В Московском авиационном институте завершена разработка и запущена в эксплуатацию пара специализированных стендов для испытания электрических силовых установок (ЭСУ) беспилотных летательных аппаратов массой до 120 килограммов. Проект реализован командой кафедры 310 «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» и лаборатории «Гибридные и электрические силовые установки» Передовой инженерной школы МАИ.

Ранее существующие тестовые решения фокусировались либо на отдельных элементах ЭСУ — например, только на электродвигателе или только на регуляторе оборотов — либо не учитывали взаимодействие с движителем. Новые стенды обеспечивают комплексное моделирование реальных условий: они позволяют тестировать систему как единое целое — от источника питания через контроллер и двигатель до воздушного винта, включая его аэродинамическую нагрузку. Это критически важно для точной оценки эффективности и надёжности ЭСУ в условиях, приближенных к полётным.

Каждый стенд оснащён набором высокоточных датчиков, которые в режиме реального времени фиксируют как механические, так и электрические параметры:

• Тягу, создаваемую винтом;
• Частоту вращения ротора;
• Напряжение и ток на входе и выходе регулятора;
• Температуру обмоток двигателя и мощность потерь;
• Параметры батарейного блока — напряжение под нагрузкой, уровень разряда, тепловой режим.

Данные с датчиков поступают в централизованную систему сбора и анализа, где формируются временные ряды, графики зависимости характеристик от нагрузки и коэффициенты эффективности всей цепочки преобразования энергии — от аккумулятора до тяги. Такой подход позволяет выявить неочевидные взаимосвязи: например, снижение КПД при определённых комбинациях частоты вращения и температуры окружающей среды, или перегрев регулятора при пиковых нагрузках, даже если сам двигатель остаётся в допустимых пределах.

«Каждый стенд — это не просто набор датчиков и привода, а полноценная измерительная система с обратной связью», — отмечает начальник лаборатории Николай Иванов. — Мы получаем не фрагментарные данные, а полную картину работы ЭСУ как системы, что даёт возможность корректировать расчётные модели проектирования и улучшать алгоритмы управления».

На текущем этапе стенды используются для работ с индустриальными заказчиками — производителями БЛА, разработчиками силовых модулей и научными организациями, которым требуется достоверная проверка характеристик новых решений перед сертификацией или внедрением. В частности, уже проведены испытания прототипов ЭСУ для средне- и крупногабаритных дронов, применяемых в геодезии, мониторинге инфраструктуры и логистике.

В планах — дальнейшая модернизация: планируется интеграция стендов с аэродинамической трубой, что позволит воспроизводить не только статическую нагрузку на винт, но и динамические условия полёта — встречный ветер, турбулентность, изменение плотности воздуха. Это будет ключевым шагом к переходу от лабораторных тестов к имитации реальных полётных сценариев, включая взлёт, набор высоты и манёвры.

Такой подход снижает риск отказов в эксплуатации, сокращает время вывода продукта на рынок и повышает точность прогнозирования ресурса компонентов — особенно важно для операций в сложных климатических условиях и при использовании в критически важных задачах.