Беспилотники вертикального взлета и посадки  (VTOL) --  Основные конструкции беспилотников

Под этими аппаратами подразумеваются все БЛА, которые способны контролируемо менять направление вектора тяги. В России их именуют СВВП (с вертикальным взлетом и посадкой), за рубежом - VTOL. 

Для этого можно менять положение фюзеляжа - такой подход используют так называемые Тейлситтеры. Также можно использовать поворотные крылья, либо только поворотные двигатели, как в Конвертопланах. Могут отклоняться только винты или направление реактивной струи (в рактивных двигателях). 

Упрощенно можно сказать, что VTOL взлетают "по-вертолетному" за счет двигателей с пропеллерами, установленными в горизонтальной плоскости, а затем перемещаются "по-самолетному", например, за счет толкающего или тянущего винта, установленного в вертикальной плоскости. Такие аппараты обладают тем неоспоримым преимуществом, что подобно вертолетам, не требуют ВПП или пусковой катапульты для взлета и парашюта для приземления. 

Поскольку практически все мультироторы и вертолеты относятся к этой категории, мы не будем ее здесь рассматривать, чтобы сосредоточиться на аппаратах, выполняющих полет по-самолетному, но при этом взлетающим и садящимся по-вертолетному. 

Один из заметных трендов в области беспилотной авиации в десятые годы - конструирование БЛА вертикального взлета и посадки.

Для тех, кто не видит принципиальной проблемы в наличии катапульты, напомним, что при ее использовании случаются, например, срывы каретки (и горе тому, кто вдруг окажется в зоне взлета). Случаются срывы лебедки, что может привести к травмам рук. Жгуты постепенно начинают рваться, за этим приходится следить и тратиться на своевременную замену. Для установки катапульты требуется сравнительно ровная поверхность. При использовании в катапульте резиновых жгутов происходит подбрасывание задней части пусковой установки, что может критически повлиять на траекторию взлета, вплоть до аварии. Запуски с катапульты возможны только против ветра или в условиях его отсутствия, в противном случае велик риск аварии. 

 

Прогнозы

2024.06 По прогнозам JPMorgan, к 2040 году рынок eVTOL может достигнуть $1,5 трлн. / КоммерсантЪ  

2024

2024.06 Власти китайского города Гуаньчжоу до 2027 года планируют вложить более 100 млрд юаней ($1,4 млрд) в "экономику малых высот". В частности планируется инвестировать средства в инфраструктуру - создать более 100 площадок для взлета и посадки воздуших такси. Также будет построен "аэродром" с укороченной ВПП. / КоммерсантЪ   

2024.06 В Европе правила сертификации, установленные Европейским агентством безопасности полетов (EASA) столь жесткие, построенные как если бы речь шла об обычной авиации, что eVTOL почти невозможно вывести на мссовый рынок. В Китае идут по пути выдачи отдельных лицензий на отдельные регионы, аналогичным путем идут и в США - выдают разрешения отдельынм компаниям. Пока что лицензии в США получили Jobi и Archer. / КоммерсантЪ

 

Каталог БЛА вертикального взлета и посадки

Российские аппараты

 

Рикор АЛ-320, Рикор Электроникс (ОАО Рикор Электроникс), Россия

Комплекс с беспилотным летательным аппаратом аэрогибридной схемы с вертикальным взлетом и посадкой серии «Рикор АЛ-320» с видеокамерой и/или тепловизионным модулем в качестве полезной нагрузки

Рикор АЛ-350 Курьер-5, Рикор Электроникс (ОАО Рикор Электроникс), Россия

Комплекс с беспилотным летательным аппаратом аэрогибридной схемы с вертикальным взлетом и посадкой. Предназначен для транспортировки небольших грузов. Умеет преодолевать большие дистанции за относительно небольшое время. Располагает бортовой навигационной системой не позволяющей сбиться с курса. Программруем на доставку груза по нужному адресу в автономном режиме.  

БС-103, Рикор Электроникс (ОАО Рикор Электроникс), Россия

Конвертоплан. 11 кг

Гранат-5, Ижмаш - беспилотные системы (ООО Ижмаш) , Россия

Конвертоплан, для ВМФ, разведывательный, 7 кг. 

Название неизвестно, ВР-Технологии, Россия

В 2015 году покапзан прототип разрабатываемого конвертоплана. ОКР планировались с 2016 года.  

Фрегат, АО Кронштадт, Россия

Проект разработки конвертоплана. Прототип показан в 2015 году. Практическая дальность действия - до 5000 км. Разработка с участием ФПИ и Внешэкономбанка. Размах крыльев - 19 метров, высота - 3.1 м, продолжительность полета - до 10 часов, максимальная нагрузка при вертикальном взлете - 1000 кг. Взлетная масса - 7000 кг. Скорости до 600 км/ч. Максимальная высота - до 8 км. 

Як-141, Россия

Аппарат VTOL с реактивным двигателем, у которого может изменятся направление вылетающей из сопла струи. Незавершенный проект 1966 года.  

ERA-101

24 кг

ERA-51

конвертоплан, 7 кг

Flyter ПАК ВВП 420-120, Flyter

Перспективный авиационный комплекс вертикального взлета и посадки. ПАК ВВП 420-120 – модульный VTOL ЛА. Планируется выпуск гибридного VTOL беспилотного грузовика взлетной массой до 420 кг и массой полезной нагрузки до 120 кг. Затем планируется выпуск его модификаций: cначала пилотируемого VTOL ЛА, затем беспилотного VTOL аэротакси.

Flyter ПАК ВВП 720-200, Flyter

Перспективный авиационный комплекс вертикального взлета и посадки. ПАК ВВП 720-200 – универсальный самолет. Планируется выпуск гибридного VTOL беспилотного грузовика взлетной массой до 720 кг и массой полезной нагрузки до 200 кг. Затем планируется выпуск его модификаций. Сначала пилотируемый самолет LSA класса со взлетным весом 600 кг и массой полезной нагрузки 230 кг. Затем пилотируемый VTOL самолет или беспилотное VTOL аэротакси, также, как и VTOL грузовик, взлетной массой до 720 кг и массой полезной нагрузки до 200 кг.

PteroG3 VTOL, ПТЕРО (ГК inenergy)

тейлситтер, в разработке не 2021.02, масса груза до 10 кг, взлетная масса 30кг, дальность полета - 400 км, скорость 60-110 км/ч, время полета 4 ч
Вертикальный взлет и посадка без присутствия персонала

 

 Зарубежные аппараты

Бразилия

Tupan Aircraft, Бразилия

Tupan 300 RC

2022.12 Демонстратор технологий. Телеуправляемый. Грузы до 2.5 кг, скорость - 150. Подробнее. 

Tupan 1000

2022.12 В разработке на 2022.12. Плановый полезный груз - до 140 кг. Взлет на 4 электродвигателях, маршевый - турбовентиляторный. Подробнее. 

Tupan 2000

2022.12 В разработке на 2022.12. Плановый полезный груз - до 280 кг. Взлет на 4 электродвигателях, маршевый - турбовентиляторный. Подробнее. 

Tupan 3000

2022.12 В разработке на 2022.12. Плановый полезный груз - до 600 кг, дальность полета - до 1200 км, скорость - до 850 км/ч. Взлет на 4 электродвигателях, маршевый - турбовентиляторный. Подробнее.

 

Израиль

IAI, Израиль

Panther, IAI, Израиль

Военный разведывательный БЛА. Функциональность VTOL и гибридная силовая установка. 130 км/ч, канал управления - 60 км. Высота - до 3 км, продолжительность полета - до 6 часов. 67 кг, полезная нагрузка - 8.5 кг. Поворотная конструкция винтов. 
2017.04.30 IAI улучшит гибридные дроны Panther. 

 

Китай

AutoFlight, Китай

Prosperity I, AutoFlight, Китай

2023.08.07 Китайская AutoFlight провела синхронный полет трех итераций eVTOL-аэротакси Prosperity I. Аппараты сохраняли формацию, удерживали высоты порядка 80, 100 и 120 метров, преодолели расстояния в 28, 91 и 120 км и оставались в воздухе 12, 35 и 42 минуты соответственно. 

Проектно-конструкторский институт авиастроения в Ченгду, Китай

VD200, Проектно-конструкторский институт авиастроения в Ченгду, Китай

Разработка 2013 года. Дрон приводят в движение пропеллеры, диаметр которых составляет 2 метра, размах крыльев - 4.6 метра, длина аппарата - 1,8 м, вес - 200 кг, полезная нагрузка - еще 20 кг. Предельная скорость аппарата составляет 260 км/ч, радиус действия - 150 км, время полета - до 3 часов. БЛА можно запустить с грузовика или корабля.

 

Нидерланды

Делфтский технологический университет, Нидерланды

DelftAcopter

Тейлситтер для доставки медпрепаратов в труднодоступные районы. Предельная скорость устройства в “самолетном” режиме достигает 107 км/ч, одного заряда батареи хватает на 60 минут полета. Новинка способна подняться в воздух с любого "пятачка", развернуть корпус из “вертолетного” положения в самолетное и, выполнив задачу, приземлиться полностью автономно. Выходя за пределы прямой связи с оператором, устройство подключается к спутникам Iridium - по заявлением разработчиков, управлять этим беспилотником можно из любой точки планеты. Вес - 4 кг.  Умеет уклоняться от столкновений с препятствиями и находить безопасные зоны для посадки. 
2016.09.23 В Делфтском технологическом университете представили гибридный дрон. 

 

Объединенное королевство

Производитель неизвестен

Raptor EV, Объединенное королевство

Гибридная конструкция - аппарат с фиксированным крылом и фронтальным тянущим винтом, оборудованный также четырьмя роторами для вертикального взлета и посадки. Полностью электрическая платформа способна оставаться  в воздухе 5 часов на скорости до 60 км/ч с полезной нагрузкой 3.5 кг при весе аппарата 9 кг. 
2017.06.28 Raptor EV - легкая беспилотная платформа для сельского хозяйства. 

Vertical Aerospace, Объединенное Королевство

2023.07.25 Vertical Aerospace провела успешный автономный свободный полет электрического аэротакси вертикального взлета и посадки VX4. Сертификация аппарата намечена на 2026 год. 

 

Сингапур

Национальный университет Сингапура, Сингапур

U-Lion, Национальный университет Сингапура, Сингапур

2017.03.31 Студенты Национального университета Сингапура разработали гибридный беспилотник - тейлситтер U-Lion со складными крыльями. 

 

США

Aerosonde HQ, Textron System, США

Первоначально требовал для взлета катапульты но был модифицирован до VTOL. Aerosonde весит 36,2 кг, из которых 9 приходится на полезную нагрузку (включая электро-оптическое оборудование), а также дополнительное грузовое 11-литровое пространство для 2,26 кг веса. До 12 часов полета. Предназначен для нужд береговой охраны США - разведка, наблюдение, сбор данных. Летом 2017 года планируется официальная демонстрация. 

2017.04.12 Textron продемонстрирует возможности Aerosonde летом 2017 года. 

AeroVironment, США

Quantix, AeroVironment, США

Тейлситтер гражданского назначения, 2.26 кг, 1 м - размах крыльев, скорость до 72,4 км/ч, 45 минут полета, две камеры 18 мпикс. 

2016.11.25 AeroVironment выходит на рынок коммерческих беспилотников! 

Aurora Flight Sciences, США

LightingStrike, Aurora Flight Sciences

Разрабатываемый по заказу DARPA ударный беспилотник. Планируется газотурбинный двигатель мощностью 3 МВт (4 тыс. л.с.), 24 канальных вентилятора - по 9 в каждом поворотном крыле и по 3 в поворотных носовых кэнардах. 4.5 тонны. Планируемые скорости - 740 км/ч, полезная нагрузка - около 1.8 тонн. Ожидаемое время постройки - 2018 год. 2016.04.22 Прототип дрона будущего Darpa становится на крыло. 1:5.  

X-24A X-Plane, Aurora Flight Sciences, США

Разрабатываемый по заказу DARPA ударный беспилотник. Планируется газотурбинный двигатель мощностью 3 МВт (4 тыс. л.с.), 24 канальных вентилятора - по 9 в каждом поворотном крыле и по 3 в поворотных носовых кэнардах. 4.5 тонны. Планируемые скорости - 740 км/ч, полезная нагрузка - около 1.8 тонн. Ожидаемое время постройки - 2018 год.

2017.04.09 В DARPA  строят полномасштабную версию X-Plane.

2016.04.22 Прототип дрона будущего становится на крыло.  

Bell Helicopter, США

V-22 Osprey, Bell Helicopter, США

Конвертоплан, серийно производится. 

V-247 Vigilant, Bell Helicopter, США

Военный беспилотник. Конвертоплан, разрабатываемый для Корпуса морской пехоты США.

V-247 способны развивать максимальную скорость вплоть до 530 км/ч, круизная скорость при этом составит 330 км/ч. Беспилотник может подниматься на высоту до 7620 метров, нести полезную нагрузку массой до 907 кг, общая масса с полной загрузкой доходит до 13400 кг.

X-22, Bell Helicopter, США

Экспериментальный аппарат с отклоняющимися винтами, который поднимался в воздуз в 1966 году. 

 

BirdsEyeView Aerobotics, США

FireFLY6 PRO, BirdsEyeView Aerobotics, США

2016.09.20 Цена устройства в базовой комплектации - порядка $6 тысяч. БЛА сочетает возможности вертикального взлета и перехода затем в самолетный режим полета за счет поворота моторов с пропеллерами. Радиус действия до 36 км. Платформа может нести различную полезную нагрузку. Вес беспилотника - порядка 4 кг. Непрерывный полет - до 40 минут от одного заряда батареи. Скорость - порядка 15-18 м/с. 

Lockheed Martin, США

Lockheed XFV1, США

СВВП типа "тейлситтер", способный приземляться на хвост. Экспериментальный аппарат. 

MLB, США

V-BAT, MLB, США

2015. Компания MLB при поддержке DARPA разработала дрон-tailsitter V-BAT, способный   оставаться в воздухе на протяжении 8 часов, перемещаясь со скоростью до 83 км/ч и высоте около 4.5 км. При необходимости беспилотник можно оснастить роботизированным манипулятором для выполнения несложных задач. 

NASA, США

GL-10 Grased Lightning, NASA, США

VTOL, использует поворотные крылья и гибридную силовую установку. Два дизельных двигателя обеспечивают электроэнергией независимые электроприводы каждого из 10 винутов.

Northrop Grumman, США

TERN, Northrop Grumman, США

2015 году DARPA выделила компании Northrop Grumman $93 млн на продолжение амбициозного проекта - создание палубных дронов вертикального взлета, способных превратить практически любой корабль ВМС США в авианосец. Проект известен под названием TERN.

Производитель неизвестен

AgustaWestland Project Zero, США

Экспериментальный конвертоплан с винтами, скрытыми в крыльях, полностью электрический. Он способен заряжать аккумуляторы на земле, за счет свободного варщения вентиляторов ветром.

 

Франция

Parrot, Франция

Parrot Swing, Parrot, Франция

Швейцария

Wingrta, Швейцария

Wingrta, Wingrta, Швейцария

В разработке в компании Wingrta при Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Заряда аккумулятора хватает на 1 час полета. Дальность полета - порядка 60 км. Дрон умеет следовать по точкам, указанным координатами. Посадка на точки, помеченные мишенью на земле. Наведение на мишень дрон осуществляет с помощью цифровой камеры, вмонтированной в хвостовой части. Предусмотрена возможность установки полезной нагрузки. Есть грузовой отсек, вмещающий до 500 граммов. Ожидаемое время выхода на рынок - 2017 год.

  --