Испытания гибридной летающей лаборатории со сверхпроводящим электроавиадвигателем

5 февраля 2021 года на аэродроме новосибирского ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина» начался этап наземных отработок самолета-летающей лаборатории с демонстратором гибридной силовой установки (ГСУ), в состав которого входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель. Об этом сообщается в пресс-релизе Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ).

Следите за новостями «Новый оборонный заказ. Стратегии» в Google News, будьте в курсе событий!

В ходе испытаний, включающих в себя запуски электрического двигателя и всех систем самолета, в том числе его штатных двигателей, была произведена проверка их устойчивой совместной работы.

Электрический двигатель — часть демонстратора гибридной силовой установки, которую разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского») в широкой кооперации отечественных предприятий в рамках госконтракта с Минпромторгом России.

Инновационный электрический авиадвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), мощностью 500 кВт создан компанией «СуперОкс» в рамках контракта с Фондом перспективных исследований (шифр «Контур»). До установки на самолет он прошел комплекс испытаний на наземных стендах в ЦИАМ.

Глава Фонда перспективных исследований Андрей Григорьев отметил, что «реализуемые технологии открывают возможности по созданию полностью электрических летательных аппаратов».

Помимо электрического двигателя на ВТСП, в состав демонстратора ГСУ входит электрический генератор, разработанный и созданный в ЦИАМ совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом (УГАТУ). 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).

Летающая лаборатория на базе самолета Як-40 разработана ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина». Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом был установлен в носовую часть самолета. 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.

Решение использовать самолет Як-40 было принято в 2018 году. В том же году была создана и испытана аэродинамическая модель летающей лаборатории в аэродинамической трубе. Для оснащения электродвигателем Як-40 был ремоторизирован (два из трех маршевых двигателей были заменены на современные с большей тягой), доработана конструкция планера, произведены детали и сборочные единицы, с помощью которых демонстратор устанавливается на борт летающей лаборатории.

В конце 2020 года СибНИА совместно с ЦИАМ и ЗАО «СуперОкс» установили оборудование демонстратора технологий на борт. Тогда же были выполнены первые пробные запуски электрического двигателя с воздушным винтом.

Результатом работы, которую планируется завершить в 2022 году, будут летные испытания демонстратора гибридной силовой установки. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений. 

«В НИЦ „Институт имени Н.Е. Жуковского“ сформирована комплексная научно-техническая платформа „Электрический ЛА“ (ЛА — летательный аппарат), в рамках которой все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности — ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА совместно создают новейшие технологические решения», — заявил генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов. 

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. И именно здесь прикладная наука является драйвером высоко интеллектуальных и сложных инновационных технологий», — отметил Андрей Дутов.

Источник - ЦИАМ
Фото - ЦИАМ

Партнеры