Лого Сделано у нас
90

Як-40ЛЛ с инновационным электродвигателем готовится к первому полёту

 © aviation21.ru

В рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований и ЗАО «СуперОкс» в России разрабатывается авиационная интегрированная электроэнергетическая система на основе единой высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) платформы, состоящей из аккумуляторной батареи, ВТСП-кабеля, ВТСП-токоограничивающего устройства и ВТСП-электродвигателя.

Как сообщили в пресс-службе Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова, 18 декабря 2020 года в СибНИА им. Чаплыгина на экспериментальный летательный аппарат был установлен электрический двигатель на сверхпроводниках и выполнены его пробные запуски с воздушным винтом. Работы выполняются в рамках подготовки к лётным испытаниям.

Электродвигатель является частью демонстратора гибридной силовой установки, которую разрабатывает ЦИАМ. Инновационный электродвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках мощностью 500 кВт (679 л.с.) создан компанией «СуперОкс». Ранее он, как и другие узлы и системы демонстратора гибридной силовой установки, прошёл комплекс испытаний на специальных наземных стендах. Теперь на очереди следующий важный этап — лётные испытания. Для них на базе самолёта Як-40 создаётся летающая лаборатория. Лётные испытания запланированы на 2021 год. Но перед этим у команды исследователей ещё много работы. Необходимо провести всесторонние проверки работы электродвигателя на специально созданной для него мотораме на всех режимах работы, определить его влияние на оборудование самолёта.

— Этой работой ЦИАМ реализует один из важнейших проектов в современной авиации. Мы создаем и испытываем технологию будущего — гибридную силовую установку на базе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), — поясняет генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин. — Её использование призвано решить ряд технологических вопросов, с которыми уже сейчас сталкивается воздушный транспорт. ЦИАМом и компанией «СуперОкс» проведён большой объём исследовательских, проектных и экспериментальных работ, теперь все разработанные научные и инженерные решения и их заявленные параметры и характеристики будут проверены лётным экспериментом.

— Наши разработки опираются на многолетние исследования и испытания: у нас за плечами сотни изготовленных прототипов обмоток и около десяти изготовленных и испытанных образцов двигателей разной мощности. Российские учёные первыми в мире могут начать испытания электрического авиационного двигателя на ВТСП, за которым, мы верим, будущее всей авиационной индустрии, — говорит Андрей Вавилов, председатель совета директоров «СуперОкс».

Як-40ЛЛ гибридная силовая установкаЯк-40ЛЛ гибридная силовая установка © aviation21.ru

— Энергоэффективный двигатель для авиации — это то, над чем сегодня работают все ведущие авиаконцерны мира. Мы были первые, кто создал такой двигатель с применением ВТСП-технологии, первые показали его высокую эффективность. И сегодня мы первые собираемся приступить к испытаниям в составе летающей лаборатории. ВТСП позволяет в разы снизить массу электрических машин. Применение электродвижения в авиации снизит шум и потребление топлива. В перспективе 15-20 лет по мере усовершенствования технологий экономия может составить до 75%, — комментирует генеральный директор «СуперОкс» Сергей Самойленков.

Начальник отдела «Гибридные (электрические) силовые установки, системы и летательные аппараты» ЦИАМ Антон Варюхин считает, что комплекс испытаний, в том числе лётных, проводимых ЦИАМ и «СуперОкс», станет тем опережающим научно-техническим заделом, который позволит начать внедрение электротехнологий в авиацию и в перспективе ускорить создание летательных аппаратов с гибридными силовыми установками.

Электрический двигатель на сверхпроводниках разработан компанией «СуперОкс» на средства гранта Фонда перспективных исследований. На основе этого электродвигателя ЦИАМ создает демонстратор гибридной силовой установки по контракту с Минпромторгом России. Институт также является ключевым участником комплексного научно-технического проекта «Электрический ЛА», ведущая и координирующая роль в котором принадлежит НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», объединяющему основные научно-исследовательские центры авиационной промышленности.

  • 9
    Нет аватара vlad_i_slav
    23.12.2019:35:52

    Суперская новость. Цифры, конечно сногсшибательные — 75% экономии топлива…

    Даже если будет в 2 раза ниже от этой — уже шикарно… но 75% - это прямо фантастика какая-то.

    Отредактировано: vlad_i_slav~19:36 23.12.20
  • -1
    Нет аватара mikr
    23.12.2023:16:00

    Не могу понять, каким образом самолет может полететь на электричестве? На батарейках еще как-то можно поднять легкомоторный самолет. И то, не надолго. Но тяжетый пассажирский самолет (даже ближнемагистральный) потребует для самого скромного полета несколько тысяч кВт/часов энергии. Самый эффективный аккумулятор подобной емкости будет весить никак не менее 20-ти тонн, причем его взлетная масса равна посадочной. Ну, и к чему такая радость?

    • 0
      Володимир Куприянов
      24.12.2000:39:25

      Тут же написано — двигатель гибридный! То есть обычное авиатопливо, видимо, тоже используется — либо для работы этого двигателя, либо для зарядки аккумулятора, а за счëт сверхвысокой проводимости снижают расход энергии при работе двигателя на электричестве, увеличивая дальность полëта.

      Как-то так, думаю…

      Отредактировано: Володимир Куприянов~01:06 24.12.20
      • -1
        Сергей Турчин Сергей Турчин
        24.12.2012:01:14

        Удельный расход энергии путем замены обыкновенного стального вала на кучу электромоторов, аккумуляторов, генераторов, проводов и электроники управления — невозможно. Никак.

        Сторонники электролетов питают надежды на то, что вместо двух-четырех винтов и/или вентиляторов у обычного самолета можно будет в разных местах летательного аппарата разместить большое количество винтов с оптимальными размерами лопастей, включая специальные лопастные движителия для вертикального или укороченного взлета и посадки. Тем самым обеспечивая наивыгодные режимы работы винта, обдув крыла, обеспечение короткого взлета и посадки, режимы висения и т. п. Но все эти ухищрения ничего не дают уже на средних, а тем более больших дальностях и скоростях полета, достигнутых на современных лайнерах с ТРДД.

        При тупой схеме для средне и дальнемагистральных скоростных лайнеров, который 60-80% времени должен лететь (притом быстро — порядка 800 кмвч) на крейсерском режиме у электролетов нет ни единого шанса.

        А вот у маленьких аппаратов для доставки в пределах мегаполиса пары-тройки пассажиров, пилотажных развлекух, перевозки недалеко легких грузов, доставки спасателей и пострадавших в ДТП или катастрофах и т. п. на небольшие расстояния в условиях отсутствия длиных ВПП — да, шанс у электролетов есть.

    • 0
      Нет аватара vlad_i_slav
      24.12.2000:54:27

      Гибридная схема позволяет снизить параметры батарейки.

      Винты вращают электродвигатели. Которые, в свою очередь, питаются от набора аккумуляторов (одни заряжаются, другие крутят и т. д.). а аккумуляторы заряжаются от топливного двигателя в паре с электрогенератором. Топливный двигатель работает в постоянном режиме и его задача — тупо крутить генератор.

      при этом применятся технология ВТСП — в этом самый цинус — обмотки генератора и электродвигателя с очень высокой энергоотдачей и компактные при этом. Но! Для обеспечения условий сверхпроводимости даже в т.н. «высокотемпературном» исполнении нужен жидкий азот)))

      и тем не менее, говорят, что такое вполне экономично

      Отредактировано: vlad_i_slav~01:01 24.12.20
      • -1
        Сергей Турчин Сергей Турчин
        24.12.2011:08:17

        Топливный двигатель работает в постоянном режиме и его задача — тупо крутить генератор.

        Вы не поверите, но вся эта тряхомудия в обычном ГТД заменяется одним или двумя стальными валами, которым не нужны ни сверхпроводимость, ни медные обмотки, ни сложные электронные блоки управления.

        И да, на взлете электролету точно также понадобится примерно пятикратная мощность в сравнении с мощностью необходимой на крейсерском режиме.

        Что бы не рассказывали электрофанатики, на баке бензина весом 40 кг автомобиль уезжает километров на 400+ км (куда-нибудь за Валдай), а Тесла в идеальных условиях на аккумуляторе хорошо, если дотянет по дороге в Питер чуть дальше Твери.

        P. S. У бабочек самолетов все то же самое, за исключением того, что дополнительные 1000% веса просто не дадут самолету взлететь.

        Вся эта электроавиация имеет перспективы лишь для коротких полетов аппаратов укороченного взлета и посадки типа городских такси, срочных доставок грузов в границах мегаполисов, экстренных эвакуаций пострадавших в ДТП и т. п. Пока энергоемкость батарей не приблизится к энергоемкости керосина.

        А пока в схеме с тепловым мотором и баком органического топлива на один киллограм веса запас энергии примерно в 15 раз больше, чем в любой электролеталке с батарейками.

        • 1
          Сергей Турчин Сергей Турчин
          24.12.2017:19:57

          Минусаторы, возьмите в руки калькулятор и посчитайте, сколько нужно литиевых аккумуляторов, чтобы улететь самолету типа Як-40 на 1000 километров c нагрузкой и сколько нужно для этого керосина. А потом ставьте минусы. Все данные в сети есть. Слабо написать хоть какие-нибудь вменяемые возражения? Знаний и соображения не хватает?

    • 0
      Нет аватара RavenD
      24.12.2010:42:32

      Сначала гибрид бензин>двс> акум/супер конденсатор> электричество, потом водородные ячейки>генератор>акум/супер конденсатор>электричество.

      • 0
        Нет аватара SARGOL
        24.12.2011:22:05

        Есть еще метановые ячейки, поинтереснее водородных. Водород очень капризный в хранении. Да и добывать его не откуда, месторождений водорода нету.

  • 1
    Нет аватара mikr
    24.12.2011:17:58

    Разобрался наконец.

    Оказывается, гибридная схемы необходима для оптимизации работы турбины (или ДВС). Самолетный двигатель в основном работает в крейсерском режиме (примерно 30% от максимальной мощности). Но иногда ему требуется выдать все 100%. Поэтому обычный двигатель должен иметь большой запас мощности для обеспечения краткосрочных режимов, что приводит к снижению его топливной эффективности (на крейсерском режиме) и переутяжелению. Чтобы устранить этот недостаток, хотят применить буферный аккумулятор, который возьмет на себя обеспечение максимальных режимов, а для полета на эшелоне будет достаточно мощности небольшой турбины (или ДВС).

    • 0
      Дмитрий Илюхин Дмитрий Илюхин
      30.12.2014:07:35

      +100500, электротяга для короткого режима форсажа. Всё то же самое, что и на гибридных автомобилях типа Приуса. Или в электросетях, когда для коротких пиковых нагрузок приходится строить электростанции, большинство времени простаивающие (вместо них сейчас строятся аккумулирующие станции типа ГАЭС).

      Отредактировано: Дмитрий Илюхин~14:11 30.12.20
  • 0
    Нет аватара lucky
    24.12.2014:15:16

    Насколько можно понять из фото макета, на Як-40 оставят один турбореактивный двигатель, остальные на взлете будут заменяться электродвигателем с винтом. Характеристики винтового движетеля при малых скоростях выше, чем турбореактивного, поэтому мощность двигателя поданная на винт дает на взлете бОльший эффект и позволяет взлететь не на трех (как на обычном Як-40), а по сути на одном двигателе (+ электромотор с винтом, который на самом деле непонятно, от чего питатется, то ли от батарей (конденсаторов), то ли каким то образом от турбореактивного двигателя. После выхода на определенную скорость роль винта снижается (его лопасти и обороты вращения выходят на крейсерский режим, минимизирующий сопротивление или дающий какой-либо эффект, но незначительный), а роль турбореактивного двигателя максимизируется.

    Как-то так от гуманитария    

  • 1
    Fly Surfer Fly Surfer
    24.12.2014:57:38

    Вот это круто. Может быть прорыв.

  • 0
    Нет аватара mikr
    25.12.2013:39:31

    На мой взгляд интереснее всего выглядела бы схема параллельной гибридной установки. Турбина через редуктор вращает воздушный винт. В этот же редуктор параллельно турбине включен электродвигатель (он же — генератор). На крейсерском режиме вся тяга обеспечивается только турбиной через механический привод, плюс происходит зарядка буферного аккумулятора. На взлетном режиме тяга обеспечивается совместной работой турбины и электродвигателя. Таким образом, в отличие от последовательной гибридной установки, электродвигатель обеспечивает не всю тягу на всех режимах, а только повышает крейсерскую тягу турбины до величины, необходимой на чрезвычайных режимах. Это позволит сократить мощность электрической части гибридной установки, сэкономить на массе и стоимости электродвигателя, а также исключить из номенклатуры отдельный генератор за счет использования тягового электродвигателя в качестве генератора. Кстати, он же и стартер, запускающий турбину либо от бортового аккумулятора, либо от внешнего источника.

    И еще. Такая схема позволяет придать самолету дополнительную живучесть. В случае выхода из строя либо электромотора, либо турбины, оставшаяся часть схемы сохраняет некоторую часть тяги на некоторое время, что по-любому лучше чем полный отказ.

    Отредактировано: mikr~15:41 25.12.20
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,