71

Союз композитов: мощность двигателей для авиации повышена в два раза

  •  © cdn.iz.ru

Новая модель роторно-поршневого двигателя (РПД), созданного российскими учеными, по мощности в два раза превышает все подобные устройства. Двигатель позволит повысить грузоподъемность небольших летательных аппаратов — как беспилотных, так и управляемых. Установка таких РПД возможна на уже существующие машины без модернизации конструкции. Зарубежных аналогов устройству нет. Проект поддержан Фондом перспективных исследований.

РПД был изобретен еще в 1950-х годах. Он весит в полтора-два раза меньше, чем обычный поршневой двигатель с такой же мощностью. И в этом его преимущество. А недостатком до недавнего времени была быстрая изнашиваемость в силу особенностей конструкции.

Ученые из Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова решили проблему, создав РПД на основе материалов нового поколения — интеркерамоматричных и металлокерамоматричных композитов. Работа велась в рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований и Института им. П.И. Баранова.

Композиты были применены в разных элементах двигателя, — рассказывает руководитель проекта Фонда перспективных исследований Сергей Маркин. — Согласно результатам испытаний, износ этих элементов пренебрежительно мал. Все они сохранили свою работоспособность, подтвердив возможность и перспективность применения композиционных материалов для изготовления наиболее нагруженных и проблемных элементов РПД.

Помимо применения композитов, в новой модели использованы и другие инновационные технические решения. В частности, в двигателе есть специально разработанная для РПД система турбонаддува с охлаждением воздуха. Это благотворно влияет на долговечность и надежность устройства. Часть элементов системы турбонаддува изготовлена с помощью технологий 3D-печати с применением отечественного сырья. Также практически с нуля разработана электронная система управления двигателем.

Благодаря всем этим решениям удалось примерно вдвое повысить мощность двигателя по сравнению с ранее разрабатывавшимися в России РПД.

Однако мощность — не единственная важная характеристика двигателя. Одним из значимых параметров является экономичный расход топлива. По сообщению разработчиков, удельный расход топлива на созданном РПД не превышает 217 г на лошадиную силу в час (по расчетам, это 295 г на 1 кВт).

— Для лучших современных поршневых двигателей примерно той же мощности расход топлива составляет 200 г на 1 кВт вырабатываемой мощности, и тут даже новый РПД им явно проигрывает, — поясняет заведующий кафедрой поршневых двигателей МГТУ им. Н.Э. Баумана Владимир Марков. — Зато несомненное преимущество роторного двигателя перед поршневым в размерах — он в два-три раза компактнее. Однако это превосходство частично нивелируется необходимостью установки на самолет с РПД топливного бака большего размера.

Пока разработчики планируют применять созданные небольшие РПД для легкой авиации — как беспилотников, так и управляемых аппаратов. РПД в составе гибридных силовых установок с двумя видами двигателей можно будет использовать как на гражданских, так и на военных летательных аппаратах. По сообщению разработчиков, примененные технические решения позволят повысить грузоподъемность летательных аппаратов. Важно, что установка таких двигателей возможна на уже существующие машины без модернизации конструкции и задействованных в работе самолета систем.

Действительно, роторно-поршневые двигатели по сравнению с поршневыми обладают рядом преимуществ, — рассказал эксперт в области беспилотных систем Денис Федутинов. — Среди них, к примеру, высокая удельная мощность и меньшие вибрации и габариты, а в целом — большая простота конструкции. Если разработчикам удастся достичь таких же хороших результатов по расходу топлива и ресурсу РПД, как и у обычных поршневых, то это сделает данный двигатель востребованным на рынке для использования на БПЛА.

В конце февраля 2019 года опытный образец успешно прошел испытания по определению технических характеристик. По мнению разработчиков, создание отечественного РПД с высоким ресурсом и надежностью может послужить серьезным стимулом для развития в России авиации общего назначения и содействовать восстановлению отечественного двигателестроительного сектора.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 3
    Нет аватара AlexCrazy
    17.05.1920:05:42

    не знаю что у них там получится пойти по пути который прошла мазда. главные недостатки РПД это высокий расход(угар) масла и очень низкий ресурс. Мощностные характеристики не особо выдающиеся — но есть хорошая полка момента растянутая по оборотам в широком диапазоне — именно поэтому роторные мазды и любил народ .

    Расход топлива особо никого не удивит — там минимальная разница. Главное для авиадвигателя это минимальная масса и безотказность — тут да ротор в принципе должен быть хорош .

    Авиации сверхлегкой и для БПЛА пойдут турбированные роторы с объемом меньше литра, по идее они должны быть вообще крохотные (кто видел двиг ВАЗ-413 тот поймет ) при этом мощностные характеристики на уровне опозитов ротакс.

    Отредактировано: AlexCrazy~20:06 17.05.19
    • 0
      Константин Курсиков Константин Курсиков
      17.05.1920:36:46

      Зарубежных аналогов устройству нет.

      Какая мазда   

      • 0
        Clausson Clausson
        17.05.1920:53:29

        Какая мазда

        Да вроде как все правильно товарищ говорит. Мелкосерийное производство роторно-поршневых двигателей (они же Ванкеля) производились только фирмами Mazda и ВАЗ.

        ВАЗ некоторое время назад объявлял, что прекратил ими заниматься.

        На самолетах при СССР в ДОСААФ кажется пробовали применять эти двигатели, но ресурс оказался запредельно мал. Уже тогда говорили, что нужны новые керамические материалы для него. Ну, а потом 90-е…

        Зарубежных аналогов устройству нет.

        Многие брались разрабатывать, но упирались все в ресурс.

        Отредактировано: Clausson~20:57 17.05.19
        • 1
          Vadim Orlov
          17.05.1923:21:58

          Роторные, но не роторно-поршневые.

          Наберите в Вики «Роторный_двигатель_Mazda». Там нет поршней.

          • 1
            Нет аватара AlexCrazy
            18.05.1902:21:26

            бред не множьте специалист по гуглопоиску — во всех роторных моторах есть поршень треугольной формы. как говорил О Бендер … таких знатоков

            • 0
              Геннадий Тесёлкин Геннадий Тесёлкин
              18.05.1902:37:30

              Опять Ë-мобиль? По второму кругу?

            • 1
              Vadim Orlov
              18.05.1904:44:50

              Нет цилиндрического поршня. Так понятнее, прохвессор?

              • 1
                Нет аватара dimKC
                18.05.1912:55:40

                Принято оба наименования. Однако термин роторно-поршневой встречается гораздо чаще. Этим наименованием подчеркивается, что в качестве ротора используется поршень (треугольный). Существуют и другие типы роторных двигателей. Например, роторно-лопастной. А по поводу экономичности можно сказать, что роторно-поршневому двигателю ни в теории, ни на практике не достичь экономичности поршневого дизеля. Это связано с ухудшенными условиями процессса горения (несоответствие формы факела форме камеры сгорания) и ухудшенный теплообмен. Поэтому при длительных полетах его применение бессмысленно, потому, что как верно заметили в статье нужно возить больше топлива. Причем вес дополнительного топлива может оказаться даже больше экономии веса двигателя. Развивая приведенный пример — разница в расходе топлива 100 г на кВт в час. при мощности 100 кВт и часовом полете надо взять с собой дополнительно 10 кг топлива, при 10-ти часовом — 100 кг. Но если важны габариты, то да — вне конкуренции.

              • 1
                Нет аватара AlexCrazy
                18.05.1913:56:36

                есть там поршень — эксперд, форма треугольная. почитай определение в википедии, знатог. А то что там нет цилиндрического поршня не сделает из РПД беспоршневой двигатель ))) Беспоршневой двигатель с ротором это уже газотурбинный — если экспердить по максимуму )))

        • 3
          Нет аватара AlexCrazy
          18.05.1902:33:08

          Ну если миллион автомобилей это мелкосерийное производство то да — мазда делала в гаражах и на коленках машины с РПД с 78 по 02 выпустила 811к RX7 и потом еще 192к RX8 которых кстати и в РФ хватает на дорогах .

          Да эти пацаны ничего в РПД не понимают даже после выпуска миллиона авто на протяжении 34х лет )) куда им до автоваза с их то наработками.

          Отредактировано: AlexCrazy~02:33 18.05.19
    • 0
      Нет аватара vip-com
      18.05.1904:21:16

      Перспектив у данного двигателя мало. К сожалению. Никому ещё не удавалось получить приемлемый ресурс даже на автодвигателях. А авиационный работает в гораздо более тяжёлом режиме. Увы…

  • 1
    Нет аватара candino1971
    17.05.1922:28:37

    ВАЗ мелкосерийно делал ВАЗ-21059 с РПД. Использовались в ГАИ. Разгонная динамика и скорость вполне позволяла гоняться за иномарками. Но ресурс движка был в районе 80 тыс.

  • 2
    Нет аватара Alkov
    18.05.1902:31:47

    Вот-вот, так и не понятно насколько высок ресурс двигателя…

  • 0
    Denis Grabov
    19.05.1915:14:35

    Прожорливость- это запас хода. Не везде он должен быть большим. А авиации меньший вес и объем означают меньший расход. Так что запас хода уменьшится, но не намного.

    Есть еще и РПД на дизельном принципе. Расход там должен быть еще меньше из-за большей степени сжатия.

    Интересно, если, скажем, каждый 20 такт впрыскивать вместо бензина воду, то уменьшится ли износ вследствие лучшего охлаждения?

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,