Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Генерала Кириллова посмертно наградили "Золотой Звездой" Героя России
Ответил не так, как все ожидали. Путин подвел итоги года
Начальник войск РХБЗ Кириллов погиб при взрыве на Рязанском проспекте
Бундестаг вынес вотум недоверия Шольцу
Главная страница » Новости » Просмотр
Версия для печати
Российские конструкторы разработают гибридный двигатель для самолетов
16.12.20 09:49 Наука, техника, образование
Так называется наиболее оптимальный режим преодоления воздушного пространства с постоянной скоростью, которую летательный аппарат поддерживает большую часть своего пути с минимальным расходом топлива.

Как сделать наиболее экономичным весь полет, включая взлет и посадку, увеличив при этом ресурс силовой установки крылатой машины? Такую задачу ставят перед собой российские конструкторы.

Гибридизация

Понятие гибридной силовой установки (ГСУ) получило активное развитие благодаря автопрому, где уже используется в качестве двигателя некий симбиоз тепловых и электрических машин. Суть явления в том, что автомобиль приводится в движение благодаря их совместной работе.

Пришло время ГСУ и для авиационной отрасли. Как отмечают ее представители, КПД газотурбинных двигателей, которые и отвечают за мощность силовых установок самолетов и вертолетов, обеспечивая привод винтов, близок к своему пределу. В качестве дальнейших перспектив специалисты предлагают новую технологию - гибридную силовую установку на основе газотурбинного привода и электромотора. В этом случае электрический двигатель играет вспомогательную роль.

Как это происходит? Известно, что на взлете самолета все его системы работают с повышенными нагрузками. Затем движение выравнивается и приобретает стабильный характер, комфортный и для пассажиров, которым в это время позволяется вставать с кресел, и, с точки зрения технических расходов, для самой машины, идущей на одной скорости. Такой режим полета называется крейсерским. И он единственный наиболее комфортный для летательного аппарата. Применение гибридного принципа позволит обеспечивать работу газотурбинного двигателя на максимально эффективном для него уровне в течение всего полета. Разработать новую конструкцию планируется в Петербурге на площадке "ОДК-Климов", входящего в госкорпорацию "Ростех".

В чем преимущества гибридного самолета или вертолета? В том, что замена классических силовых установок на ГСУ позволит значительно снизить потребление энергии, уровень шумов и количество выбросов в атмосферу. Экономия топлива, увеличение ресурса, когда материальная часть изнашивается меньше, - вот те показатели, к которым стремятся разработчики. Недостаток мощности газотурбинного мотора компенсируется электродвигателем, объясняет заместитель генерального конструктора "ОДК-Климов" Ирина Сморчкова.

Как отмечает проректор Санкт-Петербургского Политехнического университета доктор технических наук Виталий Сергеев, авиационному двигателю важно работать в режиме, близком к "номиналу". И электромотор может позволить приблизить работу газотурбинной установки к оптимальному режиму.

Будущее за теми, кто располагает подобными преимуществами. В частности, забота об экологии - один из важнейших поводов для конкурентной борьбы на авиационном рынке, подчеркивает заместитель директора программы разработки перспективного вертолетного двигателя "ОДК-Климов" Михаил Шемет. Например, на "рулежке" в аэропорту можно использовать чисто электрическую тягу, когда нет никаких выбросов.

Подпитка электроэнергией решает многое, и проектирование электрических машин под авиационные нужды началось. Но когда конструкторы пытаются решить задачу повышения эффективности авиалайнеров с помощью энергии аккумуляторов, вес батарей неизменно сводит все усилия разработчиков на нет. Ведь в авиации жесткие весовые ограничения.

Искусственный интеллект

В реальности существуют лишь небольшие сверхлегкие самолеты с несколькими посадочными местами, работающие исключительно на электрической тяге. Как рассказал директор Центрального института авиационного моторостроения Михаил Гордин, пока в мире нет ни одного электрического коммерческого самолета, способного перевозить пассажиров или грузы. Между тем перед отечественными разработчиками ставится задача сформировать концепт ГСУ для легкой авиации, используемой, скажем, в гражданских целях на местных авиалиниях дальностью до 250 км или для решения военных задач. И здесь уже одной электротягой не обойтись. Слишком тяжелые получатся аккумуляторы. В этом смысле энергетика электричества на порядок уступает энергетике керосина. Бак с керосином и газотурбинный двигатель значительно легче, чем электрический с батареями. Поэтому гибридная технология становится оптимальной комбинацией для легких вертолетов и самолетов. Примечательно, что для каждого конкретного летательного аппарата она определяется отдельно, позволяя найти лучший вариант с увеличением эксплуатационных ресурсов, уменьшением расхода топлива и сокращением выбросов.

Повысить экономичность современных двигателей станет возможным и за счет внедрения искусственного интеллекта, задача которого - управление системами ГСУ, в том числе подачей топлива и перераспределением энергии, считает профессор Виталий Сергеев. Что, безусловно, будет способствовать надежности эксплуатации машины.

Применение искусственного интеллекта выводит гибридную технологию на принципиально новый уровень технического прогресса. И заинтересованность государства в инновационном развитии могла бы стать поддержкой в начинании. Сейчас российские специалисты приступили к научно-исследовательским работам по созданию гибридной силовой установки в инициативном порядке. Включение этой инициативы в одну из госпрограмм стало бы логичным продолжением экономической политики, необходимой для выхода новой отечественной продукции на международный рынок и укрепления обороноспособности страны.

Ближайшая задача - объединить все научно-производственные силы для разработки конкурентоспособного продукта, собрав вместе не только представителей авиапрома, но и всех смежников, включая электронную и энергетическую промышленность, с участием министерства обороны. Интегратором и локомотивом в этой работе станет "ОДК-Климов". Для подготовки технических решений предстоит определить конкретный объект применения установки нового поколения, что особенно важно для создания ее конструкции.

Зачем нужен такой летательный аппарат, сверхнасыщенный суперсистемами? Прежде всего, для совершенствования способов диагностики воздушного судна, возможности получать онлайн-информацию прямо во время полета по всем необходимым характеристикам. Экспресс-анализ позволит, не дожидаясь авиационного происшествия, оперативно устранять проблему, проведя локальный ремонт. Предсказательная диагностика станет гарантией безопасности полета.

По мнению экспертов, ГСУ будет востребована в различных отраслях. Ее производственная платформа может быть разной, начиная с беспилотников, заканчивая бронетехникой и аэротакси. Гибридизация, считают разработчики, дает возможность по-другому подойти к конструированию самого летательного аппарата, открывая широкие и порой неожиданные перспективы.

 

XP Best16.12.20 11:23
Главного не написали, самого главного - какая роль электродвигателя в самолете? Гзотурбина понятно - выдает выхлоп за счет сжигания рабочего тела. Газорутбина и ракетный имеют одинаковый принцип двожения за счет остечения газов из сопла. а вот что элктродвигатель будет делать в самолете?
Можно угадать - на взлете турбина работает в комфртном для себя режиме, питает электромотор, а он движет самолет по полосе как обычный автобус. А на самом подскоке уже турбина врубается на всю некомфортную мощь. Но такой режим называется овчинка выделки не стоит.
В турбовинтовых еще можно понять - электромотор крутит винт.
Кстати, в Торонто уже много лет назад перевели все автобусы на гибридные установки (ГСУ).
RedFox16.12.20 12:13
Гибридный двигатель это вроде как более экологичный и эффективный вариант. Вообще то туда бы двигатель стирлинга лучше подошел, при условии устранения существующих недостатков. Однако из-за отсутствия развитой материально технической базы, - они практически не развивались - этот вариант станет доступным не раньше второй половины 21го века, так что пользуемся тем что есть.
GAF16.12.20 12:44
"Недостаток мощности газотурбинного мотора компенсируется электродвигателем, объясняет заместитель генерального конструктора "ОДК-Климов" Ирина Сморчкова"
Ну так, розетка электросети вполне поместится в дамскую сумочку, и с ней на борт. "Пилите гирю, Шура", - сказал незабвенный.
Аббе16.12.20 14:29
Ставим вспомогательную силовую установку, она крутит электрогенегратор. И эта энергия уже применяется для работы систем самолёта.
Каким манером загнать в аккумуляторы запас энергии на закидывание самолёта на высоту в 10 километров - для меня задача непосильная.
Вам нужна допонительная мощность? ЗАПРОСТО. Кто решил, что образец в автомобидях? Не туда смотрим.
КОРАБЛИ - вот наше всё. Смотрим на силовой агрегат, заново сделанный в России, взамен завода, украденного украинчствующими.
Дизель и турбина. При том турбина в разы мощнее дизеля. И включают турбину на ограниченное время.
Вывод? Ставим дополнительный двигатель на самолёт. Два под крылья. третий - в хвост. В полёте работают крейсерские. На взлёте открываем воздухозаборники, как жабры, как уши у ушастого Запорожца. Открываем сопло сильно переменного сечения. Включили двигатель, дали ТЯГУ, взлетели.
Аккуратно выключили двгатель. Закрыли "жабры, закрыли сопло".
Вот и ВСЁ. Двигатель, который включается на 10 минут взлёта. И он же - спасательный круг для самолёта в случае отказа основных двигателей.
*************************************************
Заметьте, аккумуляторы, готовые выплеснуть энергию за 10 минут - штука дорогая и малоресурсная. Зато турбина тоже дорогая,но практически вечная. Между взлётами она не работает и НЕ ДЕГРАДИРУЕТ.
Ну и где тут место для аккумуляторов?
USSR216.12.20 17:46
Аббе - случись чего и если понадобится резекое увеличение тяги - такую как Вы описываете турбину придётся долго запускать. А это время! Электродвигатель в этом отношении предпочтительнее. А то что нынешние аккумуляторы это страшный гемор - это да! Согласен!
vktik16.12.20 18:15
>>>XP Best

"В турбовинтовых еще можно понять - электромотор крутит винт."

Если электромотор на самолёте используется для создания тяги, то он в любом случае крутит или пропеллер, или импеллер.
К сожалению из статьи не понятно, что из себя будет представлять данная конструкция, можно только немного пофантазировать,
изходя из своего понимания. Я понял так. Есть газотурбинный двигатель, который создаёт определённую тягу, достаточную для крейсерского полёта.
На режиме взлёта этот двигатель начинает, дополнительно к своей тяге, крутить генератор, опять же на крейсерском режиме. Генератор запитывает электродвигатели с импеллером. Электродвигатели с импеллером могут размещаться в кромке крыла по всей длинне.
Если электродвигатели вращают пропеллер, то это означает, что именно электродвигатели являются основным источником тяги, хотя, конечно, могут быть и другие варианты с распределением тяги. В любом случае есть надежда, что газотурбинный двигатель будет работать с постоянной нагрузкой, которая позволит съэкономить топливо и продлить свой жизненный цикл.

PS. Волгоградские конструкторы создали уникальный самолёт на импеллерной тяге. ссылка
т-кк16.12.20 20:45
> Аббе
Каким манером загнать в аккумуляторы запас энергии на закидывание самолёта на высоту в 10 километров - для меня задача непосильная.

А и не надо. Просто во время взлёта сбрасываются и аккумуляторы, и электромотор.
Баба с возу - кобыле легче.
Аббе16.12.20 21:33
> т-кк
> Аббе
Каким манером загнать в аккумуляторы запас энергии на закидывание самолёта на высоту в 10 километров - для меня задача непосильная.

А и не надо. Просто во время взлёта сбрасываются и аккумуляторы, и электромотор.
Баба с возу - кобыле легче.
Вы описали "подпрыгивающую разгонную тележку". Если плюнуть на уменьшение шума - всё гораздо проще.
Баллон с водой. Нагрев до 300-350 градусов. Надрезается мембрана, запиравшая выход в реактивное сопло. Работает ПАРОВОЙ реактивный двигатель.
Никаких окислов азота, никакого гептила. Нужно, что бы эта система забросила самолёт на высоту 100-500 метров.
Затем отрываемся от самолёта и с парашютом спускаем ускоритель вниз.
Далее - разгон уже на двигателе с крейсерской скоростью с крейсерской же мощностью.
В крайнем случае тросовая катапульта. Зацепили переднюю стойку шасси тросом, потянули на ВПП длинной в 3000 метров. Разгон, разгон до 300 км/час прямо на ВПП. И в конце полосы - отрыв и уход в воздух. Некий аналог ВПП на американских авианосцах.
Аббе16.12.20 21:45
> USSR2
Аббе - случись чего и если понадобится резекое увеличение тяги - такую как Вы описываете турбину придётся долго запускать. А это время! Электродвигатель в этом отношении предпочтительнее. А то что нынешние аккумуляторы это страшный гемор - это да! Согласен!
Если у самолёта два маршевых двигателя - не реально, что бы они отказали одновременно.
Переход на полёт с одним двигателем - самая обычная процедура для современной авиации.
Пока самолёт "сохраняет себя в оздухе с одним двигателем" - самое обычное дело долететь со средины Тихого океана до любого из берегов.
Третий, хвостовой, подключаемый двигатель должен иметь мощность достаточную для поддержания самолёта в воздухе при отказе обоих маршевых двигателей.
Соответственно - один маршевый двигатель на крыле и третий в хвосте понадобятся только для гарантий сохранения от отказа ещё и второго крыльевого двигателя.
Время подключения третьего двигателя вполне рассчитываемая величина.
Высота полёта современных самолётов 10-11 км. Аэродинамическое качество современных самолётов - около 15 единиц. Дальность планирования его "без двигателей" - около 130-150 км. При обычной их скорости в 850-900 км это составляет 1/6 часа. Десять минут. Понимаете?
Отказ ДВУХ двигателей - в мирное время почти невозможен. Но, даже и в таком случае - есть целых 600 -700 секунд для запуска спасительного движка.
Если третья турбина не готова для запуска за краткое время - зачем она нужна?
т-кк16.12.20 21:56
> Аббе
> т-кк
> Аббе
Каким манером загнать в аккумуляторы запас энергии на закидывание самолёта на высоту в 10 километров - для меня задача непосильная.

А и не надо. Просто во время взлёта сбрасываются и аккумуляторы, и электромотор.
Баба с возу - кобыле легче.
Вы описали "подпрыгивающую разгонную тележку". Если плюнуть на уменьшение шума - всё гораздо проще.
Баллон с водой. Нагрев до 300-350 градусов. Надрезается мембрана, запиравшая выход в реактивное сопло. Работает ПАРОВОЙ реактивный двигатель.

Климовцам напишите, а то у тамошних замов генерального, видать, не очень с креативом.

А так-то, делали бы движки, которые дотягивают, не было бы проблем с дотягивателями.
Гибридами сам увлекаюсь, но по другому поводу.
vktik18.12.20 15:01
Одно из направлений конструктивных решений гибридизации пассажирских самолётов.


English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Памяти Фывы
» Сирийские перспективы
» Какая классовая борьба настоящая, и может ли рабочий класс быть субъектом классовой борьбы?
» Система Джемаля
» Пятница,13-е
» Прокси-война России и мира Запада: кому это выгодно экономически?
» Война на Кандалакшском направлении 1941-1944, Сборник документов с немецко-финской стороны
» Что является капиталом венчурного инвестора
» О категории «снятие» у Гегеля и в диалектическом материализме

 Новостивсе статьи rss

» СВР: Санду потребовала подготовить захват Молдавской ГРЭС в Приднестровье
» Трамп снова заявил о необходимости для США приобрести Гренландию
» Страна в отключке: Энергокризис в Иране достиг критической точки — New York Times
» Президент Панамы ответил на слова Трампа о возвращении канала США
» Власти Сирии запрещают группировки, не входящие в подконтрольный Турции альянс
» «Мирная» Швеция в заботе об Украине: 149 взрывов за год
» Трамп призвал Зеленского отказаться от территорий России — El Pais
» Орбан заявил о проигрыше Европы в конфликте на Украине

 Репортаживсе статьи rss

» Индия сорвала многомиллиардный тендер на строительство
» Итоги года с Владимиром Путиным
» Курс остается верным. Президент отметил значительные успехи российской экономики в 2024 году
» Июнь 1939 года. СССР, его враги и его неудавшиеся союзники
» СМИ ЕС в панике от зависимости Польши от российских удобрений
» В зоне СВО ликвидировано уже 6,5 тыс. наемников
» Роберт Фицо: Европа должна начать нормальный диалог с Россией
» Нейросети выживают реальных авторов из соцсетей

 Комментариивсе статьи rss

» "Иначе — война с Украиной": в Европе попросили не отбирать последнее
» США создают биологическое оружие нового поколения
» 60 лет назад была создана ЮНКТАД, которую возглавил непримиримый противник неоколониализма
» Историк рассказал, как украинских националистов "кинул" еще Гитлер
» Как атомной отрасли удалось сохранить научные школы, единство и управляемость
» Пробный залп Трампа по БРИКС — шаг к уничтожению доллара
» Чемезов: решение Путина объединить оборонные предприятия в холдинги спасло ОПК
» Вашингтон обеспокоился из-за строительства АЭС в Узбекистане

 Аналитикавсе статьи rss

» Китай впервые за 14 лет поддержит свою экономику
» Инфляция в РФ в ноябре составила 1,43%, годовая ускорилась до 8,88%
» США передали Украине 847 ракет Patriot на 3,26 миллиарда долларов
» Эффект бумеранга. Volkswagen может пасть жертвой русофобской политики Евросоюза
» Молдавии придется выплатить долг "Газпрому", чтобы не остаться без газа
» Европа очень ждет большую кровь под русским флагом
» С чем Россия может вернуться в Афганистан
» Дональд Трамп выиграл выборы. Чем это грозит России и ее союзникам
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2024 Inca Group "War and Peace"