A legutóbbi MAKS-2021 légibemutatón az Orosz United Engine Corporation (UEC) számos ígéretes fejlesztést mutatott be különböző irányokban. Stúdiójának egyik legérdekesebb kiállítása a légi közlekedésben megvalósuló hibrid erőmű (GSU) modellje volt. Várhatóan egy ilyen GSU képes lesz alkalmazást találni különböző repülőgép -projektekben, és nagy teljesítményt nyújt.
Ígéretes irány
A gázturbinán vagy dugattyús motoron alapuló, különböző elektromos alkatrészekkel kombinált hibrid üzemeknek számos fontos jellemzője és előnye van a hagyományos rendszerekkel szemben. Ezek az előnyök különböző területeken használhatók, pl. a repülésben. Jelenleg több országban egyszerre fejlesztik a különböző összetételű légiközlekedési GSU -kat. Néhány projektet már teszteltek és teszteltek.
2020 augusztusában az orosz UEC elindított egy hasonló projektet. A JSC UEC-Klimov-ot nevezték ki a vezető fejlesztőnek. Az új projekt célja egy ígéretes szekvenciális HSS áramkör létrehozása 500 kW teljesítménygel. Ez a telepítés a legújabb VK-650V turbótengely-motoron alapul.
Mostanra befejeződtek a projekt korai szakaszai, és meghatározták a telepítés általános megjelenését. Ezenkívül makett is készült, amelyet a legutóbbi MAKS-2021 kiállításon mutattak be. A közeljövőben bemutató modell lesz a padon történő tesztelésre. A következő években eléri maximális kapacitását, és lehetővé teszi az új szakaszokba való átmenetet.
Az UEC szerint 2022 -ben a GSU demómodelljének 150 kW teljesítményt kell mutatnia, és biztosítania kell a lefektetett megoldások ellenőrzését. Ezt követően véglegesítik, és 2023 -ra teszteket terveznek az 500 kW -os tervezési teljesítmény elérésével. Ezen tevékenységek eredményei alapján 2024-ben kísérleti tervezési munkálatok megkezdik a teljes értékű GSU létrehozását repülőgépeken való használatra. A tervek szerint 2028 -ban készül el.
Az UEC már meghatározta az ígéretes GSO alkalmazási területeit. Ez a rendszer használható repülőgépeken helyi vonalakon, könnyű többcélú helikoptereken és legfeljebb 8 tonna súlyú UAV-ken. Különböző függőleges felszállású járműveken, ígéretes "légi taxikon" stb. A hajók és hajók számára hasonló rendszert fejlesztenek ki a légi közlekedési GSU alapján. 200-250 kW teljesítményű lesz.
Makett megjelenés
A MAKS-2021-en egy GSU modelljét mutatták be egy négy rotoros helikopter típusú UAV konfigurációjában. A berendezés egységeit egy hasonló terméket szimuláló állványra helyezték. Ez a megközelítés lehetővé teszi a GSU méretének és a repülőgépen való elhelyezésének jellemzőinek felmérését.
Egy meglévő, elegendő teljesítményű motoron alapuló kompakt gázturbinagenerátor -készletet egy hagyományos törzsre helyeztek. Egy akkumulátort és teljesítményelektronikai egységeket telepítettek mellé. A "szárnyakra" négy rotoros villanymotort helyeztek. A GSU minden alkatrészét kábelekkel kötötték össze.
Az elrendezés tükrözi az ígéretes GSU általános sémáját és összetételét a quadrocopterrel kapcsolatban. Más rendszerek és osztályok repülőgépei más összetételű és architektúrájú telepítést kapnak. Tehát lehetséges különböző számú elektromos motor, különböző akkumulátor -konfiguráció stb.
Az új GSU működési elvei meglehetősen egyszerűek. A turbótengelyes motor generátorral elektromos energiát termel a teljesítményelektronika számára. Ez utóbbi felelős a repülésért felelős villanymotorok vezérléséért, valamint az akkumulátorok újratöltéséért. Az UEC telepítésének üzemmódjait még nem határozták meg.
Nehézségek és előnyök
A turbótengely -motoron és elektromos alkatrészeken alapuló hibrid üzemnek számos megkülönböztető előnye van a hagyományos rendszerekkel szemben. Ugyanakkor számos hátránya is van. Nyilvánvaló, hogy maga a GSU tervezésének és a repülőgép kiválasztásának helyes megközelítése lehetővé teszi a maximális hozam elérését minimális hátrányokkal.
A gázturbinás rendszerek számos különböző alkatrészt tartalmaznak, ezért különböznek a hagyományos gázturbinás rendszerektől nagyobb összetettségben és költségben. Ezenkívül a hibrid berendezés nagyobb össztérfogattal és tömeggel rendelkezik, ami korlátozza a hordozó repülőgép fejlesztését. Ugyanakkor a GSU egységeknek nincs szükségük merev mechanikus összeköttetésre egymással, és a rendelkezésre álló térfogatok között eloszthatók, ami egyszerűsíti a repülőgép elrendezését.
A hibrid üzemek magas üzemanyag -hatékonyságot mutathatnak. Ehhez a turbótengelyes motornak optimális üzemmódokban kell működnie, amelyek minimális üzemanyag -fogyasztást biztosítanak, és a vezérlőrendszereket bízzák meg azzal a feladattal, hogy az áramot a jelenlegi repülési módnak megfelelően megfelelően elosztják a motorok és az akkumulátorok között. Ezzel párhuzamosan más jellemzők is javulnak: az erőforrás növekszik és a káros kibocsátások csökkennek.
A készülék repülését a GSU -val elektronika által vezérelt villanymotorok végzik. Ez lehetővé teszi a kívánt működési mód hatékonyabb fenntartását, valamint a változó körülmények figyelembevételével történő gyors megváltoztatását. Különösen biztosítja a gyors kioldást a maximális teljesítményig.
Az összetételtől és a kezelési elvektől függően a GSU elméletileg több üzemmódban is képes működni, pl. turbótengelyes motor használata nélkül - csak az akkumulátorok miatt. Ez az üzemmód növeli a megbízhatóságot és a biztonságot: a főmotor és a generátor meghibásodása esetén a repülőgép folytathatja repülését.
Jövőbeli tervek
Az egyik vagy másik előnynek köszönhetően a különböző felépítésű hibrid erőművek helyet kaphatnak a repülésben, és kiszoríthatják a hagyományos rendszereket. A GSO -k érdekesek a pilóta nélküli és pilóta nélküli repülőgépek és helikopterek továbbfejlesztése kapcsán. Azonban nem szabad azt várni, hogy ésszerű időn belül képesek lesznek teljesen kiszorítani az erőművek egyéb lehetőségeit.
A GSO potenciálja természetesen vonzza a különböző országok fejlesztőit és ügyfeleit, és tavaly óta az orosz ipar szorosan foglalkozik ezzel a témával. Az első munkálatokat már elvégezték, az ígéretes projektek általános elveit alakították ki, és meghatározták alkalmazási területeiket. Ezenkívül bemutatják a jövőbeli termék modelljét, és bejelentik a következő évek eseményeit.
A VK-650V motoron alapuló 500 kW-os erőmű fejlesztési munkálatai 2024-28 között zajlanak. Így már az évtized közepén vagy második felének elején lehet számítani az első teljes értékű repülőgép-projektek megjelenésére a hazai légiközlekedési GSU számára. A haditengerészeti módosítás bevezetésére irányuló projekteknek is megjelenniük kell.
Nem tudni, hogy mik lesznek a repülőgépek és a hibrid erőművel rendelkező hajók. Világos azonban, hogy ez az irány nagy lehetőségeket rejt magában, és nagyon érdekes lehetőségeket kínál. A gyakorlati alkalmazást szem előtt tartva kell kifejleszteni. Ezt teszi az UEC tavaly óta - és már készen áll az első eredmények bemutatására.
