- Почти все ДВС для беспилотников — двухтактные бензиновые: они легче и проще четырёхтактных. В нашем каталоге двухтактные модели от 3,7 до 50 л.с., четырёхтактная с турбонаддувом — 160 л.с.
- Электронный впрыск у одних и тех же моделей расходует на 25–30% меньше топлива, чем карбюратор, — это данные производителя, а не оценка.
- Четырёхтактный двигатель заметно экономичнее: 255 г/кВт·ч против 412–435 г/кВт·ч у двухтактных с впрыском, но и тяжелее на единицу мощности.
- Сравнивайте массу одинаково: «сухую» — с «сухой», «с ЭБУ и насосом» — с такой же. Разница в комплектации доходит до 1,5 кг на моделях одного объёма.
Где поршневой двигатель выигрывает
Поршневой двигатель внутреннего сгорания вращает воздушный винт. Он расходует заметно меньше топлива, чем турбина той же размерности, поэтому его ставят туда, где важна длительность полёта: патрулирование, наблюдение, картографирование, доставка груза. Турбореактивный двигатель выбирают, когда нужны скорость и быстрый разгон. Подробный расчёт на одном аппарате есть в статье «Поршневой или турбореактивный: считаем на примере».
В нашем каталоге 33 поршневых моделей мощностью от 3,7 до 160 л.с. Ниже разберём, по каким признакам их различать.
Двухтактный или четырёхтактный
Двухтактный двигатель совершает рабочий ход на каждом обороте коленчатого вала, у него нет клапанного механизма и отдельной масляной системы — масло подмешивают в бензин. Поэтому при той же мощности он легче и компактнее. Четырёхтактный тяжелее, но тратит меньше топлива на единицу работы.
| Параметр | Двухтактные с впрыском | Четырёхтактный с турбонаддувом |
|---|---|---|
| Модели | ТС-П70-1, ТС-П120-4, ТС-П170-3 | ТС-П2400-1 |
| Мощность | 7–15 л.с. | 160 л.с. |
| Удельный расход топлива | 412–435 г/кВт·ч (минимальный) | 255 г/кВт·ч (полная нагрузка) |
| Масса на 1 л.с. | 0,33–0,41 кг (с ЭБУ и насосом) | 0,54 кг (сухой) |
| Смазка | Масло в топливе | Отдельная масляная система |
Итог простой: для лёгких и средних аппаратов почти всегда берут двухтактный двигатель — выигрыш в массе важнее. Четырёхтактный оправдан на тяжёлых платформах с долгим полётом, где топливо на борту весит больше самого двигателя.
Карбюратор или электронный впрыск
У одного из производителей в каталоге одни и те же двигатели выпускаются в двух вариантах питания. Это редкая возможность сравнить расход напрямую — остальное в двигателе одинаковое:
| Модель | Карбюратор | Электронный впрыск | Экономия |
|---|---|---|---|
| ТС-П120-3 | 4,5 л/ч | 3,3 л/ч | 27% |
| ТС-П170-2 | 6 л/ч | 4,5 л/ч | 25% |
| ТС-П350-1 | 10 л/ч | 7 л/ч | 30% |
| ТС-П550-2 | 14 л/ч | 10 л/ч | 29% |
| ТС-П730-1 | 17 л/ч | 12 л/ч | 29% |
Экономия в 25–30% за час полёта означает либо на треть больше времени в воздухе с тем же баком, либо меньше топлива на борту и больше полезной нагрузки. Плата за впрыск: дополнительные узлы: блок управления, топливный насос, датчики и проводка, а значит, и дополнительная масса, и питание от бортовой сети. Впрыск также сам подстраивает смесь под высоту и температуру, карбюратор приходится настраивать.
Часовой расход умножьте на время полёта и добавьте запас. Как привести расход из паспорта к одному виду и сравнить двигатели, рассказано в статье «Расход топлива двигателя для БПЛА».
Цилиндры, охлаждение, зажигание
- Число цилиндров. В каталоге есть одноцилиндровые двигатели (30–85 см³), двухцилиндровые (40–350 см³) и четырёхцилиндровые, в том числе оппозитные (120–730 см³). Больше цилиндров при том же объёме — как правило, ровнее работа и меньше вибрации на планер и полезную нагрузку, но сложнее и тяжелее двигатель.
- Охлаждение. Большинство моделей — с воздушным охлаждением: проще и легче. Водяное нужно, когда двигатель стоит в закрытом отсеке без хорошего обдува. У ТС-П350-1 и ТС-П350-2 одинаковые объём и расход, разница только в охлаждении — воздушное и водяное.
- Зажигание. Электронное зажигание питается от бортовой сети, магнето (например, у ТС-П275-1) вырабатывает искру само и не зависит от питания.
- Генератор. ТС-П70-2 — двигатель-генератор со встроенным генератором: 4,2 кВт постоянного тока 50 В. Такая установка питает электромоторы гибридного аппарата.
Топливная смесь
Двухтактный двигатель работает на бензине с маслом. Пропорцию задаёт производитель, и в каталоге она заметно отличается: от 20:1 (ТС-П350-1) до 50:1 (ТС-П170-2, ТС-П550-2). Смешивать «как привыкли» нельзя: мало масла — задиры поршня, много — нагар и потеря мощности. Если в парке несколько моделей, проверьте, совпадают ли у них пропорции, иначе придётся готовить разные смеси.
Масса: сравнивайте одинаковое
Производители указывают массу по-разному: «сухую», «с глушителем», «с ЭБУ, насосом и проводкой». Три двигателя объёмом 120 см³ из каталога:
| Модель | Мощность | Масса | Что входит |
|---|---|---|---|
| ТС-П120-1 | 12 л.с. | 2,40 кг | Двигатель |
| ТС-П120-3 | 11,22 л.с. | 3,05 кг | Двигатель |
| ТС-П120-4 | 11 л.с. | ≈ 3,9 кг | Двигатель 3,215 кг + ЭБУ, насос, зажигание, проводка |
Разница в 1,5 кг — не только в конструкции, но и в том, что взвешивали. Перед сравнением приведите массу к одной комплектации: то, что вам всё равно придётся поставить на борт, прибавьте к «голому» двигателю.
Классы мощности и модели
| Мощность | Взлётная масса аппарата* | Примеры моделей в каталоге |
|---|---|---|
| до 5 л.с. | до 25 кг | ТС-П30-1, ТС-П35-1, ТС-П40-1 |
| 5–10 л.с. | 20–50 кг | ТС-П55-1, ТС-П60-1, ТС-П61-1, ТС-П65-1, ТС-П70-1, ТС-П85-1 |
| 10–20 л.с. | 40–100 кг | ТС-П111-1, ТС-П120-1, ТС-П130-1, ТС-П170-1, ТС-П170-2, ТС-П170-3, ТС-П240-1, ТС-П275-1 |
| 20–50 л.с. | 80–250 кг | ТС-П290-1, ТС-П548-1, ТС-П550-1, ТС-П550-2 |
| 160 л.с. | от 500 кг | ТС-П2400-1 |
* Ориентир по нагрузке на мощность 3–5,5 кг/л.с. — как считать под свой аппарат, разобрано в статье «Как рассчитать тягу или мощность».
Как подготовить новый двигатель к работе — в статье «Первый запуск и обкатка»; как посчитать генератор — «Бортовое питание БПЛА».
Вопросы
01Какой ДВС лучше для беспилотника — двухтактный или четырёхтактный?
Для аппаратов до нескольких сотен килограммов обычно двухтактный: он легче на единицу мощности. Четырёхтактный экономичнее, его выбирают для тяжёлых платформ с долгим полётом.
02Насколько впрыск экономичнее карбюратора?
По данным производителя, у одних и тех же моделей в нашем каталоге впрыск расходует на 25–30% меньше топлива в час.
03Можно ли заливать бензин без масла?
Нет, двухтактному двигателю нужна смесь в пропорции производителя — от 20:1 до 50:1 в зависимости от модели.
04Есть ли двигатели с генератором для гибридных аппаратов?
Да, например ТС-П70-2: встроенный генератор 4,2 кВт, выход постоянного тока 50 В.