База инновационных проектов - Портал инноваций Самарской области

О проекте

Рынок беспилотных авиационных систем развивается достаточно быстро. Хотя электрификация летательного аппарата определила технологии малоразменых БПЛА, двигатели внутреннего сгорания при развитии отрасли БАС получили очередной этап развития. Согласно экспертным оценкам, основным типом силовой установки для БПЛА весом более 30 кг является поршневой ДВС, который также применяется и для гибридных силовых установок. Сегмент БПЛА массой выше 30 кг составляет при этом большую часть стоимости рынка. Развитие отечественного производства БАС невозможно, таким образом, без собственной линейки ДВС и гибридных силовых установок. Текущее состояние отечественной отрасли характеризуется почти отсутствием профильных крупносерийных производств малоразмерных ДВС, рынок в основном заполнен импортом. В Стратегии развития беспилотной авиации Российской Федерации на период на перспективу до 2035 года ДВС и гибридные силовые установки включены в перечень ключевых категорий комплектующих. Указано, что имеет место «…значительный уровень импортозависимости по ключевым комплектующим, ограниченный уровень компетенций для производства двигателей…». Копирование зарубежных двигателей при отсутствии отработанных технологий требует проведения НИОКР. Затраты на проведение НИОКР практически одинаковы, как в случае применения давно известных материалов, так и в случае применения новых перспективных материалов. Однако использование новых материалов может значительно повысить эффективность затрат на НИОКР, благодаря повышению характеристик двигателя. Повышение соотношения полезная нагрузка/собственная масса БПЛА является мировым драйвером развития отрасли. Двигатель является наиболее массивной частью ЛА, соответственно, снижение массы двигателя ведёт к уменьшению массы всего аппарата в целом. Историческое развитие авиационных ДВС характеризуется монотонным снижением удельной (на кВт мощности) массы. На текущий момент совершенствование двигателей по данному показателю (составляющему 0.7 – 0.8 кг/кВт) происходит довольно медленно, так как системы электронного управления и другие пути повышения эффективности уже отработаны. Улучшение удельных показателей ДВС обусловлено повышением удельных нагрузок, что можно обеспечить только новыми материалами и технологиями. Максимальное применение сплавов магния, как наиболее легкого конструкционного металла, для производства авиационных поршневых двигателей и сопутствующих компонентов позволит выйти на новый уровень удельных показателей. По результатам проведённых НИР ожидается снижение удельной массы ДВС до 0.4 -0.6 кг/кВт. Предлагается разработка отечественной линейки облегченных авиационных поршневых двигателей для крупносерийного производства с высокой унификацией по основным компонентам, изготовленным из магниевых сплавов (поршень, цилиндр, шатун и корпусные детали). Основной результат проекта – удовлетворение спроса на отечественные ДВС для применения в БАС. Преимущество обеспечивается повышением целевых характеристик БАС (грузоподъемность, дальность полета на 15-20%), снижения вибраций за счёт сниженной массы и повышенной эффективности силовой установки. Текущий этап проекта – разработка магниевого поршня для производства по серийным технологиям.