Российские инженеры разработали линейку легких двухтактных двигателей внутреннего сгорания для беспилотников. Часть металлических деталей в них заменили высокотемпературными полимерными композитами. Это позволит в среднем на 20–25% снизить стоимость БПЛА, сообщили «Известия».
В основе разработки — частичная замена металлических деталей полимерными композитами. Часть компонентов можно изготавливать литьем под давлением и методом послойного наплавления (FDM-печати), тогда как наиболее нагруженные элементы по-прежнему делают из металла методом штамповки. Такой подход снижает трудоемкость и позволяет быстрее адаптировать силовую установку под разные конструкции беспилотников.
Изначально инженеры пытались полностью отказаться от металла, но для ряда деталей это оказалось нецелесообразно. В итоге остановились на комбинированной конструкции. Полимерные материалы проверили на тепловые и вибрационные нагрузки: отдельные композиты выдерживали циклы нагрева от 160 до 300°C.
Проект шел поэтапно: научно-исследовательская работа — в 2023 году, опытно-конструкторская — в 2024-м. За это время команда изготовила 32 варианта силовой установки и провела более 24 испытаний. Моторы проверяли на детонацию, нагрев и вибрацию, а также в летных и ресурсных тестах. Один из двигателей сбросили с высоты до 100 метров — и он четыре часа отработал на стенде после падения.
По словам авторов технологии, доля стоимости двигателя в БПЛА составляет 30–40%. Новая технология позволит снизить ее более чем вдвое — до менее 15% от общей стоимости беспилотника, что потенциально сократит общие затраты на производство на 15–25%.
Вторая часть разработки — собственная электронная система впрыска топлива. Она интегрируется с полетным контроллером и, по данным разработчиков, экономит от 10% до 40% топлива в зависимости от режима. Система обеспечивает стабильный запуск и позволяет многократно выключать и запускать двигатель прямо в полёте. Электроника учитывает изменение давления, влажности и температуры.
Снижение массы и стоимости силовой установки может дать больше, чем просто удешевление беспилотника. Более лёгкий аппарат способен нести дополнительную полезную нагрузку либо использовать освободившуюся массу для увеличения запаса топлива и дальности полета.
К 2026 году проект вышел на уровень технологической готовности TRL 8 — устройство прошло испытания в реальных условиях. Разработаны двигатели мощностью 5, 12 и 24 л.с., а также собственные системы зажигания, электростартера и электронного впрыска.
Следующий этап — серийное производство. Разработчики рассчитывают выпускать десятки тысяч двигателей в месяц.
При этом эксперты предупреждают: более дешевые компоненты не гарантируют пропорционального снижения стоимости всего беспилотника. Итоговый эффект будет зависеть от ресурса полимерных деталей, стабильности их характеристик при длительной эксплуатации и стоимости масштабирования производства. Для серийного применения потребуется подтвердить надежность двигателей в разных климатических условиях и при продолжительных нагрузках. Поэтому заявленное снижение доли двигателя в себестоимости БПЛА пока следует рассматривать как целевой показатель разработчиков, а не как гарантированное снижение цены готовых аппаратов.
Ранее в России начали разработку дрона с возможностью набора высоты до 15 километров.