В октябре прошедшего года ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова) провел очередной цикл стендовых испытаний турбогенератора гибридной силовой установки для новой модификации самолета Як-40. Это очень важный этап для мировой авиапромышленности.
Старый самолет — новое слово в летной инженерии
В России активно ведется разработка летающей лаборатории с инновационным сверхпроводниковым электродвигателем. В настоящий момент происходит подготовка к первым летным испытаниям. Базой для установки нового оборудования стал самолет Як-40, который не выпускается с 1981 года. В его хвостовой части расположится турбовальный газотурбинный двигатель с электрогенератором. А на носу установят электродвигатель, работающий на принципах высокотемпературной сверхпроводимости и криогенной системе.
Данный проект гибридной силовой установки на базе высокотемпературной сверхпроводимости является одним из важнейших для современной авиации. Его реализация позволит решить ряд важных проблем в сфере воздушного транспорта.
Электродвигатель и другие механизмы демонстратора гибридной силовой установки уже прошли испытания на наземных стендах и готовы к этапу испытаний в воздухе. Они намечены на 2021 год.
В разработке оборудования принимают участие ведущие инженерные институты страны: ЗАО «СуперОкс» (создание электродвигателя), Уфимский государственный авиационный технический университет (создание турбовального газотурбинного двигателя с электрогенератором), Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина (создание оборудования летающей лаборатории), а также НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», Московский авиационный институт, ООО «Экспериментальная мастерская «Наука-софт», ООО «Авиа-Турбо». Главным разработчиком проекта является ЦИАМ.
Дорогие читатели, наши статьи выходят при поддержке IT-проекта SFERA. Он разрабатывает уникальную платформу мобильных приложений. Новые функции, развивающий контент, отсутствие назойливой рекламы. Узнайте больше на https://sfera.zone/.
Источник чистой энергии
Как было сказано выше, одной из наиболее важных частей демонстратора станет электрический генератор мощностью 400 кВт. Проектирование генератора производилось в соответствии с последними достижениями электротехники. Он, как основной источник энергии, будет работать совместно с аккумуляторными батареями, выдающими 100 кВт в течение ограниченного времени. Их энергии хватит, чтобы разогнать воздушное судно и поднять его на высоту полета. Главное назначение турбогенератора для гибридной силовой установки — питание электродвигателя. Основной элемент механизма: турбовальный газотурбинный двигатель ТВ2-117, который вращает электрический генератор.
Испытания турбогенератора прошли в октябре 2020 года. Они проводились в термобарокамере ЦИАМ. Инженеры поместили ТВ2-117 на специальную раму, на которой он будет впоследствии установлен на самолет. На валу свободной турбины двигателя был установлен электрогенератор, на выход которого подали электрическую нагрузку, аналогичную нагрузке электродвигателя. Во время испытаний турбина вращалась с частотой 1200 об/мин, мощность нагрузки находилась в диапазоне от 70 кВт до 400 кВт (максимальная мощность электрогенератора). Все системы отработали в штатном режиме.
Электродвигатель для электросамолета
Электродвигатель на носу Як-40 будет крутить воздушный винт. Мощность двигателя составит 500 кВт или 679 л. с. В основе его работы — принципы работы высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Благодаря технологии ВТСП удалось создать двигатель с улучшенными характеристиками. О разработке и внедрении авиационного электродвигателя на высокотемпературных сверхпроводниках мы уже писали в этой статье.
Летные испытания демонстратора с электродвигателем на его борту планируется провести в 2021 году.
Создание самолета на электродвигателе продиктовано не пустой тягой к инновациям. Подобные машины позволят существенно экономить топливо и сократить вредные выбросы в атмосферу. Забота об экологии является крайне актуальным вопросом в последние годы, и развитие электротехнологий поможет в его решении.
Рекомендуем к прочтению:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
