Скорость принятия решений
Оперативная обстановка меняется каждую минуту. Для принятия точных и правильных решений нужно иметь возможность быстрого принятия решений.
Традиционные БПЛА на двигателях внутреннего сгорания могут развить скорость лишь в 150 км/ч. При использовании реактивной тяги скорость возрастает до более чем 600 км/ч.
Традиционные БПЛА на двигателях внутреннего сгорания могут развить скорость лишь в 150 км/ч. При использовании реактивной тяги скорость возрастает до более чем 600 км/ч.
Что нужно, чтобы увеличить скорость летательного аппарата?
Нужно поработать с аэродинамикой, управляющими поверхностями, электроникой. Но сердце машины это двигатель. Именно двигатель является основным фактором ограничивающим скорость самолета. Турбореактивные двигатели доказали свою эффективность вытеснив остальные виды двигателей из всех областей авиации.
В чем сложность турбореактивных двигателей?
Принцип турбореактивного двигателя достаточно прост. Компрессор (1) подает воздух в камеру сгорания (2), где происходит горение и расширение рабочего тела. Далее газ поступает на рабочую турбину через сопловой аппарат, где генерируется энергия для компрессора и результирующая реактивная струя.
Почему турбореактивные двигатели не используются повсеместно?
Несмотря на свою эффективность и простоту, турбореактивные двигатели не просты в изготовлении. Детали горячего тракта работают при критически высоких температурах. Для изготовления этих деталей не подходят обычные сплавы, т.к. они сильно теряют прочность при повышении температуры, например, нержавеющая сталь при температурах выше 600°C становится менее прочной, чем алюминий. В турбореактивных двигателях применяют жаропрочные сплавы на основе никеля и кобальта (такие как Inconel 718, Inconel 939, ВЖ-159 и другие).
Казалось бы, это просто другой сплав, но они не только жаропрочные, но и высокопрочные, и очень плохо поддаются механической обработке.
Сам двигатель по сути не относится к высокоточным изделиям, т.к. в нем нет трущихся частей. Но вся конструкция и геометрия имеет очень сложные поверхности.
Казалось бы, это просто другой сплав, но они не только жаропрочные, но и высокопрочные, и очень плохо поддаются механической обработке.
Сам двигатель по сути не относится к высокоточным изделиям, т.к. в нем нет трущихся частей. Но вся конструкция и геометрия имеет очень сложные поверхности.
Несмотря на сложность правильное применение технологий делает ТРД простым в изготовлении
В отличии от ДВС турбореактивные двигатели не имеют трущихся частей и возвратно поступательных движений. В поршневых двигателях поршень двигается вперед и назад тысячи раз в минуту, это создает вибрации и требует больших точностей при изготовлении коленчатого вала, шеек поршня и шатуна, поршневых пальцев. В турбореактивном двигателе ротор вращается постоянно в одну сторону и единственное место контакта это подшипники, при этом процесс работы непрерывен. Поэтому ТРД проще в обслуживании и не требует воздушных фильтров.
Почему мы применяем аддитивные технологии при изготовлении микро турбореактивных двигателей?
Во-первых, это необходимость применения жаропрочных материалов, которые плохо поддаются механической обработке.
Во-вторых, это требования к массе двигателя. Применяя 3D-печать металлом, мы можем изготавливать детали со стенкой менее 1мм, что значительно сказывается на весе изделия.
В-третьих, это возможность комбинирования деталей, например в корпус двигателя и камеру сгорания встраиваются трубопроводы для топлива и смазки подшипников. Это упрощает сборку и уменьшает себестоимость двигателя.
В-четвертых, это возможность быстрой коррекции модели и модернизации конструкции и технических характеристик изделия.
В-пятых, это возможность быстрого масштабирования производства. Малые требования к операторскому и технологическому персоналу это одно из главных преимуществ аддитивных технологий. Один оператор может обслуживать до 10 установок и более в зависимости от производимых изделий.
В-шестых, 90% деталей двигателя изготавливается методом 3D печати металлом. Это сильно снижает объем требуемого оборудования для организации полного цикла производства.
Во-вторых, это требования к массе двигателя. Применяя 3D-печать металлом, мы можем изготавливать детали со стенкой менее 1мм, что значительно сказывается на весе изделия.
В-третьих, это возможность комбинирования деталей, например в корпус двигателя и камеру сгорания встраиваются трубопроводы для топлива и смазки подшипников. Это упрощает сборку и уменьшает себестоимость двигателя.
В-четвертых, это возможность быстрой коррекции модели и модернизации конструкции и технических характеристик изделия.
В-пятых, это возможность быстрого масштабирования производства. Малые требования к операторскому и технологическому персоналу это одно из главных преимуществ аддитивных технологий. Один оператор может обслуживать до 10 установок и более в зависимости от производимых изделий.
В-шестых, 90% деталей двигателя изготавливается методом 3D печати металлом. Это сильно снижает объем требуемого оборудования для организации полного цикла производства.
Что мы имеем в итоге
Высокотехнологичный турбореактивный двигатель для высокоскоростных БПЛА, по привлекательной цене, произведенный на российском оборудовании, с хорошими возможностями по масштабированию производства.
