НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" и входящие в его состав научно-исследовательские институты авиационной промышленности представили на Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2017 макет демонстратора гибридно-электрической силовой установки. Эта установка создается в рамках формирования опережающего научно-технического задела для разработки перспективного полностью электрического самолета. Ее главная особенность - применение электрического оборудования (электромотор, генератор, шины и т.д.), использующего эффект высокотемпературной сверхпроводимости.
Макет гибридно-электрической силовой установки для перспективного электрического самолета размерностью 9-19 кресел, в экспозиции авиасалона МАКС-2017 (с) bmpd
В гибридно-электрической силовой установке питание электромотора осуществляется от аккумуляторных батарей и/или от генератора, приводимого во вращение от вала газотурбинного двигателя.
Такая силовая установка - промежуточный этап перед созданием полностью электрической силовой установки. Ее применение позволит уменьшить затраты топлива, эмиссию вредных веществ, снизить шум и увеличить ресурс газотурбинной части. Планируемая номинальная мощность перспективной гибридно-электрической силовой установки - 500 кВт.
Демонстратор с другого ракурса (с) bmpd
В реализации проекта участвуют ЦИАМ, СибНИА, ЦАГИ, а также ЗАО "СуперОкс". Координатором проекта выступает НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского".
Насколько известно, на первом этапе усилия будут направлены на создание уникальной гибридно-электрической силовой установки, основанной на использовании сверхпроводников. На основе отработанных технологий затем планируется приступить к созданию серийного электрического двигателя для самолета на 9-19 пассажиров. Вся программа рассчитана на три года.
"Разработка этой силовой установки - важный практический шаг России на пути к созданию полностью электрического самолета. Мы убеждены в необходимости формирования системного научно-технического задела в этой области, - говорит генеральный директор НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" Андрей Дутов - Это технологии, которые позволят обеспечить конкурентоспособность отечественной авиационной техники через 15-20 лет в новом технологическом укладе. По нашим оценкам, новые источники энергии на борту - это одна из тех областей, где можно добиться прорывных результатов".
(c) bmpd
При создании гибридно-электрической силовой установки используются компетенции ведущих отечественных научных центров. В частности, головным исполнителем научно-исследовательской работы является ЦИАМ. Он отвечает за ее разработку в целом и формирование требований ко всем ее компонентам. СибНИА создаст летающую лабораторию и будет проводить летные испытания. Электрооборудование с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости разрабатывается инновационной российской компанией "СуперОкс" - одним из немногочисленных мировых производителей сверхпроводников. ЦАГИ формирует общие требования к такой силовой установке и создает перспективные компоновки полностью электрических летательных аппаратов.
"Работы по освоению "электрических" технологий для авиации сегодня ведутся во всем мире. В ЦИАМ и институтах, входящих в состав НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского", электрификацию рассматривают как наиболее перспективную технологию в авиастроении. И ключевое место здесь занимает именно силовая установка, - говорит генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин. - Комплексные теоретические и экспериментальные исследования по созданию гибридной силовой установки проводятся в ЦИАМ уже более 10 лет. За это время мы добились значительных результатов в исследовании различных обликов силовой установки и их оптимизации. Сегодня интересы наших ученых сосредоточены на работе по созданию и испытаниям элементов гибридных силовых установок, топливных элементов с высокими удельными показателями и накопителей энергии".
Разработчик концепции электродвигателя - НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" на авиасалоне МАКС-2017 (с) bmpd
На выставке экспонируется часть модели гибридно-электрической силовой установки, в мотогондоле которой находится электрический мотор, вращающийся винт и система его управления.
Примечание bmpd. Общий потенциал повышения эффективности от использования традиционных технологий в авиастроении к 2030 году не превысит 35-40% от сегодняшнего уровня. Известно, что сейчас каждый новый технологический продукт отличается от от предшественника не более чем на 3-5%, при несоизмеримом объеме инвестиций. В определенной мере в авиастроении по авиадвигателям и по аэродинамике достигнут потолок в технологическом развитии. Следует ожидать скачка, сопоставимого с переходом от винтовой к реактивной авиации. И самолеты на электродвижении могут стать одними из наиболее вероятных направлений прорыва.