«Синхронная электрическая машина»: чем уникален тяжёлый транспортный БПЛА С-76 ОКБ Сухого

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») поставил ОКБ Сухого десять электродвигателей ЭД-76. Об этом сообщили RT в пресс-службе организации.

«На данный момент поставлено уже десять электродвигателей ЭД-76 для беспилотной авиационной системы (БАС) С-76 разработки ОКБ Сухого. Этот тяжёлый транспортный беспилотник сможет закрыть острую потребность, связанную с доставкой грузов в труднодоступные регионы России. Для его взлёта и посадки не потребуется создавать аэродромную инфраструктуру. Во многом такая эффективность достигается за счёт использования новейших электромоторов», — рассказали в ЦИАМ.

По данным института, ЭД-76 — «это синхронная электрическая машина мощностью 100 кВт с постоянными магнитами во внешнем роторе». 

«По своей конструкции электромотор предназначен для прямого (без редуктора) привода воздушного винта. На борту беспилотника С-76 установлено восемь «подъёмных» электродвигателей, которые обеспечивают вертикальный взлёт и посадку. Как только БПЛА достигает нужной высоты с помощью толкающего воздушного винта, приводимого во вращение поршневым двигателем, аппарат переходит в горизонтальный полёт и электродвигатели отключаются», — пояснили в ЦИАМ.

ЭД-76 оснащён «угловым датчиком положения ротора», который позволяет «точно позиционировать воздушный винт вдоль балки» во время крейсерского полёта, добавили в организации. Устройство необходимо для стабильного полёта и снижения сопротивления воздуха.

Как рассказал генеральный директор ЦИАМ Андрей Козлов, при создании демонстратора ЭД-76 институт провёл комплекс различных испытаний, подтвердивших правильность выбранных инженерных решений.

«ЦИАМ провёл полный комплекс расчётных исследований — электромагнитных, тепловых, прочностных, разработал конструкторскую документацию и изготовил пилотный экземпляр электродвигателя-демонстратора ЭД-76. Также специалисты института провели цикл испытаний комплекта электродвигателей на винтовом стенде с подтверждением работоспособности под заданной нагрузкой на всех рабочих режимах», — подчеркнул Андрей Козлов в беседе с RT.

Новая беспилотная система

Напомним, полноценный лётный образец С-76 был впервые представлен широкой публике на экспозиции Объединённой авиастроительной корпорации (ОАК) в рамках прошедшего недавно международного военно-технического форума «Армия-2024».

Согласно информации «Ростеха», С-76 представляет собой «принципиально новую беспилотную транспортную систему внеаэродромного базирования». Беспилотник уже прошёл первый этап лётных экспериментов по отработке режимов вертикального взлёта, висения и посадки.

«В настоящий момент проект находится на этапе испытаний ключевых технологий и базовых технических решений. В дальнейшем планируется организовать промышленное производство изделий. Проект С-76 позволит развернуть в России автоматизированные беспилотные транспортные системы, благодаря которым можно будет намного экономичнее и с минимальным участием человека выполнять авиационные грузоперевозки», — сообщается в Telegram-канале «Ростеха».

По завершении испытаний беспилотник будет способен доставлять грузы массой до 300 кг на расстояние до 500 км. Взлётная масса аппарата составляет 1500 кг, длина фюзеляжа — 7,2 м, размах крыльев 11 м, максимальная высота полёта — 4 тыс. м, крейсерская скорость полёта — 180 км/ч. Помимо электродвигателей, С-76 будет использовать поршневой маршевый мотор, работающий на бензине АИ-95 и керосине.

В процессе эксплуатации С-76 сможет обходиться без специально подготовленных площадок и аэродромной инфраструктуры. Взлёт, полёт по маршруту и посадка будут выполняться в полностью автоматическом режиме, без непосредственного участия оператора.

«Проект ориентирован на государственные и частные структуры на рынке транспортных услуг. Беспилотник сможет выполнять логистические, исследовательские и другие задачи любой сложности в различных регионах России, включая наиболее труднодоступные места», — отмечают в «Ростехе».

На презентации С-76 в ходе форума «Армия-2024» генеральный директор ОАК Юрий Слюсарь подчеркнул, что реализация проекта БПЛА соответствует национальным интересам России.

«В традициях ОКБ Сухого решение важных для страны задач, отвечающих национальным целям и приоритетам, выполняется с применением самых неожиданных, но наиболее эффективных технических решений. Самолёт С-76 сочетает в себе преимущества мультикоптера и самолёта», — отметил Слюсарь.

Беспилотник ОКБ Сухого станет более экономичным транспортным средством в сравнении с пилотируемой авиацией. Об этом в интервью телеканалу «Россия 24» на полях «Армии-2024» рассказал главный конструктор С-76 Евгений Рубцов.

Как он пояснил, за взаимодействие с БПЛА и обеспечение его полёта будет отвечать единый операционный центр. В случае необходимости управление беспилотником будет переходить к оператору. Однако, как предполагается, вмешательство человека будет минимальным, один специалист сможет контролировать полёт 12 БПЛА. Проект будет реализован уже в ближайшие годы, полагает Рубцов.

«По нашим оценкам, к 2028 году будет развёрнуто непосредственно масштабное производство таких беспилотников (С-76. — RT), а также подготовлена инфраструктура для выполнения таких полётов и нормативная база», — отметил конструктор С-76.

В ЦИАМ полагают, что проект ОКБ Сухого полностью отвечает положениям Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года, которая предусматривает широкое внедрение БПЛА в сферу грузовых перевозок.

«Особая роль в Транспортной стратегии отведена беспилотной авиации как одной из приоритетных в развитии региональных и местных воздушных перевозок. Повышение транспортной мобильности в России — это, безусловно, ключевое направление стратегического развития страны», — заявили RT в ЦИАМ.

Ресурс и надёжность

В комментарии RT руководитель Международного учебного центра беспилотной авиации Максим Кондратьев заявил, что конструкторский коллектив ОКБ Сухого выбрал наиболее оптимальную аэродинамическую схему для С-76.

«Это компоновка VTOL, схема с вертикальным взлётом и посадкой. Она наиболее перспективна для тяжёлых грузовых беспилотников, которые должны эксплуатироваться без взлётно-посадочных полос. Таким аппаратам электрические двигатели нужны для взлёта и посадки, а двигатель внутреннего сгорания — для полёта по самолётному типу и преодоления больших расстояний», — сказал Кондратьев.

По мнению эксперта, ЦИАМ обладает всеми необходимыми компетенциями в сегменте электрических силовых установок. Кондратьев также выразил уверенность, что деятельность института имени П.И. Баранова и других высокотехнологичных отечественных предприятий ускорит процесс замещения китайских электродвигателей для БПЛА.

«Один из ключевых вопросов для нашей промышленности состоит в замещении зарубежных комплектующих для всех типов беспилотников. Прежде всего мы говорим про Китай. Наиболее острая ситуация сложилась в сфере двигателестроения. Создание ЭД-76 — показатель того, что российские предприятия вполне могут заместить импортные электродвигатели», — подчеркнул Кондратьев.

Аналогичной точки зрения придерживается главный редактор портала Avia.ru Роман Гусаров. В беседе с RT он отметил, что в России действует несколько центров компетенций в области воздушного электродвижения.

«К электрическим двигателям в авиации предъявляются очень серьёзные требования — это большой ресурс, высокая надёжность, экстремальные условия эксплуатации. Судя по всему, в ЦИАМ учли все эти нюансы. Теперь ждём полноценных лётных испытаний беспилотника ОКБ Сухого, появления сертификационных правил и смягчения законодательных ограничений на полёты грузовых БПЛА на открытой местности по определённым маршрутам. Эти вопросы, как ожидается, будут решены в ближайшие годы», — рассказал Гусаров.

С-76 станет крайне востребованным для грузовых перевозок в регионах Арктики, Сибири и Дальнего Востока, а также выступит альтернативой дорогостоящей вертолётной технике, рассуждает аналитик.

«Эксплуатация грузовых беспилотников поможет решить большинство логистических проблем на многих территориях России с низкой плотностью населения. БПЛА будут перевозить относительно небольшие грузы, почту, медикаменты в ситуациях, когда совершенно нерентабельно использовать вертолёт. Поэтому у С-76 и других подобных беспилотников — большие перспективы коммерческого применения», — резюмировал Гусаров.