Tolimojo nuotolio bepiločių orlaivių aerodinaminiai bandymai: lėktuvo tipo MALE, HALE ir VTOL

Sąvoka „BPO“ apima dvi rinkas, kurios beveik neturi nieko bendro. Vienoje pusėje – multikopteriai ir mažos FPV platformos: elektrinės, kybančios ore, kurių svoris matuojamas kilogramais. Kitoje – lėktuvo tipo aparatai, skraidantys parą ir ilgiau, pasiekiantys aukščius, kur oras kelis kartus retesnis nei prie žemės, ir kainuojantys tiek pat, kiek pilotuojama aviacija, nes pagal beveik visus aerodinaminiam tuneliui svarbius parametrus jie ir yra pilotuojama aviacija, tik be kabinos.

Tolimojo nuotolio BPO – MALE, HALE ir VTOL klasės – tai antroji rinka, ir būtent ji realiai atitinka tai, kam statomas didelis, pagal užsakymą gaminamas aerodinaminis tunelis.

---

1. Ką iš tikrųjų reiškia MALE, HALE ir VTOL

Tai nėra rinkodaros etiketės – NATO juos naudoja kaip formalią klasifikaciją. NATO BPO taksonomija sujungia vidutinio aukščio ir ilgo skrydžio trukmės (MALE ) bei didelio aukščio ir ilgo skrydžio trukmės (HALE ) aparatus į III klasę – didžiausią kategoriją, atskirtą nuo mažos I klasės ir taktinės II klasės.

Realūs orlaiviai paverčia aukščio ir trukmės ribas konkrečiomis:

VTOL – tai atskira ašis, o ne trečioji pakopa pagal aukštį: vis daugiau MALE ir taktinės klasės programų – tai lėktuvo tipo aparatai, kylantys ir besileidžiantys vertikaliai, konvertoplanai arba „tailsitter“ tipo orlaiviai, kurie dalį grynai lėktuvo schemai būdingos skrydžio trukmės ir keliamosios galios išmaino į nepriklausomybę nuo kilimo ir tūpimo tako. MALE platformos VTOL variantas išlieka MALE platforma – jis tiesiog prideda perėjimo fazę į skrydžio gaubtinę.

---

2. Kodėl aerodinamika yra atskira disciplina, o ne tiesiog padidinta tos pačios versija

• Kreiserinė aerodinaminė kokybė – ekonominis kintamasis. MALE arba HALE misija parduodama skrydžio trukmės valandomis ir nuotoliu, o abu šie skaičiai beveik tiesiogiai priklauso nuo kreiserinio L/D. Didelio proilgio sparnas – „Global Hawk“ sparnų mojo ir stygos santykis kur kas artimesnis sklandytuvui nei multikopterio rėmui – egzistuoja būtent dėl šio skaičiaus, ir nedideli pasipriešinimo prognozės nuokrypiai tiesiogiai virsta trūkstamomis misijos trukmės valandomis.
• Reinoldso skaičiai didesni visa eile. Tolimojo nuotolio BPO skraido greičiau ir yra didesnio mastelio nei mažas rotorinis aparatas, todėl atsiduria Reinoldso skaičių režime, kuris artimesnis bendrajai aviacijai ar verslo klasės lėktuvams nei kvadrokopteriui – tai keičia supratimą, kokia aerodinaminio tunelio duomenų kokybė yra svarbi ir kaip konstruojamas modelis.
• Aukštis – ne tik išnaša. HALE aparatai skraido ten, kur oro tankis tėra dalis jūros lygio tankio, o tai pastumia visą naudingą Reinoldso skaičių diapazoną žemyn net ir didėjant tikrajam skrydžio greičiui – tai režimas su sava bandymų logika, išsamiai išnagrinėtas mūsų straipsnyje apie

высотной аэродинамике HALE

.

• Sklandytuvas dažnai yra lankstus pagal sumanymą. Ilgo resurso ir didelio proilgio sparnas iškeičia standumą į aerodinaminę kokybę, ir šis lankstumas sąveikauja su aerodinamika taip, kaip niekada netenka atsižvelgti standžiam mažo drono modeliui – tai mūsų straipsnio apie

аэроупругость и порывы

tema.

---

3. Jėgainė: visiškai kitoks užduočių rinkinys

Maži rotoriniai BPO varomi elektriniais varikliais, sukančiais vos kelių colių dydžio sraigtus. MALE ir HALE platformos paprastai aprūpintos turbosraigtiniais arba sunkiojo kuro stūmokliniais varikliais, o tai reiškia oro įsiurbimo ir išmetimo sistemų integraciją, aušinimo sistemos pasipriešinimą ir didelio skersmens sraigto sąveiką su sklandytuvu realiame kreiseriniame greityje ir aukštyje – tai užduotys, kurių tiesiog nėra elektriniame kvadrokopteryje ir kurių neapima vieno sraigto bandymas stende. Mūsų straipsnis apie

турбовинтовые и поршневые силовые установки

tai išsamiai nagrinėja.

---

4. VTOL perėjimas: kitoks bandymų tikslas nei atsparumas miesto gūsiams

Lėktuvo tipo VTOL platformoms – konvertoplanams ir „tailsitter“ aparatams MALE klasėje – reikalingi bandymai perėjimo koridoriuje tarp vertikaliosios keliamosios galios ir kreiserinio skrydžio: taške, kur sraigto pėdsakas kerta sparną visais kampais nuo kybojimo iki horizontalaus skrydžio, ir kur keliamoji galia gali sumažėti dar prieš sparnui perimant skrydžio krūvį. Tai atskiras inžinerinis klausimas nuo bandymų atsparumui miesto šoniniam vėjui ir gūsiams, aprašytų mūsų straipsnyje apie eVTOL – tai kita aparatų klasė, kitoks gedimo pobūdis, kita bandymų matrica – ir jis atskirai atskleistas mūsų straipsnyje apie

переходные режимы VTOL самолётного типа

.

---

5. Ką tai reiškia stendo specifikacijai

Šios klasės bandymų programa remiasi kitokiais skaičiais nei mažo rotorinio aparato programa:

• Bandymo sekcijos dydį ir greitį lemia kreiserinis Reinoldso skaičius, o ne mažo sklandytuvo blokavimas. Modelis paprastai yra didesnis sekcijos atžvilgiu, o reikiamas greitis – realus kreiserinis arba aparato pikiravimo greitis, o ne diapazonas, artimas kybojimui.
• Aerodinaminės svarstyklės, pritaikytos sunkesniam ir greitesniam modeliui , o ne lengvos svarstyklės, specifikuotos FPV klasės bandymams.
• Aukščio imitacija ten, kur to reikalauja misijos profilis – Reinoldso skaičiaus suderinimas su realiu kreiseriniu aukščiu, o ne tik su jūros lygio sąlygomis.
• Konstrukcijos matavimo įranga kartu su aerodinaminiais duomenimis , jei sparnas yra pakankamai lankstus, kad aeroelastinis ryšys turėtų reikšmės.
• Jėgainės integracija į bandymų planą nuo pat pirmos dienos – oro įsiurbimas, išmetimas ir sraigto sąveika su sklandytuvu yra ne MALE / HALE kampanijos priedas, o jos branduolys.

---

6. Ką tai reiškia jūsų programai

Nurodykite mums aparato klasę, kreiserinį aukštį ir jėgainės tipą – mes suprojektuosime bandymų stendą ir bandymų matricą tolimojo nuotolio lėktuvo tipo platformai, o ne pritaikysime nuo mažo rotorinio stendo. Susijusi medžiaga:

обледенение и всепогодная сертификация

šios klasės aparatams.

---

Šaltiniai ir pastabos

• NATO BPO klasifikacija (I / II / III klasės, MALE ir HALE sujungtos į III klasę): NATO Joint Air Power Competence Centre, „C-UAS: Introduction“.
• Aparatų charakteristikų lentelė (sparnų mojis, praktinės lubos, skrydžio trukmė) modeliams MQ-1C Gray Eagle, Bayraktar Akıncı, MQ-9A Reaper, Eurodrone, MQ-9B SkyGuardian, RQ-4B Global Hawk ir PHASA-35: „MALE and HALE drone developments: Evolving existing systems and introducing new aircraft“, European Security & Defence, 2025 m. birželis.
• Kreiserinė aerodinaminė kokybė ir didelis proilgis kaip lemiamas ilgo resurso lėktuvo tipo BPO ekonomikos veiksnys, taip pat Reinoldso skaičių ir aukščio režimas, besiskiriantis nuo mažų rotorinių aparatų – tai TunnelTech inžinerinė praktika, išsamiai aprašyta su patvirtintais skaičiais mūsų straipsniuose apie HALE aukštuminę aerodinamiką ir ilgo resurso sparnų aeroelastingumą.