Водородный двигатель для «Китенка»

Институт проблем химической физики РАН (ИПХФ) разрабатывает вспомогательную силовую установку (ВСУ) для авиации. Изделие использует электрохимический способ получения энергии, основанный на водородно-воздушных топливных элементах. Разработка ведется в рамках концепции «Более электрического самолета» (БЭС). Первые испытания ВСУ на беспилотниках прошли успешно. Следующие состоятся на двухместном самолете МАИ-223 «Китенок».

"Испытания назначены на осень и зиму этого года. В случаи успеха элементы станут прототипом по созданию ВСУ для крупных гражданских и военных самолетов", — рассказал Военное.РФ разработчик Юрий Добровольский. Он уточнил, что электрический двигатель для «Китенка» закупили у чешской фирмы, какой именно, уточнять отказался. Российские аналоги такой силовой установки не подходят по своим характеристикам.

Гидравлическая, пневматическая и энергетическая установки в самолетах забирают энергию с маршевого двигателя. В рамках концепции «БЭС» ведущие авиапредприятия создают альтернативные источники питания авиационных систем. Использование стандартных литий-ионных аккумуляторов (Li-ion) нецелесообразно из-за большой массы и малого запаса мощности. Перспективной заменой им станут топливные элементы.

Топливным элементом называют источник питания, который вырабатывает электроэнергию из топлива, минуя процесс горения. Наиболее эффективным видом такого топлива считается водород. В топливном элементе водород ионизируется, переносится через мембрану и при контакте с воздухом, окисляясь, преобразуется в воду и электричество. Менее эффективные топливные элементы имеют КПД 40-50%, эффективные — более 70%. К примеру, средний КПД стандартного авиационного двигателя равен 20-30%. Лучшим на сегодняшний день электрическим источником питания является литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol) емкостью 250 Вт*ч/кг.

Использование топливных элементов позволит увеличить емкость от 4 до 8 раз и достигнуть показателей от 750 Вт*ч/кг. до 1,5 кВт*ч/кг. В подтверждение эффективности применения подобных методов с марта 2015 по апрель 2016 года провели испытания. Октакоптер фирмы НЕЛК с водородно-воздушными топливными элементами продержался в воздухе больше трех часов. Энергетическая система разработана ИПХФ совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ) и Объединенной авиастроительной корпорацией (ОАК).

Беспилотник создали и протестировали в интересах силовых ведомств. Сейчас его адаптируют для гражданских целей на предприятии «Гиперкоптер» (резидент ИЦ «Сколково»).

Подобные разработки в настоящее время ведут крупнейшие авиастроительные корпорации Boeing и Airbus. Ни одной из компаний пока не удалось заменить энергию, поступающую с маршевого двигателя самолета, на ВСУ с альтернативными источниками питания. Создание вспомогательной силовой установки на топливных элементах позволит снизить нагрузку на двигатель, удешевит обслуживание самолета и увеличит его экологичность.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.