Терелянский Павел Васильевич, Д-р экон. наук, канд. техн. наук, проф.
г. Москва
Pavel V. Tereliansky, Dr. Sci. (Econ.), Cand. Sci. (Engr.), Prof.
Moscow
Дубров Алексей Александрович, Зам. директора Центра «Проектный офис молодежной деятельности»
г. Москва
Alexey A. Dubrov, Deputy Director of the Center «Project office of youth Activity
Moscow
Кузнецов Сергей Юрьевич, Канд. экон. наук, доц. каф. информационных систем в экономике
г. Волгоград
Sergey Yu. Kuznetsov, Cand. Sci. (Econ.), Assoc. Prof. at the Information Systems in the Economy Department
Volgograd
Рогачев Алексей Фруминович, Д-р техн. наук, проф. каф. прикладной математики и основ научных исследований
г. Волгоград
Alexey Fr. Rogachev, Dr. Sci. (Engr.), Prof.at the Department of Applied Mathematics and Fundamentals of Scientific Research
Volgograd
В статье представлена комплексная методика оценки и выбора оптимальных винтомоторных групп для беспилотных авиационных систем (далее — БПЛА) малой грузоподъемности, а также экономическая оценка полученных конструкторских решений. Авторами проведен цикл натурных испытаний на современном тягоизмерительном стенде Mayatech MT10, что позволило получить экспериментальные данные по энергетической эффективности различных комбинаций бесщеточных электродвигателей и формфакторов пропеллеров.
В рамках исследования на основе морфологического анализа вариантов приведен детальный пример выбора оптимальных конфигураций. При разработке методики расчета экономико-энергетических параметров винтомоторных групп для БПЛА малой грузоподъемности применены методы теории принятия решений и непараметрической экспертизы, что обеспечивает объективность и воспроизводимость результатов. Особое внимание уделено экономической составляющей оптимальности. Авторами предложен расчет приведенных эксплуатационных затрат, включающий стоимость приобретения, амортизационные отчисления, расходы на ремонт и обслуживание, а также энергопотребление исследуемых винтомоторных групп. Методика поиска оптимальной винтомоторной группы по критерию средневзвешенной эффективности и экономическим показателям позволяет выделить наиболее рациональные комбинации для БПЛА массой до десяти кг. Разработка автоматизированной цифровой методики анализа оптимальности рассчитано на повышение конкурентоспособности отечественных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, снижение производственных и эксплуатационных издержек, а также на ускорение процесса внедрения новых моделей беспилотников в гражданский, военный и коммерческий секторы.
В качестве практического результата авторами разработан специализированный программный комплекс для автоматизированного анализа спроектированных силовых установок. Этот инструмент предназначен для формирования научно обоснованных рекомендаций промышленным предприятиям, конструкторским бюро и разработчикам в сфере малой беспилотной авиации.
The article presents a comprehensive methodology for evaluating and selecting optimal propeller-motor groups (PMGs) for small-lift unmanned aerial systems (UAS), as well as an economic assessment of the resulting design solutions. The authors conducted a series of field tests using the Mayatech MT10 modern traction testing stand, which allowed them to obtain experimental data on the energy efficiency of various combinations of brushless electric motors and propeller form factors. The study provides a detailed example of selecting optimal configurations based on morphological analysis of options. When developing a methodology for calculating the economic and energy parameters of propeller groups for small-capacity UAVs, methods of decision theory and non-parametric expertise were used, which ensures the objectivity and reproducibility of the results.
Special attention is paid to the economic component of optimality. The authors propose a calculation of the reduced operating costs, which includes the cost of acquisition, depreciation, repair and maintenance costs, as well as the energy consumption of the studied propeller groups. The method of finding the optimal propeller group based on the criterion of weighted average efficiency and economic indicators allows us to identify the most rational combinations for UAVs weighing up to 10 kg. The development of an automated digital methodology for optimality analysis is designed to increase the competitiveness of domestic R&D, reduce production and operating costs, and accelerate the process of introducing new drone models in the civilian, military, and commercial sectors.
As a practical result, the authors have developed a specialized software package for auto-mated analysis of designed propulsion systems. This tool is designed to provide scientifically based recommendations to industrial enterprises, design bureaus and developers in the field of small unmanned aviation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.