Автор каналу Project Air, який уже кілька років експериментує з реактивними та ракетними літаками власної конструкції, цього разу вирішив зайти з несподіваного боку. Замість чергового літака він взявся за гібрид: дрон, що злітає вертикально на звичайних електромоторах, переходить у горизонтальний політ — а потім різко прискорюється завдяки твердопаливному ракетному двигуну. Ідея звучала майже безглуздо, і сам автор чесно визнавав: ніхто не міг сказати наперед, чи витримає політний контролер такий стрес, чи дрон просто піде в неконтрольований штопор.
Від звичайної “гонки” до випробувань з петардами замість запалуОсновою для експерименту став типовий 5-дюймовий гоночний квадрокоптер — не найскладніша конструкція, яку зазвичай збирають навіть новачки. Зібрати першу версію дрона допомогла Емма, помічниця автора: у нього самого досвіду з гоночними дронами до цього майже не було.
Перш ніж чіпляти щось вибухове до літального апарата, команда вирішила діяти обережно й почала з малого. Спершу дрон розігнали на чистій електриці, щоб отримати базову цифру для порівняння — вийшло майже 98 км/год.
Потім у справу пішли невеликі моделі ракетних двигунів, які зазвичай використовують аматори для запуску паперових ракет. Спочатку такий двигун просто перевірили окремо, запустивши класичну модельну ракету в небо — вона злетіла настільки високо і швидко, що навіть викликала щирий захват у авторів.
Ідея полягала в тому, щоб розмістити ракетний двигун якомога ближче до центру ваги дрона — тієї точки, навколо якої апарат природно балансує. Теоретично моторчики дрона мали б компенсувати будь-яку нестабільність від тяги ракети просто за рахунок зміни обертів, як і в звичайному польоті.
Але теорія — це одне, а перевірка в польових умовах — зовсім інше. Тестування почали з мінімальних, майже іграшкових двигунів, а запалювали їх старим перевіреним способом — звичайним вогнепровідним шнуром, закріпленим на саморобному пусковому майданчику з пінопласту. І, на подив команди, дрон не втратив керування навіть у момент спрацювання двигуна.
Все потужніші двигуни — і дрон, що “виплюнув” ракету просто в повітріНаступні тести проходили з дедалі потужнішими двигунами. Деякі з них горіли нерівномірно,
пульсуючи, проте на керованість дрона це майже не впливало — політний контролер справлявся навіть з такими “примхами”. Дійшло до того, що під час роботи ракетного двигуна дрону майже не доводилося витрачати потужність власних моторів, аби втримати висоту.
Справжнім випробуванням стала установка двигуна класу F — уже не іграшкового, а такого, що видає кілограми тяги. Саме цей момент виявився чи не найдраматичнішим у всьому проєкті: під час запалювання дрон буквально струсонуло димом і полум’ям настільки сильно, що автори за мить втратили апарат з поля зору. Коли дим розсіявся, дрон акуратно приземлився неподалік — цілий і полетний.
- Перші тести проводились із маленькими низькотяговими двигунами і фіксувались за допомогою простого запалювального шнура
- Проміжні двигуни мали нерівномірне, пульсуюче горіння, що не завадило стабільності польоту
- Фінальний двигун класу F видав достатньо тяги, щоб буквально огорнути дрон хмарою диму під час запуску
- Для фіксації даних про швидкість польоту на дрон встановили компактний GPS-модуль
Довівши, що ракетний двигун у принципі можна безпечно встановити на дрон, автор взявся за наступний виклик — зробити апарат достатньо обтічним, щоб реально перевищити позначку 160 км/год (100 миль на годину). Рішення виявилося доволі елегантним: замість того щоб проєктувати корпус з нуля, він узяв деталі звичайної моделі ракети — носовий обтічник і фюзеляжну трубу — і адаптував їх під раму дрона.
Носовий конус довелося модифікувати, розрізану навпіл трубу фюзеляжу — насадити з обох боків на корпус дрона, а чотири бальзові стабілізатори — вручну відшліфувати із заокругленими передніми й задніми кромками, щоб зменшити опір повітря. Усе це пофарбували в золотистий колір: за словами автора, він вже переконався на попередньому проєкті швидкісного літака, що золотий чудово виділяється і на тлі неба, і на тлі трави — а це неабияк допомагає, коли апарат після аварійної посадки треба шукати десь у полі.
Титановий кріпильний елемент замість пластику, який просто розплавивсяОдин із перших “побутових” провалів проєкту стався там, де його найменше очікували. Кріплення для ракетного двигуна спершу надрукували на звичайному 3D-принтері з пластику — і під час випробувань воно буквально приплавилось до корпусу двигуна,
унеможливлюючи його заміну. Довелося замовляти той самий файл кріплення, надрукований уже не пластиком, а титаном, у сервісі металевого 3D-друку. Деталь прийшла протягом кількох днів і одразу зняла проблему з порядку денного.
З вирішеною проблемою кріплення залишалось зібрати електроніку: батарею, систему дистанційного запалювання ракетного двигуна (запозичену з попереднього проєкту автора — швидкісного літака у стилі SR-71), а також FPV-камеру, для якої в носовому конусі вирізали отвір під прозорий ковпак з набору для моделювання літаків.
Перший політ — і майже катастрофа через переплутану камеруПерший тестовий виліт із надітими FPV-окулярами обернувся на справжній стрес. Щойно дрон піднявся в повітря, керування раптом стало працювати навпаки: спроба повернути вліво відправляла апарат вправо, а спроба піднятися — опускала його нижче. Пілот встиг набрати висоту, щоб виграти собі трохи часу, але зрештою дрон впав.
Розбір польотів за чашкою чаю й білою дошкою показав просту, але неприємну причину: камеру спочатку встановили на задній частині дрона замість передньої,
і через це керування виявилось повністю інвертованим — і по осі “вперед-назад”, і по осі “вліво-вправо”. Довелося кілька днів переробляти конструкцію, аби перенести камеру на правильний бік.
121 миля на годину — і місія виконанаПісля ремонту дрон випробували знову, спочатку суто на електротязі, без ракети — щоб переконатись, що керування нарешті працює правильно. Апарат розігнався настільки швидко, що навіть сам пілот був відверто вражений динамікою польоту. За даними GPS, ця обтічна “ракетна” версія дрона показала 121 милю на годину — приблизно 195 км/год, і це вже без запалення самого ракетного двигуна.
Настав час фінального випробування — злету з увімкненим ракетним прискорювачем того ж класу F, що стояв і на попередньому літаку автора. Запуск пройшов вдало: дрон піднявся, ракетний двигун спрацював точно в потрібний момент прискорення, а сам апарат після цього благополучно приземлився.
- Дрон злітає вертикально на звичайних електромоторах, як типовий квадрокоптер
- У повітрі апарат переходить у горизонтальний політ і розганяється до максимальної швидкості на електротязі
- У розрахований момент спрацьовує ракетний двигун, різко додаючи тяги і збільшуючи максимальну швидкість
- Після завершення роботи ракетного двигуна дрон продовжує керований політ і безпечно приземляється на електромоторах
дрон з ракетним прискоренням не лише полетів, а й перевищив позначку 100 миль на годину, зберігши повну керованість протягом усього польоту. Автор зазначає, що політний контролер продемонстрував здатність стабілізувати апарат навіть із таким незвичним і потужним джерелом тяги внизу корпусу — і саме це, на його думку, найважливіший результат усього експерименту, важливіший навіть за саму досягнуту швидкість.
Наостанок автор нагадує, що весь проєкт будувався на базі найпростішого 5-дюймового гоночного дрона з чотирициліндровою батареєю і відносно скромною потужністю — тож у майбутньому він не виключає спробу побудувати ще потужнішу версію з більшими ракетними двигунами.
Запис Інженер приробив ракетний двигун до звичайного дрона: швидкість понад 160 км/год спершу з'явиться на ProstoMob.
