Войти на сайт Зарегистрироваться Забыли пароль?

Сверхдешевый беспилотник в облаке беспилотников.

Андрей_К
3256
№1
02.07.2014 12:19
Большая часть деталей в нем должна производиться штамповкой.
Никаких бензиновых двигателей - только электричество.

"Электродвигатель" можно сделать реактивным - вместо топлива в "камере сгорания" спиралями просто нагревается воздух - который вырывается через сопло и толкает аппарат вперед.
Двигатель может быть импульсным или турбореактивным - но с примитивным устройством и также изготавливается штамповкой из дешевых материалов.
Это будет гараздо дешевле любого бензинового или роторного электродвигателя.

Аккумуляторы можно совместить с крыльями - слой фольги, слой пластмассы, снова фольги и т.д.
Ёмкость аккумулятора пропорциональна площади фольги (в данном случае площади крыла) , обратно пропорциональна расстоянию между слоями (надо подобрать пластмассу с максимальными электро-изолирующими свойствами) и умножить на количество слоёв фольги.

Думаю, одной зарядки может надолго хватить.

Но ,в крайнем случае, беспилотники могут самостоятельно летать на подзарядку - и производить её без участия человека - хоть каждый час.

Вооружены одной или двумя дешевыми ракетами с коротким радиусом действия.

Дешевые беспилотники нужны для создания т.н. облака беспилотников.

Задача облака - не поражать цели на расстоянии, а не пропустить никаких целей сквозь него.

К стати, внутри облака никакие стэлсы не будут работать, поскольку приём отраженного излучения будет происходить со всех сторон - каждый беспилотник может служить приёмником сигналов, а все вместе - облако беспилотников может быть неплохой распределенной антенной, которая может засекать малозаметные цели на больших расстояниях.
(фольга в аккумуляторах может использоваться и как приёмная антенна)

Система связи и прочая электроника - самая дорогая часть аппарата - её можно поместить в отдельный контейнер и ,в случае гибели, спускать её на парашюте вниз - там её подберут наземные службы и вставят в новый запасной корпус.

Связь между аппаратами можно сделать лазерной - скорость лазерной связи позволит производить сравнение сигналов получаемых радио датчиками каждого аппарата и таким образом вычислять пространственную форму принимаемых радиоволн - т.е. наблюдать окружающее пространство в объёме - засекая любые стэлсы и даже без внешнего радара - из одних только шумовых случайных источников излучения.
-2
Сообщить модератору
Starnov
547
№2
02.07.2014 20:38
Мне кажется ваше предложение не содержит ни одного конкретного решения. Например, "электродвигатель":
Цитата, q
"Электродвигатель" можно сделать реактивным - вместо топлива в "камере сгорания" спиралями просто нагревается воздух - который вырывается через сопло и толкает аппарат вперед.
А что этот воздух заставит вырываться через сопло, а не через воздухозаборник?  Т.е.нужен компрессор, а что надо для компрессора? В вашем варианте - обычный электродвигатель  с валом. А не проще - один обычный электродвигатель с пропеллером и никаких спиралей и компрессоров. Другими словами вы поставили задачу, которая сейчас не решена и может быть никогда и не будет решена.
А технологическое предложение - все штамповкой - не соответствует понятию пластмасса, для изготовления изделий из которой, в основном, нужны литьевые формы и машины.
Поэтому предложение относится к разряду "давайте всем все сделаем хорошо".
+2
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№3
02.07.2014 22:35
Цитата, Starnov
А что этот воздух заставит вырываться через сопло, а не через воздухозаборник?
Не компрессор заставляет воздух из камеры сгорания вырываться через сопло, а разница в выходных диамерах входящего и исходящего отверстия в камеру сгорания.
Удельное давление нагретого газа одинаково, а площади у них разные, следовательно на сопло будет приходиться большая сила (сила равна площади умноженной на давление) - эта сила и двигает газ и беспилотник.
А сила давления из камеры сгорания на воздухозаборник уравновешивается силой давления поступающего воздуха.
Цитата, Starnov
Т.е.нужен компрессор, а что надо для компрессора? В вашем варианте - обычный электродвигатель  с валом.
В турбореактивном двигателе компрессор крутиться не электродвигателем.
У сопла установлена турбина, которая жестко связана валом с компрессором - от этой турбины он и крутится.

Таким образом в примитивном турбореактивном двигателе будет всего два вентилятора, на общем валу - один из них будет играть роль турбины, другой - компрессора.
Можно двигатель ,конечно усложнить, но соблюдая пропорции качество/стоимость.

Цитата, Starnov
Другими словами вы поставили задачу, которая сейчас не решена и может быть никогда и не будет решена.
Это Вы поставили такую задачу.

Цитата, Starnov
Поэтому предложение относится к разряду "давайте всем все сделаем хорошо"
Это не предложение, а описание того, как должно выглядеть ПВО будущего и к чему надо стремиться.
Какие направления развивать и к чему готовиться (к этому обязательно придет мировой тренд развития беспилотной авиации).
-1
Сообщить модератору
ash
3575
№4
03.07.2014 10:23
Цитата, q
Не компрессор заставляет воздух из камеры сгорания вырываться через сопло, а разница в выходных диамерах входящего и исходящего отверстия в камеру сгорания.

Термодинамика ВРД

ВРД — тепловой двигатель. Термодинамика процесса превращения тепла в работу для ПВРД и ТРД описывается циклом Брайтона, а для ПуВРД — циклом Хамфри. В обоих случаях полезная работа, за счёт которой формируется реактивная струя, выполняется в ходе адиабатического расширения рабочего тела в сопле до уравнивания его статического давления с забортным, атмосферным. Таким образом, для ВРД обязательно условие: давление рабочего тела перед началом фазы расширения должно превышать атмосферное, и чем больше — тем больше полезная работа термодинамического цикла, и выше КПД двигателя. Но в окружающей среде, из которой забирается рабочее тело, оно находится при атмосферном давлении. Следовательно, чтобы ВРД мог работать, необходимо тем или иным способом повысить давление рабочего тела в двигателе по отношению к атмосферному.

Основные типы ВРД (прямоточный, пульсирующий и турбореактивный) различаются, в первую очередь, техническим способом, которым достигается необходимое повышение давления, и который предопределяет устройство двигателя данного типа.

Важнейшим техническим параметром ВРД любого типа является степень полного повышения давления — отношение давления в камере сгорания двигателя к статическому забортному давлению воздуха. От этого параметра зависит термический КПД воздушно-реактивного двигателя (см. Цикл Брайтона и Цикл Хамфри).

Дозвуковые прямоточные двигатели
Дозвуковые ПВРД предназначены для полётов на скоростях с числом Маха от 0,5 до 1. Торможение и сжатие воздуха в этих двигателях происходит в расширяющемся канале входного устройства — диффузоре.

Из-за низкой степени повышения давления при торможении воздуха на дозвуковых скоростях (максимально — 1,9 при М=1) эти двигатели имеют очень низкий термический КПД (16,7% при М=1 в идеальном процессе, без учёта потерь), вследствие чего они оказались неконкурентоспособными в сравнении с авиадвигателями других типов и в настоящее время серийно не выпускаются.
Цитата, q
"Электродвигатель" можно сделать реактивным - вместо топлива в "камере сгорания" спиралями просто нагревается воздух - который вырывается через сопло и толкает аппарат вперед.
Какова мощность нагревателей?
Цитата, q
Аккумуляторы можно совместить с крыльями - слой фольги, слой пластмассы, снова фольги и т.д.Ёмкость аккумулятора пропорциональна площади фольги (в данном случае площади крыла) , обратно пропорциональна расстоянию между слоями (надо подобрать пластмассу с максимальными электро-изолирующими свойствами) и умножить на количество слоёв фольги.
Какую мощность может выдать такой аккумулятор? Сколько слоёв фольги потребуется. Каков будет общий вес такого крыла?
Цитата, q
Вооружены одной или двумя дешевыми ракетами с коротким радиусом действия.
Какую массу БЧ будет нести такая ракета?

Какова дальность такой ракеты?

Какова общая масса данной ракеты при применении РДТТ?

Какова полезная нагрузка Вашего БПЛА?
Цитата, q
Но ,в крайнем случае, беспилотники могут самостоятельно летать на подзарядку - и производить её без участия человека - хоть каждый час.
Каков боевой радиус Вашего БПЛА?

Какой вид пластмассы Вы предлагаете использовать?
+2
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№5
03.07.2014 11:49
Цитата, q
Какова мощность нагревателей?
Какую мощность может выдать такой аккумулятор? Сколько слоёв фольги потребуется. Каков будет общий вес такого крыла?
Какую массу БЧ будет нести такая ракета?

Какова дальность такой ракеты?

Какова общая масса данной ракеты при применении РДТТ?

Какова полезная нагрузка Вашего БПЛА?
Вам знакомо слово "концепция"?
Естественно, ничего этого я рассчитывать не буду, поскольку не планирую заниматься разработкой этих БПЛА.
Все вышеописанное - это концепция - идеал, к которому следует стремиться.
Что касается "какая пластмасса" и т.п. - это несущественные детали.
Могу ответить: наиболее подходящая.
Мне кажется, что эти вопросы Вы задаёте чисто из желания хоть что-то сказать отрицательное и создать впечатление "серьёзных возражений", когда никаких серьёзных возражений Вы не нашли и начали заниматься пустым трепом.

Правильные возражения должны выглядеть так: "Не существует таких материалов, из которых можно было бы создать описанный аппарат потому что то-то и то-то" а не "какая пластмасса?".

Совершенно понятно, что какая-то пластмасса да подойдет - что у нас видов пластмасс мало? - и какая разница что это будет за материал?

Остальные возражения не лучше :
"какая дальность ракеты" - оптимальная , определяется расчетом исходя из предполагаемого количества беспилотников и контролируемой ими охраняемой площади.

"какова общая масса БЧ" - зависит от дальности.

И т.д.
-4
Сообщить модератору
№6
ash
Удалено 2014.07.03 12:35
№7
Андрей_К
Удалено 2014.07.03 12:35
№8
ash
Удалено 2014.07.03 12:35
Андрей_К
3256
№9
03.07.2014 12:49
Цитата, q
Поэтому и написал те вопросы. Надеялся, что Вы хотя бы разовьёте свою мысль.
Не знаю как в вашей организации , а по моим дилетантским представлениям, чтоб одобрить или опровергнуть концепцию, требуется провести сложную экспертизу с расчетом всех показателей.
Например, взять эмпирический график дальность/стоимость ракет сравнить его с другим графиком по количеству беспилотников и их предполагаемой ценой , заданной в широких пределах и вычислить те параметры, о которых Вы тут спрашивали.
Построить несколько прототипов, на их основе еще раз пересмотреть цифры стоимостей и уточнить оценочные данные по цене и показателям , потом еще раз все посчитать и получить итоговую сумму затрат.
И исходя из этой суммы делать выводы - "данный проект не реализуем из-за его большой стоимости".
В принципе любой проект реализуем за "любые деньги" - поэтому глупо утверждать про некий проект, что он "вообще не реализуем" - что-то я не заметил в своей концепции никаких "антигравитационных двигателей" и т.п. фантастики.
Поэтому обычно проект не реализуем по затратам, а чтоб их узнать, повторю, нужны исследования.
Такое исследование стоит несколько миллионов долларов.
Поэтому я и удивился той наивности, с которой Вы интересовались цифрами, цена которых (если они правдивы) стоит миллионов.
И не представляю - на какой ответ Вы рассчитывали?
В вашей организации ,наверное, такие ответы выдают на одной интуиции?
После нескольких часов медитации?

Цитата, q
Кстати, в первых строках я Вам процитировал физические принципы некоторых воздушно-реактивных двигателей. Думал Вы запамятовали.
Не нашел в Вашем тексте ничего, чтобы противоречило тому, что я выше описал.
Одно и то же физическое явление можно описать с разных точек зрения.
Термодинамический цикл - лишь один из способов.
Мне больше нравиться понимать механизм работы двигателей через баланс сил - он более нагляден, а термодинамические циклы оставьте для расчетов КПД и др.
-2
Сообщить модератору
Starnov
547
№10
03.07.2014 18:38
Цитата, q
В турбореактивном двигателе компрессор крутиться не электродвигателем.
У сопла установлена турбина, которая жестко связана валом с компрессором - от этой турбины он и крутится.
Т.е. от варианта
Цитата, q
Никаких бензиновых двигателей - только электричество.
вы тут же отказались. Я же писал "в вашем варианте", но если ваш вариант изменяется мгновенно на любой другой, то дальнейшее обсуждение бессмысленно.
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№11
03.07.2014 18:39
Цитата, q
Я же писал "в вашем варианте", но если ваш вариант изменяется мгновенно на любой другой, то дальнейшее обсуждение бессмысленно.
Читайте внимательно тексты.
Где Вы там увидали "бензиновый двигатель"?
0
Сообщить модератору
ash
3575
№12
03.07.2014 21:53
Цитата, q
Т.е. от варианта
Цитата, q
вы тут же отказались. Я же писал "в вашем варианте", но если ваш вариант изменяется мгновенно на любой другой, то дальнейшее обсуждение бессмысленно.
Цитата, q
Читайте внимательно тексты.
Где Вы там увидали "бензиновый двигатель"?
Уважаемый Starnov, Андрей_К, видимо, считает, что часть энергии адиабатически расширенного рабочего тела будет "срабатываться" на лопатках турбины компрессора. Вот только нагревать рабочее тело (воздух в его изложении) он хочет с помощью "спиралей". И использовать для этого бортовое электричество. Т. е. мгновенный (секундный) нагрев потока воздуха до температур порядка 850 С, по мнению Андрея_К возможен с помощью "спиралей".
Я же не даром привёл ему цитату по дозвуковым ПВРД. Но, как выяснилось, для него это пустой трёп.
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№13
03.07.2014 23:49
Цитата, q
Т. е. мгновенный (секундный) нагрев потока воздуха до температур порядка 850 С, по мнению Андрея_К возможен с помощью "спиралей".Я же не даром привёл ему цитату по дозвуковым ПВРД. Но, как выяснилось, для него это пустой трёп.
Конечно пустой треп.
Вы ничего не утверждали - Ваши риторические фразы не содержат никакого утверждения - в чем проблема?
Вы ничего не сказали.
а) Невозможно быстро нагреть воздух при помощи спиралей?
Установите побольше спиралей можно увеличить их плотность - в лампах накаливания спирали нагреваються до температуры в 2500К - практически мгновенно.

б) Недостаточная ёмкость аккумулятора?
с) Или слишком низкая мощность двигателя?

В карайнем случае , если мощности или энергии будет не хватать на взлет, то взлет можно производить с катапульты, а для поддержания планера в полете много энергии не требуеться.
Ему не надо устанавливать рекордов скорости - а надо только не падать на землю.

Не говорите загадками а четко и без разночтений оформляйте свои утверждения и ваши сообщения не будут называть "пустым трепом".
-1
Сообщить модератору
Тим
1
№14
12.07.2014 21:56
Добрый день Андрей! Прочитал Ваши коменты на счет облака БПЛА - хочу сказать, что идея очень перспективная и интересная и поэтому не обращайте внимание на злые языки )))
Вы абсолютно правы - сначала рождается идея, далее разрабатывается концепция и....фантастика становиться явью )
Мне было бы очень интересно пообщаться с Вами на эту тему!
Приглашаю Вас к разговору по адресу: astana_01@mail.ru

C уважением Тим!
0
Сообщить модератору
Gold-dragon
67
№15
08.10.2014 16:37
Вот когда я зацепился за топик и набрёл на "Облако" и "беспилотник" я представил несколько иное чем то, что обсуждалось в этой теме...

Теперь пройдусь по тому что представилось мне:

Облако беспилотников - для меня как для айтишника, сразу представляется множество многофункциональных аппаратов с распределённым интеллектом, способных сохранять функциональность группировки БПЛА даже при выводе из строя большей части этой группировки.



Собственно берём некое стандартное шасси беспилотника (возможно и не одно) в составе которого обязательно присутствуют:
1) Вычислительный модуль
2) Модуль ближней связи (что-то аналогичное современному LTE Advance с радиусом в 5-10 км, но скоростью обмена данными свыше 10 Мбит/с)

а всё остальное крепится на внешней/внутренней подвеске шасси с подключением к вычислительному модулю. Внутри группировки вычислительные модули соединены по аналогии с кластерной архитектурой внутри дата центров, суть в том что при выводе любого узла из строя его функции тут же передаются аналогичному узлу на другой машине.

Шасси скорее всего несколько видов конструкций различных как по грузоподъёмности так и по принципу полёта в зависимости от конкретных задач.


Я имею достаточно скудные представления о принципах работы современных летательных аппаратов, но могу точно сказать что использовать электроприводы возможно только на самых маленьких аппаратах при очень маленьком радиусе действия, скорее всего это даже будут автономные модули в составе неких "авианосцев" БПЛА, типа квадракоптеров с камерами ближнего наблюдения или излучателями для подсветки целей управляемым ракетам.
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№16
08.10.2014 17:05
Одно не исключает другого.
Конечно подразумевается и взаимозаменяемость.
Если один беспилотник выходит из строя, то все соседние смещаются на один влево или вправо и дыра исчезает.

Что касается вычислительных мощностей, то их излишне дорого помещать на по-сути одноразовые изделия.

Пусть лучше ими с земли командуют - если беспилотник собьют меньше будут потери.
0
Сообщить модератору
Gold-dragon
67
№17
09.10.2014 10:18
Цитата, q
Что касается вычислительных мощностей, то их излишне дорого помещать на по-сути одноразовые изделия.

Вы наверное думаете что вычислительные модули это громоздкие серверные коробки??? Вынужден вас разочаровать, коробочка ВМ будет не больше сигаретной пачки, а её стоимость будет не более 10 000 руб и это может быть ARM v7 с 8 ядрами по 2-2.5Ггц, 2-4 ГБ ОЗУ и 32-128 ГБ ПЗУ... Если начнут выпускать нормальные Эльбрусы или Байкалы(те же ARM но v8) то вполне можно ставить и их, при этом мощность таких систем будет сопоставима с современными серверами на intel xeon. Думаю даже что стоимость разработки ПО будет гораздо больше чем стоимость всех ВМ которые могут быть поставлены на БПЛА.


А вот вынести вычислительный центр за пределы "роя" было бы большой ошибкой, собственно это тот существенный недостаток всех современных БПЛА - разрыв связи с мозгом и прекращение всей операции.

В общем идея Кластера в том что при потере узла он замещается другим, но и при потери связи с центральным  узлом не происходит прекращение выполнения задачи... Это примерно как рой пчёл или муравейник...
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№18
09.10.2014 11:27
В принципе, если микросхемы будут дешевыми, то можно и силами БПЛА все обрабатывать.
Тогда наше облако беспилотников превращается в минное поле в воздухе - все летающее и не отвечающее на сигнал свой-чужой, что попадает в его зону действия - уничтожается.

Но прервать связь между беспилотниками не сложнее чем между ними и центром.
Только центр имеет возможность повысить мощность передатчика, а беспилотники - нет.
0
Сообщить модератору
Gold-dragon
67
№19
09.10.2014 15:17
Цитата, q
Но прервать связь между беспилотниками не сложнее чем между ними и центром.
Только центр имеет возможность повысить мощность передатчика, а беспилотники - нет.

Как раз наоборот, между множеством объектов роя можно организовать цепную передачу информации на короткие расстояния завязанную не только на радиоволны, но например и на световые сигналы. В этом случае малые расстояния между БПЛА и альтернативные средства опознования/информирования существенно превосходят мощности наземной станции передач которая будет просто кричать о своём местоположении.
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3256
№20
09.10.2014 23:15
Центральная станция тоже может по лазерному лучу передавать информацию на ближайший беспилотник, а тот уже распространять её дальше по цепочке.
0
Сообщить модератору
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Обсуждаемое
другие обсуждаемые темы