Инженеры создали 3D-печатный БПЛА со встроенными электрическими турбореактивными двигателями
Малые беспилотные летательные аппараты (БПЛА) представляют собой чрезвычайно гибкие устройства, которые могут быть использованы в аэрофотосъемках и при мониторинге окружающей среды. Но большинство конструкций беспилотников достаточно дороги и трудоемки в изготовлении, поэтому еще в марте этого года инженеры из Центра перспективных разработок оборудования (AMRC) при университете Шеффилда предприняли попытку, и весьма успешную, создания прототипа БПЛА с помощью технологии 3D-печати. А недавно они модернизировали свой прототип в полнофункциональное устройство, встроив в него электрический двухконтурный турбореактивный двигатель.
Все части планера, а также фиксаторы, крепления и другие компоненты были напечатаны из углеродного композитного волокна на 3D-принтере Stratasys Fortus 900mc, работающем по технологии моделирования методом осаждения расплавленной нити. В целях уменьшения расхода материала и стоимости изготовления, команда AMRC разработала 3D-модели частей конструкции так, чтобы их можно было распечатать без подложки. Готовый самолет имеет размах крыльев 1,5 метра и весит 2 кг (без двигателей). Его можно разобрать на две половинки для удобства транспортировки.
Одним из значительных изменений в аэродинамике нового концепта БПЛА является дополнительная крутка крыла. Поскольку любая асимметрия конструкции может привести к трудностям в настройке горизонтального полета в спроектированном диапазоне скорости, части самолета должны быть собраны особенно точно. Для этого ученые разработали и напечатали все части крыла, включая наконечник ребра, корневую часть крыла, основные лонжероны и т.д., по отдельности, а затем собрали их вручную с использованием структурного клея.
Помимо двух электрических турбореактивных двигателей, БПЛА оснащен электронными компонентами, которые обеспечивают управление устройством. Максимальная скорость полета беспилотника составляет 20 м/с. Создатели также улучшили управление самолета по тангажу, разработав подвижный «Утиный Хвост», который собирает воздушные потоки, выходящие из двигателей БПЛА, для повышения аэродинамики.
Безусловно, эти дополнения отразились на массе самолета, которая составляет 3,5 килограмма. В связи с увеличением веса, ученые сочли необходимостью запускать самолет с катапульты, которую они также напечатали на FDM 3D-принтере. Катапульта имеет автоматический механизм высвобождения, который блокирует БПЛА на каретке, позволяя двигателям выйти на полную мощность перед запуском.
