Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Авиадвигатели будущего. Гибридная силовая установка - новый путь для авиации


21 июля 2021 года Дмитрий Федюшко, ТАСС



Гибридная силовая установка (ГСУ) представляет собой симбиоз теплового и электрического двигателя. В качестве теплового используется поршневой или газотурбинный. В авиационной ГСУ электрическая часть подключается на взлете и посадке летательного аппарата, в то время как основная часть полета происходит за счет только тепловой машины. ГСУ считается одним из наиболее перспективных направлений развития современного двигателестроения. "Электрификация силовых установок действительно открывает новые возможности для авиации. И не только в части экологических требований, о которых сейчас так много говорят. В перспективе использование ГСУ может повысить надежность и функциональность платформ с однодвигательными компоновками, надежность и скорость вертолетов, для пассажирской авиации решить проблему шума в населенных пунктах, где небольшие взлетно-посадочные полосы расположены в черте города, и улучшить взлетно-посадочные характеристики", — сообщил ранее в интервью ТАСС заместитель генерального директора ОДК по стратегии Михаил Ремизов.

Основные производители авиационных двигателей в настоящее время уделяют повышенное внимание созданию гибридных силовых установок (ГСУ), в составе которых комбинируется тепловой двигатель (поршневой или газотурбинный) и электрический мотор. Данная комбинация позволяет существенно повысить топливную эффективность летательного аппарата, снизить вредные выбросы и повысить экономичность эксплуатации.

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК, входит в госкорпорацию "Ростех"), являясь одним из крупнейших мировых игроков на рынке авиадвигателей, также уделяет существенное внимание развитию ГСУ. Макет гибридной силовой установки для авиации впервые представлен на Международном авиационно-космическом салоне — МАКС-2021.

Гибридный подход

Развитие ГСУ и их интеграция в состав летательных аппаратов различного назначения является одной из наиболее актуальных тенденций развития рынка авиадвигателей: комбинация ГТД и электрического мотора позволяет частично решить основные проблемы современной авиации. Мировой опыт показывает, что практически все крупные производители силовых установок для авиации в той или иной степени ведут работы по созданию ГСУ. В частности, американская компания Pratt & Whitney в середине июля 2021 года заручилась поддержкой правительства Канады для совершения первого полета турбовинтового гибридного авиадвигателя: ожидается, что он позволит существенно снизить вредные выбросы в атмосферу. Одновременно предполагается существенная экономия топлива, которая в случае интеграции ГСУ на региональные турбовинтовые пассажирские и транспортные самолеты может составить до 30%. 

Американская корпорация United Technologies Corporation (UTC) также ведет разработки в сфере гибридных авиадвигателей и их установки на различные летательные аппараты. В частности, корпорация представила "проект 804" — демонстратор легкого турбовинтового самолета Dash 8 канадской компании Bombardier, у которого вместо одного из двигателей установлена ГСУ мощностью 2 МВт. В настоящее время образец проходит ряд испытаний. Примечательно, что наиболее важной заявленной целью "проекта 804" является снижение расходов топлива и повышение экономической эффективности перевозок. По данным компании, самолет, оснащенный ГСУ, позволит перевозить от 30 до 50 пассажиров на дистанции от 200 до 250 морских миль (370–463 км) и совершать полет в течение одного часа.

В начале июня 2021 года британская компания Rolls-Royce начала испытания первых компонентов собственной гибридной силовой установки на базе AE2100 для авиации. Ее общая мощность составит 2,5 МВт. Сроки создания AE2100 не уточняются, однако Rolls-Royce неоднократно сообщала о намерении существенно снизить выброс вредных веществ к 2030 году. Вполне вероятно, что именно к этому периоду и завершится разработка ГСУ. Ранее разработка этой ГСУ велась Rolls-Royce в сотрудничестве с европейским концерном Airbus, однако в апреле 2020 года совместный проект был закрыт, и британская компания продолжила самостоятельную разработку этой установки.

Французская группа компаний Safran активно ведет разработку ГСУ для вертолетов и коммерческих самолетов. Предполагается, что на рубеже 2040–2050-х годов данные силовые установки будут доминировать в портфеле заказов компании. Вертолетная ГСУ разработки Safran выполнила первое тестовое испытание в июле 2018 года, мощность образца составила 100 кВт. 

Американская корпорация General Electric создает в сотрудничестве с компанией XTI ГСУ TriFan, предназначенную для легких пассажирских и транспортных самолетов. Ее мощность составит порядка 1 МВт, максимальная мощность — около 1,4 тыс. л.с. При установке на легкий самолет Denali компании Cessna Catalyst позволяет перевозить до четырех человек на дальность до 1,6 тыс. морских миль (3 тыс. км) на скорости до 285 узлов (527 км/ч). Работы находятся в активной стадии, ожидается, что готовый образец ГСУ будет создан к началу 2030-х годов. 

Разработки гибридного авиадвигателя ведут и китайские производители двигателей, однако о создании каких-либо демонстраторов или готовых образцов на данный момент неизвестно.

ОДК на рынке гибридных силовых установок

Проект по созданию демонстратора отечественной ГСУ, предназначенной для летательных аппаратов, был инициирован ОДК в августе 2020 года, головным исполнителем и разработчиком было определено АО "ОДК-Климов" (входит в ОДК госкорпорации "Ростех"). Демонстратор гибридной установки последовательной схемы мощностью 500 кВт (680 л.с.) будет создан на базе двигателя ВК-650В. В ходе МАКС-2021 корпорация представила макет отечественной ГСУ на базе легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА).

Как сообщили ТАСС в ОДК, ожидается, что начало испытаний демонстратора пройдет уже в ближайшее время. "Начало испытаний запланировано на середину 2022 года, а второй этап по созданию демонстратора ГСУ планируется завершить в 2024 году", — проинформировали в корпорации.

Опытно-конструкторская работа по созданию силовой установки запланирована на 2024–2028 годы, а в настоящий момент определяется летательный аппарат, на который будет устанавливаться ГСУ. "Рассматривается несколько типов беспилотных летательных аппаратов, в том числе двойного применения. Подготовка к серийному производству ГСУ будет инициирована в 2025 году, а запуск серийного производства — в 2029 году", — сообщил ТАСС заместитель директора программы перспективных двигателей "ОДК-Климов" Михаил Шемет.

Применение ГСУ позволит повысить топливную эффективность и безопасность полетов, снизить вредные выбросы, увеличить тяговооруженность летательного аппарата, обеспечить возможность быстрого форсирования мощности за счет электрической части, а также увеличить ресурс и надежности силовой установки. Как ожидается, отечественная разработка не будет уступать иностранным аналогам.

"Основные параметры разрабатываемых иностранных ГСУ не предаются широкой огласке, так как работы находятся в активной фазе разработки, поэтому конкретные сравнения затруднительны. Тем не менее следует отметить высокие заложенные значения удельных параметров электрических элементов ГСУ относительно мирового уровня — электрических машин, блоков силовой электроники, химических источников тока" - Михаил Шемет, заместитель директора программы перспективных двигателей "ОДК-Климов"

В настоящий момент в качестве газотурбинного привода гибридного авиамотора выбран перспективный двигатель ВК-650В. 

ГСУ как драйвер развития новых технологий

Разработка ГСУ позволит дать существенный скачок развитию технологий в области электрических машин, химических источников энергии и силовой электроники с высокой удельной мощностью и низкими массогабаритными показателями. Одновременно проводятся работы в смежных отраслях — в частности, в настоящее время изучается возможность применения биотоплива для ГТД — это радикально сократит уровень вредных выбросов. "Данные разработки ведутся, но в настоящий момент научно-исследовательская работа ОДК не сконцентрирована на этой задаче", — сообщили ТАСС в корпорации.

Проводятся исследования и по созданию полностью электрических двигателей для авиации. "Создание полностью электрических силовых установок является перспективным направлением — в РФ и мире ведутся работы по их разработке", — отметили в ОДК.

Как проинформировали в корпорации, коммерциализация ГСУ в ближайшей перспективе будет ограничена мощностью 1–1,5 МВт. Вместе с тем развитие технологий позволит в средней перспективе создавать установки мощностью до 3 МВт для региональных и транспортных летательных аппаратов.

Полученный научно-технический задел в области гибридных технологий может быть использован не только для отрасли авиадвигателестроения, но и автопрома, морского и железнодорожного транспорта, а также электромашиностроения, электроники и источников тока.

Гибридная установка может применяться в качестве двигателя и для военной техники. "ГСУ позволяет повысить тяговооруженность и маневренность летательного аппарата за счет дополнительной мощности от электрической части. Появляется возможность создавать летательный аппарат с новыми архитектурами", — подчеркнул Шемет.

Гибридные двигатели для морской техники

ОДК уделяет внимание применению технологий ГСУ и в других сферах. В частности, ведется создание такой установки для различной морской техники. "Одной из целей текущей научно-исследовательской работы является создание демонстратора ГСУ морского применения мощностью 200–250 кВт (270–340 л.с.). Потенциальными объектами применения второго создаваемого демонстратора могут быть скоростные маломерные суда различного назначения, в том числе разъездные суда, спасательные и патрульные катера и другие объекты. Кроме того, полученный научно-технический задел будет использован для создания ГСУ судов большей размерности", — проинформировали в ОДК.

По состоянию на середину 2021 года, на коммерческом рынке в наибольшей степени представлены ГСУ морского и наземного применения. Необходимо подчеркнуть, что ввиду высоких требований к массе и надежности силовой установки авиационного применения вывод на рынок конкурентоспособного изделия требует развития технологий электрических элементов гибридной установки. "Коммерческий продукт (ГСУ для авиации — прим. ТАСС) можно ожидать в течение пяти — десяти лет", — подытожили в ОДК.

В начале февраля 2021 года начался этап наземных отработок самолета — летающей лаборатории с демонстратором ГСУ, в состав которого входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель. Разработка этой установки ведется Центральным институтом авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ "Институт им. Н.Е. Жуковского") в широкой кооперации отечественных предприятий в рамках госконтракта с Минпромторгом России.




комментарии (0):











Материалы рубрики

Дмитрий Беляев
ТАСС
Чартерный рейс к звездам. Впервые в космос отправились только туристы, кто они?
Максим Талавринов
Известия
На, летчик: авиакомпании РФ начали повышать зарплату пилотам
Сергей Машкин
Газета «Коммерсантъ»
Александр Рубцов рулил самолетами и автопарком
Ольга Коленцова
Известия
Осадочек остался: раскрыта загадка происхождения пыли на МКС
Вероника Кулакова, Максим Талавринов, Елена Балаян
Известия
Туманные обстоятельства: какие нарушения выявили у компании, выполнявшей рейс на L-410

ТАСС
Российские ученые разработали новый сверхпрочный сплав для авиапромышленности
Максим Кустов
Военно-промышленный курьер
Как первые русские военные летчики над кавалерией издевались
Олег Михайлов
Национальная служба новостей
Виноват автопилот или туман? L-410 продолжил тенденцию с крушением самолетов




ТАСС
Хронология катастроф самолетов L-410 в России
Антон Лавров, Анна Черепанова
Известия
Дальняя для авиации: ракете ЛМУР хотят расширить сферу применения
Максим Талавринов
Известия
Поезд оплачен: в РФ предложили реформу субсидирования авиа- и ж/д перевозок
Валерий Смирнов
Военно-промышленный курьер
Дроны над Арктикой
Сергей Кетонов
Военно-промышленный курьер
Крылья "Талибана"
Владимир Волгин
Военно-промышленный курьер
Несвоевременный форсаж
Олег Петров
Военно-промышленный курьер
Второе рождение "Белого лебедя"

ПолитПазл
Россия готова решить хроническую авиационную проблему
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Выше, быстрее и дальше всех: как Владимир Коккинаки ставил первые рекорды в небе
Максим Талавринов
Известия
Вам не Чита: в Госсовете указали на дискриминацию в субсидировании перелетов
Наталия Ячменникова
Российская Газета
Эксперт: Альтернативы декарбонизации гражданской авиации нет
Ольга Коленцова
Известия
Лунный некамень: из чего космонавты смогут строить здания

Ростех
Sukhoi Business Jet: деловой интерес
Максим Талавринов
Известия
Вынужденная просадка: в Росавиации заявили о нехватке денег на подготовку пилотов
Эрнест Филипповский
КоммерсантЪ
Погибшего летчика-испытателя отправили под суд
Николай Морозов
Военно-промышленный курьер
Когда русские летчики впервые в бой вступили?
Владимир Тучков
Военно-промышленный курьер
"Метеор" на воздушном ринге

Москва FM
Эксперты установили причину крушения новейшего Ил-112В

Business FM
"Коммерсантъ": российские авиакомпании изучают возможность перехода на биотопливо
Максим Талавринов
Известия
Летать не вредно: Росавиация начала проверку безопасности всех перевозчиков
Сергей Машкин
КоммерсантЪ
Сдалась сама машина, а не люди
Алексей Заквасин
RT
Прямое сообщение и замена кукурузнику: каковы перспективы развития региональной авиации России
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Дрон среди ясного неба: у афганской границы учатся отражать налёты беспилотников
Константин Воронов
КоммерсантЪ
Авиатор налетел на штраф
Русский космос, Игорь Афанасьев
Роскосмос
ИСС Решетнева готовится к "Сфере"

Министерство оброны Российской Федерации
Международный военно-технический форум "АРМИЯ-2021" завершил свою работу
Екатерина Москвич
ТАСС
От создания кораблей до управления МКС. Как работает космическая корпорация "Энергия"
Наталья Пономарева 
Интерфакс
18 дней на дне
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
С чистого хвоста
Роман Крецул, Анна Черепанова, Антон Лавров
Известия
Присядут на дорогу: беспилотникам приготовят взлетно-посадочное шоссе

ТАСС
Хронология аварий и катастроф самолетов и вертолетов Минобороны в 2021 году

ТАСС
Аварии и катастрофы Су-24
Евгений Гайва
Российская Газета
Росавиация просит кабмин увеличить субсидии для перелетов на Дальний Восток
Елена Тофанюк, Анастасия Насонова
Forbes
Компания российского физика ZeroAvia планирует выйти на биржу с оценкой в $1 млрд
Вера Кузьмина
Известия
Горячее предложение: группа "Аэрофлот" запустит продажи еды в микромаркетах
Роман Крецул, Алексей Рамм
Известия
Небесные точки: "Кинжальные" МиГи переходят в автоматический режим
Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Первым делом — в самолеты: из Кабула вывезли россиян и союзников
Марина Стрижкова
Известия
Шутки плохи: что случилось в аэропорту Кабула с украинским бортом

РАПСИ
УПК не ограничивает в праве на защиту осужденных по делу о крушении самолета - КС
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Мы из ЛМУРа: у армейской авиации появится новый боеприпас
Рафаэль Фахрутдинов, Андрей Резчиков
Взгляд
Украинская коррупция добралась до Афганистана

Business FM
"Аэрофлоту" грозит нехватка пилотов из-за снижения зарплат, предупредил профсоюз

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer