Инженеры-конструкторы Московского авиационного института создали первую отечественную центробежную форсунку для опрыскивания полей пестицидами и удобрениями с беспилотников, сообщили в пресс-службе МАИ.
До недавнего времени российские агродроны оснащали импортными распылительными узлами. Это создавало зависимость от зарубежных поставщиков и делало более дорогим обслуживание техники. Кроме того, импортные изделия не всегда адаптированы под российские климатические условия и препараты. Проект МАИ направлен на решение этой проблемы.
«Эти устройства распыляют жидкость с помощью вращающегося диска. Подаваемый раствор распределяется по поверхности диска и под действием центробежной силы ускоряется к его периферии. Рельефная структура диска дробит поток на множество мелких порций, а на выходной кромке они срываются и распадаются на капли. За счёт изменения скорости вращения и параметров подачи можно регулировать размер капель в диапазоне от 50 до 500 микрометров, а также управлять шириной факела распыла», — рассказал один из разработчиков, руководитель проектов дирекции «Аэромобильность» МАИ Антон Ляпин.
По его словам, сейчас в России у эксплуатантов более двух тысяч агродронов, которым ежегодно требуется 800–1000 новых форсунок. К 2030 году ожидается пятикратный рост рынка.
По своим характеристикам разработка не уступает зарубежным аналогам, а в некоторых аспектах (например, в соотношении цены и качества) превосходит их, отметил специалист. Основа форсунки — бесколлекторный электродвигатель от российского производителя. К нему подключают принимающий сигналы от агродрона регулятор оборотов. Его также создают в России. Корпусные детали изготавливают в МАИ.
Устройство работает в автоматическом режиме в соответствии с заданной программой. Также оператор может менять параметры распыления (размер капли, расход жидкости и ширину факела распыла) прямо во время полёта.
«Наша форсунка может напоминать небольшую ракету, но такой облик появился не ради дизайна. Он обусловлен конкретными конструкторскими решениями: продолговатый полый корпус выполняет функцию воздухозаборника, а радиаторы отвечают за отвод тепла. Кроме того, вместо привычного щёточного двигателя мы используем бесщёточный мотор. В сочетании с оригинальной системой охлаждения это позволяет форсунке работать продолжительное время без перегрева и сохранять стабильные характеристики распыления», — объяснил инженер-конструктор проекта Даниил Назаров.
В настоящее время прототип изделия проходит ресурсные испытания. Инженеры и конструкторы проверяют, как прибор работает под нагрузкой в длительном режиме. Также они измеряют размер капель при различных режимах работы, определяют равномерность распределения жидкости по ширине факела — это важно, чтобы препарат распылялся равномерно. Следующий этап — испытания в полевых условиях. Их будут проводить совместно с потенциальными эксплуатантами новых устройств. После завершения испытаний инженеры оформят результаты в виде агрономической таблицы — документа, в котором для каждой культуры и препарата будут указаны оптимальные режимы работы — частота вращения диска, размер капель, ширина факела и расход жидкости.
«Изделие рассчитано на широкий диапазон применения. Один из проработанных сценариев — борьба с борщевиком Сосновского на линейных объектах. Это агрессивное сорное растение, которое быстро захватывает территории вдоль дорог и на полях. Бороться с ним сложно. При этом зачастую обычные методы распыления гербицидов неэффективны из-за отсутствия возможности точной настройки параметров распыления. Наше устройство позволяет настроить режим так, чтобы активное вещество попадало непосредственно на целевые растения, не разлеталось в стороны и не наносило вреда окружающей экосистеме избыточным внесением химикатов», — отметил Антон Ляпин.
Также исследователи рассматривают использование форсунки для нанесения противообледенительной жидкости, где требуется высокая точность размера капель. Если испытания подтвердят такую возможность, устройство можно будет применять для обработки самолётов, а также зданий и высотных конструкций.
Стоимость одного изделия при серийном производстве составит менее 10 тысяч рублей, планируют разработчики. В дальнейшем специалисты рассчитывают производить электронные компоненты специализировано для форсунки на базе МАИ. Это позволит контролировать качество продукции и быстро адаптировать изделие под конкретные задачи.
Работы проводили по федеральному проекту «Кадры для БАС» (беспилотных авиационных систем) при поддержке Автономной некоммерческой организации «Университет 2035».
