Авиация России

В феврале 2021 года на аэродроме Сибирского научно-исследовательского института авиации им. Чаплыгина начался этап наземных отработок летающей лаборатории на базе самолёта Як-40 с демонстратором гибридной силовой установки, оснащённой электродвигателем на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), работу над которым ведёт Центральный институт авиационного машиностроения им. Баранова в партнёрстве с СибНИА. Редакция сайта «Авиация России» обратилась в ЦИАМ с просьбой рассказать, на каком этапе находится эта работа сейчас и какие у института планы на 2022 год.

После наземных испытаний в феврале 2021 года, подтвердивших устойчивую совместную работу двигателя со всеми системами воздушного судна, Як-40ЛЛ прошёл комплекс лётных испытаний, и в июле летающая лаборатория была представлена на МАКС 2021, где был выполнен демонстрационный полёт. После авиасалона самолёт вернулся в Новосибирск на базу СибНИАдля продолжения испытаний. В настоящее время демонстратор ГСУ дорабатывается и во второй половине 2022 года вновь будет установлен на летающую лабораторию. Трёхлетняя научно-исследовательская работа «Электролёт СУ-2020» будет завершена в конце года.

В планах ЦИАМ на 2022 год – начало работ над созданием ГСУ с кратно большей мощностью – 1,5-2,0 мВт. Её особенностью станет использование не только более мощного привода на базе двигателя ВК-2500, но и применение жидкого водорода в качестве топлива и хладагента. С понижением температуры мощность электрических машин на ВТСП практически утраивается при сохранении массо-габаритных характеристик.

Как рассказал представитель ЦИАМ, работа над водородной ГСУ будет идти по уже отработанной схеме: создание наземного демонстратора, комплекс наземных испытаний на стендах, затем установка на летающую лабораторию для прохождения наземных экспериментов и последующая подготовка к выполнению первых полётов. С учётом сложности инженерных задач весь проект рассчитан на период до пяти лет.

В схеме ГСУ с жидким водородом будут применены два источника энергии – топливные элементы и электрический генератор, вращаемый турбовальным газотурбинным двигателем ВК-2500. Топливный элемент имеет высокий КПД практически во всем диапазоне режимов работы, но его удельная масса в разы больше, чем у газотурбинного двигателя. По этой причине он не годится в качестве основного источника энергии и будет использоваться только в тех режимах, когда требуется дополнительная мощность.

Наряду с использованием альтернативных топлив, гибридизация является одним из определяющих трендов в авиации. Преимущество гибридных силовых установок, прежде всего для малых и региональных самолётов, 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. По завершении этих НИР Россия вплотную приблизится к открытию ОКР по созданию линейки ГСУ и ЭСУ для самолётов размерностью от 1 до 100 мест, в том числе для перспективных воздушных судов новых обликов: мультироторного типа, конвертопланов, вертикального взлёта и посадки (аэротакси) и других, добавили в ЦИАМ.

818