Motoare cu aer pulsat de la Wave Engine (SUA)
Platforma VALP promițătoare așa cum a fost imaginată de un artist
Vehiculele aeriene fără pilot de tip aeronave pot fi echipate cu sisteme de propulsie de diferite clase. În special, compania americană North American Wave Engine Corporation propune utilizarea motoarelor cu respirație de aer în impulsuri (PvRE) și dezvoltă dispozitive similare. Anterior, și-a demonstrat în mod repetat motoarele pe un stand și pe aeronave. Compania testează în prezent un UAV experimental Stor-D echipat cu un motor J-1.
Proces de dezvoltare
North American Wave Engine Corporation (prescurtat Wave Engine Corp.) a fost fondată în Baltimore (Maryland) în prima jumătate a anilor 1900 de foști angajați ai unor întreprinderi de top din SUA în domeniul construcției motoarelor. Încă de la început, obiectivul companiei a fost să dezvolte motoare cu aer în impulsuri cu diferite caracteristici, potrivite pentru utilizare pe diverse aeronave.
În 2016, Wave Engine Corp. a început testarea pe bancă a primului PuVRD cu design propriu. Primele rezultate reale ale proiectului ne-au permis să contam pe sprijinul potențialilor clienți. Astfel, în 2019, compania a primit 2,85 milioane de dolari de la DARPA pentru a continua munca. Ulterior, compania a primit alte granturi de o dimensiune sau alta.
Planor experimental cu PURD, 2020
În anul următor, un motor experimental - probabil cu bani de la Pentagon - a fost adus la teste de zbor. Un planor în serie nemotorizat a fost folosit ca platformă aeriană pentru PuVRD experimental. Instalarea motorului a îmbunătățit semnificativ performanța și durata zborului acestuia. În plus, astfel de teste au arătat potențialul aeronavei folosind aerodinamică optimizată și un motor pulsatoriu.
În iunie 2021, Comandamentul pentru Arme al Forțelor Aeriene din SUA a acordat Wave Engine o comandă de dezvoltare a platformei versatile lansate pe aer (VALP). Valoarea contractului a fost de 1 milion de dolari; nu a fost specificat momentul implementării sale. S-a raportat că scopul proiectului este de a crea un UAV de dimensiuni mici, cu un propulsor capabil să transporte o sarcină utilă mică. În special, a fost luată în considerare posibilitatea de a-l folosi ca momeală pentru a înșela apărarea antiaeriană inamicului.
Până la primirea contractului pentru VALP, compania de dezvoltare a reușit să formuleze aspectul general al unui astfel de produs și chiar a publicat o demonstrație artistică a utilizării acestuia. Ulterior, lucrările la proiect au continuat, dar rezultatele acestuia rămân necunoscute. UAV-ul finit, similar cu imaginile din 2021, nu a fost încă prezentat.
Tip motor J-1
Rezultate atinse
În ciuda prezenței unei comenzi pentru dezvoltarea unui UAV multifuncțional, principala zonă de activitate a Wave Engine rămâne crearea de motoare cu aer pulsat. Până în prezent, două astfel de produse au fost dezvoltate cu caracteristici diferite, gata de utilizare pe aeronave de diferite categorii de greutate. În plus, a fost anunțată apariția noilor PuVRD.
Compania oferă clienților două motoare. Primul este desemnat J-1 și este destinat aeronavelor cu o greutate la decolare de cel mult 200 de lire sterline (90,8 kg). Produce până la 55 lbs (25 kgf) de tracțiune. A fost dezvoltat și un motor similar K-1, caracterizat prin dimensiuni sporite și o tracțiune de 220 de lire sterline (aproximativ 100 kgf). Sunt oferite pentru echiparea platformelor aeriene cu o greutate de până la 1000 de lire sterline (454 kg). Se presupune că următoarele mostre din această familie vor depăși produsul K-1 în parametrii lor.
Motoarele ramjet Wave Engine sunt construite folosind un design fără supape, care simplifică designul și oferă o durată de viață lungă. Motorul este realizat sub forma unei țevi în formă de U cu diametru variabil. Partea superioară a unui astfel de dispozitiv are un diametru mai mic, dar poartă o cameră de ardere cilindrică cu secțiune transversală crescută. Țeava inferioară este conică și are un diametru mai mare. Capetele conductei servesc drept duze. Un sistem de control electronic a fost dezvoltat special pentru noua serie de motoare, controlând alimentarea cu combustibil și funcționarea generală.
Produs K-1
Principiul de funcționare al unor astfel de motoare este destul de simplu. O porțiune de combustibil este injectată în camera de ardere și se realizează aprinderea. Produsele de ardere curg prin ambele duze-țevi îndreptate spre coada aeronavei și creează tracțiune. În același timp, la un moment dat, împingerea în conducta inferioară cu un diametru mai mare depășește împingerea în cea superioară, iar aceasta din urmă începe să atragă aerul atmosferic în camera de ardere. Apoi se face o nouă injecție de combustibil și ciclul se repetă. Din cauza absenței arderii constante și a utilizării fulgerelor succesive, un astfel de VRD se numește pulsator.
Dronă cu experiență
Pentru testarea în zbor a motorului J-1 cu o forță de 25 kgf, Wave Engine a dezvoltat un vehicul aerian original fără pilot numit Scitor-D. La începutul lunii martie, compania a anunțat începerea testelor de zbor și a publicat un videoclip cu primul zbor. Testele vor continua și vor asigura testarea designului UAV-ului și PURD, precum și interacțiunea acestora.
UAV-ul Scitor-D este construit conform unui design aerodinamic normal. Are un fuzelaj alungit de secțiune transversală variabilă cu compartimente interne pentru sarcină utilă, echipamente și combustibil lichid. Motorul pulsatoriu este plasat deasupra fuselajului folosind dispozitive de reținere. Se folosește o aripă ușor înclinată, echipată cu carene proeminente ale trenului principal de aterizare. Unitatea de coadă este realizată în formă de H și nu interferează cu funcționarea motorului.
Vedere generală a UAV-ului Stor-D
Greutatea la decolare trântor determinat de parametrii motorului J-1 și este de 100 lbs. O sarcină utilă de 20 de lire sterline (aproximativ 9 kg) poate fi transportată la bord. Dimensiunile produsului nu sunt specificate. Videoclipul prezentat sugerează că anvergura aripilor UAV ajunge la 3-3,5 m. Viteza maximă de zbor este stabilită la 200 de noduri (370 km/h). Raza de zbor și durata atinse de sistemul de propulsie neobișnuit sunt necunoscute.
În acest moment, UAV-ul experimental Scitor-D poartă un set simplificat de echipamente la bord. Asigură recepția și executarea comenzilor operatorului, precum și colectarea și transmiterea datelor. În cursul dezvoltării ulterioare, drona poate primi dispozitive suplimentare pentru a rezolva probleme practice. Datorită capacității sale limitate de transport, drona va putea transporta doar echipamente optice sau electronice de recunoaștere. Aplicație arme nu pare posibil.
Cu toate acestea, sarcina principală a produsului Scitor-D în acest moment nu este de a efectua recunoașteri sau de a efectua alte sarcini reale, ci de a demonstra capacitățile PURD. Cu această dezvoltare, Wave Engine dorește să arate potențialul unor astfel de motoare în general, precum și să determine capabilitățile lor reale în domeniul fără pilot. aviaţie. În esență, vorbim despre un experiment și un fel de publicitate a evoluțiilor viitoare în acest domeniu.
Stor-D decolează
Beneficii prezentate
Designul ramjet fără supape dezvoltat de Wave Engine are propriile sale caracteristici care determină nivelul realizabil al parametrilor tehnici și potențialul în general. În același timp, un motor pulsator al unei astfel de arhitecturi se poate compara favorabil cu centralele electrice de alte clase și tipuri - și poate fi de interes din punctul de vedere al proiectelor specifice.
Ca și alte motoare cu reacție, PuVRD utilizează energia combustibilului destul de eficient, datorită căruia poate dezvolta o tracțiune mare. Datorită acestui fapt, PURD permite viteze mai mari decât un motor cu ardere internă cu elice sau un motor electric. În ceea ce privește indicatorii de tracțiune și caracteristicile de performanță de zbor atinse, PuVRD este aproape de motoarele cu turboreacție. În același timp, designul său este mult mai simplu. Nu există piese în mișcare, a căror fabricare este o problemă tehnologică separată.
Astfel, PURD poate găsi aplicație în acele zone în care sunt necesare caracteristici de tracțiune și zbor suficient de mari, dar în același timp este necesară simplificarea și reducerea costurilor de proiectare. North American Wave Engine Corporation consideră că astfel de motoare ar trebui implementate în domeniul UAV-urilor ușoare și medii. În plus, compania demonstrează clar potențialul acestei idei cu un nou prototip de dronă.
UAV-ul experimental Scitor-D este în prezent testat și ajută la testarea designului produsului J-1. De asemenea, va ajuta la dezvoltarea altor motoare din linia promițătoare și la crearea de noi UAV-uri cu PURD. În special, nu poate fi exclus ca actualul proiect pilot să fie direct legat de programul VALP lansat anterior și să contribuie la apariția acestei platforme multifuncționale. Nu se știe când și cum vor fi finalizate toate aceste lucrări, dar compania de dezvoltare este optimistă și intenționează să-și continue proiectele.
informații