«Мощность практически утраивается»: в России создаётся новый гибридный двигатель для самолётов

Центральный институт авиационного моторостроения разрабатывает гибридную силовую установку для регионального самолёта вместимостью до 80—100 человек. Об этом сообщил генеральный директор предприятия Андрей Козлов. Особенностью ГСУ станет применение жидкого водорода в качестве хладагента, что почти в три раза увеличит мощность электрических машин. Ранее институт завершил лётные испытания гибрида на самолёте Як-40 вместимостью до 32 пассажиров. По мнению экспертов, преимущества ГСУ заключаются в повышенной экономичности и снижении выбросов вредных веществ.

Московские инженеры создают гибридную силовую установку (ГСУ) мощностью 1,5—2 МВт. Об этом сообщил генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ) Андрей Козлов.

«Следующий этап НИР должен охватить создание ГСУ большой мощности — 1,5—2 МВт (около 2—2,7 тыс. л.с. — RT). Особенностью этой установки станет использование не только более мощного привода на базе турбовального двигателя, но и применение нового хладагента», — рассказал Козлов.

По его словам, успешное завершение таких научно-исследовательских работ предоставит возможность создать технологии для изготовления линейки ГСУ, способных поднять в небо самолёты вместимостью до 80—100 мест.

«В среднесрочной перспективе (2030—2035 годы) возможно появление самолётов с такой силовой установкой — на 19 пассажиров, а к 2040-м годам — региональных самолётов», — уточнил Козлов.

Одной из задач, которую стремится решить ЦИАМ на этом направлении, станет замена хладагента с жидкого азота на жидкий водород. В результате мощность электрических машин возрастёт почти в три раза.

«Переход на жидкий водород с температурой кипения минус 253 °C сулит ряд преимуществ по сравнению с используемым сегодня в качестве хладагента жидким азотом (с температурой кипения -196 °C) и позволит кратно увеличить мощность электрических машин. Если мы понизим температуру кипения хладагента на 57 °C, то мощность практически утраивается при сохранении массогабаритных характеристик ГСУ», — пояснил топ-менеджер.

В перспективе водород (H2) можно использовать и в качестве топлива. При сжигании этого газа не выделяется углекислый газ и по сравнению с авиационным керосином существенно увеличивается энергия на единицу массы. Как полагает Андрей Козлов, испытания водородной авиационной силовой установки, если такое решение будет принято, займут около пяти лет.

Как сообщил глава ЦИАМ, институт уже реализует НИР по топливной системе для силовой установки на жидком водороде. На сегодняшний день сформирован её технический облик и изготовлен демонстратор топливного бака объёмом 300 л для жидкого водорода.

Уникальная схема

Напомним, ранее ЦИАМ завершил научно-исследовательские работы по ГСУ мощностью 500 кВт (679 л. с.). Помимо московского института, в проекте участвовали ЗАО «СуперОкс», Уфимский государственный авиационный технический университет и Фонд перспективных исследований (ФПИ).

Её работоспособность была проверена в ходе лётных испытаний на так называемой летающей лаборатории Як-40ЛЛ, созданной на базе регионального самолёта вместимостью до 32 пассажиров.

Установленный в носовой части самолёта воздушный винт приводился во вращение электромотором, который получал энергию от аккумуляторов и генератора, вращаемого газотурбинным двигателем (ГТД). На взлёте и наборе высоты самолёта работали ГТД и аккумуляторы. На крейсерском режиме — только газотурбинный двигатель, а аккумуляторы заряжались. Данная ГСУ стала первой в мире подобной разработкой, испытанной в реальных условиях эксплуатации.

«Демонстратор ГСУ состоял из электрического двигателя мощностью 500 кВт с обмотками из высокотемпературных сверхпроводников, серийного газотурбинного двигателя с генератором и блока литий-ионных аккумуляторных батарей. Изделие не разрабатывалось в привязке к какому-либо летательному аппарату, но концептуально при испытаниях моделировался полётный цикл регионального самолёта», — сообщили в ЦИАМ.

В институте считают, что в перспективе такое техническое решение за счёт мощности второго источника позволило бы облегчить ГТД, оптимизировать его конструкцию именно под крейсерский режим полёта и в итоге снизить суммарный расход топлива до 20%.

«Получается, что вместо двух газотурбинных двигателей, дорогих в производстве и в обслуживании, может быть использован один, а его возможные отказы в полёте могут быть компенсированы за счёт аккумуляторной батареи», — отметили в институте.

Подобная схема может использоваться в самолётах местных воздушных линий и небольших региональных воздушных судах. Её апробация на летающей лаборатории стала огромным шагом вперёд отечественного авиапрома, подчеркнули в ЦИАМ.

Источник: RT