публикации Что такое гибридный самолет и когда он появится в России

Что такое гибридный самолет и когда он появится в России

2 Декабря 2019
290

Компания Airbus заявила, что планирует создать первый в мире гибридный пассажирский самолет и поднять его в воздух 2035 года. Что это за летательный аппарат, в чем его преимущества, и разрабатывается ли что-то подобное в России, разбирался "Авиадрайв".


Гибридный или электрический самолет – это летательный аппарат, обладающий гибридной или турбоэлектрической силовой установкой вместо классических газовых турбин. Такая замена позволит радикально снизить потребление энергии, шумы и вредные выбросы в атмосферу. Проблема состоит в том, что на сегодняшний день есть лишь небольшие по размеру демонстраторы таких технологий. Технологии электродвижения пока не продвинулись настолько далеко, чтобы позволить создать большой пассажирский лайнер с электродвигателями и запустить его в серию.

Как объяснял генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ)  им. П.И. Баранова Михаил Гордин, пока электрический двигатель – это "электромотор и пропеллер". На пути к созданию полностью электрического двигателя все развитые страны сейчас проходят этап разработки гибридного двигателя, у которого есть и турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. В период максимальной работы керосинового двигателя (во время взлетов и посадок) электроэнергия будет накапливаться, а потом использоваться в режиме крейсерского полета.

Второй вариант — отказ от турбины и сохранение электричества в аккумуляторах или топливных элементах. Однако пока керосин является очень эффективным источником энергии с точки зрения веса. При сжигании даже малого количества он дает такое количество энергии, которое ни одна батарея пока обеспечить не может. Но мир активно развивает все более емкие и легкие аккумуляторы и топливные элементы, работающие, например, на водороде. Работы ведутся и по весовой эффективности всего двигателя.

Отдельная проблема для электрического летательного аппарата — количество энергии, необходимое для общесамолетных нужд, и управление ее потоками. Возникает вопрос управления выделяющимся от аккумуляторов теплом, которое необходимо будет куда-то отводить.

Гибридная и электрическая тяга является перспективным направлением в современном авиастроении. Это одна из определяющих технологий для будущего авиации. Сейчас в мире много небольших самолетов на одного-двух человек, но все они могут летать очень недолго.

"На этапе демонстратора технологий и исследований час полета — отлично, дальше уже начинаются вопросы. Пока в мире нет ни одного электрического самолета, который мог бы перевозить пассажиров или грузы. На них летают пилоты-энтузиасты, потому что вопросы надежности такой техники еще до конца не решены. Впереди еще очень длинный путь", - рассказывал глава ЦИАМ журналистам.

В России работа над электрическими и гибридными самолетами ведется, но пока ничего, кроме моделей, не летает. Ранее Минпромторг РФ заказал работу по проектированию гибридного двигателя для перспективных летательных аппаратов.

У Национального исследовательского центра "Институт имени Н.Е. Жуковского", куда входит ЦИАМ, есть проект по созданию демонстратора гибридной силовой установки с электродвигателем на основе высокотемпературной сверхпроводимости. Макет такого двигателя можно было видеть на нескольких последних авиасалонах МАКС. Электродвигатель мощностью 500 кВт сделала по заказу Фонда перспективных исследований российская компания "СуперОкс", один из ведущих мировых производителей высокотемпературных сверхпроводников.

В основе электродвигателя — специальный проводник, охлаждаемый жидким азотом, который при температуре минус 196 °С обладает эффектом нулевого сопротивления. В результате достигается высокий КПД и существенно уменьшаются массогабаритные характеристики. Двумя такими двигателями мощностью 500 кВт каждый можно будет оборудовать региональный самолет на 19 мест.

Центральный институт авиационного моторостроения обещает, что осенью 2020 года в России начнутся летные испытания этой силовой установки. Агрегат будет установлен на летающую лабораторию, которая создается на базе пассажирского самолета Як-40.

Нужно отметить, что у России на "гибридном поприще" достаточно много именитых конкурентов. Так, помимо Airbus, о своем намерении создать гибридный самолет заявила британская компания Rolls-Royce. Работы будут вестись совместно с немецкой APUS Aero и Бранденбургским университетом технологий. Новый самолет будет использовать гибридную двигательную установку M250 Hybrid, испытания которой начались в марте 2019 года.


Турбовальный двигатель Rolls-Royce M250 является частью экспериментальной гибридно-электрической установки.

Новый гибридный самолет планируется создать по проекту APUS i-5 массой 4 тонны. Этот летательный аппарат будет выполнен по двухбалочной схеме с четырьмя электромоторами, попарно установленными на консолях крыла. Генератор в самолете будет размещен в хвостовой части фюзеляжа. Другие подробности о проекте пока не раскрываются. Ранее сообщалось, что Rolls-Royce планирует вывести M250 Hybrid на летные испытания в 2021 году. 

В августе 2019 года стало известно, что шведский стартап Heart Aerospace занялся разработкой гибридного пассажирского самолета для малой авиации, на основе которого позднее планируется создать региональный пассажирский самолет. Сертификацию самолета для малой авиации планируется завершить к 2025 году.

Флагманской программой Национального аэрокосмического агентства США (NASA), посвященной электродвигателям, является летный демонстратор X-57 Maxwell. Это модифицированный двухдвигательный поршневой самолет Tecnam P2006T с распределенной силовой установкой, использование которой должно в пять раз снизить расход энергии при полете в крейсерском режиме. В долгосрочной перспективе X-57 планируется использовать как летающую лабораторию, на которой будут испытывать разные концепции гибридных силовых установок.

Свою программу по "гибридизации" самолета запустила и австрийская компания Diamond Aircraft Industries, которая в сотрудничестве с Siemens, Austro Engine и Airbus подняла в воздух первый серийный гибридный самолет еще в 2011 году.

Двухместный DA36 E-Star был оснащен электромотором мощностью 70 кВт, двигателем внутреннего сгорания Wankel мощностью 30 кВт, приводившим в действие генератор, и аккумуляторами, которые увеличивали мощность во время взлета и набора высоты.

У Airbus Group в рамках изучения электрических силовых установок был создан демонстратор технологий E-Fan, который поднялся в воздух в 2014 году, а спустя какое-то время пересек Ла-Манш, став первым самолетом на электрической тяге, который это сделал.

вернуться назад

Комментарии отсутствуют