Сверхпроводник на борту: в МАИ создали мощный электрический авиадвигатель
Следи за успехами России в Телеграм @sdelanounas_ruСпециалисты Московского авиационного института впервые применили сверхпроводниковые материалы для разработки мощных электрических двигателей. Такие моторы могут стать альтернативой реактивным, которые наносят вред окружающей среде и являются источниками повышенного шума.
Маёвцы сумели добиться большей мощности электродвигателя по сравнению с реактивным, что долгое время оставалось непреодолимой проблемой.
В небо на батарейках
Сегодня реактивные двигатели полностью обеспечивают энергетические потребности самолётов. Их принцип действия основан на сжигании топлива и образовании выхлопных газов, которые и создают силу тяги. Однако использование такого двигателя наносит ущерб экологии. Именно из-за него уровень шума повышен как в салоне самолёта, так и на расположенной вблизи аэродрома местности.
Альтернатива реактивному двигателю — электрический. Проблема в том, что удельная мощность современных электродвигателей для авиации не превышает 5 кВт/кг, в то время как реактивные обладают мощностью до 8 кВт/кг. То есть замена повлечет за собой снижение грузоподъёмности самолёта. Поэтому пока такой переход экономически нецелесообразен.
Однако применение сверхпроводниковых материалов способно увеличить удельную мощность электродвигателей. Ведь главная особенность сверхпроводников — значительное снижение или даже полное отсутствие электрического сопротивления. Следовательно, величина тока, обратно пропорциональная сопротивлению, возрастает, а вместе с ней увеличивается и мощность двигателя.
Учёные МАИ задействовали сверхпроводниковые материалы при создании различных типов электрических машин. Пока это ещё не полноценные самолётные двигатели, а лишь база для них — участок, где происходит преобразование энергии из электрической в механическую.
— Наш коллектив рассмотрел концепцию электрического самолёта с гибридной силовой установкой и сверхпроводниковыми электрическими машинами, — рассказал «Известиям» заведующий кафедрой «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» МАИ Константин Ковалёв. — Эта система состоит из газотурбинного двигателя, вращающего электрический генератор, электродвигателя и кабельной линии, соединяющей их. Удельная мощность такой установки составляет свыше 10 кВт/кг, то есть больше, чем у реактивного двигателя.
Также в установку входит система криогенного обеспечения. Дело в том, что сверхпроводники обладают низким сопротивлением только при очень низких температурах. Сейчас для охлаждения разработчики применяют жидкий азот, температура которого −196 градусов по Цельсию. Использование хладагента также практически полностью блокирует возможность возгорания в случае короткого замыкания проводки, что повышает безопасность на борту самолёта. Поддерживать криогенную температуру планируется бортовыми системами криообеспечения, которые сегодня достаточно компактны для применения в авиации.
— Основная сложность перевода летательных аппаратов с реактивных на электрические двигатели заключается в необходимости перестроения всех внутренних систем самолёта, — пояснил доцент МАИ Дмитрий Дежин. — Чтобы такой переход был эффективен с точки зрения экономики, необходимо не просто сравнять удельную мощность электрических двигателей с турбинными, а значительно увеличить.
По мнению авторов работы, это можно будет осуществить, перейдя на охлаждение сверхпроводниковых двигателей жидким водородом (−253 градуса по Цельсию). Данная степень охлаждения сверхпроводников способна повысить удельную мощность двигателя до 30 кВт/кг. Но на данный момент проблема применения жидкого водорода заключается в том, что он взрывоопасен, дорого стоит и требует немало энергии для производства.
Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈
11.02.1915:11:08
11.02.1915:53:58
11.02.1916:09:28
11.02.1916:52:39
11.02.1916:54:36
11.02.1918:37:40
11.02.1916:17:04
11.02.1916:46:48
11.02.1918:38:33
11.02.1918:49:37
11.02.1919:32:35
11.02.1918:04:10
11.02.1919:39:11
11.02.1918:56:32
11.02.1919:30:41
12.02.1900:09:06
12.02.1919:23:17
14.02.1914:08:35
13.02.1909:10:25
11.02.1915:28:09
11.02.1916:49:53
11.02.1916:59:07
11.02.1917:18:47
11.02.1918:46:01
12.02.1901:30:07
12.02.1903:03:58
12.02.1910:55:51
12.02.1915:55:30
14.02.1914:10:05
11.02.1916:51:50
11.02.1922:28:21
12.02.1901:33:06
12.02.1903:33:20
11.02.1922:47:27
12.02.1901:37:34
12.02.1903:42:36
12.02.1911:58:43
12.02.1907:22:50
12.02.1911:21:07
12.02.1919:27:54
12.02.1909:34:14
12.02.1911:23:50
11.02.1916:54:19
11.02.1916:57:19
11.02.1917:19:54
11.02.1918:53:22
11.02.1922:10:54
12.02.1901:12:22
12.02.1901:26:24
12.02.1913:57:03
14.02.1914:15:41
15.02.1903:06:04
11.02.1922:31:28
12.02.1907:57:43
12.02.1909:19:31
12.02.1910:03:34
12.02.1910:34:39
12.02.1911:36:18
12.02.1911:58:34
12.02.1913:35:07
12.02.1915:22:56
15.02.1913:11:45
12.02.1912:38:56
12.02.1914:49:59
12.02.1915:07:27
12.02.1915:31:29
12.02.1915:59:00
12.02.1919:09:03
12.02.1920:54:59
11.02.1916:54:44
11.02.1919:31:06
12.02.1919:09:21
13.02.1906:44:45
11.02.1919:41:42
12.02.1902:19:00
12.02.1903:59:00
11.02.1920:06:32
mikr11.02.1920:11:28
11.02.1922:47:09
12.02.1903:47:29
12.02.1912:52:45
12.02.1915:02:56
13.02.1911:21:16
12.02.1918:24:35
11.02.1922:15:48
11.02.1923:24:38
12.02.1918:23:35
15.02.1911:29:36
12.02.1916:41:21
12.02.1918:19:49
13.02.1903:42:33
13.02.1911:06:06
13.02.1913:33:52
13.02.1914:04:50
14.02.1914:23:44
14.02.1915:12:48
16.02.1904:14:17
12.02.1918:18:25
14.02.1914:24:37
19.02.1917:57:36
20.02.1908:17:59
21.02.1909:49:24
22.02.1918:59:34