Определение внешней характеристики электропривода беспилотного летательного аппарата методом вращающейся "крыльчатки"

Авторы

Артамонов Б. Л.^*, Луханин В. О.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: k102@mai.ru; abl-6124554@yandex.ru
**e-mail: luhanin-vladimir96@mail.ru

Аннотация

Рассматривается математическая модель электропривода беспилотного летательного аппарата, внешние характеристики которого определены по результатам испытаний методом вращающейся «крыльчатки». Получено аналитическое выражение для вычисления коэффициента крутящего момента «крыльчатки», учитывающее число лопастей и относительные размеры дисков, создающих аэродинамической сопротивление. Предлагается метод оценки энергозатрат при работе электропривода под нагрузкой путем замера частоты вращения и напряжения, подаваемого на обмотку.

Ключевые слова:

электродвигатель постоянного тока, внешняя характеристика, математическая модель электродвигателя, идентификация математической модели

Библиографический список

1. Артамонов Б.Л., Шайдаков В.И. Алгоритм выполнения конвертопланом переходных режимов полета // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. No 1. С. 27–40.

2. Характеристики электродвигателя 6010 Motor, https://dl.djicdn.com/downloads/e2000/en/DJI_E2000_Standard_Uer_Manual_en_160314.pdf

3. T-Motor Store-Official Store for T-motor drone motor, ESC, Propeller, https://store.tmotor.com/

4. Боровков А.И., Воинов И.Б., Ибраев Д.Ф. Определение оптимальной аэродинамической формы лопасти самолетного винта на основе параметрической оптимизации // Известия вузов. Авиационная техника. 2021. No 2. С. 3–9.

5. Гайнутдинов В.Г., Левшонков Н.В. О проектировании лопастей воздушного винта повышенной эффективности // Известия вузов. Авиационная техника. 2013. No 2. С. 3–7.

6. Захарченко В.Ф., Таргамадзе Р.Ч., Фролов Е.А. Оценка скоростных характеристик малоразмерных беспилотных летательных аппаратов, снабженных электрическим двигателем // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. No 2. С. 26–30.

7. Сычев А.В., Балясный К.В., Борисов Д.А. Гибридная силовая установка с использованием электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания с общим приводом на воздушный винт // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. No 4. С. 172–185. DOI: 10.34759/vst-2022-4-172-185

8. Gur O., Rosen A. Optimization of Propeller-Based Propulsion System // Journal of Aircraft. 2009. Vol. 46. No. 1, pp. 95-106. DOI: 10.2514/1.36055

9. Gur O., Rosen A. Optimizing Electric Propulsion Systems for Unmanned Aerial Vehicles // Journal of Aircraft. 2009. Vol. 46. No. 4, pp. 1340–1353. DOI: 10.2514/1.41027

10. Hacker Motor Online–Shop für den Modellbau & Modellflug. URL: https://www.hacker-motor-shop.com

11. Артамонов Б.Л., Луханин В.О. Математическое моделирование работы воздушного винта с электроприводом // Известия вузов. Авиационная техника. 2023. No 2. С. 28–35.

12. Белоногов О.Б. Обобщенная математическая модель электродвигателя постоянного тока и метод идентификации ее параметров // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2013. No 1. С. 87–93.

13. Песков Р.Д. Исследование характеристик электродвигателя постоянного тока с помощью стенда на базе микроконтроллера // Политехнический молодежный журнал. 2017. No 8(13). DOI: 10.18698/2541-8009-2017-8-141

14. Желудков В.Н., Ячменцев О.В. Динамометрические приборы: Учеб. пособие. – Л.: Ленингр. ин-т точной механики и оптики, 1976. – 40 с.

15. McCrink M.H., Gregory J.W. Blade Element Momentum Modeling of Low-Re Small UAS Electric Propulsion Systems // 33rd AIAA Applied Aerodynamics Conference (22–26 June 2015, Dallas, TX, USA). DOI: 10.2514/6.2015-3296

16. Kenjo T, Nagamory S. Permanent-Magnet and Brushless DC Motors. - Oxford University Press, 1985. - 194 р.

17. Тормозной динамометр (тормоз Прони) // Энциклопедия по машиностроению XXL. URL: https://mach-xxl.info/597379

18. Луханин В.О. Экспериментальное исследование характеристик электроприводов БПЛА // 20-я Международная конференция «Авиация и космонавтика» (22-26 ноября 2021; Москва): Сборник тезисов. М.: Изд-во «Перо», 2021. С. 47–49.

19. Горлин С.М. Экспериментальная аэромеханика: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1970. – 423 с.

20. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы / Под ред. К. А. Семендяева; пер. с англ. Н.В. Леви. – 10-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2009. – 228 с.