Образовательный стенд для испытаний винтомоторных групп «Гаскар ВМГ 4»

Образовательный стенд для испытаний винтомоторных групп «Гаскар ВМГ 4»

Специализированный аппаратно-программный комплекс «Гаскар ВМГ 4» представляет собой профессиональный лабораторный стенд, предназначенный для исследования аэродинамических, энергетических и тяговых характеристик винтомоторных групп (ВМГ) беспилотных авиационных систем. Оборудование разработано для практического оснащения образовательных центров в рамках федерального проекта «Кадры для БАС», лабораторий БПЛА в колледжах и техникумах СПО, профильных кафедр технических университетов, детских технопарков и инженерных конструкторских бюро.

Стенд решает прикладную задачу оптимизации силовой установки дрона: подбор идеального сочетания бесколлекторного электродвигателя (БКД), воздушного винта (пропеллера) и регулятора оборотов (ESC) для достижения максимальной энергоэффективности, грузоподъемности и продолжительности полета летательного аппарата.

Функциональные возможности и аппаратная архитектура

Комплекс обеспечивает прецизионное статическое тестирование элементов винтомоторных установок мультироторных и самолетных БЛА в широком диапазоне оборотов и электрических нагрузок:

• Приводной механизм и силовой узел:
  • универсальная регулируемая моторама для жесткой фиксации электродвигателей различных типоразмеров (от компактных моторов гоночных FPV-дронов до тяжелых двигателей коммерческих агродронов);
  • интегрированный электронный регулятор скорости (ESC) с поддержкой современных протоколов управления (PWM, DShot) для плавного и ступенчатого изменения частоты вращения вала;
  • прочная виброизолированная станина, исключающая паразитные резонансные колебания при испытании несбалансированных пропеллеров;
• Прецизионный измерительный комплекс:
  • Тензометрический датчик статической тяги: высокоточное измерение осевого усилия (тяги), создаваемого воздушным винтом (в граммах и ньютонах);
  • Оптический / лазерный тахометр: бесконтактная фиксация фактической скорости вращения винта (RPM) в реальном времени;
  • Термометрический модуль: инфракрасный или контактный датчик непрерывного мониторинга температуры обмоток статора и корпуса двигателя для предотвращения межвиткового замыкания и демагнетизации магнитов при пиковых нагрузках;
  • Блок электрических измерений: встроенный датчик тока и напряжения (ваттметр) для фиксации потребляемой электрической мощности (Вт), рабочего напряжения (В) и потребляемого тока (А).

Внедрение стенда «Гаскар ВМГ 4» позволяет реализовать практико-ориентированные программы подготовки техников и инженеров-конструкторов БАС:

• построение тяговых и мощностных кривых: зависимость создаваемой тяги от частоты вращения вала и потребляемого тока;
• расчет удельной тяги (энергоэффективности) силовой установки в граммах на ватт (г/Вт) на крейсерских и форсированных режимах;
• экспериментальное сравнение воздушных винтов с различным шагом, диаметром, профилем лопасти и материалом (нейлон, карбон, дерево);
• оценка качества динамической и статической балансировки винтов, влияние вибраций на датчиковую аппаратуру;
• проведение стресс-тестов на выносливость двигателя при длительной работе на максимальном газе.

Безопасность и программная интеграция

Конструкция стенда отвечает жестким требованиям безопасности при работе с высокооборотными воздушными винтами:

• защитный прозрачный поликарбонатный экран или сетчатое ограждение рабочей зоны, предохраняющее оператора от разрушения лопастей при разгоне;
• система экстренной аварийной остановки питания (кнопка E-Stop на лицевой панели);
• автоматическое защитное отключение при превышении пороговой температуры двигателя или токовых перегрузках;
• специализированное управляющее ПО для ПК: автоматизированное выполнение прогона по заданной циклограмме (плавный подъем оборотов, фиксация точек, сброс), построение графиков в реальном времени и экспорт отчетов в форматы CSV/Excel/PDF.

Технические параметры и комплектация

• Контролируемые параметры: статическая тяга, частота вращения (RPM), потребляемый ток, рабочее напряжение, потребляемая мощность, температура двигателя, эффективность (г/Вт);
• Типы тестируемых двигателей: бесколлекторные электродвигатели постоянного тока (BLDC);
• Интерфейс связи: USB / RS-485 для сопряжения с рабочей станцией оператора;
• Совместимость с ОС: Windows 10/11, Astra Linux, РЕД ОС;
• Комплект поставки: стенд «Гаскар ВМГ 4» в сборе с защитным кожухом, универсальный комплект креплений моторамы, датчик температуры, кабели коммутации и питания, кабель связи с ПК, флеш-накопитель с управляющим программным обеспечением, паспорт изделия и методические указания к лабораторным работам.