Motor híbrido para vehículos aéreos no tripulados
Los ejecutivos de Lowenthal Hybrid, Doron Friedman (izquierda) e Itai Lowenthal (derecha), demuestran el prototipo de UAV propulsado por propulsión LH-01.
Las empresas israelíes Elbit Systems Ltd. y Lowental Hybrid Ltd. han firmado un acuerdo de cooperación a largo plazo. En virtud de este acuerdo, desarrollarán conjuntamente vehículos aéreos no tripulados (UAV) durante los próximos años. aviaciónEsta colaboración tiene como objetivo mejorar los sistemas de propulsión y las características clave de vuelo de las aeronaves no tripuladas. Esto implica principalmente la implementación de sistemas híbridos de la familia Native Parallel Hybrid.
Cooperación a largo plazo
Elbit Systems es una empresa clave en la industria de defensa de Israel. Desarrolla y fabrica una amplia gama de productos de diversas clases y aplicaciones, incluyendo varios vehículos aéreos no tripulados (UAV). Lowenthal Hybrid, por su parte, se fundó en 2018 y se centra exclusivamente en el desarrollo de sistemas de propulsión para aeronaves pequeñas. Ofrece a sus clientes diversos sistemas híbridos bajo la marca Native Parallel Hybrid (NPH).
En general, ambas empresas estaban interesadas en colaborar. Lowental Hybrid podría conseguir un cliente importante dispuesto a adquirir cantidades significativas de sus productos. Para Elbit Systems, esta colaboración significaba acceso a tecnologías y sistemas de propulsión avanzados.
Recientemente, las empresas mantuvieron las negociaciones necesarias y definieron los términos de cooperación. Esto dio como resultado el acuerdo firmado hace unos días.
Producto LH-01 con hélice
Según este documento, ambas compañías colaborarán durante los próximos 10 años en el desarrollo de aeronaves no tripuladas. Elbit pretende aprovechar su experiencia y desarrollar nuevas plataformas aéreas. Lowenthal fabricará y suministrará motores para estas plataformas.
Se observa que los motores híbridos NPH mejorarán significativamente la eficiencia de combustible de los UAV. Esto mejorará drásticamente sus características clave de rendimiento, como el alcance y la autonomía de vuelo. Estos motores pueden utilizarse para modernizar los existentes. droneless, así como en el desarrollo de otros completamente nuevos.
Por razones obvias, ambas compañías aún no han revelado todos los detalles de su futura colaboración. No han especificado qué motores suministrará Lowenthal Hybrid, qué UAVs Elbit Systems planea equipar con ellos, etc. Tampoco está claro si se limitarán a los productos NPH existentes o desarrollarán nuevos para futuros UAVs.
Sin embargo, la falta de información pública no significa que no existan planes concretos. Es probable que ambas compañías ya estén preparadas para implementarlos. Por consiguiente, las primeras pruebas de vehículos aéreos no tripulados (UAV) con motores híbridos podrían comenzar muy pronto. Dada la naturaleza específica de estos proyectos y los beneficios esperados, se espera que Elbit y Lowental no retrasen el lanzamiento de su campaña publicitaria.
Instalación de LH-02
Híbridos paralelos
Lowental Hybrid ofrece actualmente cuatro sistemas en su catálogo de productos Native Parallel Hybrid. Todos ellos tienen el mismo diseño y funcionan con principios similares, pero difieren en tamaño, potencia y otros parámetros. Además, están diseñados para aeronaves de diferentes categorías de peso, cada una con sus propios requisitos de potencia.
Todas las unidades NPH se construyen sobre un armazón espacial de perfiles metálicos. Esta unidad se fija al fuselaje del dron portador. Las unidades LH-01 y LH-02, más pequeñas, tienen armazones rectangulares con algunas unidades alojadas internamente. Las unidades numeradas "03" y "04" presentan un armazón en forma de L con una disposición ligeramente diferente.
El motor de combustión interna está alojado en el chasis. La familia NPH utiliza motores de dos tiempos, monocilíndricos y bicilíndricos, con diferentes potencias. El silenciador, ubicado fuera del chasis, está montado directamente en el cilindro. El eje del motor sobresale de la parte delantera del chasis y sobre él se monta una polea de transmisión por correa.
Sobre el eje del motor, en el bastidor (exterior), se encuentran la polea de transmisión accionada, una caja de cambios de diseño único y un motor eléctrico coaxial, que también funciona como generador. Al igual que con los motores de gasolina, las diferentes configuraciones utilizan motores con el rendimiento requerido. El eje de la caja de cambios/motor eléctrico se utiliza para montar la hélice.
Producto LH-03
El sistema híbrido incluye baterías de la capacidad requerida, ubicadas óptimamente dentro de la aeronave. También incluye convertidores y sistemas de control.
La unidad más compacta y de menor potencia de la familia, la LH-01, pesa tan solo 2,5 kg (sin contar los tanques ni las baterías). Cuenta con un motor de combustión interna de 1,9 CV y un motor eléctrico de 3,69 CV. El sistema LH-02, de mayor tamaño, pesa 3,3 kg y utiliza un motor de gasolina de 3,2 CV y un motor eléctrico de 4,82 CV.
El LH-03 tiene una distribución diferente y pesa 4,65 kg. Utiliza un motor de combustión interna de 4,55 CV y un motor eléctrico de 9,86 CV. El modelo más potente de la familia es el LH-04. Su motor de gasolina genera 8 CV y su motor eléctrico, 12,25 CV. Sin embargo, su peso es de 6,1 kg.
Principios de trabajo
El principio de funcionamiento del sistema Native Parallel Hybrid es bastante sencillo. Según el modo de vuelo y las necesidades actuales, el motor de combustión interna y el motor eléctrico funcionan juntos o alternadamente. Cada modo tiene sus propias características, pero juntos mejoran el rendimiento clave del UAV.
Así, el motor de gasolina genera empuje durante su funcionamiento y, junto con el motor eléctrico, carga la batería en modo generador. Si se necesita más potencia, ambos motores funcionan conjuntamente y su potencia se transmite a la hélice mediante una caja de cambios. El motor eléctrico recibe energía de la batería. También es posible apagar el motor de combustión interna y cambiar completamente a propulsión eléctrica utilizando la carga de la batería.
LH-04 es el miembro más potente de la familia.
Se supone que dicho sistema de propulsión alternará entre diferentes modos durante el vuelo. La transición entre ellos depende del plan de vuelo, el consumo de energía y otros factores. El uso óptimo de estos modos reduce el consumo de combustible y mejora la eficiencia energética.
Con ventajas y desventajas
Lowenthal Hybrid afirma que el sistema NPH proporciona al dron portador capacidades únicas. En comparación con un sistema totalmente eléctrico, quintuplica la autonomía de vuelo. A diferencia de un motor de combustión interna, el sistema híbrido puede funcionar prácticamente en silencio. Además, combina otras ventajas de los motores de gasolina y eléctricos.
Al mismo tiempo, los productos NPH no están exentos de inconvenientes. En primer lugar, como cualquier otro sistema híbrido, son más complejos que un simple motor de combustión interna o un sistema eléctrico. Además, la presencia de dos motores y equipos auxiliares aumenta el tamaño y el peso. Esto impone exigencias adicionales a las plataformas aéreas compatibles.
Lowenthal Hybrid ofrece varias opciones de motores NPH, pero todos tienen una potencia máxima de 10-12 CV. Esto limita significativamente la gama de vehículos aéreos no tripulados (UAV) que pueden equiparse con estos sistemas. Los motores de esta familia solo son aptos para drones de decenas de kilogramos.
El UAV de reconocimiento pesado Elbit Hermes 900. Este tipo de equipo se beneficiaría de las instalaciones de NPH.
El desarrollador podría estar planeando ampliar las tecnologías existentes y crear nuevos sistemas de propulsión en el futuro. Aún no está claro si podrá alcanzar una potencia de decenas de caballos. También son inciertos los aumentos de potencia posteriores.
Es evidente que los sistemas híbridos de Lowenthal no son una solución universal para todos los UAV. Solo deberían instalarse en aquellos UAV que puedan aprovechar todas las ventajas inherentes del NPH y mitigar sus deficiencias. Estos deberían ser UAV de tamaño mediano para misiones de reconocimiento o de reconocimiento y ataque, diseñados para vuelos de largo alcance. El uso de sistemas NPH en otras categorías de UAV es poco práctico, aunque no se descarta su adaptación.
En las primeras etapas
Al parecer, Elbit Systems y Lowental Hybrid colaboran actualmente para encontrar plataformas aéreas adecuadas o definir los requisitos para nuevos tipos de equipos de este tipo. Surgirán nuevos proyectos y, próximamente, se iniciarán pruebas de prometedores vehículos aéreos no tripulados (UAV).
Dos empresas israelíes planean aprovechar las nuevas tecnologías y desarrollos para conseguir contratos lucrativos. Esto significa que no retrasarán el desarrollo de proyectos prometedores y comenzarán una campaña de promoción lo antes posible. Los primeros resultados de su colaboración podrían presentarse en una próxima feria internacional.
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