Неприхотливость и надёжность: разработчик — о новых российских поршневых двигателях для БПЛА

— Кафедра теплотехники и тепловых двигателей Самарского университета разработала малоразмерный поршневой двигатель для БПЛА. Чем продиктована необходимость в таком силовом агрегате? Для каких дронов он предназначен?

— Опытный поршневой двигатель был разработан сотрудниками университета в рамках программы «Приоритет-2030». Он предназначен для малых беспилотных летательных аппаратов самолётного или вертолётного типа, которые могут применяться во многих областях — прежде всего там, где требуется наблюдение за различными объектами с помощью радиотехнических, оптических и инфракрасных методов.

Помимо БПЛА, такой двигатель может использоваться на мотоблоках, культиваторах, бензопилах, то есть продукции, которая в настоящее время в основном поставляется из-за рубежа. В наших планах — создать семейство поршневых двигателей на основе базового агрегата мощностью 5 л. с. Таким образом мы сможем решить ряд важных проблем, связанных в том числе и с импортозамещением в области как беспилотников, так и других изделий, например наземной бензотехники.

Над проектом работает возглавляемая мной группа в составе сотрудников кафедры теплотехники и тепловых двигателей Алексея Горшкалёва, Виктора Урлапкина и Сергея Корнеева.

— Вы сказали о планах по созданию семейства поршневых двигателей. То есть в перспективе вы намерены увеличивать мощность нынешнего опытного агрегата?

— Да, такие планы есть. В дальнейшем мы хотим повысить мощность двигателя за счёт перехода от одноцилиндровой конструкции к многоцилиндровой, а также за счёт увеличения рабочего объёма цилиндра, изменяя его диаметр и ход поршня.

Также у нас рассмотрены варианты форсирования двигателя по оборотам. Отработав рабочий процесс двигателя на одноцилиндровой схеме, мы сможем реализовать эти планы.

Наш коллектив исходит из понимания необычайно высокой актуальности появления у России поршневых двигателей в диапазоне мощностей от 5 до 50 л. с.

Конструкторы знают: проектирование летательного аппарата начинается с выбора подходящего двигателя. Но для российских разработчиков БПЛА импортные двигатели этого класса сейчас недоступны либо из-за заоблачных цен, либо по причине прекращения поставок в страну. Что касается российских разработок, то в этой нише их сейчас практически нет.

— Почему на БПЛА необходимо устанавливать именно поршневые двигатели, а не более доступные на рынке электромоторы?

— Вопрос о том, какие двигатели и куда устанавливать, всегда решается в ходе комплексного анализа назначения БПЛА и заданных для него характеристик. И у электрических, и у поршневых двигателей есть как достоинства, так и недостатки. Что касается нашей разработки, то здесь стояла задача создать неприхотливую и надёжную силовую установку, не зависящую от зарядки батареи и других подобных факторов.

В опытном двигателе использованы проверенные временем, относительно простые, но эффективные решения. Это лёгкий недорогой агрегат с высокой литровой мощностью, устойчивый к внешним электромагнитным воздействиям. Конструкция двигателя отличается высокой ремонтопригодностью и хорошо адаптирована под серийное производство.

Чтобы достичь таких характеристик, была использована карбюраторная система питания, которая предпочтительнее современной системы впрыска топлива. Также в конструкции двигателя мы применили стальную гильзу в сочетании с алюминиевым блоком цилиндров. Это позволяет, с одной стороны, добиться снижения массы, с другой — повысить ремонтопригодность и, что очень важно, упростить технологии изготовления основных комплектующих, определяющих базовые характеристики двигателя.

— Есть ли в России необходимые комплектующие для сборки вашего поршневого агрегата?

— Двигатель мы проектировали так, чтобы исправить некоторые недостатки зарубежных конструкций и использовать отечественные технологии. Состав систем поршневого двигателя, впрочем, как и существующих аналогичных конструкций, — стандартный. Это кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, система питания и так далее.

Если говорить о комплектующих для сборки двигателя подобной размерности, то они в основном не закупаются на стороне, а производятся под конкретную конструкцию. Собрать новый двигатель как лего невозможно. Поэтому сейчас мы находимся в поисках компаньона — предприятия, обладающего возможностями производства необходимых комплектующих и сборки самих двигателей.

В Самарской области такие предприятия есть, но хотелось бы, чтобы они были заинтересованы в решении подобных проблем. Я напомню, что раньше именно здесь, в Самаре (Куйбышеве), производились и поршневые двигатели для летательных аппаратов, и лодочные моторы «Вихрь».

— Не могу не спросить про компетенции Самарского национального университета в области поршневых агрегатов. Ведь в России поршневой тематикой традиционно занимается ЦИАМ…

— Разумеется, в России есть ряд серьёзных организаций и предприятий, которые занимаются авиационными поршневыми двигателями: это и ЦИАМ, и «Агат» (Гаврилов-Ямский машиностроительный завод), и УЗГА (Уральский завод гражданской авиации), и другие организации. Но далеко не все ниши на рынке заняты.

Мы хотим работать в своей нише по мощности, которая позволяет разрабатывать двигатели широкого назначения. И для решения этой задачи мы обладаем всеми компетенциями.

Наш университет с 1942 года готовит специалистов по поршневым двигателям. И мы не прекращали ими заниматься, несмотря на то что в отечественной авиации уже несколько десятилетий приоритет отдаётся разработке газотурбинных двигателей. Кстати, в газотурбинной тематике Самарский университет им. Королёва находится на очень высоких позициях.

Нам знакомы современные методы проектирования, расчётные методики, конструкции различных двигателей и их возможности. Кроме того, мы много лет сотрудничаем с предприятиями, которые производят как авиационные, так и автомобильные двигатели. Наконец, у нас работали люди, создавшие в 1980-е годы двигатель для первого отечественного беспилотника «Пчела-1Т», и мы перенимали их опыт.

Напомню, что «Пчела-1Т» была первым российским малоразмерным беспилотником, оснащённым бортовой обзорной телевизионной камерой с передачей информации в реальном масштабе времени на пункт управления.

Естественно, мы будем полагаться не только на собственные силы. Мы рассчитываем на кооперацию с отечественными предприятиями и пытаемся сейчас установить с ними контакты.

Другое дело, что создание и производство любых двигателей является очень сложной технической задачей. А наши предприятия сильно загружены выпуском необходимой сегодня продукции. Но, глядя в будущее, мы полагаем, что эти проблемы будут решены, потому что РФ имела и должна иметь все необходимые двигатели для БПЛА. Все силовые агрегаты должны быть российскими. Только в таком случае мы не будем зависеть от давления со стороны геополитических противников.