Самолёт Як-40ЛЛ совершил первый полёт с работающей гибридной силовой установкой

21 июля, во второй день работы авиасалона МАКС-2021, совершил первый полёт экспериментальный самолёт Як-40ЛЛ (б/н 87251) с работающим демонстратором технологий гибридной силовой установки (ГСУ) с электродвигателем на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). Ранее для участия в авиасалоне самолёт выполнил перелёт из Новосибирска в Жуковский на двух штатных турбореактивных двигателях без включения ГСУ.

Это воздушное судно было выпущено в 1973 году на Саратовском авиазаводе. Отлетав 20 лет на регулярных линиях Литовского управления гражданской авиации СССР, в 1993 году этот Як-40 сменил регистрацию с СССР-87251 на RA-87251 и был передан в СибНИА. Самолёт использовался для лётных проверок и отработки систем, служил самолётом-калибровщиком радиотехнических средств посадки. В 2018 году было принято решение использовать его для испытаний электрического авиационного двигателя на ВТСП мощностью 500 кВт.

 

У самолёта с регистрационным номером RA-87251 были заменены боковые двигатели АИ-25 на более мощные Garrett TFE731, а на место третьего двигателя на специальной раме установили турбовальный газотурбинный двигатель ТВ2-117, на валу его турбины смонтировали электрогенератор на постоянных магнитах, вырабатывающий ток для электродвигателя. В хвостовой части фюзеляжа размещён и блок аккумуляторных батарей. Сам сверхпроводящий электродвигатель мощностью 500 кВт, вращающий воздушный винт, расположен в носовой части Як-40ЛЛ. Там же находится и система криогенного охлаждения на жидком азоте.

До начала лётных испытаний ГСУ и её элементы прошли стендовые испытания в ЦИАМ. Затем ГСУ была установлена на самолёт Як-40, на базе которого в Сибирском научно-исследовательском институте авиации (СибНИА) им. С. А. Чаплыгина создали летающую лабораторию. В начале февраля 2021 года на аэродроме Новосибирского авиазавода им. В. П. Чкалова с прилегающей к нему территории СибНИА состоялась выкатка самолёта-лаборатории Як-40ЛЛ (87251). После подтверждения устойчивой совместной работы электродвигателя и всех систем самолёта в ходе комплекса наземных испытаний Як-40ЛЛ перешёл на этап лётных испытаний.

Як-40ЛЛ — демонстратор гибридной силовой установки

Как нам рассказали в Центральном институте авиационного моторостроения (ЦИАМ), во время наземных испытаний в Новосибирске на электромоторе использовался временный 6-тилопастной винт с фиксированным шагом. Его использование было предусмотрено только программой наземных испытаний, так как полёты на таком винте невозможны. Для первого полёта и последующих лётных испытаний на летающую лабораторию установили трёхлопастной винт изменяемого шага и с возможностью флюгирования.

По сообщению пресс-службы ЦИАМ, первый полёт летающей лаборатории прошёл в штатном режиме, отмечена чёткая слаженность совместной работы систем самолёта, ГСУ и электродвигателя. «Применение технологий высокотемпературной сверхпроводимости в перспективе позволит существенно снизить массу и габариты электрических машин и повысить их КПД», - отметили в ЦИАМ.

Схема ГСУ на ВТСП

ГСУ «электролёта» разработана ЦИАМ в широкой кооперации отечественных предприятий. Так, инновационный электродвигатель на ВТСП создан компанией «СуперОкс» по заказу Фонда перспективных исследований. В числе участников работы – СибНИА, Уфимский государственный авиационный технический университет, Московский физико-технический институт, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). Заказчиком научно-исследовательской работы «Электролет СУ-2020» выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации.


«На МАКС-2019 мы представляли модель этой летающей лаборатории и отдельные элементы силовой установки. На МАКС-2021 она взлетела в небо. За эти два года ЦИАМ и наши партнёры по проекту получили ценный практический опыт по разработке гибридных силовых установок и применению сверхпроводимости в электродвигателях. Наработанный опыт мы уже применяем в других проектах, в том числе с использованием водорода в качестве топлива», – рассказал генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин.

Генеральный директор СибНИА Владимир Барсук отметил, что самой сложной задачей лётных испытаний - это определить влияние на работу маршевых двигателей обдувки винта электрического мотора в полёте и особенности при его отказе. Это удалось проверить при выполнении подлётов. Также были определены особенности продольной устойчивости самолёта при возникающих перебалансировках. «Всё оказалось в допустимых пределах», - добавил Владимир Барсук.

«Технологии, которые мы применяем в нашем "электролёте" - это прорыв для мирового авиастроения. Пока мы испытываем инновационные электрические двигатели на летающей лаборатории, но примерно к 2030 году НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" рассчитывает представить уже целый ряд летательных аппаратов с принципиально иными экономическими и экологическими показателями, в том числе по шумности и выбросам», – резюмирует генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов.

Исследованием малошумных и экологичных ГСУ, прежде всего для перспективных серийных самолётов малой и региональной авиации, занимаются все разработчики авиационной техники мира. Преимущество гибридных силовых установок состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой — сохранить приемлемую весовую эффективность за счёт оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.

«Мы создаем сверхпроводниковые материалы и технологии, которые нужны для будущих эффективных электрических летательных аппаратов. Cверхпроводники, в перспективе в сочетании с водородным топливом, открывают реальный путь для создания эффективной и экологичной авиации», – уверен председатель совета директоров «СуперОкс» Андрей Вавилов.

Фото: © Марина Лысцева (fotografersha) / https://fotografersha.livejournal.com/1142509.html



Отвратительно!ПлохоНи о чёмХорошоОтлично! (8 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...