Москва, 20 апр - ИА Neftegaz.RU. В России интенсивно обсуждается создание гибридной силовой установки (ГСУ) на альтернативных видах топлива для регионального самолета.
Об этом сообщил гендиректор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) им. П.И. Баранова (входит в НИЦ им. Жуковского) М. Гордин.
Тезисы:
- НИР «Электролет СУ-2020» ориентирована на создание демонстратора ГСУ с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости.
- ЦИАМ - головной исполнитель, компания СуперОкс - дочка НИЦ Институт им. Жуковского, - ключевой соисполнитель,
- ЦИАМ одновременно с ФПИ (Фонд перспективных исследований) обсуждают создание на базе двигателя ВК-2500 полностью сверхпроводящей ГСУ мощностью 1500 кВт.
- ГСУ будет использовать в качестве топлива и хладагента жидкий водород или сжиженный природный газ.
- в 2019 г. были проведены стендовые испытания демонстратора и подготовлен проект создания летающей лаборатории на базе самолета Як-40,
- в качестве тепловой машины взят турбовальный двигатель ТВ2-117, который заменит 1 из 3х двигателей Як-40, которые располагаются в хвостовой части,
- для двигателя разработан и изготовлен генератор мощностью 400 кВт, собран аккумуляторный блок, система управления. Испытания каждого элемента проводились по отдельности и в составе силовой установки на наземных стендах. Это совместная работа с Уфимским государственным авиационным университетом,
- по итогам летных экспериментов и проект на базе ВК-2500 можно будет говорить о начале опытно-конструкторских работ по созданию гибридной силовой установки для самолета местных воздушных линий.
- испытания в составе летающей лаборатории на базе Як-40 пройдут до 2022 г.
В использовании сверхпроводников в двигателе - Россия впереди планеты всей, и это радует.
В «носу» ЯК-40 установят электродвигатель, использующий эффект высокотемпературной сверхпроводимости и криогенную систему, который разработал СуперОкс.
Высокотемпературный сверхпроводящий электроэнергетический комплекс обеспечит более высокие удельную мощность и КПД «электрических» компонентов (электродвигателей, генераторов, силовых шин передачи электроэнергии) гибридной СУ по сравнению с традиционным электротехническим оборудованием.
Технология работы ГСУ:
- двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор;
- генератор вместе с аккумуляторами обеспечивает энергией электромотор, соединенный с винтом низкой частоты вращения;
- рулежка производится только с использованием электроэнергии;
- взлет, набор высоты, полет в крейсерском режиме, снижение - с помощью генератора и аккумуляторов,
- посадка - только с использованием электроэнергии.
Преимущества гибридного авиадвигателя:
- на 50% меньше выбросов вредных веществ (СО2) в атмосферу,
- менее шумный,
- на 50% меньшее потребление топлива,
- решение проблем недостаточной емкости аккумуляторных батарей.
Мощности этих элементов хватит для обеспечения самолета энергией в крейсерском режиме полета и для подзарядки аккумуляторов, необходимых для увеличения мощности при взлете и во время экстренных ситуаций.
В первую очередь, говоря о гибридном двигателе, имеют ввиду тенденцию перехода на электродвижение.
Поэтому и проект по типу электромобиля назван Электролет.
Использование двигателей на сжиженном природном газе (СПГ) - это совершенно другой путь развития, еще не достаточно изученный.
Использовать гибридные силовыми установками с криогенным охлаждением предпочтительнее для малой авиации.
Криогенное охлаждение повышает мощность электрических машин.
В этом случае СПГ используется как топливо и охладитель для электромотора.
Терминология.
Более электрический самолет (БЭС) - это летательный аппарат, у которого:
- тягу создают традиционные газотурбинные или поршневые двигатели,
- отсутствуют гидравлические и пневматические системы, обычно предназначенные для работы гидро- и пневмоприводов органов управления и шасси. Вместо этого используются электроприводы,
- нет отбора воздуха от двигателей для противообледенительной системы и системы кондиционирования воздуха. За счет этого снижается масса и повышается надежность всех систем, повышается КПД авиадвигателей, что в итоге приводит к снижению расхода топлива и вредных выбросов.
Полностью электрический самолет это летательный аппарат, у которого:
- присутствуют все элементы БЭС,
- отсутствуют традиционные тепловые двигатели в силовой установке,
- тяга создается электродвигателями. Энергией такая силовая установка питается от аккумуляторов или от топливных элементов.
НИР Электролет СУ- 2020 - государственный проект по заказу Минпромторга РФ, полученный ЦИАМом в 2020 г.
НИР рассчитана на 3 года и является продолжением НИР «Электролет СУ», которая была успешно завершена в 2019 г. наземными испытаниями разработанного в ЦИАМ демонстратора гибридной силовой установки (ГСУ).
Цель НИР Электролет СУ- 2020 - создание самолетов с гибридными силовыми установками (ГСУ).
В проекте с ЦИАМ участвует еще 4 компании.
- в ноябре 2019 г. специалисты СибНИА успешно испытали созданный ими генератор для питания гибридных силовых установок.
- в марте 2020 г. специалисты СибНИА, УГАТУ, СуперОкс начали адаптацию генератора для самолета Як-40.
ФГУП СибНИА им. Чаплыгина также входит в состав НИЦ Институт им. Жуковского.
Автор: А. Шевченко, О. Бахтина
