КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. ТУПОЛЕВА

Кафедра
"Конструкции и проектирования летательных аппаратов"

ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ БЕСПИЛОТНОЙ АВИАЦИИ

Беспилотный аппарат вертикального взлета и посадки

Взлетная масса: 6,7 кг;
Полезная нагрузка (видео, тепловизионная головка) – 1 кг;
Максимальная скорость - 140 км/ч (самолетный режим);
Максимальная дальность - 100 км;
Максимальная продолжительность полета - 1 час;
Время подготовки к полету – 10 мин;
Топливо маршевого двигателя –АИ-95 (+ моторное масло);
Po-Li батарея (5Ач) – для подъемных двигателей

Состав комплекса: БЛА, наземная станция с радио (пульт управления), ЗИП

Конструкция БЛА модульная, время полная разборки (сборки) аппарата - 15 мин.

Модульная конструкция планера адаптирована к массовому производству.

VTOL UAV

Mass take-off: 6,7 kg;
Useful load (video cam., infrared cam.) – 1 kg;
Max. speed - 140 km/h (plane mode of flight);
Max. range - 100 km ;
Max. duration - 1 hour ;
To flight activation time – 10 min;
Fuel of propulsion engine – AI-95 (+ motor oil);
Po-Li battery (5Аh) – for take-off engine;

In sets components: UAV, ground control station, spare parts.

Modular design of frame, time of plane assembly-reassembly - 15 min.

Plane design is adapted to large-scale production.

Демонстрационный полёт усовершенствованного беспилотного летательного аппарата вертикального взлёта и посадки

Беспилотные "стаи"

На кафедре Конструкции и проектирования летательных аппаратов началась разработка алгоритмов формирования "стаи" БПЛА.

Основная цель - обучить беспилотники действовать в организованной группе как в хаотическом порядке, так и в структурированном определённым образом.

Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки КАИ-VT

Состояние проекта: испытание опытного образца

Перспективный летательный аппарат, отличающийся простой конструкцией, сбалансированный на всех режимах полета, способного совершать горизонтальный полет, вертикальный взлет и посадку и зависать на одном месте.

Работает аппарат следующим образом – на взлете/посадке двигатели занимают положение, показанное на рисунке. При этом расположение двигателей обеспечивает продольную, путевую и поперечную балансировку за счет симметричного расположения двигателей относительно центра масс аппарата. При достижении высоты крейсерского полета аппарат зависает, и пилоны двигателей поворачиваются на 90°.

В процессе поворота двигателей происходит увеличение горизонтальной составляющей скорости. Крыло при этом создает подъемную силу, компенсирующую уменьшение вертикальной составляющей тяги винтов.

Для обеспечения устойчивости на переходном режиме от висения к горизонтальному полету управление движителями осуществляется с использованием САУ (системы автоматического управления).

Беспилотный летательный аппарат КАИ-83 «Москит»

Беспилотный летательный аппарат, разработанный на базе сверхлегкого самолета КАИ-81.Самолет выполнен по схеме «летающее крыло».

Основными задачами БПЛА является воздушная разведка и уничтожение объектов противника.

ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ МАЛОЙ АВИАЦИИ

Ультралегкий самолет балансирного типа с поворотным крылом КАИ-81 «Беркут» (Патент РФ № 2277496)

Состояние проекта: испытание опытного образца

Поворотное крыло позволяет осуществлять непосредственное управление подъемной силой.

Закрытая кабина и жесткое крыло существенно повышают аэродинамическое качество летательного аппарата по сравнению с дельталетом. Как показали продувки в аэродинамической трубе, аэродинамическое качество предлагаемого самолета 12-13, для сравнения аэродинамическое качество дельталета 5-6.

Аэродинамическая схема позволяет обеспечить устойчивый горизонтальный полет или полет со снижением с неработающим двигателем при брошенном управлении.

Пилотирование самолетом предлагаемой схемы проще. При грубых ошибках или внешних возмущениях самолет способен самостоятельно стабилизироваться по принципу маятника, что также повышает безопасность ЛА.

Ультралегкий вертолет соосной схемы с зеркальным расположением автоматов перекоса КАИ-002 «Lark» (Патент РФ № 2277496)

Состояние проекта: производство опытного образца

В данной разработке предложена принципиально новая система управления соосными несущими винтами, в которой тяги управления циклическим шагом верхнего винта установлены внутри полой колонны, проходящей внутри вала верхнего винта. При этом автоматы перекоса верхнего и нижнего винтов установлены вверху и внизу полой колонны соответственно, и связаны между собой тягой.

Использование данной схемы позволяет:

вынести вращающиеся с большой кинетической энергией детали системы управления лопастями винтов за пределы кабины;
уменьшить число вращающихся деталей системы управления лопастями винтов;
осуществить процесс складывания несущей системы путем осевого перемещения вала верхнего несущего винта вниз до упора его втулки о втулку нижнего несущего винта без демонтажа системы управления.

Конструкция отличается относительной простотой, малым количеством сложных деталей и агрегатов, при сохранении всех функциональных возможностей в управлении соосными несущими винтами.

Самолета-аэротакси тандемной схемы с поворотными крыльями КАИ-82-01 «Better»

КАИ-82-01 – это многоцелевой самолёт 4-6 местный самолет, проектируемый на уровне мировых стандартов как по своим тактико-техническим данным, так и по надёжности.

Отличительной особенностью конструкции самолета, является принципиально новая тандемная схема жестких несущих поворотных несущих плоскостей, электро-дистанционная система управления и полностью закрытая кабина экипажа. Такая схема летательного аппарата в 1,5 раза повышает скорость полета по сравнению с классической схемой самолета, улучшает пилотажные свойства и повышает безопасность полета. При брошенном управлении совершает устойчивый горизонтальный полет или полет со снижением при выключенном двигателе. Самолет способен самостоятельно парировать внешние возмущения или грубые ошибки пилота.

Стоимость эксплуатации КАИ-82 равна стоимости эксплуатации автомобиля аналогичной мощности.

ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ БОЛЬШОЙ АВИАЦИИ

Самолет тандемной схемы с цельноповоротными крыльями (Патенты РФ №2244662, №2286287, №ХХХХХХХ)

Применение крыльев, изменяющих угол установки, позволяет обеспечить горизонтальное (или близкое к горизонтальному) положение фюзеляжа на взлете, посадке и на протяжении полета самолета.

Два равноценных несущих крыла значительно разгружают фюзеляж, снижая массу фюзеляжа и конструкции самолета в целом.

Двухпалубная схема фюзеляжа со сдвигом верхней палубы относительно нижней позволяет разнести крылья не только по длине фюзеляжа, но и по высоте, способствуя устранению аэродинамического влияния переднего крыла на заднее, следовательно улучшению аэродинамических характеристик всего самолета.

Лёгкий многоцелевой ближне-магистральный самолёт

Особенностью проектируемого самолета является то, что большая часть силовой конструкции выполнена из композиционных материалов.

В частности, силовой набор фюзеляжа представляет собой монолитную конструкцию из композиционного материала. В качестве поперечного и продольного силового набора делаются рёбра жёсткости заменяющие в классической схеме фюзеляжа стрингера и шпангоуты.

Это позволило облегчить самолет на 20% по сравнению с самолетом прототипом, а также позволило применить менее мощные, но более экономичные двигатели Walter M601E.

ПРОЧИЕ ПРОЕКТЫ

Ледокольно-транспортная платформа на воздушной подушке.

Принцип действия аппарата основан на разрушении ледяного покрова под действием собственного веса. При движении СВП с малой скоростью над поверхностью льда, напор в воздушной подушке создает подо льдом воздушная полость, и вода перестает поддерживать ледяной покров. В этом случае равновесие ледяного покрова достигается только за счет сил тяжести и упругости. При этом вес движущегося судна через воздушную подушку полностью передается на лед. При определенных размерах воздушной подушки в плане, зависящих от физико-механических свойств льда и его толщины, лед начинает самопроизвольно разрушаться под действием собственной силы тяжести, а не за счет приложенных к нему значительных усилий со стороны судна. Таким образом, для разрушения льда требуются значительно меньшие энергозатраты по сравнению с традиционными ледокольными средствами.

КНИТУ им. А.Н. Туполева - КАИ