Москва. 22 апреля. АвиаПорт - Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И.Баранова" (ЦИАМ) проводит научно-исследовательские работы по отработке интеграции силовой установки (СУ) и фюзеляжа гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА), сообщил "АвиаПорт" Первый заместитель генерального директора ЦИАМ Валентин Солонин.
По его словам, фюзеляж гиперзвукового летательного аппарата, по сути, является летающими двигателем. Поэтому чрезвычайно важен правильный выбор интегрированной компоновки двигателя и фюзеляжа. По программе "Национальная технологическая база" отрабатываются технологии интегрированной СУ нескольких типов для выбора оптимального варианта. Исследования проводятся в целях обеспечения технологической готовности к созданию в перспективе опытного образца ГЛА в рамках конкретной поставленной задачи. В.Солонин подчеркнул, что ведущиеся научно-исследовательские работы проводится не в рамках конкретного изделия (ЛА), а в рамках отработки технологий.
По словам собеседника, ЦИАМ исследует вопросы интеграции двигателя и ЛА, организации эффективного рабочего процесса, охлаждения и других важных научных вопросов, связанных с гиперзвуковыми скоростями. "В проводимых исследованиях рассматриваются происходящие в двигателе силовой установки гиперзвукового летательного аппарата процессы эффективного сжатия, горения и расширения в комплексе с интеграцией с конструкцией самого с ГЛА. Кроме того, активно исследуются тепловое состояние двигателя в совокупности с конструкцией ЛА. Так как температура внутри двигателя составляет 2600-2700 градусов, а сам полет является достаточно продолжительным, то возникают проблемы теплового состояния", - пояснил он.
Завершение проводимого этапа исследований можно ожидать в пределах трех-пяти лет. "Такой сжатый срок реализации программы исследований обусловлен широким фронтом проводимых на Западе работ по гиперзвуковой тематике, который базируются на соответствующих стратегиях и программах с поддержкой государства", - подчеркнул В.Солонин.
По его мнению, проводимые исследования в сегодняшних отечественных программах занимает крайне незначительную долю, и поэтому ЦИАМ может проводить исследования только собственными силами и не имеет возможность сформировать необходимую большую кооперацию. На сегодня все сводится к выбору и обоснованию ближайших целей и возможностей.
В рамках выполняемых ЦИАМ работ по гиперзвуковым исследованиям создан крупнейший в Европе стенд для исследования и отработки проблемных вопросов создания гиперзвуковых двигателей. В 2010 году были успешно проведены пусковые испытания крупнейшего в Европе высотного гиперзвукового стенда. "Создание стенда стало возможным только в рамках программы "Национальная технологическая база", - напомнил собеседник.
По его словам, сегодня ЦИАМ может испытывать крупномасштабные интегрированные модели длиной порядка 3-х метров, а в дальнейшем и модели, близкие к натуральной величине ЛА. В настоящее время на стенде можно имитировать параметры, соответствующие условиям полета вплоть до скоростей М=6, а развитие в дальнейшем предусматривается и для более высоких гиперзвуковых чисел М. Разрежение в рабочей части стенда обеспечивается работой эксгаустерных машин высотно-компрессорной станции. Разработанный в рамках госконтракта с Роснаукой генератор высокоэнтальпийного воздушного потока создает необходимые полные параметры рабочего газа. Рабочая часть стенда позволяет при гиперзвуковых скоростях проводить исследования рабочего процесса в интегрированных экспериментальных объектах "двигатель + фюзеляж".
В.Солонин дополнил, что в настоящее время разрабатывается Стратегия развития двигателестроения на период до 2025-2030 годов. Она предполагает очень широкие исследования, причем нетрадиционных схем двигателей, например, двигатели с открытым ротором, комбинированные двигатели, распределенные силовые установки и многое другое. Головным предприятием остается ЦИАМ. ЦИАМ сейчас в рамках создания "Национального исследовательского центра" формирует программу развития науки и технологии. Она может стать частью государственной программы развития авиационной промышленности и авиации в стране.
ЦИАМ продолжает исследования применения в авиации топливных элементов
Москва. 22 апреля. АвиаПорт - Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И.Баранова" (ЦИАМ) проводит исследования по применению в авиации топливных элементов, сообщил "АвиаПорту" первый заместитель генерального директора по науке Валентин Солонин.
В качестве прикладной задачи ЦИАМ исследует возможность создания беспилотного летательного аппарата (БЛА) с рекордной продолжительностью полета в целях подтверждения длительной работоспособности топливных элементов, уточнил он.
По словам В.Солонина, в настоящее время работа по применению топливных элементов в авиации находится на стадии организации исследований в области создания авиационных двигателей с применением углеводородного топлива. "Проводимые исследования ведутся в рамках государственной программы, но объемы финансирования пока не позволяют выйти на широкомасштабные исследования", - отметил собеседник.
По его мнению, ограниченное финансирование не позволяет осуществить формализацию общей программы работ, в том числе подключить к выполняемым работам другие предприятия в части кооперационных поставок. "ЦИАМ на сегодня имеет планы работ, сформированы определенные группы возможных исполнителей, в том числе и в атомной промышленности, где зарождались эта тематика, а также в российской Академии наук. Сегодня нужна организационная основа в виде финансирования, чтобы сформулировать общую программу, подключить соисполнителей и начать полномасштабные исследования", - уверен замдиректора ЦИАМ.
Он также напомнил, что в 1990-х годах была фактически свернута широкомасштабная работа, которая велась в нашей стране, по внедрению в авиации альтернативных видов топлива, в частности, водородной энергетики. В перспективе ожидалось обеспечить двукратное повышение топливной эффективности авиационного двигателя при одновременном снижении практически до нуля эмиссии вредных веществ.
Необходимо отметить, что водородные топливные элементы существуют и широко используются в других отраслях, но они не удовлетворяют условиям применения в авиации по массогабаритным параметрам.
По словам заместителя руководителя ЦИАМ, проект экспериментального беспилотного летательного аппарата "ЦИАМ-Рекорд" с рекордной продолжительностью полета должен явиться демонстратором концепции применения топливных элементов в авиации.
Силовая установка БЛА состоит из маршевого двигателя с топливным элементом "Aeropak 2" мощностью 250 Вт. Бортовая энергосистема - Li-Po аккумулятор. Топливо - газообразный водород под давлением 300 атм. с объемом 2х7 л. Расчетная взлетная масса беспилотника составляет 13-14 кг, высота полета - до 3000 м, максимальная скорость - до 126 км/ч, максимальная крейсерская скорость - 90-95 км/ч, скорость полета на продолжительность - 80 км/ч, продолжительность полета 30-36 часов. Размеры беспилотника: размах крыла 5,9 м, длина 2,9 м. Тянущий воздушный винт имеет диаметр 500 мм.
В.Солонин также напомнил, что в ноябре 2010 года совершил первый полет БЛА "ЦИАМ-80", созданный в ЦИАМ с участием некоторых других организаций. Этот беспилотник стал первым в России летательным аппаратом, энергия для полёта которого вырабатывалась топливным элементом - электрохимическим генератором энергии. В качестве топлива использовался сжатый водород, в качестве окислителя - кислород воздуха.
Как сообщалось ранее, в ЦИАМ разработаны два типа БЛА с питанием электродвигателей силовой установки от топливных элементов - ЦИАМ-80 и ЦИАМ-80-2. Первый полет ЦИАМ-80 совершил 4 ноября 2010 года, ЦИАМ-80-2 - 27 ноября 2010 года. ЦИАМ-80 - первый в отечественной истории БЛА бортовые потребности в энергии которого обеспечивалась батареей топливных элементов - электрохимическим генератором электрической энергии. ЦИАМ-80 и ЦИАМ-80-2 являются чисто исследовательскими аппаратами, демонстраторами новых и перспективных технологий и не рассчитаны на практическое применение.
Беспилотник ЦИАМ-80 имеет при длине 1,184 м и размахе крыла 1,700 м взлетную (стартовую) массу 2,6 кг. Скорость его полета составляет до 60 км/ч, а продолжительность полета - до 5 часов. Воздушный винт - тянущий диаметром 300 мм. Управление дистанционное по радиоканалу. БЛА ЦИАМ-80-2 массой 10 кг существенно больше, чем ЦИАМ-80. Он оборудован баком объемом 1,1 л, рассчитанным на хранение водорода с давлением 300 атм. Этот БЛА имеет расчетную продолжительность полета порядка 5-6 часов.
Дмитрий Козлов