9 10 2018

№9-10/2018
сентябрь-октябрь

• Вертолеты «Камов» над морем
• Гидросамолетостроение-2018
• Евроистребитель будущего
• МиГ-31 в Казахстане
• Премьеры Farnborough 2018

 

В продаже с 24 сентября

где купить?

Як-40 с эффектом сверхпроводимости

фото: Андрей Фомин фото: Андрей Фомин

07 августа 2021

Создание электрических и гибридных силовых установок для летательных аппаратов стало одной из центральных тем нынешнего авиасалона. Пожалуй, наиболее заметным экспонатом в этой области на МАКС-2021 стал представлявшийся Сибирским научно-исследовательским институтом авиации им. С.А. Чаплыгина (СибНИА) совместно с НИЦ «Институт им. Н.Е. Жуковского», ЦИАМ им. П.И. Баранова и ЗАО «СуперОкс» самолет – летающая лаборатория Як-40 для практической отработки технологий гибридных силовых установок (ГСУ). Эти работы проводятся по заказу Минпромторга России и Фонда перспективных исследований. Помимо перечисленных организаций в проекте принимают участие ряд вузов – Уфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ), МАИ и МФТИ.

Летающая лаборатория подготовлена в СибНИА на базе принадлежащего ему пассажирского самолета Як-40 №87251 (серийный №26-08, выпущен Саратовским авиазаводом в 1973 г.), в носовой части фюзеляжа которого, перед кабиной экипажа, на специально спроектированной мотораме установлен приводящий во вращение тянущий воздушный винт экспериментальный радиальный бесколлекторный электродвигатель на постоянных магнитах мощностью 500 кВт, реализующий эффект высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), который разработан и изготовлен в 2019 г. на средства Фонда перспективных исследований компанией «СуперОкс». Рабочее напряжение двигателя – 800 В, частота вращения – 2500 об/мин, КПД – 98%. Для его охлаждения до температур 72–77 К в целях реализации эффекта ВСТП используется криогенная система (бак с жидким азотом и система его циркуляции). Для питания электродвигателя в применяется разработанный и изготовленный в УГАТУ по заказу Минпромторга радиальный бесколлекторный электрогенератор с медными обмотками на постоянных магнитах с масляным охлаждением номинальной мощностью 400 кВт (выходное напряжение – 700–900 В, частота вращения – 12 000 об/мин), приводимый во вращение специально установленным для этого на самолет турбовальным двигателем ТВ2-117 (максимальная мощность – 1500 л.с., масса – 334 кг), а также блок литий-железо-фосфатных аккумуляторных батарей (LiFePO4) максимальной мощностью 150 кВт и емкостью 30 кВт.ч. Двигатель ТВ2-117 и генератор размещаются в хвостовой части самолета, блок аккумуляторных батарей – в герметичном салоне.

Стоит заметить, что штатная силовая установка этого Як-40 также претерпела изменения: с самолета снят средний двигатель АИ-25, а вместо двух боковых используются ТРДД типа TFE731-5B производства компании Honeywell (ранее – Garrett) тягой на взлетном режиме 2150 кгс (вместо 1500 кгс у АИ-25). Эксперименты по ремоторизации Як-40 с использованием двигателей TFE731 проводились в СибНИА на протяжении уже почти десятилетия, для этого в институте была подготовлена летающая лаборатория на базе серийного Як-40 №87216 (выпуска 1975 г., серийный №40-04). Сначала на ней был заменен один боковой двигатель – в таком виде она впервые взлетела 8 декабря 2012 г. Затем проводились испытания с двумя TFE731 и одним средним АИ-25 (первый полет – 20 мая 2013 г.). Наконец, 29 ноября 2016 г. самолет поднялся в воздух уже в конфигурации только с двумя TFE731 (средний АИ-25 был снят, а его воздухозаборник упразднен).

ВТСП-электродвигатель «СуперОкс» и другие элементы демонстрационной гибридной силовой установки были установлены на борт летающей лаборатории Як-40 №87251 в прошлом году, а к ее испытаниям в СибНИА приступили в феврале 2021 г., когда были выполнены первые рулежки и пробежки по аэродрому в Новосибирске с работающим электродвигателем. С июня начался этап летных испытаний, а в середине июля летающая лаборатория прибыла в Жуковский для участия в авиасалоне МАКС-2021, и именно в его ходе, 24 июля, судя по всему, и состоялся первый полет Як-40 с работающим в воздухе ВТСП-электродвигателем, приводящим во вращение тянущий трехлопастный воздушный винт. Программу летных испытаний ГСУ в существующей конфигурации планируется завершить в 2022 г.

В дальнейшем планируется ввести в состав демонстратора гибридной силовой установки не только ВТСП-электродвигатель, но и электрогенератор, работающий на том же эффекте высокотемпературной сверхпроводимости. Его мощность может составить 800 кВт (при частоте вращения 12 000 об/мин), а для приведения его во вращение предполагается использовать турбовальный двигатель ВК-2500 (максимальная мощность – 2400 л.с., номинальная – 1750 л.с., масса – 300 кг). В павильоне авиационных научных центров на МАКС-2021 демонстрировался полноразмерный макет такой ГСУ. Для охлаждения электродвигателя и генератора предстоит организовать единую криогенную систему с жидким азотом в качестве рабочего тела, а в перспективе рассматривается возможность перехода на использование жидкого водорода (температура – 20–30 К), на котором одновременно сможет работать и вспомогательный турбовальный двигатель. Кроме того, предполагается применить в составе ГСУ, помимо обычных аккумуляторных батарей, водородные топливные элементы. Таким образом, водород сможет использоваться как для криогенного охлаждения «сверхпроводимых» электродвигателя с электрогенератором, так и в качестве топлива (для турбовального двигателя гибридной силовой установки и для топливных элементов, вырабатывающих электроэнергию).

Создание демонстратора технологий полностью сверхпроводящей гибридной силовой установки осуществляется ЦИАМ, компанией «СуперОкс» и «ОДК-Климов» в рамках совместного проекта «Контур» Фонда перспективных исследований и НИР «Электролет СУ-2020», заказанной Минпромторгом  России. Ожидается, что летные испытания такой ГСУ на борту летающей лаборатории СибНИА могут пройти ориентировочно в 2025–2027 гг. К этому времени возможно создание и установка на самолет ВТСП-электродвигателя пиковой мощностью 1,5 МВт и ВТСП-генератора с пиковой мощностью 2,5 МВт, имеющих КПД 99,8%.

Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" №9-10/2021

cover 9 10 2022 445x600

№9-10/2022

• Авиационное
  моторостроение
• На испытаниях
  уже два МС-21 с ПД-14
• SSJ-NEW: на сборке
  первый летный экземпляр 
• Интервью А.А. Иноземцева
• С919 сертифицирован
• Электрическая "Алиса"
  от Eviation в воздухе  
• К 100-летию марки "Ту"
• Перекрёстные полёты
  и будущее МКС 

где купить?


separator

Интервью

25 октября 2022

Александр Иноземцев: «Такого количества…

Завтра в Москве, в павильоне №57 ВДНХ, открывается очередной Международный форум двигателестроения – МФД-2022. Одним из центральных его событий станет презентация нового отечественного турбовентиляторного двигателя ПД-14 представителям авиакомпаний,…
фото: Олег Пантелеев
26 апреля 2021

ТВРС-44: в серию – через четыре года

В феврале 2021 г. отмечавшая свое 15-летие авиакомпания «Сибирская Легкая Авиация» («СиЛА») организовала на байкальском острове Ольхон конференцию «Развитие региональной и местной авиации в труднодоступных районах на воздушных судах российского…
фото: Андрей Блудов
15 ноября 2020

Максим Миронов: «СР-10 успешно завершил…

Во время сентябрьских «Русских авиационных гонок» на аэродроме Орешково, в которых впервые принял участие реактивный учебно-тренировочный и спортивно-пилотажный самолет СР-10, корреспондент «Взлёта» встретился с инициатором создания этой машины, одним из…
27 августа 2019

Холдинг РКС: технологии решают все

На международном авиакосмическом салоне МАКС‑2019 одно из предприятий «Роскосмоса», холдинг «Российские космические системы» (РКС), представляет концепцию современного цифрового производства, которая должна решить три задачи – исключить брак при создании…
27 августа 2019

Валерий Кроль: российский авиационный рынок…

Одним из традиционных зарубежных участников всех авиасалонов МАКС является французская группа компаний Safran. Предприятия Safran участвуют в разработке и производстве двигателей SaM146 для российских самолетов Sukhoi Superjet 100, поставляют…


separator

Обзоры

11 ноября 2022

Новинки летной программы Airshow China 2022

Проходящий на этой неделе очередной авиасалон Airshow China в Чжухае традиционно богат на новости: китайские предприятия не устают удивлять своими новыми разработками беспилотных летательных аппаратов, винтокрылой техники и вооружения. В этот раз немало…
Опытный экземпляр истребителя KF-21 в очередном испытательном полете. Фото: KAI
17 октября 2022

Истребители следующих десятилетий

Постройка и начало испытаний принципиально новой модели сверхзвукового истребителя – это всегда огромное событие в мире авиации. Такое случается весьма нечасто. С начала нынешнего столетия – менее десятка раз по всему миру (разного рода модификации и…
Один шести новых SSJ100, полученных компанией «Ред Вингс» в первом полугодии. Этот самолет с серийным номером (MSN) 95220 впервые взлетел в Комсомольске-на-Амуре 15 ноября 2021 года, а уже 21 января 2022-го выполнил первый регулярный пассажирский рейс по расписанию «Ред Вингс». Фото Алексея Михеева
07 июля 2022

О реактивных «регионалах»

Вчера мы посмотрели на ситуацию на рынке пассажирских самолетов с турбовинтовыми двигателями. Сегодня – очередь реактивных «регионалов». На долю наших «Суперджетов» по итогам шести месяцев 2022 года пришлась примерно четверть (24%) всех новых самолетов…
Так в прошлом году в бразильской компании Embraer представляли себе облик их будущего турбовинтового пассажирского самолета, название которого пока еще не объявлено.  Официальный старт программы ожидается в конце 2022 года или в начале следующего.
06 июля 2022

О ситуации на рынке региональных…

Пока мы ожидаем возобновления летных испытаний прототипа Ил-114-300 и завершения сборки первого такого самолета российской постройки, а также изготовления первых опытных ТВРС-44 «Ладога» ежегодный серийный выпуск которых, согласно недавно принятой…
фото: Артем Аникеев
04 декабря 2021

«СУХИЕ» ПО-КИТАЙСКИ

Три десятилетия назад Китайская Народная Республика стала первым государством дальнего зарубежья, получившим в свое распоряжение российские истребители четвертого поколения семейства Су-27. В период 1992–2002 гг. сюда было поставлено в общей сложности 76…


separator

Репортажи

фото: Алексей Филатов
01 ноября 2020

«Трещат пожары сухо, и воздух как слюда…»…

Лето 2010 г. до сих пор помнится жителям Воронежской области: охватившие тогда регион лесные пожары были беспрецедентными по масштабам и причиненному ущербу – погибли люди, сгорели десятки домов и сотни гектаров леса. Однако и нынешний 2020-й, едва…
фото: Надежда Смирнова
15 октября 2020

РУССКИЕ АВИАГОНКИ – 2020: СР-10 против L-29…

19 сентября 2020 г. на аэродроме Орешково близ г. Воротынск Калужской области прошел Кубок России по самолетному спорту в дисциплине «Авиагонки – Формула-1» на реактивных самолетах. Задачей соревнования стало максимально быстрое преодоление замкнутой…
Фото: Виктор Друшляков
10 сентября 2020

Новые беспилотники «Кронштадта»

Репортаж с форума «Армия-2020» Одной из наиболее посещаемых экспозиций прошедшего в конце августа в Подмосковье Международного военно-технического форума «Армия-2020» в конгрессно-выставочном центре «Патриот» стала стоянка беспилотных летательных…
Фото: Артём Аникеев / AviaPressPhoto
04 августа 2020

В НЕБЕ НАД НЕВОЙ. Репортаж с Главного…

26 июля 2020 г. в С.-Петербурге уже в четвертый раз состоялся Главный военно-морской парад. Демонстрация мощи отечественного флота и Морской авиации ВМФ, приуроченная к традиционно отмечаемому в последнее воскресенье июля Дню Военно-морского флота,…
Фото: Алексей Михеев
12 июля 2020

«АВИАДАРТС-2020». Репортаж с финального…

На полигоне Дубровичи в Рязанской области в период с 30 июня по 11 июля этого года прошел финальный (всероссийский) этап всеармейского конкурса летного мастерства экипажей Воздушно-космических сил России «Авиадартс-2020». Для проведения соревнований…


separator