В Московском авиационном институте разработали инновационный преобразователь постоянного тока для авиационных бортовых сетей напряжением 270 вольт. Это устройство улучшает питание самолётов, снижает массу кабелей и экономит топливо.
Современные самолёты оснащены множеством электрических систем, что увеличивает нагрузку на кабельные сети. Для передачи необходимой мощности при низком напряжении кабели должны быть толще, что добавляет вес и усложняет конструкцию. Решение — преобразователь на 270 вольт, который уменьшает токи и упрощает проводку.
В гражданской авиации используют постоянное напряжение 28 В и переменное 115/200 В с частотой 400 Гц, что регулируется ГОСТами и военными стандартами. Эти значения были рассчитаны на меньшую нагрузку, чем требуется сейчас. По мере усложнения систем возросли не только длина, но и вес кабельных трасс.
Концепция «более электрического самолёта» предполагает смещение баланса мощности в сторону электрических узлов. Это повышает эффективность и упрощает архитектуру бортовых систем. Переход на высоковольтные электрические системы уменьшает силу тока, позволяя использовать более тонкие провода и снижать вес.
В военной авиации 270-вольтовый стандарт применяют с 1970-х годов, например, в истребителях F-35 и F-22. В российских и советских самолётах традиционно используют 27-28 В постоянного и 115/200 В переменного тока. Перспективы развития связаны с внедрением высоковольтных сетей постоянного тока около 270 вольт.
За рубежом, например, в Boeing 787, применяют высоковольтные постоянные цепи (HVDC) и переменный ток 230/115 В. Для питания устройств на 28 В при 270 В нужны высокоэффективные преобразователи. Они должны обеспечивать электромагнитную совместимость, устойчивость к провалам и перенапряжениям, а также соответствовать массогабаритным ограничениям.
В Московском авиационном институте создали опытный образец преобразователя мощностью 30 кВт для сетей 270 В. Устройство работает на основе фазовой широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой 60 кГц, КПД более 95%. Оно защищено от коротких замыканий и ошибок коммутации.
Проект разработал аспирант Илья Лукошин. Его кандидатская диссертация называлась «Полумостовой преобразователь постоянного повышенного напряжения с фазовым регулированием». Защита прошла в МАИ 25 декабря 2025 года.
Преобразователь работает на четырёх электронных переключателях, которые подают высокое напряжение на трансформатор с частотой 60 тысяч включений в секунду. Управление энергоподачей достигается изменением фазового сдвига между импульсами.
Лабораторные испытания подтвердили надёжную работу устройства. Сейчас специалисты дорабатывают образец, изучая его тепловые свойства и устойчивость к электромагнитным помехам. Для серийного внедрения потребуется сертификация в соответствии с требованиями к питанию бортовых систем.
Международные компании также разрабатывают подобные технологии. Например, True Blue Power выпустила блок TC6500, преобразующий 270 В в 28 В при массе 4,7 кг. Устройство предназначено для бизнес-авиации и региональных самолётов. NASA и европейские организации работают над улучшением электроснабжения бортовых систем.
В ближайшие десять лет в гражданской авиации ожидается широкое внедрение электрических систем напряжением 270 В. Они станут стандартом для новых пассажирских самолётов и инновационных для малой авиации. Ключевым аспектом развития таких технологий является разработка надёжных и сертифицированных преобразователей с стабильными характеристиками.