Центр водородной энергетики провёл лётные испытания мультироторной платформы с бортовой водородной энергоустановкой, ориентированной на дальнейшую интеграцию в беспилотные воздушные суда (БВС). Задача проекта — не просто «поднять дрон на водороде», а отработать реальный борт, который можно встроить в будущие беспилотные системы длительного полёта.
Проект Центра водородной энергетики
В рамках работы Центр создал мультироторную платформу с бортовым комплексом на основе водородного топливного элемента. Платформа рассматривается как испытательный стенд для будущих БВС, где критичны:
- большой запас времени полёта;
- возможность длительного мониторинга;
- расширенный радиус действия при сохранении вертикального взлёта и посадки.
Для оценки эффективности водородного решения Центр сравнил два варианта одной и той же мультироторной платформы:
- с бортовой водородной энергоустановкой;
- с классическим питанием от LiPo-аккумулятора.
Бортовая водородная энергоустановка
Разработанный борт включает в себя гибридную энергосистему:
- Топливный элемент: 1,7 кВт, основной источник энергии в полёте.
- Буферные аккумуляторы: 12S по 1550 mAh
- Водородный баллон: композитный, с рабочим давлением 350 атм.
Вся бортовая сеть мультироторной платформы работает по схеме 12S, что упрощает интеграцию в перспективные БВС с аналогичным классом напряжения.
Роль буферных аккумуляторов:
-сглаживание пиков потребления мощности (порывы ветра, коррекция по высоте, манёвры);
-обеспечение резерва на случай нештатных режимов.
Платформа оснащена пропеллерами диаметром 28 дюймов и работает в автономных режимах, что соответствует типовым режимам будущих беспилотных воздушных судов: полёт по маршруту, удержание точки, возврат.
Базовая конфигурация на LiPo для сравнения
Для корректной оценки эффективности водородного борта Центр использовал идентичную мультироторную платформу, но с классической аккумуляторной схемой питания:
-LiPo-аккумулятор: 12S 34000 mAh.
Таким образом, сравнивались:
- одинаковая рама и компоновка;
- одна и та же бортовая схема 12S;
- схожие лётные режимы и условия окружающей среды.
Условия и ход испытаний
Испытания проводились в режиме висения мультироторной платформы:
-Режим: удержание позиции в автоматическом режиме.
-Температура воздуха: около −1 °C.
-Тип сравнения: однотипные платформы, разные источники энергии (водородный борт и LiPo-борт).
Холодные условия важны с инженерной точки зрения: при таких температурах литий-полимерные аккумуляторы показывают заметное снижение отдаваемой ёмкости. Для Центра это был осознанный сценарий — оценить работоспособность и устойчивость водородного борта именно в «неидеальной» среде.
Водородная мультироторная платформа
Мультироторная платформа с бортовой водородной энергоустановкой (топливный элемент 1,7 кВт, композитный баллон 350 атм, буферный 12S-пакет) показала время висения порядка двух часов при температуре около −1 °C.
Это не расчётные данные, а результат реальных лётных испытаний Центра водородной энергетики.
Платформа на LiPo 12S 34000 mAh
Идентичная мультироторная платформа, оснащённая LiPo-аккумулятором 12S 34000 mAh и работавшая в тех же условиях, обеспечила порядка 45 минут висения. В зависимости от ветра и мелких факторов время может немного варьироваться, но в любом случае остаётся в районе трёх четвертей часа.
Сравнение
Таким образом, борт на водородном топливном элементе показал:
- более чем двукратное увеличение длительности полёта по сравнению с полностью аккумуляторной схемой;
- устойчивую работу в минусовой температуре;
- режим, близкий к требованиям к бортовым системам перспективных беспилотных воздушных судов.
Потенциальные области применения
С учётом показанного времени висения и характеристики борта, Центр рассматривает следующие направления для дальнейшей интеграции в БВС:
·
- доставка на большие расстояния — когда важно минимизировать число посадок и дозаправок;
- длительный мониторинг протяжённых объектов (ЛЭП, трубопроводы, дороги, агрообъекты);
- наблюдение и патрулирование территорий, где критична длительная работа в воздухе без смены платформы.
Мультироторная платформа в таком виде уже приближается по времени работы к классу летательных аппаратов, которые традиционно ассоциируются с фиксированным крылом, но при этом сохраняет все преимущества вертикального взлёта и висения, важных для современных БВС.
Итог
Испытания, проведённые Центром водородной энергетики, показали, что:
- разработанный борт на водородном топливном элементе мощностью 1,7 кВт с композитным баллоном 350 атм и буферной 12S-схемой обеспечивает мультироторной платформе более двух часов висения при −1 °C;
- аналогичная платформа на LiPo 12S 34000 mAh в тех же условиях даёт порядка 45 минут;
водородная бортовая система оправдана как технологическая база для будущей интеграции в беспилотные воздушные суда, ориентированные на длительные миссии и расширенный радиус действия.
Таким образом, мультироторная платформа с водородной энергоустановкой в исполнении Центра водородной энергетики — это уже не теоретическая концепция, а отработанный борт, готовый к дальнейшему развитию и встраиванию в реальные БВС-проекты.
Полное видео испытаний