Все новости
«Мощность практически утраивается»: в России создаётся новый гибридный двигатель для самолётов
Центральная лаборатория авиационного двигателестроения разрабатывает гибридную силовую установку для региональных самолетов вместимостью от 80 до 100 человек. Об этом сообщил RT генеральный директор компании Андрей Козлов. Отличительной особенностью ГСУ является использование в качестве теплоносителя жидкого водорода, что позволит увеличить мощность электрической машины почти в три раза. Ранее лаборатория завершила летные испытания гибридного самолета Як-40, способного разместить до 32 пассажиров. По мнению экспертов, к преимуществам ГСУ относятся повышенная эффективность и снижение выбросов вредных веществ.
«Следующий этап исследований (НИР. — RT) должен охватить создание ГСУ большой мощности 1,5–2 МВт (около 2–2,7 тыс. л.с. — RT). Особенностью этой установки является использование новых хладагентов, а также применение более мощных приводов на базе турбовальных двигателей», — рассказал Козлов.
По его словам, успешное завершение этих научно-исследовательских работ даст возможность создать технологию производства линейки систем газового контроля, способных поднимать в небо самолеты вместимостью до 80-100 мест.
"Не исключено, что в среднесрочной перспективе (2030-2035 годы) самолеты с такими силовыми установками будут перевозить 19 пассажиров, а в 2040-е годы появятся региональные самолеты", - сказал Козлов.
Одной из проблем, которую ЦИАМ пытается решить в этой области, является замена хладагента с жидкого азота на жидкий водород. В результате мощность электромобилей увеличится почти в три раза.
«Переход на жидкий водород с температурой кипения -253°С обещает множество преимуществ перед жидким азотом (температура кипения -196°С), используемым сегодня в качестве хладагента, и может увеличить мощность в несколько раз. электрических машин. Снижение температуры кипения хладагента на 57°С увеличивает выходную мощность почти в три раза при сохранении массогабаритных характеристик газоснабжения», — пояснил топ-менеджер.
В будущем водород (H2) также может быть использован в качестве топлива. При сжигании этого газа не выделяется углекислый газ, а энергия на единицу массы значительно увеличивается по сравнению с авиационным керосином. По мнению Андрея Козлова, если такое решение будет принято, испытания водородной авиационной силовой установки займут около пяти лет.
По словам директора ЦИАМ, институт уже проводит исследования топливных систем для электростанций на жидком водороде. На сегодняшний день завершено техническое проектирование и изготовлен демонстрационный резервуар для сжиженного водорода емкостью 300 л.
Напомним, ранее ЦИАМ завершил научно-исследовательские работы по газовой электростанции мощностью 500 кВт (679 л.с.). Помимо Московского института в проекте приняли участие ЗАО «СуперОкс», Уфимский государственный авиационный технический университет и Фонд перспективных исследований (ФПН).
Эти характеристики были проверены в ходе летных испытаний в так называемой летной лаборатории Як-40ЛЛ, построенной на базе регионального самолета вместимостью до 32 пассажиров.
Воздушный винт, установленный на носовой части самолета, приводился в движение электродвигателем, получавшим энергию от аккумуляторной батареи и генератора, питаемого газотурбинным двигателем (ГТД). Газотурбинный двигатель и аккумуляторные батареи работали во время взлета и посадки самолета. В крейсерском режиме использовался только ГТД и заряжалась аккумуляторная батарея. Эта ГСУ стала первой в мире разработкой, испытанной в реальных условиях эксплуатации.
«Демонстратор ГСУ состоял из электродвигателя мощностью 500 кВт с обмотками из высокотемпературных сверхпроводников, серийного газотурбинного двигателя с генератором и блока литий-ионных аккумуляторов. Изделие не разрабатывалось применительно к какому-либо самолету, но концептуально в ходе испытаний моделировался летный цикл регионального самолета», — рассказали RT в ЦИАМ.
В институте полагают, что в будущем за счет мощности второго источника эти технологические решения позволят облегчить газотурбинные двигатели, оптимизировать их конструкцию для крейсерского режима полета и в конечном итоге снизить общий расход топлива за счет: До 20%.
"Показано, что вместо двух газотурбинных двигателей, дорогих в производстве и обслуживании, можно использовать один, а также что батарея способна компенсировать возможные отказы во время полета", - сообщили в институте.
Подобный подход могут использовать региональные авиакомпании и небольшие региональные авиапарки. В ЦИАМ подчеркнули, что испытания в летной лаборатории – это большой шаг вперед для отечественного авиастроения.
Как отметил в разговоре с RT главный редактор портала Авиа.ру Роман Гусаров, ГСУ имеет ряд важных преимуществ перед обычными авиационными двигателями.
«Авиационные двигатели создаются с учетом того, что они всегда должны работать в экстремальных условиях. GSU эффективно устраняет это. В результате снижается износ газотурбинных двигателей и повышается надежность», — сказал Гусаров.
Однако он также отметил, что практическая реализация авиационных гибридов сопряжена с рядом трудностей. В частности, ГСУ не подходят для установки на современные двухдвигательные самолеты.
«Работа ЦИАМ показывает, что Россия способна создать полноценную оперативную систему государственного контроля. Это прогноз на 2030-е годы. Однако его нельзя устанавливать как на дальнемагистральные, так и на новые самолеты. Удобнее всего было бы создать для ГСУ отдельный тип самолетов. Это обеспечивает оптимальное соотношение весовых, мощностных и тяговых характеристик», — сказал Гусаров.
Заместитель редактора журнала «Авиапанорама» Владимир Попов подчеркнул в разговоре с RT, что ЦИАМ реализует важные для российской гражданской авиации проекты. Опыт испытаний Як-40ЛЛ позволил сделать вывод, что использование ГСУ позволяет улучшить летно-технические характеристики отечественных самолетов.
«Гибридные электростанции уже летают сегодня. Это показатель серьезных успехов ЦИАМ. ГСУ полностью соответствует экологическим тенденциям, и его деятельность должна стать более экономичной», — сказал Попов.
Однако, как отмечают эксперты, создание системы государственного контроля требует решения ряда ключевых вопросов. Основная проблема – обеспечение устойчивости аккумуляторов и электрических машин к чрезвычайно высоким нагрузкам.