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 2021 445x600

№9-10/2021

• Новинки МАКС-2021
• ЛТС Checkmate: о легком   
  тактическом самолете «Сухого»
• Ми-171А3: новейший в семействе
  легендарных «восьмерок»
• «Байкал» готовится к полету
• ПД-8: испытан газогенератор
• Як-40 с эффектом
  сверхпроводимости
• «Наука» на орбите
• Брэнсон против Безоса:
  суборбитальный туристический
  сезон открыт?
• Из истории «Заслона»

где купить?


separator

Интервью

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…
09 ноября 2018

Максим Литвинов: «CR929 – проект…

Презентация полноразмерного макета кабины экипажа и отсека салона перспективного российско-китайского дальнемагистрального пассажирского самолета CR929 стала одним из главных событий авиасалона Airshow China 2018 в Чжухае. Корреспондент «Взлёта» Михаил…


separator

Обзоры

фото:Алексей Михеев
20 мая 2021

РОССИЙСКОЕ ВЕРТОЛЕТОСТРОЕНИЕ. Тенденции и…

Разработка, серийный выпуск и сервисное обслуживание отечественной вертолетной техники сосредоточено во входящем в госкорпорацию «Ростех» холдинге «Вертолеты России», организованном в результате проводившегося в соответствии с Указом Президента России от…
фото: Airbus Helicopters
19 мая 2021

ПЯТЕРКА ЛИДЕРОВ ЗАПАДНОГО ВЕРТОЛЕТОСТРОЕНИЯ…

Минувший год, в начале которого разразилась беспрецедентная пандемия, стал настоящим испытанием для всей авиационной индустрии планеты. Не стала исключением и отрасль вертолетостроения, которой коснулось пусть и не такое глобальное, как у коллег –…
фото: Юрий Степанов
30 апреля 2021

ВОЗДУШНЫЙ ТРАНСПОРТ РОССИИ в год кризиса…

Пандемия новой коронавирусной инфекции, распространившаяся в начале 2020 г. из Китая по всему миру и в марте дошедшая до России, стала серьезнейшим испытанием на прочность всей гражданской авиации. Не стала исключением и наша страна. Если в первые два…
фото: Baykar
27 апреля 2021

Турецкий марш беспилотных «знаменосцев».…

В начале года «Взлёт» рассказал о двух первых турецких программах крупноразмерных разведывательных и разведывательно-ударных беспилотных летательных аппаратов, которые позволили этой стране стремительно ворваться в немногочисленную высшую лигу…
Слава о боевых успехах средневысотного БЛА большой продолжительности полета Bayraktar TB2 гремит уже далеко за пределами Турции. Фото: Baykar
01 марта 2021

Турецкий марш беспилотных «знаменосцев»…

Турецкие разработки в области беспилотной авиационной техники длительное время находились в тени достижений их зарубежных коллег – в первую очередь из США, Израиля и КНР. Однако после активного вступления Анкары в сирийский и ливийский конфликты, а,…


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