Лого Сделано у нас
75

На базе «СуперОкс» прошли испытания сверхпроводникового электрогенератора

©Видео с youtube.com

В рамках проекта Фонда перспективных исследований «Контур» прошли испытания инновационного сверхпроводникового электрогенератора (ВТСП-генератора). Главной областью применения разработки станут перспективные авиационные гибридные силовые установки (ГСУ) большой мощности. Испытания проведены на базе головного исполнителя проекта — компании «СуперОкс».

В ходе первого этапа испытаний подтверждена правильность выбора технических решений, продемонстрирована стабильная работа устройства. При массе генератора 310 кг обеспечена номинальная мощность 700 кВт с коэффициентом полезного действия не менее 98,4%. Применение сверхпроводниковых материалов позволяет значительно повысить функциональные характеристики авиационных гибридных силовых установок.

При этом создание мощных ГСУ мегаватного класса требует формирования криогенного контура — единой многоканальной криогенной системы, которая будет обеспечивать функционирование как источников, так и потребителей электрической энергии, включая системы ее передачи и распределения. Данная разработка получила наименование «авиационная интегрированная электроэнергетическая система на основе единой ВТСП-платформы» (ВТСП-АИЭС).

Переход на единый криогенный контур позволяет решить важные технические задачи, необходимые для создания перспективных электроэнергетических комплексов летательных аппаратов: повышение напряжения в бортовой сети и ее энергоэффективности, обеспечение электромагнитной совместимости и электробезопасности.

В состав разработанного демонстратора ВТСП-АИЭС входят ВТСП-генератор мощностью 700 кВт, ВТСП-электродвигатель мощностью 500 кВт, ВТСП-кабель, ВТСП токоограничивающее устройство, распределительное устройство, аккумуляторная батарея, системы управления и единая криогенная система. По результатам последующих этапов испытаний демонстрационный образец ВТСП-АИЭС будет испытан на летающей лаборатории.

Дальнейшее развитие ВТСП-АИЭС разработчики связывают с использованием в системе криообеспечения сжиженного водорода, который может одновременно выступать и как топливо, и как хладагент.

  • 1
    Badassgoliath Badassgoliath
    24.04.2115:48:43

    При массе генератора 310 кг обеспечена номинальная мощность 700 кВт

    А это вообще даёт какое-нибудь преимущество перед турбореактивным двигателем? Учитывая то, что нужен будет ещё сверхпроводящий электродвигатель для вращения пропеллера, криогенная система для сверхпроводников и какой-то источник механической энергии, чтобы крутить этот генератор+топливо для этого самого источника? И всё это на борту самолёта.

    Не получится ли так, что вся эта машинерия будет возить только саму себя?

    • 1
      Дмитрий Жуков Дмитрий Жуков
      24.04.2117:08:40

      Простой ЭД — 5 кВт/кг, ТРД — 8 кВт/кг, Сверхпроводящий ЭД — 10 кВт/кг.

      • 0
        Badassgoliath Badassgoliath
        24.04.2121:29:39

        Простой ЭД — 5 кВт/кг, ТРД — 8 кВт/кг, Сверхпроводящий ЭД — 10 кВт/кг.

        Угу. Только к сверхпроводящему двигателю нужен ещё сверхпроводящий генератор не меньшей удельной мощности. Или откуда энергию брать? Из каких-нибудь водородных топливных элементов? Ну сколько у них удельная мощность я не знаю. Но гугл говорит, что пока что сильно меньше, чем у этого сверхпроводящего генератора. То есть к массе двигателя надо ещё прибавить столько же массы генератора. Или вдвое больше — топливных элементов с водородом вместе.

    • 2
      Clausson Clausson
      24.04.2118:29:32

      Когда мы касаемся авиации, то простое сопоставление цифр мощности/удельной тяги и тд, мало что дают. Классический пример двигатели Кузнецов которые очень любят сравнивать с ПД-14.    

      Все забывают, что двигатель не только тянет, но еще и тормозит, являясь главным «паразитом» самолета. В общем случае, чем меньше можно сделать двигатель на крыле — тем меньшая удельная тяга потребуется для движения. и т. д. и т. п.

      Короче, схема является перспективной не только потому, что удельная тяга сверхпроводящих двигателей больше.

      • -2
        Дмитрий Жуков Дмитрий Жуков
        24.04.2118:54:48

        Не совсем так. Чем больше диаметр вентилятора, тем выше степень двухконтурности, тем выше КПД мотора.

        В данном случае самое главное — высокая температура газа за камерой сгорания.

        Пратт Уитни добились 1500. Мы пока — не более 1000.

        Злые языки клевещут, что в «демократические 90-е» из ВИАМа в США слиняли ведущие спецы и научили американцев выращивать монокристаллические лопатки турбины.

        • 5
          Нет аватара Захарка
          24.04.2119:28:28

          Вообще-то температура газов перед турбиной для ПД-14 называется равной 2000К. Иначе условным «пятым поколением» его сложно было бы назвать. 1000К — это уровень чуть выше уровня двигателей ЮМО-004 от «Мессершмитт 262».

          • -2
            Дмитрий Жуков Дмитрий Жуков
            24.04.2119:47:34

            Разрешите не согласиться. При всем уважении, самый высокотемпературный двигатель F-135, температура 1700 Цельсия.

            ИМХО, разумеется.

            • 6
              Нет аватара Захарка
              24.04.2120:56:05
            • 3
              Clausson Clausson
              25.04.2101:42:11

              При всем уважении, самый высокотемпературный двигатель F-135, температура 1700 Цельсия.

              Формально вы правы, потому как заявляемые для ПД-14 1950K это 1676,85 цельсия. Недотянули аж 23 цельсия    

              Отредактировано: Clausson~01:44 25.04.21
        • 1
          Clausson Clausson
          24.04.2121:27:25

          Чем больше диаметр вентилятора, тем выше степень двухконтурности, тем выше КПД мотора.

          И тем в «пиэрквадрат» выше парусность самого двигателя, причем в любой проекции. Тем большая тяга будет нужна для равнозначных скоростей полета, тем выше будут скорости посадки, а возможности посадки при боковом ветре соответственно хуже, хуже ставятся устойчивость, скольжение, «аэродинамическое качество». Да и собственно нет такой уж серьезной технической проблемы сделать большой вентилятор… Только вот куда его подвешивать?

          Отредактировано: Clausson~21:28 24.04.21
          • 0
            Нет аватара yaapelsinko
            24.04.2122:54:00

            Парусность у вентилятора есть только тогда, когда он вращается набегающим потоком воздуха, а не турбиной самого двигателя.

            Парусность же двигателя в боковой проекции по сравнению с боковой проекцией всего остального самолёта пренебрежимо мала.

          • 0
            Нет аватара Ветер
            25.04.2109:24:46

            вы правы только для случая когда двигатели отключены… когда же он всасывает набегающий поток воздуха, его парусность очень сильно меньше, чем парусность круга с диаметром двигателя… причем мощность отбираемая на всасывание уменьшается, с ростом набегающего потока, то есть скорости полета… что же касается бокового ветра, то при эквивалентной площади боковой проекции в сотни квадратов для пассажирского самолета, увеличение даже на 10 кв.м. за счет двигателя, это единицы процентов, то есть незначительно, а так как самолеты боком летают редко, то и пренебрегается… то есть на диаметр двигателя влияют совсем другие факторы, а не парусность… кстати это можно даже визуально определить, сравнив фотографии старых лайнеров с узкими движками, и современных двухконтурных трдд…

    • 3
      Clausson Clausson
      24.04.2118:48:28

      При массе генератора 310 кг обеспечена номинальная мощность 700 кВт

      Обычный автомобильный генератор выдает от 100 до 200 Вт/кг.

      На самых совершенных на сегодняшний день ветротурбинах стоят самые удельномощные генераторы они обеспечивают мощность 500-600 Вт/кг. А дальше у вас просто начнет плавиться медь на обмотках.

      В данном случае мы имеем удельную мощность больше 2200 Вт/кг. И это только первый экспериментальный образец.

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