработка летательных аппаратов нового поколения
Научный руководитель:
Ф.И.О.
-
Должность
-
Ученая степень
-
Звание
-
Адрес
-
Телефон
-
Email
-
КОММЕРЦИАЛИЗУЕМОСТЬ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ:
Область применения
1. геологоразведка 2. диагностика высотных и удаленных объектов 3. научные исследования 4. городские службы 5. транспортировки грузов по воздуху 6. здравоохранение (доставка лекарств) 7. картографирование 8. менеджмент производств 9. экологический мониторинг 10. аэрофото- и видеосъемка 11. личные БПЛА и игрушки
Имеющиеся аналоги
Аналогов продукта не имеется
План реализации
Проектирование экспериментального образца: уточнение габаритов, массы, предварительные прочностные и аэродинамические расчеты корпуса. Аэродинамический и прочностной расчет вентиляторного движителя. Проектирование и создание оснастки для формования, сваривания и склеивания термопластов. Проектирование и создание стенда для измерения тяги вентиляторного движителя. Разработка электронной схемы контроллера двигателя. Проектирование и создание оснастки, необходимой для сборки электродвигателя. Изготовление деталей электродвигателя и вентилятора, их сборка. Проведение замеров характеристик вентиляторного движителя на стенде. Изготовление деталей экспериментального образца и сборка конструкции. Проектирование и изготовление управляющих электронных схем. Проектирование и постройка стенда для статических испытаний экспериментального образца. Испытание экспериментального образца в воздухе при различных атмосферных условиях. Внесение необходимых доработок в конструкцию по результатам испытаний. Разработка и создание подсистем экспериментального образца, позволяющих производить аэровидеосъемку, обеспечивающих возможность транспортировки и сброса груза. Испытание этих систем в полете.
Куратор новатора
Инновационная инфраструктура
Место научной реализации проекта
Наименование
-
Контактное лицо
-
Телефон
-
Email
-
Наличие договора
Нет
Место коммерческой реализации проекта
Наименование
Московский физико-технический институт
Контактное лицо
-
Телефон
-
Email
-
Наличие договора
Да
Стадия проекта:
НИР/Лабораторные испытания
Проект получил грантовую поддержку:
Да ,Программа УМНИК Фонда содействия Инновациям
План развития результатов реализации проекта
-
Презентация проекта
УМНИК_Цыбенко.pptx
Результаты реализации проекта
Полученная интеллектуальная собственность
-
Описание полученного продукта
-
Презентация Продукта
Перспективы развития.pptx УМНИК_Цыбенко.pptx Перспективы развития 3.pdf Перспективы развития 2.pdf Перспективы развития_1.pptx
Видео продукта
Фотогалерея продукта
Потребности новатора:
Потребность в инвестициях:
Да
Объем
2000000
Статьи
Заработная плата, закупка оборудования
Потребность в продаже интеллектуальной собственности:
Нет
Потребность в членах команды:
Нет
Потребность в получении услуг ментора
Да
Потребность в получении экспертизы проекта
Да
Потребность в получении услуг научного руководителя
Нет
ПОТРЕБНОСТИ В ПАРТНЕРАХ
Для совместной реализации проекта:
Да
Для продвижения результатов реализации проекта:
Да
Для коммерциализации результатов реализации проекта:
Да
🗙