Восени 2020 року в Росії почнуться льотні випробування гібридного авіаційного двигуна. Про це RT повідомив начальник відділу електричних силових установок Центрального інституту авіаційного моторобудування імені П. І. Баранова Антон Варюхін. Агрегат буде встановлений на літаючу лабораторію, яка створюється на базі пасажирського літака Як-40. Передбачається, що гібридний двигун дозволить значно зменшити витрату палива і знизити вартість перевезень. Потужність виробу становить 500 кВт, але вчені планують збільшити цей показник.
Начальник відділу електричних силових установок Центрального інституту авіаційного моторобудування імені П. І. Баранова (ЦІАМ) Антон Варюхін заявив в бесіді з RT, що восени 2020 року почнуться льотні випробування перспективного гібридного авіаційного двигуна. Вони будуть проходити на літаючої лабораторії, яка в даний час створюється на базі пасажирського літака Як-40. Машина не проводиться з 1981 року, але її продовжують експлуатувати деякі компанії.
На авіакосмічному салоні МАКС-2019 в Жуковському представлений макет російського надзвукового бізнес-джета. Його розробник —…
«Ми вирішили створити демонстратор гібридної силової установки великої розмірності. Потужність електричного двигуна, який буде крутити повітряний гвинт, становить 500 кВт. Для його живлення ми будемо використовувати генератори (400 кВт) та акумулятори (100 кВт). Зараз йдуть стендові випробування, а наступного року встановимо двигун на Як-40», — розповів Варюхін.
За словами інженера, розробка гібридної силової установки здійснюється в «великий кооперації». У ній беруть участь ЗАТ «СуперОкс», НДЦ «Інститут імені М.Е. Жуковського», Уфимський державний авіаційний технічний університет, Московський авіаційний інститут, ТОВ «Експериментальна майстерня «Наука-софт», ТОВ «Авіа-Турбо». ЦІАМ виступає в ролі головного розробника.
Обладнанням літаючої лабораторії займається Сибірський науково-дослідний інститут авіації ім. С. А. Чаплигіна (СибНИА).
«Очевидний виграш»
Сучасні газотурбінні двигуни відрізняються великою «ненажерливістю» під час зльоту, набору висоти і посадки. В економічному режимі проходить тільки крейсерський політ. Фахівці ЦІАМ пропонують накопичувати електроенергію у період максимальної роботи гасового двигуна, а потім використовувати її в режимі крейсерського польоту.
«Зараз колеги з СибНИА зміцнюють носову частину літаючої лабораторії — обтічник, мотораму, фронтальний шпангоут. Також вони прибрали третій середній двигун АІ-25. Замість нього буде встановлено турбовальний двигун ТВ2-117 з електрогенератором. Він найбільш простий і надійний в експлуатації», — розповів Варюхін.
Особливість двигуна, який розробляє ЦІАМ, полягає в застосуванні високотемпературних надпровідників (ВТНП) другого покоління. Вони використовуються в якості обмоток статора — виробу, призначеного для обертання повітряного гвинта.
Постійний струм в електродвигуні виробляє генератор на постійних магнітах. У цьому агрегаті, як йдеться у буклеті ЦІАМ, «закладений ряд інноваційних технічних рішень, що забезпечують високий ККД і високі питомі характеристики».
Генератор був створений вченими ЦІАМ і Уфімського державного авіаційного технічного університету. Це перший в Росії виробник електроенергії авіаційного призначення потужністю більше 150 кВт. ККД агрегату досягає 96%.
У матеріалах ЦІАМ повідомляється, що максимальна частота обертання перспективного електродвигуна становить 2500 оборотів в хвилину, номінальна напруга — 800, маса двигуна — 95 кг, діаметр — 0,45 м, довжина — 0,4 м. Витрата рідкого азоту (для охолодження обмоток. — RT) оцінюється в 6 л/ч.
«ККД електричних двигунів на ВТНП становить 98%. При потужностях більш 500-1000 кВт питома маса подібних електричних машин буде істотно нижче, ніж у традиційних», — уточнюється в матеріалах ЦІАМ.
Варюхін повідомив, що електродвигун можна встановлювати на літаки місткістю до 20 пасажирів. Однак у майбутньому ЦІАМ розраховує спроектувати більш потужну силову установку. За словами інженера, на поточний момент важливо відпрацювати технологію электродвижения, «нехай і на старенькому Як-40».
У 2020 році російська армія почне отримувати нові важкі безпілотні комплекси «Форпост-Р». Про це повідомила прес-служба Міноборони…
«Створити відразу потужний двигун дуже важко, але ми будемо рухатися до цього крок за кроком. Гібридні технології для силових установок можуть використовуватися навіть на широкофюзеляжних далекомагістральних літаках. Виграш від гібридизації може виявитися більшим за тривалого крейсерського польоту. Щоправда, вимоги до потужності будуть зовсім інші — мова йде про десятки мВт», — пояснив Варюхін.
ЦІАМ має намір розвивати технології электродвижения за рахунок вдосконалення надпровідників. Вони дозволяють суттєво зменшити масу силової установки. На думку фахівця, авіаційна галузь отримає «очевидний виграш» після винаходу електродвигуна потужністю від 2 мВт. В цілому використання подібних агрегатів дозволить знизити вартість перевезень на 20%, прогнозує Варюхін.
За словами інженера, «для масштабної інтеграції електродвигунів необхідна тісна кооперація між розробниками літака і двигуна».
«Тим не менше на деякі типи повітряних суден вже зараз можна встановлювати електродвигуни. Насамперед це легкі навчальні літаки. У майбутньому може бути оснащений електродвигуном, наприклад, Іл-114-300, виробництво якого зараз розгортається. Для цього необхідно досягти потужності в 2 мВт», — підкреслив Варюхін.
У гонитві за потужністю
Опитані RT експерти вважають, що розвиток технологій электродвижения є загальносвітовим трендом цивільної авіації, для якої ключове значення мають економічні витрати палива і підвищення екологічних стандартів.
«Технології рухаються в бік зменшення викидів забруднюючих речовин в атмосферу та економічності. Гібридні силові установки зараз використовуються в автомобілях. Але нічого не заважає оснащувати ними літальні апарати. Природно, цим варто займатися і в нашій країні», — заявив в бесіді з RT оглядач журналу «Арсенал Вітчизни» Дмитро Дрозденко.
Водночас експерт звернув увагу, що на поточний момент перспективні електродвигуни не виробляють потужність, необхідну для забезпечення крейсерського польоту переважної більшості лайнерів цивільної авіації, включаючи Іл-114-300.
У свою чергу, заслужений пілот Росії, член комісії при президентові з питань розвитку авіації Юрій Ситник підкреслив у бесіді з RT, що електродвигун ЦІАМ і його модифікації будуть застосовуватися в авіації легкого класу — в пасажирських перевезеннях, сільському господарстві та моніторингу територій.
«Майбутнє — за гібридними двигунами з використанням електричних силових установок. Зараз не вистачає потужності, але інженери поступово будуть вирішувати цю задачу. Це не швидкий процес, але рано чи пізно потужність електродвигунів буде еквівалентна гасовим агрегатів», — пояснив Ситник.
За словами експерта, «на поточному етапі поява електродвигунів здатне стати стимулом для розвитку малої авіації, а в перспективі технології электродвижения будуть застосовуватися на вузькофюзеляжних літаках».
Thanks!
Our editors are notified.