Поиск нового — гибридные силовые установки

Фото: © Андрей Шматко / russianplanes.net

На протяжении многих лет в авиации идёт поиск новых видов силовых установок, конструкторы и учёные проводят тесты двигателей основанных на различных физических принципах, что позволяет специалистам определить наиболее перспективные направления работы.

В настоящее время активно проводятся эксперименты с установкой на самолётах электрических моторов. Эта тенденция связана с их простотой и экологичностью: у них нет вредных выбросов, как у традиционных турбореактивных двигателей. Но создать самолёт, используя только электромоторы в качестве силовой установки, очень сложная задача, требующая новых технологий в сохранении электроэнергии: аккумуляторные батареи для этого должны быть достаточно ёмкими и мощными, иметь умеренную массу, быть быстро заряжаемыми и работать в любых климатических условиях.

Сейчас электрические летательные аппараты являются самыми массовыми в мире, но это только небольшие дроны-коптеры, предназначенные в большинстве случаев для развлечения, видео и фотосъёмки с высоты птичьего полёта, а также для проведения дрон-рейсингов. Ёмкость аккумулятора позволяет им продолжать полёт в течение времени, ограниченного несколькими десятками минут, а увеличение размеров и грузоподъёмности таких БПЛА упирается в недостаточное технологическое совершенство аккумуляторов.

Гибридное будущее: Михаил Гордин о тенденциях развития авиационных двигателей

Наиболее перспективным на сегодняшний день вариантом эксперты считают применение гибридных силовых установок, сочетающих газотурбинные или поршневые авиадвигатели с электрическими. Направление малошумных и экологичных ГСУ стало одним из определяющих технологий для будущего авиации. Все авиаконцерны мира и профильные научные центры занимаются их исследованием, прежде всего для перспективных серийных самолётов малой и региональной авиации. Появление в мире таких ВС, по прогнозам, можно ожидать не ранее 2030 года.

Гибридные силовые установки дают возможность, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, а с другой – сохранить приемлемую весовую эффективность за счёт оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей. В этом ГСУ имеют неоспоримое преимущество над существующими турбореактивными и турбовинтовыми двигателями.

Россия в рассматриваемом вопросе находится далеко не на последнем месте, и это признают зарубежные специалисты, указывая на летающую лабораторию Ту-155, один из двигателей которой работал на водородном топливе.

Ту-155: самолёт, опередивший время

3 марта 2023 года турбовинтовой опытный самолёт De Havilland Dash 8-300, модернизированный водородным топливным элементом в одной из гондол, совершил первый полёт. В компании Universal Hydrogen, ведущей исследования в области водородного топлива, признали, что Dash 8 является вторым по величине самолётом с водородным двигателем, который когда-либо летал, а самым большим был советский самолёт-лаборатория Ту-155, совершивший полёт на жидком водородном топливе в 1988 году.

В 2021 году в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. Чаплыгина совместно с ЦИАМ на базе серийного пассажирского Як-40 была создана летающая лаборатория для испытаний гибридной силовой установки, включающей электрический авиационный двигатель мощностью 500 кВт. Вместо центрального двигателя на этом Як-40ЛЛ (б/н 87251) стоит газотурбинный двигатель ТВ2-117. На его валу установлен электрогенератор, который является источником питания для электрического авиадвигателя. Его особенность заключается в применении в качестве обмоток статора высокотемпературных сверхпроводников второго поколения, а его КПД составляет 98%.

В ЦИАМ рассказали о ходе работ по гибридным и водородным двигателями

Высокотемпературные сверхпроводники могут значительно сократить вес электрических машин. Российские учёные считают, что только благодаря использованию этой технологии в будущем возможно создание электрических двигателей и генераторов мощностью от 10 до 20 мВт для гибридных силовых установок ближне- и среднемагистральных самолётов.

Применение электродвижения в авиации может сократить шум и расход топлива. С развитием технологий в течение 15-20 лет предполагается снижение эксплуатационных расходов на самолёты до 75%.

Отвратительно!ПлохоНи о чёмХорошоОтлично! (Пока оценок нет)
Загрузка...