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

Михаил Козачков
Время
Пассажир без паспорта
Василий Кучушев
ТАСС
Checkmate, МС-21, "Ансат", Ка-62, важные контракты и авиашоу. Чем удивил МАКС-2021
Михаил Котов
Взгляд
Российским космонавтам добавят на орбите жилья и работы

Ростех
МАКСимум авиационных сюрпризов
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Полярные соседи: Арктику закроют "летающие радары"
Екатерина Постникова
Известия
ДОН новых встреч: почему Россия не вернется в Договор по открытому небу
Константин Липавский
ПолитРоссия
Авиаэксперт рассказал, какие самолеты могут получить новый водородный двигатель от Ростеха
Михаил Гордин
АвиаСоюз
Экологичные и малошумные: разработки ЦИАМ в области гибридных и электрических технологий для авиации



Алексей Волынец
ТАСС
"Сталинский маршрут". С аэродрома Чкалова на остров Чкалова
Роман Азанов
ТАСС
Камовское будущее. Чего ожидать от нового вертолета Ка-62
Дмитрий Федюшко
ТАСС
Авиадвигатели будущего. Гибридная силовая установка - новый путь для авиации
Максим Талавринов, Дмитрий Лару, Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Собрание Жуковского: какие контракты подписали на МАКС-2021

ТАСС
Один двигатель и способность поразить шесть целей. Ростех представил истребитель Checkmate
Ольга Коленцова, Роман Кильдюшкин
Известия
Безос словно: когда в космос полетят российские миллиардеры
Алена Миклашевская
КоммерсантЪ
Джефф Безос догнал и немного перегнал Ричарда Брэнсона в космосе
Василий Кучушев
ТАСС
Авиация на МАКСимуме. Как прошел первый день международного авиасалона в Жуковском

ТАСС
Cуборбитальный корабль New Shepard. История и характеристики
Светлана Белова
КоммерсантЪ
Аэропорты открываются для курилок
Илья Ферапонтов, Александр Хохлов
N+1
Провожаем "Науку"
Алексей Волынец
ТАСС
Сто и один рекорд "мадам МиГ". ​​​​​​​90 лет со дня рождения Марины Попович
Ольга Коленцова
Известия
Звёздный сейчас: чем космический старт Безоса будет отличаться от полета Брэнсона
Антон Лавров, Анна Черепанова
Известия
Балтийский оплот: под Калининград отправят новейшие Су-30СМ2

КоммерсантЪ
Полеты в Египет ждут согласований

Ростех
Как это работает. Ракетный двигатель
Сигэру Ханда (Shigeru Handa)
ИНОСМИ.РУ
Вновь вскрылось расточительство минобороны Японии: расходы на разработку нового истребителя составят 1,4 триллиона иен
Денис Тельманов
Газета.Ru
Беспилотная зона: каким будет истребитель 6-го поколения

Известия
Эксперт оценил отказ авиакомпаниям в разрешении на полеты на курорты Египта
Евгений Гайва, Ирина Невинная
Российская Газета
Бизнес просит ускорить взаимное признание QR-кодов
Александр Блинов, Екатерина Андронова
360
"Правила очень жесткие". Плохое топливо могло «убить» двигатели Ан-28, севшего под Томском

74.РУ
Рейс из Антальи в Челябинск задержали из-за опоздавших пассажиров
Александр Тимохин
Взгляд
Новый истребитель России создается с невиданной скоростью
Дмитрий Зубарев
Взгляд
Системы управления воздушным движением решили полностью перевести на российское ПО
Максим Талавринов
Известия
Есть контракт: "Аврора" намерена заказать 19 Ил-114-300 на МАКС-2021
Андрей Фролов, Роман Крецул
Известия
Сильное небо: чего ожидать от МАКС-2021

Ростех
Морской авиации России – 105 лет

Интерфакс
Пассажиры и экипаж выжили в аварии Ан-28 в сибирской тайге. Обобщение
Ульяна Миненкова
КоммерсантЪ
Ан-28 приземлился не по плану
Дарья Решетникова
КоммерсантЪ
"СиЛА" села лесом
Александр Войтюк
N+1
Ответ Безоса: чем полет Blue Origin отличается от Virgin Galactic
Дутов А.В., Савченко О.В.
ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»
Национальные интересы России и технологическое развитие авиа- и судостроения
Мария Фролова, Вероника Кулакова
Известия
"Чудо в тайге": после жесткой посадки Ан-28 под Томском выжили все пассажиры
Андрей Ельчанинов
АвиаСоюз
О прорывных направлениях в создании перспективных воздушных судов
Игорь Ворон
Профиль
Если Су-57 избыточен: почему иностранцы захотят купить перспективный истребитель из России
Константин Липавский
ПолитРоссия
Авиаэксперт рассказал, с какими испытаниями столкнется преемник легендарного кукурузника
Сергей Дианов
URA.RU
Путин говорил о самолетах, а спасал репутацию государства
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Таран — оружие отважных и отчаянных. Как летчики шли на сокрушительные сближения
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Достать из-под воды: авиацию Черноморского флота перевооружат на Ка-27М

КоммерсантЪ
Пилоты просят иностранные вакцины
Екатерина Киселева ​
ТАСС
"Ключ на старт". Кто отправляет ракеты с космодрома Восточный
Денис Калугин
TourDom.ru
23 июля в Шереметьево открывается терминал С «Аэрофлот» переносит все международные рейсы

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer