Российский электродвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках испытывают в Новосибирске
С 5 февраля 2021 года на аэродроме Сибирского научно-исследовательского института авиации имени Чаплыгина начата программа испытаний перспективного отечественного демонстратора гибридной силовой установки (ГСУ) для самолета будущего, в состав которого входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель. Как уже мы писали ранее (см. материал — https://tehnoomsk.ru/archives/4356), в программе используется летающая лаборатория на базе самолета Як-40.
Как сообщают представители СибНИА имени Чаплыгина, речь идет об оригинальных технических решениях, созданных в России и представляющих новое направление в двигателестроении для отечественной авиации. Проект стартовал в 2016 году, в его основе – российский электрический авиадвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), мощностью 679 л.с. (500 кВт), созданный компанией «СуперОкс», одним из лидеров мировых разработок в данной сфере. Помимо электрического двигателя на ВТСП, в состав демонстратора ГСУ входит электрический генератор, разработанный и созданный в Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова (ЦИАМ) совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом. Генератор имеет выходную мощность 400 кВт, весит 100 кг и прошел как стендовые испытания, так и испытания в составе турбогенератора на базе серийного турбовального авиадвигателя. Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом был установлен в носовую часть самолета Як-40, используемого в качестве летающей лаборатории.
Направление малошумных и экологичных гибридных и электрических силовых установок – одна из определяющих технологий для будущего авиации. Их исследованием, прежде всего для перспективных серийных самолетов малой и региональной авиации, занимаются все авиаконцерны мира и профильные научные центры. Преимущество гибридных силовых установок состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой – сохранить приемлемую весовую эффективность за счет оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей. Применение гибридных технологий в авиации позволит уменьшить расход топлива до 70% и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в связи с тем, что авиационные требования к технологиям наиболее жесткие, это дает возможность их использования в других отраслях промышленности при создании новой техники.
Этап работы по созданию летающей лаборатории начался в 2018 году. Вначале российские инженеры спроектировали и испытали ее модель в аэродинамической трубе. Два из трех маршевых двигателей Як-40 заменили на современные с большей тягой, доработали конструкцию планера, выпустили детали и сборочные единицы, с помощью которых демонстратор устанавливается на борт летающей лаборатории. В хвостовой части фюзеляжа вместо штатного двигателя АИ-25 установлен турбовальный газотурбинный двигатель с электрическим генератором. В центральной части фюзеляжа были установлены литий-ионные аккумуляторные батареи, которые также входят в состав ГСУ.
На следующем этапе в 2020 году установили оборудование демонстратора технологий на летающую лабораторию и выполнили первые пробные запуски электрического двигателя с воздушным винтом. 5 февраля 2021 года начались полноценные наземные испытания на аэродроме. Впереди – программа испытаний, включающих в себя запуски электрического двигателя и всех систем самолета. В 2022 году испытатели рассчитывают поднять самолет в воздух и выполнить программу полетов.
Отметим, что речь сейчас не идет о скорейшем запуске в производство готового технического решения. Это испытания, являющиеся частью важного процесса по созданию самолетов нового поколения и авиадвигателей для них. Благодаря централизации работы над проектом (СибНИА и ЦИАМ – входят в структуру НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского»), а также государственному финансированию разработки, у нашей авиации есть реальный шанс в течение ближайших 10 лет получить принципиально новые силовые установки. Параллельно ведутся разработки также при господдержке новых материалов для использования в конструкции самолетов будущего (см. наш материал — https://tehnoomsk.ru/archives/4509). Подобные работы при стабильном финансировании и плановой реализации позволяют вывести Россию на передовые позиции в ряде высокотехнологичных отраслей в ближайшее десятилетие.
