Содержание
как электродвигатели могут изменить российскую авиацию — РТ на русском
Российские учёные разработали прототип электрического авиационного двигателя. Об этом заявил глава Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) Михаил Гордин. Мощность мотора составляет 60 кВт, что позволяет оснащать им двухместные самолёты. Как полагают отечественные инженеры, совершенствование агрегатов на электрической тяге позволит сделать авиаперевозки более экономичными и экологичными. Эксперты уверены, что за подобными воздушными судами — будущее мировой авиационной индустрии.
Генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) Михаил Гордин сообщил о разработке прототипа электрического авиационного двигателя. По его словам, в перспективе данный образец может быть установлен на небольшие по размерам летательные аппараты.
«Эта научно-исследовательская работа («Перспективные гибридные силовые установки». — RT) заточена под объекты меньшего размера. В прошлом году мы сделали электродвигатель на 60 кВт (80 л. с.)… Этот мотор является прототипом электрического авиационного двигателя», — заявил в интервью РИА Новости Гордин.
Также по теме
«Не уступали западным образцам»: как создавались первые отечественные радары для нужд боевой авиации
19 апреля 1945 года на вооружение авиации ВМФ Советского Союза была принята авиационная бортовая радиолокационная станция (БРЛС)…
Как рассказал топ-менеджер, для проведения лётных испытаний новый силовой агрегат планируется установить на лёгкий двухместный отечественный самолёт «Сигма-4». В прошлом году реализовать эту идею не удалось из-за проблем с системой управления двигателем. Однако, как пообещал Гордин, неудачный опыт будет учтён и машина поднимется в воздух на электромоторе в течение этого года.
Авиационный электродвигатель мощностью 60 кВт был представлен широкой публике в августе 2019 года на Международном авиакосмическом салоне (МАКС) в Жуковском. В первый день работы выставки демонстрационный образец осмотрели президент РФ Владимир Путин и его турецкий коллега Реджеп Тайип Эрдоган.
Как рассказывал Гордин, электродвигатель разрабатывается на основе водородных топливных элементов. Масса силового агрегата составляет всего 20 кг. Изделие предназначено преимущественно для оснащения двухместных самолётов. В проекте, помимо ЦИАМ, участвует Институт проблем химической физики РАН.
«Прорывные технологии»
В рамках решения Военно-промышленной комиссии от 17 июля 2018 года в России реализуется концепция, предполагающая широкое внедрение в авиационную отрасль систем электродвижения. Одним из ведущих отечественных институтов в этой сфере является ЦИАМ.
По словам Гордина, в планы предприятия входит создание авиационных двигателей-демонстраторов, «на которых будут исследованы прорывные технологии». В частности, речь идёт об использовании высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), позволяющих уменьшить массогабаритные параметры силовых установок и повысить их КПД до 99%.
По информации ЦИАМ, электрические моторы обладают рядом преимуществ перед агрегатами внутреннего сгорания. Например, они более экологичные и менее шумные. Эти качества позволяют электродвигателям соответствовать самым жёстким международным стандартам, которые определяет Международная организация гражданской авиации (ICAO).
- Cамолёт семейства «Сигма»
- © sigma-avia.com
«Внедрение электрических силовых агрегатов позволит сократить эмиссию вредных веществ. Также они относительно просты в производстве и эксплуатации по сравнению с двигателями внутреннего сгорания», — отметил в беседе с RT заслуженный лётчик РФ Владимир Попов.
Кроме того, как считают российские инженеры, прогресс в совершенствовании электрических моторов закладывает фундамент для проектирования летательных аппаратов с новыми характеристиками. При этом учёные признают, что для воплощения в реальность амбициозных инновационных идей потребуется не одно десятилетие.
Выступая на VI Открытой всероссийской конференции по аэроакустике, начальник отдела перспектив развития воздушно-реактивных двигателей ЦИАМ Анатолий Полев констатировал, что «разработка новых конкурентоспособных двигателей — затратный и длительный процесс».
Также по теме
Защита на высоте: как Россия совершенствует костюмы для военных лётчиков
В России разрабатывается новый защитный костюм для пилотов Воздушно-космических сил. Об этом рассказал начальник…
Как пояснил учёный, период создания новых технологий в авиадвигателестроении составляет 10—16 лет, на их освоение и внедрение в летательные аппараты уходит примерно столько же времени. Тем не менее отечественные инженеры рассчитывают достичь определённых практических результатов уже в ближайшее время.
Так, в рамках научно-исследовательской работы «Электролёт СУ-2020» (осуществляется по заказу Минпромторга) в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С.А. Чаплыгина создаётся летающая лаборатория на базе самолёта Як-40.
На этой машине будет испытываться экспериментальная гибридная силовая установка (ГСУ). Лётные испытания этого образца запланированы на 2022 год.
В носовой части самолёта инженеры установят электродвигатель, использующий эффект высокотемпературной сверхпроводимости. Он призван обеспечить более высокие показатели удельной мощности и КПД компонентов гибридного агрегата по сравнению с традиционными аналогами. В салоне летающей лаборатории будут размещены аккумуляторы и блоки системы управления.
Мощность гибридного двигателя составляет 500 кВт (679 л. с.): 400 кВт производят генераторы, 100 кВт — аккумуляторы. Масса двигателя — 95 кг, диаметр — 0,45 м, длина — 0,4 м. В перспективе подобной силовой установкой можно будет оснащать самолёты вместимостью до 20 пассажиров.
«Создание гибридных силовых установок — одно из ведущих направлений развития авиационной техники, которое может существенно повлиять на облик летательных аппаратов будущего. На исследования и разработку ГСУ направлены усилия практически всех ведущих авиационных научных и промышленных центров мира. В перспективе ГСУ позволят существенно сократить удельный расход топлива и вредные выбросы», — говорится в материалах ЦИАМ.
«Выигрыш может оказаться большим»
В интервью RT на полях МАКС-2019 начальник отдела электрических силовых установок ЦИАМ Антон Варюхин заявил, что «выигрыш от гибридизации может оказаться большим». Впрочем, от отметил, что существенный положительный эффект для авиационной отрасли станет заметен только с появлением изделий мощностью в несколько мегаватт (МВт) и более. Тем не менее, как полагает инженер, на некоторые типы воздушных судов уже сейчас можно устанавливать гибридные и электрические двигатели.
«Прежде всего это лёгкие учебные самолёты. В будущем электродвигателем может быть оснащён, например, Ил-114-300, производство которого сейчас разворачивается. Для этого как раз необходимо достичь мощности в 2 МВт», — сказал Варюхин.
- Элементы авиационного двигателя на испытаниях
- © uecrus.com
Владимир Попов также считает вопрос мощности ключевой преградой для распространения авиационных двигателей, работающих полностью или частично на электрической энергии. Однако, по прогнозу эксперта, в ближайшие годы отечественным специалистам удастся разработать аккумуляторы, которые позволят выпускать летательные аппараты на ГСУ и электромоторах.
«Конечно, необходим хороший источник питания, то есть мощные аккумуляторы. Они должны длительное время отдавать свою энергию двигателям — это сложная, но решаемая задача. На мой взгляд, на первом этапе электрические двигатели будут устанавливаться на самолётах и вертолётах лёгкого класса. Затем наверняка наступит очередь более габаритных машин», — рассуждает Попов.
В комментарии RT исполнительный директор агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев заявил, что уже сегодня уровень развития российской и зарубежной авиаотрасли позволяет производить самолёты с ГСУ вместимостью свыше десяти пассажиров. Дальность полёта зависит от ёмкости аккумуляторов и относительно невелика — не более 1 тыс. км.
Также по теме
«Новая парадигма развития»: как цифровые двойники изменят авиационную отрасль России
В 2024 году в России планируется завершить научно-исследовательские работы по внедрению технологии цифровых двойников авиационных…
«То направление, по которому идут российские учёные и инженеры, имеет хорошие перспективы. Я имею в виду использование эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, значительно повышающего КПД электрического двигателя и дальность полёта при сохранении прежних показателей ёмкости аккумуляторных батарей», — утверждает Пантелеев.
Как рассказал аналитик, помимо небольших самолётов, сейчас на электрической тяге могут подниматься в воздух лёгкие вертолёты и БПЛА различного типа. Однако Пантелеев подчеркнул, что на сегодняшний день не приходится говорить о востребованности таких летательных аппаратов в коммерческих перевозках из-за их слабых технических характеристик и высокой стоимости производства.
«До коммерческих образцов пока далековато. Необходимо решить самые разные проблемы, например найти эффективный способ охлаждения электромоторов, которые при работе на максимальных режимах выделяют большое количество тепловой энергии. Тем не менее процесс идёт в правильном направлении. Это видно по российскому проекту ГСУ мощностью 500 кВт. Если он будет реализован, то появится база, необходимая для создания новых транспортных и пассажирских самолётов», — резюмировал Пантелеев.
Авиация
Беспилотники
Вертолёт
Высокие технологии
Двигатели
Наука
Новые технологии
Предприятие
Промышленность
Россия
Самолет
Инновации
Финансы
Экономика
Электрические самолеты будущего
«У вас на даче пила какая – бензиновая или электрическая? – спрашивает меня Сергей Борисович Гальперин, директор проектного комплекса «Гражданские самолеты» НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского». «Была бензиновая, – отвечаю, – но так замучился с капризным двухтактным ДВС, что в этом году купил электрическую». «Вот! – иронично замечает мой собеседник. – И авиацию надо переводить на электричество!»
Олег Макаров
Современный газотурбинный (турбовентиляторный) двигатель, который приводит в движение лайнеры, – это, конечно, не двухтактная тарахтелка для садовых инструментов, а высокоэффективная и очень надежная машина. Однако, по мнению авиастроителей, она близка к исчерпанию резервов для дальнейшего совершенствования. Да что там двигатели – все строящиеся ныне авиалайнеры настолько похожи друг на друга, что лишь знаток авиации сходу отличит Boeing или Airbus от Bombardier или МС-21. И хотя нет ни малейшего сомнения в том, что лайнеры современного типа с двумя ГТД под крыльями будут еще десятилетиями катать нас по небу, большие надежды на новую компоновку и новую аэродинамику самолетов связывают с электрическим движением.
Быстро, но недолго
Еще недавно под термином «электросамолет» понимался «более электрический самолет» – летательный аппарат с фиксированным крылом, в котором механическая и гидравлическая трансмиссия по максимуму заменялась электрической. Никаких больше трубок и тросов – всю механическую работу, как, например, приведение в движение рулей и механизацию крыла, выполняют небольшие электродвигатели-актуаторы, к которым подводится электропитание и канал для управляющего сигнала. Теперь термин наполнился новым смыслом: истинный электросамолет должен и сам двигаться на электрической тяге.
Разумеется, перспективы электроавиации зависят не только (и даже не столько) от авиаконструкторов, сколько от прогресса в области электротехники. Ведь самолеты, что называется, «на батарейках», существуют. Вспомогательные электромоторы на планеры ставили еще несколько десятилетий назад. А самолет Extra 330LE, впервые поднявшийся в воздух в 2016 году, уже сам таскает за собой планеры и ставит рекорды скорости. Вот только его блок из 14 мощных литий-ионных батарей и электродвигатель от Siemens позволяют этому крохе брать на борт лишь двух человек, включая пилота, и находиться в воздухе не дольше 20 минут.
Конечно, есть проекты, в которые заложены куда более впечатляющие показатели. В сентябре прошлого года британская авиакомпания-лоукостер EasyJet объявила, что через десять лет выведет на линии полностью электрический региональный лайнер (дальность 540 км, что для внутриевропейских рейсов весьма немало) вместимостью 180 пассажиров. Партнером по проекту стал американский стартап Wright Electric, который уже построил пока двухместный летающий демонстратор. Однако на сегодняшний день энергетическая плотность самых лучших литий-ионных батарей более чем на порядок уступает углеводородному топливу. Предполагается, что к 2030 году батареи улучшат свои показатели максимум в два раза.
Турбина, останься!
Намного выигрышней выглядит ситуация с топливными элементами, в которых химическая энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, минуя процесс горения. Наиболее перспективным топливом для такого источника питания считается водород. Эксперименты с топливными элементами в качестве источника питания для электросамолета ведутся в разных странах мира (в России над проектами по созданию таких летательных аппаратов в первую очередь работает ЦИАМ, а топливные элементы для них создаются в ИПХФ РАН под руководством профессора Юрия Добровольского). Из летавших и пилотируемых концептов можно вспомнить европейский демонстратор ENFICA-FC Rapid 200FC – в нем использовались одновременно как электробатареи, так и топливные элементы. Но и эта технология нуждается еще в значительной доработке и дополнительных исследованиях.
Наиболее реальными на сегодня кажутся перспективы электросамолетов, построенных по гибридной схеме. Это означает, что движитель летательного аппарата (винт или винтовентилятор) будет приводиться в движение электромотором, а вот электричество он получит от генератора, вращаемого… газотурбинным двигателем (или другим ДВС). На первый взгляд такая схема кажется странной: от ГТД хотят отказаться в пользу электродвигателя, но не собираются этого делать.
Гибридных проектов в мире тоже уже немало, однако нас в первую очередь интересует Россия. Работы по электросамолету, в частности с гибридной схемой, велись в разных научных институтах авиационного профиля – таких, как ЦАГИ или ЦИАМ. Сегодня эти и некоторые другие учреждения объединены (с 2014 года) под эгидой Научно-исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского», призванного стать единым мощным «мозговым трестом» отрасли. Задача комплексирования в рамках центра всех работ по электроавиации возложена на Сергея Гальперина, которого мы уже цитировали в начале статьи.
Взлет на батарейке
«Переход на электродвигатели в авиации открывает немало интересных перспектив, – говорит Сергей Гальперин, – но рассчитывать на создание коммерческого электросамолета с приличной для российских условий дальностью на чисто химических источниках энергии (батареях или топливных элементах) в ближайшем будущем не приходится: слишком разнится энергетический потенциал килограмма керосина и килограмма аккумуляторов. Гибридная схема могла бы стать разумным компромиссом. Надо понимать, что ГТД, непосредственно создающий тягу, и ГТД, который будет приводить в движение вал генератора, – это совсем не одно и то же.
Дело в том, что у самолета в ходе полета значительно изменяются энергетические потребности. На взлете авиационный двигатель развивает мощность, близкую к максимальной, а при движении на крейсерском участке (то есть большую часть полета) энергопотребление самолета снижается в 5–6 раз. Таким образом, традиционная силовая установка должна уметь работать в широком диапазоне режимов (не всегда оптимальных с точки зрения экономики) и быстро переходить от одного к другому. Ничего подобного не потребуется от ГТД в гибридной установке. Он будет подобен газовым турбинам электростанций, которые работают всегда в одном и том же, самом экономически выгодном режиме. Работают годами, без остановки».
С помощью генератора ГТД сможет вырабатывать энергию для непосредственного питания электродвигателей, а также для создания запаса в аккумуляторах. Помощь аккумуляторов понадобится как раз на взлете. Но поскольку работа электромоторов на взлетном режиме продлится всего несколько минут, запас энергии не должен быть очень большим и батареи на борту могут быть вполне приемлемыми по размеру и весу. У ГТД при этом никакого взлетного режима не будет – его дело спокойно вырабатывать электричество. Таким образом, в отличие от авиадвигателя ГТД в гибридном электросамолете будет менее мощным, более надежным и экологичным, проще по конструкции, а значит, дешевле и, наконец, будет обладать большим ресурсом.
Дуем на крыло
При этом переход на электродвигатели открывает перспективы принципиальных новшеств в конструкции гражданских самолетов будущего. Одна из наиболее обсуждаемых тем – создание распределенных силовых установок. Сегодня классическая схема компоновки лайнера предполагает две точки приложения тяги, то есть два, редко четыре, мощных двигателя, висящих на пилонах под крылом. В электросамолетах рассматривается схема размещения большого числа электродвигателей вдоль крыла, а также на его концах. Зачем это нужно?
Дело опять же в разнице взлетного и крейсерского режимов. На взлете при малой скорости набегающего потока летательному аппарату для создания подъемной силы необходимо крыло большой площади. На крейсерской скорости широкое крыло мешает, создавая избыточную подъемную силу. Проблема решается за счет сложной механизации – выдвижных закрылков и предкрылков. Самолеты меньшего размера, взлетающие с небольших аэродромов и имеющие для этого большие крылья, вынуждены идти на крейсерском участке с неоптимальным углом атаки, что приводит к дополнительному расходу топлива.
Но, если на взлете множество электромоторов, соединенных с винтами, будут дополнительно обдувать крыло, его не придется делать слишком широким. Самолет взлетит с коротким разбегом, а на крейсерском участке узкое крыло не создаст проблем. Машину будут тянуть вперед винты, вращаемые маршевыми электродвигателями, а пропеллеры вдоль крыла на этом этапе будут сложены или убраны до посадки.
В качестве примера можно привести проект NASA – X-57 Maxwell. Концепт-демонстратор оснащен 14 электромоторами, размещенными вдоль крыла и на законцовках консолей. Все они работают только во время взлета и посадки. На крейсерском участке задействованы только двигатели на концах крыла. Такое размещение моторов позволяет снизить негативное влияние вихрей, возникающих в этих местах. С другой стороны, силовая установка получается сложной, а значит, ее дороже обслуживать и вероятность отказов тоже выше. В общем, ученым и конструкторам есть над чем подумать.
Выручит жидкий азот
«Электрический самолет предоставляет множество возможностей для оптимизации, – говорит Сергей Гальперин. – Можно экспериментировать, например, с комбинированием тянущего и толкающего винтов. Электродвигатели гораздо выигрышней по сравнению с ГТД в конвертопланах, так как безопасный поворот электромотора в горизонтальное положение не представляет такой сложной инженерной проблемы, как в случае с традиционными двигателями. В электросамолете можно обеспечить полную интеграцию всех систем, создать новую систему управления. Даже гибридные машины будут производить меньше шума и вредных выбросов».
Как и аккумуляторы, электромоторы по мере увеличения мощности наращивают массу, объем и тепловыделение. Требуются новые технологии, которые сделали бы их более мощными и легкими. Для отечественных разработчиков гибридных силовых установок настоящим прорывом стало сотрудничество с российской компанией «СуперОкс» – одним из пяти крупнейших в мире поставщиков материалов со свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Сейчас «СуперОкс» разрабатывает электродвигатели со статором из сверхпроводящих материалов (охлаждаемых жидким азотом). Эти моторы с хорошими для авиации характеристиками станут основой гибридной силовой установки для регионального самолета, который, возможно, поднимется в небо в середине будущего десятилетия. В этом году на авиасалоне «МАКС» специалистами ЦИАМ был представлен демонстратор такой установки мощностью 10 кВт. Планируемый самолет будет оснащен гибридной силовой установкой с двумя двигателями мощностью 500 кВт каждый.
«Прежде чем говорить о гибридном электросамолете, – рассказывает Гальперин, – необходимо испытать нашу установку на земле, а затем в летающей лаборатории. Мы надеемся, что это будет Як-40. В нос машины вместо радара мы сможем поставить 500-киловаттный ВТСП-электродвигатель. В хвост вместо центрального двигателя установим турбогенератор. Двух оставшихся двигателей «Яка» будет вполне достаточно, чтобы испытать наше детище в большом диапазоне высот (до 8000 м) и скоростей (до 500 км/ч). И даже если гибридная установка откажет, самолет спокойно сможет завершить полет и приземлиться». Лаборатория-демонстратор по плану будет оборудована в 2019 году. Цикл испытаний предварительно назначен на 2020 год.
Умные небеса
Электрическая и гибридная тяга занимает значительное место в планах крупнейших мировых авиапроизводителей. Вот так выглядят основные черты пассажирской авиации середины нынешнего века согласно программе Smarter Skies компании AIRBUS.
«Зеленый» полет
Самолеты будущего сконструируют таким образом, чтобы максимально уменьшить углеводородный след в атмосфере. Распространение получат газотурбинные двигатели на водороде, гибридные схемы и полностью электрические самолеты на батареях. Предполагается, что батареи будут подзаряжаться от экологически чистых источников электричества. Возможно появление в районе аэродромов крупных ветропарков или солнечных электростанций.
Свобода в небе
Интеллектуальные лайнеры будут самостоятельно прокладывать маршруты исходя из параметров экологичности и топливной эффективности на основе анализа данных о погоде и состоянии атмосферы. Также они смогут собираться в формации наподобие птичьих стай, что позволит снизить лобовое сопротивление для отдельных входящих в формацию ЛА и уменьшить энергозатраты на полет.
Скорее от земли
Новые силовые установки и аэродинамика лайнеров позволят им взлетать по максимально возможной крутой траектории, чтобы уменьшить шум в районе аэропортов и как можно скорее достичь крейсерского эшелона, где самолет демонстрирует оптимальные экономические характеристики.
Посадка без двигателя
Самолеты будущего смогут заходить на посадку в планирующем режиме. Это сэкономит топливо, уменьшит уровень шума в районе аэропортов. Также снизится посадочная скорость. Это позволит сократить длину взлетно-посадочных полос.
Никакого выхлопа
Аэропорты будущего полностью откажутся от ДВС, сжигающих топливо. Для руления лайнеры будут оснащены электрическими мотор-колесами. Как альтернатива – скоростные беспилотные электротягачи, которые смогут быстро доставлять самолеты от перрона к ВПП и наоборот.
Как летает ЯК-40ЛЛ со сверхпроводящим электродвигателем
Это стало мировой премьерой: первый российский «электросамолет» — летающая лаборатория Як-40ЛЛ с демонстратором технологий гибридной силовой установки (ГСУ) совершил полет на МАКС-2021. Летающая лаборатория отлетала отлично, сообщили «РГ» разработчики самолета.
Эксперты отмечают четкую слаженность совместной работы систем самолета и ГСУ, в состав которой входит первый в мире сверхпроводящий электрический авиадвигатель. Он дополняет два турбореактивных двигателя самолета. Применение технологий высокотемпературной сверхпроводимости в перспективе позволит существенно снизить массу и габариты электрических машин и повысить КПД. Для авиации это критически важно: полет — всегда борьба с весом. И здесь мы опережаем мир на 2-3 года, потому что подобный подход еще никто не демонстрировал и такие технологии не показывал.
Сверхпроводящий электродвигатель мощностью 500 кВт, вращающий воздушный винт, расположен в носовой части Як-40ЛЛ. Там же находится и система криогенного охлаждения на жидком азоте. Питание электродвигателя осуществляется от электрического генератора, вращаемого турбовальным газотурбинным двигателем, он установлен в хвостовой части, и блока аккумуляторных батарей. Взлетаешь на электромоторе, там, где можно, запускаешь газотурбинный двигатель, на разрешенной высоте подзаряжаешь аккумулятор, продолжаешь полет опять на электричестве и садишься на винтах.
До начала летных испытаний уникальный мотор и его элементы прошли стендовые испытания в ЦИАМ. Затем ГСУ была установлена на самолет Як-40, на базе которого в СибНИА создали летающую лабораторию. После подтверждения устойчивой совместной работы электродвигателя и всех систем самолета в ходе комплекса наземных испытаний Як-40ЛЛ перешел на этап летных испытаний.
По словам ученых, они надеются к 2026-2027 году получить полностью весь набор технологий, который позволит создать к 2030 году региональный самолет на такой гибридной схеме. Но намерены идти еще дальше, а именно использовать в двигателе в качестве хладагента не азот, а сжиженный водород, который будет и топливом. Он фактически вообще не дает никаких выбросов. Это будет еще более сложная схема — для больших самолетов, для дальней авиации. Однако это уже перспектива 2035 года и дальше.
ГСУ «электролета» разработана Центральным институтом авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») в широкой кооперации отечественных предприятий. Так, инновационный электродвигатель создан компанией «СуперОкс» по заказу Фонда перспективных исследований. В числе участников работы — ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» (СибНИА, также входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»), Уфимский государственный авиационный технический университет, Московский физико-технический институт, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). Заказчиком научно-исследовательской работы «Электролет СУ-2020» выступает министерство промышленности и торговли Российской Федерации.
— На МАКС-2019 мы представляли модель этой летающей лаборатории и отдельные элементы силовой установки. А на МАКС-2021 она уже взлетела в небо. За эти два года ЦИАМ и наши партнеры по проекту получили ценный практический опыт по разработке гибридных силовых установок и применению сверхпроводимости в электродвигателях. Наработанный опыт мы уже применяем в других проектах, в том числе с использованием водорода в качестве топлива, — заявил генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин.
— Мы создаем сверхпроводниковые материалы и технологии, которые нужны для создания эффективных электрических летательных аппаратов. В ходе МАКС мы вместе с нашими коллегами наглядно продемонстрировали очень важный шаг на этом пути — летающая лаборатория со сверхпроводниковым электродвигателем совершила первый демонстрационный полет. Cверхпроводники в перспективе в сочетании с водородным топливом открывают реальный путь для создания эффективной и экологичной авиации, — уверен председатель совета директоров «СуперОкс» Андрей Вавилов.
— В летных испытаниях самой сложной задачей было определить влияние на работу маршевых двигателей обдувки винта электрического мотора в полете и особенности при его отказе, что удалось проверить при выполнении подлетов, а также определение особенности продольной устойчивости самолета при возникающих перебалансировках. Все оказалось в допустимых пределах, — говорит генеральный директор СибНИА, заслуженный летчик-испытатель РФ Владимир Барсук.
Исследованием малошумных и экологичных ГСУ, прежде всего для перспективных серийных самолетов малой и региональной авиации, занимаются все разработчики авиационной техники мира. Их преимущество состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой — сохранить приемлемую весовую эффективность за счет оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.
— Технологии, которые мы применяем в нашем «электролете» — это прорыв для мирового авиастроения. Пока мы испытываем инновационные электрические двигатели на летающей лаборатории, но примерно к 2030 году НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» рассчитывает представить уже целый ряд летательных аппаратов с принципиально иными экономическими и экологическими показателями, в том числе по шумности и выбросам. Этот технологический рывок невозможно было бы совершить без активной заинтересованности и финансирования Минпромторгом России и Фондом перспективных исследований, — резюмирует генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов.
Электросамолет на старте – Наука – Коммерсантъ
5 февраля в Новосибирске начались наземные отработки самолета — летающей лаборатории с демонстратором гибридной силовой установки (ГСУ), оснащенной сверхпроводниковым (ВТСП) электродвигателем мощностью 500 кВт.
Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Игорь Иванко, Коммерсантъ / купить фото
В авиации с 2011 году перспективным направлением признаны самолеты с электродвигателями. Ряд инновационных проектов инициированы известными компаниями и организациями (Airbus, Boeing, NASA, DARPA, JAXA). Достигнуты значимые результаты в виде демонстраторов технологий.
Так, год назад Европейская авиастроительная корпорация Airbus совместно с компаниями Rolls-Royce и Siemens начала реализовывать программу E-Fan X, с конечной целью — создание «электрического» самолета. Демонстратор технологий должен был совершить первый полет в 2020 году, но в апреле 2020 года программа была свернута из-за пандемии COVID-19. В рамках этой программы Airbus намеревалась поднять в воздух среднеразмерный пассажирский реактивный самолет BAe 146, оснащенный одним опытным электродвигателем, мощность которого составляла бы 2 МВт (в штатном варианте BAe 146 имеет четыре турбовентиляторных реактивных двигателя).
В России разработкой электросамолетов занимается Фонд Перспективных Исследований, а конкретно — реализующее проект Фонда московское ЗАО «СуперОкс» (разработки на основе оксидных сверхпроводников). Как рассказал эксклюзивно для «Наука» заместитель генерального директора по аэрокосмическим технологиям ЗАО «СуперОкс» Алексей Сергеевич Воронов «В апреле 2021 года планируется завершение научно-технического проекта ФПИ «Контур» по созданию электродвигателя на основе высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов 2-го поколения. В рамках проекта разработан демонстратор авиационной интегрированной электроэнергетической системы (АИЭС) для перспективных летательных аппаратов на основе единой ВТСП-платформы, включающей подсистемы выработки электроэнергии, ее преобразования и передачи, а также высокоэффективного привода воздушного винта. Основные элементы АИЭС представлены на рисунках 1, 1а, 1б.
Предыдущая фотография
Схема авиационной интегрированной электроэнергетической системы (АИЭС)
на основе единой ВТСП-платформ
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Рис. 1а. ВТСП-двигатель
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Рис. 1б. ВТСП-кабель
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Следующая фотография
1
/
3
Схема авиационной интегрированной электроэнергетической системы (АИЭС)
на основе единой ВТСП-платформ
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Рис. 1а. ВТСП-двигатель
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Рис. 1б. ВТСП-кабель
Фото:
Фото предоставлено компанией «СуперОкс»
Мощность двигателя составляет 500 кВт. Ключевыми отличиями разработанной электроэнергетической системы от существующих образцов является принцип сверхпроводимости и технология получения высокотемпературных сверхпроводников в виде провода (ленты) и возможность производства из ВТСП-лент 2-го поколения элементов электрических и электромагнитных систем. Разработка защищена десятками патентов и Ноу-Хау. Созданный в ходе выполнения проекта «Контур» научно-технический задел обеспечивает возможность:
- повышения удельной мощности электрических машин до 5 кВт/кг и более;
- снижения расхода топлива до 30%;
- снижения шумности на 20%;
- повышения транспортной эффективности на 10%.
На период с 2021 по 2026 годы запланирована разработка технологии создания полностью электрического самолета, что позволит Российской Федерации стать мировым лидером в переходе от традиционного парка самолетов, к аппаратам нового поколения».
Эффективность применения авиационной техники в терминах расхода топлива и стоимости пассажиро-километра или тонно-километра определяется весовой эффективностью используемой силовой установки. Традиционные подходы к созданию силовых установок, когда энергия топлива при сжигании преобразуется в тягу напрямую (турбореактивный двигатель – реактивная тяга, турбовентиляторный двигатель – воздушная тяга второго контура, турбовинтовой двигатель – тяга винта), достигли своего предела ввиду отсутствия потенциала для модернизации и оптимизации за приемлемую стоимость и время.
Концепция гибридных силовых установок (ГСУ) позволяет наиболее эффективно реализовывать расход топлива (источника энергии) вне зависимости от профиля полета летательного аппарата. Такой эффект достигается за счет того, что в гибридной схеме используются электрические приводы винта или вентилятора, а также существует энергетический буфер в виде аккумуляторных батарей. Применение подхода, когда генерация, передача и распределение энергии производится по электрическим проводам, позволяет управлять расходом топлива имея прогноз потребления энергии на борту ЛА.
В настоящее время ГСУ реализованы и серийно выпускаются для образцов автомобильной техники. А.С.Воронов убежден, что единственным подходом к созданию высокоэффективной ГСУ, способной конкурировать с существующими энергоустановками, является использование ВТСП-материалов, которые кратно отличаются от традиционных проводников (медь, алюминий и их сплавы) по токо-несущей способности. Они позволяют создавать эффективные электродвигатели, силовые кабели, системы защиты от токов короткого замыкания, которые отличают предельно высокие удельные мощностные характеристики. Развитие технологий производства ВТСП-лент привело к созданию более совершенных ВТСП-двигателей и значительному расширению сфер их применения. Снижение потерь на переменном токе в ВТСП-ленте 2-го поколения более чем в 10 раз обеспечило возможность в ходе проекта «Контур» впервые в мире изготовить из ВТСП-материалов статорные обмотки и разработать для демонстратора ВТСП-АИЭС эффективные электрические машины с меньшими массо-габаритными характеристиками и заданной скоростью вращения вала. В основе этих электрических машин лежит принцип построения синхронной электрической машины с использованием сверхпроводников в качестве токонесущих элементов.
Более высокая плотность тока, допустимая в ВТСП-материалах, приводит к значительному улучшению основных характеристик электрической машины и кабелей. С целью обеспечения криогенных температур, необходимых для функционирования сверхпроводников, были использованы доступные технологии криостатирования (вакуумные криостаты с многослойной изоляцией) и криоохлаждения (криокулеры, жидкий азот в качестве криогенной жидкости).
За счет усовершенствования технологии производства и повышения инженерной плотности тока ВТСП-ленты представляется возможным модернизировать имеющиеся технологии и создавать электрические машины на ВТСП мегаваттного класса. Степень надежности как электрической машины, так и других элементов ВТСП-системы и системы криогенного обеспечения при этом выходит на более высокий уровень.
Основные технологические проблемы, решенные в ходе проекта «Контур», заключались в необходимости создания ВТСП-провода, обеспечивающего возможность работы элементов статора двигателя в переменном магнитном поле с критическим током более 150 Ампер при частоте 250-300 Гц, а также интеграции криогенной среды в «теплую» электрическую машину с необходимостью теплоизоляции криогенного объема. «Нами решена задача объединения ВТСП-элементов в единую систему с общим криогенным охлаждением!» — доволен результатом Воронов.
При создании нового двигателя также решена задача повышения выживаемости ВТСП-обмоток при многократном ударном термоциклировании с комнатной температуры до температуры жидкого азота. Обеспечение необходимого криогенного охлаждения ВТСП-элементов системы достигнуто за счет увеличения скорости и объема прокачки хладагента, эффективными тепловыми развязками и мостами, обеспечением работы с переохлажденным жидким азотом в диапазоне температур от 77 К до 70 К. Контроль уровня охлаждения обеспечивался организацией сбора требуемых параметров (температуры, давления и т.д.) и передачу собранной информации в систему управления.
Изготовление компонентов ВТСП освоено на производственной площадке ЗАО «СуперОкс» в Москве (технопарк на Калужской). Разработкой заинтересовалось Минпромторговли РФ.
Рис. 2. Схема расположения электродвигателя на крыле самолета BAe 146
Фото: Airbus
Рис. 2. Схема расположения электродвигателя на крыле самолета BAe 146
Фото: Airbus
В 2016 году Американское космическое агентство NASA представило демонстрационный электросамолет Х-серии, винты которого приводятся в движение четырнадцатью электродвигателями (рис. 3). Новые технологии отрабатываются на экспериментальном образце самолета X-57, получившего название «Максвелл», в рамках 10-летней программы New Aviation Horizons с бюджетом $790 млн.
Рис. 3. Самолет Х-57 Maxwell
Фото: Maxwell
Рис. 3. Самолет Х-57 Maxwell
Фото: Maxwell
По расчетам создателей X-57, энергия, которая требуется для полета, сократится в пять раз в сравнении с обычным самолетом, летящим на скорости 175 миль/час. Кроме того, «Максвелл» будет работать исключительно на батареях, что исключает выброс углекислого газа в атмосферу во время полета и значительно уменьшит шум самолета. В рамках указанной программы планируется дополнительно создать пять крупных транспортных самолетов Х-серии, с задачами демонстрации передовых технологий по сокращению потребления топлива, выбросов и шума, для их скорейшего вывода на рынок.
Исследования Airbus, Boeing, Rolls-Royce, NASA, DLR и JAXA показывают, что создание гибридных силовых установок позволит снизить потребление топлива региональных и магистральных самолетов до 70 %, а шумность — на 65 %. Для мощности двигателя, превышающей 1 МВт, только применение ВТСП-технологий позволяет достичь этих целевых показателей (рис. 4).
Рис. 4. Место перспективных электрических систем в линейке авиационных силовых установок (источник: Rolls Royce, 2020)
Фото: Rolls Royce
Рис. 4. Место перспективных электрических систем в линейке авиационных силовых установок (источник: Rolls Royce, 2020)
Фото: Rolls Royce
Компании Airbus и Siemens с 2016 года ведут активные исследования в этом направлении с целью обеспечить технологический прорыв и заложить фундамент для новых стандартов в области авиации, в частности, в рамках проекта LuFo-V2 TELOS с финансированием 23,4 млн евро.
На прошедшем в 2019 г. парижском авиасалоне Le Bourget компания MagniX продемонстрировала два электрических авиационных двигателя: magni250 мощностью 375 лошадиных сил и 750-сильный magni500. Электродвигатель magni500 представлен на рис. 5.
Электродвигатели модельного ряда magni позиционируются как более экономичная и экологичная замена газотурбинным двигателям Pratt and Whitney PT6, традиционно применяемым на самолетах малой авиации. На этап серийного производства компания планирует выйти в 2022 году. Характеристики двух модификаций электродвигателей magni представлены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики двигателей magni250 и magni500 (на основе рекламных материалов компании MagniX).
* без учета силовой электроники и охлаждающей системы
В рамках программы Advanced Superconducting Motor Experimental Demonstrator (ASuMED) в 2019 г. разработан прототип полностью сверхпроводящего авиационного двигателя (рис. 6) и в течение 2020 г. проводится изготовление его демонстрационного образца.
Рис. 6. Макет ВТСП-двигателя ASuME
Фото: Oswald Elektromotoren
Рис. 6. Макет ВТСП-двигателя ASuME
Фото: Oswald Elektromotoren
Проект ВСТП-двигателя ASuMED координируется немецкой компанией Oswald Elektromotoren при поддержке европейской программы Horizon 2020. Бюджет программы составляет около 10 млн долл. В проекте приняла участие российская компания ЗАО «СуперОкс» с задачами разработки и поставки ВТСП-ленты 2-го поколения. Конфигурация ВТСП-двигателя ASuMED представляет собой синхронный двигатель, в котором вращающий момент создается за счет магнитного поля, генерируемого в ВТСП-роторе и ВТСП-статоре, работающих при температуре – 250°С (охлаждение жидким водородом). Целью программы ASuMED является создание прототипа ВТСП-двигателя, обладающего плотностью мощности и эффективностью, достаточными для реализации проекта «Гибридно-электрического распределенного движения» (HEDP) перспективного большого гражданского самолета, характеристики которого должны соответствовать требованиям по экологии и эргономики, намеченных Flightpath 2050. Проектные характеристики двигателя, создаваемого в рамках программы ASuMED, представлены в табл. 2. В перспективе компания Oswald Elektromotoren планирует повысить мощность силового агрегата до 10 и более мегаватт.
Таблица 2. Проектные характеристики двигателя AsuMED
|
* без учета силовой электроники и охлаждающей системы
Наиболее значимые проекты по перспективным разработкам для авиации с применением ВТСП-технологий приведены в табл. 3.
Таблица 3. Перспективные разработки по созданию авиационной техники с применением ВТСП-технологий
Результаты концептуальных исследований возможных подходов к построению летательных аппаратов на основе передовых технологий приведены в табл. 4
Для каждой компании, представленной в табл. 4, определен горизонт прогнозирования, когда станет возможно достижение требуемого уровня технической готовности для создания первого самолета данного типа:
Таблица 4. Результаты исследования летательных аппаратов с электрической силовой установкой
- для Boeing и NASA STARC-ABL техническая готовность будет достигнута в 2025-2030 годах, а эксплуатационные возможности появятся к 2030-2040 годам;
- Airbus имеет техническую готовность, а эксплуатационных возможностей она достигнет к 2025 году;
- ESAero планирует достигнуть технической готовности уже в 2020 году и эксплуатационных возможностей – в 2025-2035 годах.
Таким образом, проведенный анализ развития инновационных технологий в авиации позволяет сделать вывод, что на сегодняшний день все ведущие авиастроительные компании мира находятся в преддверии реализации концепции полностью электрического самолета. Практически все проекты планируют применение ВТСП-технологии как основы для технологического прорыва в создании ГСУ мегаваттного класса для перспектив авиационного применения.
В России развитие рассматриваемых технологий проводится в аналогичных направлениях, а именно:
- технология электродвижения включена в Перечень приоритетных направлений развития оборонно-промышленного комплекса России;
- создание электрического самолета предусмотрено «Стратегией развития авиационной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года»;
- создание перспективных электрических силовых установок, включено в «Стратегию развития судостроительной промышленности до 2035 года» как один из основных приоритетов научно-технического развития отрасли;
«Транспортной стратегией Российской Федерации до 2035 года» предусмотрен массированный переход на гибридные силовые установки и двигатели, использующие сжиженный газ.
Основным национальным достижением в области силового электродвижения можно считать создание единой системы энергообеспечения и электродвижения с использованием технологий сверхпроводимости (проект «Контур»), аналогичных которой, ни серийно, ни на уровне демонстраторов зарубежными конкурентами не производится. Полученный в рамках проекта уникальный НТЗ вывел Российскую Федерацию в лидеры по созданию электрического самолета, с опережением ближайших конкурентов на 3-5 лет.
Для реализации достигнутых конкурентных преимуществ необходимо провести разработку первого регионального пассажирского самолета с ГСУ на основе ВТСП-технологий. Реализация этого амбициозного проекта в короткие сроки становится
возможной благодаря сложившейся кооперации передовых отечественных компаний, обладающих требуемыми компетенциями:
- ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» – головная научная организация российского авиа-двигателестроения;
- ПАО «Туполев» – ведущее отечественное предприятие в области проектирования, производства и послепродажного сопровождения летательных аппаратов различных классов;
- ЗАО «СуперОкс» – лидирующая инновационная компания, способная обеспечить высокий научно-технический и производственный уровень ВТСП-узлов и механизмов перспективного электрического самолета.
Владимир Тесленко, кандидат химических наук
Силовая установка для самолета на основе электродвигателей? (стр. 28)
Тема: Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?
https://politexpert.net/…
Самолеты нового поколения: в РФ взялись за сверхпроводниковые авиадвигатели
19.09.2018 11:36
Сотрудники Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) разрабатывают двигатели на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) для перспективной авиации.
Инженеры ЦАГИ планируют использовать новую технологию в работе электрических и гибридных силовых установок, которые станут в будущем оснащаться на самолетах короткого взлета и посадки, а также в конвертопланах. Данные виды воздушной техники имеют огромный потенциал. Конвертопланы выполнены по техническому принципу, соединяя в себе возможности вертолета и самолета. За счет поворотной конструкции силовых установок такая техника способна взлетать, используя винты, как вертолет, а впоследствии в воздухе происходит перестроение и конвертоплан летит как обычный турбовентиляторный самолет.
Данный вид техники активно применяется в США, и Россия решила не только догнать американцев, но и обойти их в технологическом плане. Создание сверхпроводниковых авиадвигателей даст большое количество возможностей новым видам авиации. В процессе проведения исследований специалисты ЦАГИ совместно с коллегами из Московского авиационного института (МАИ) сравнили множество силовых установок, чтобы выбрать наиболее перспективные для внедрения новой технологии ВТСП.
Главной особенностью и преимуществом сверхпроводниковых установок и генераторов является существенное увеличение мощности с нынешних 5 кВт/кг до 12 кВт/кг. Этого удалось добиться за счет применения современных ВТСП лент в обмотках ротора и статора. Примечательно, что не только новые двигатели в дальнейшем будут усилены благодаря ВТСП. Специалисты прорабатывают возможность создать малооборотный электродвигатель для привода несущего вертолетного винта.
https://iz.ru/814246/…/rossiiskii-gibridnyi-aviadvigatel-poletit-v-2019-godu
Российский гибридный авиадвигатель полетит в 2019 году
20 ноября 2018, 12:26
Первый полет с новым 500-киловаттным гибридным авиадвигателем должен состояться в следующем году. Об этом 20 ноября рассказал генеральный директор ФГБУ НИИ «Институт имени Н. Е. Жуковского» Андрей Дутов.
«Разработан 500-киловаттный электрический двигатель. В следующем году надеемся провести первый полет. Это гибридный двигатель. В этом даже опережаем таких конкурентов, как Siemens, Airbus», — приводит его слова ТАСС.
Дутов напомнил, что прототип двигателя ранее демонстрировался на «Гидроавиасалоне» в Геленджике и на авиасалоне МАКС. Считается, что новый двигатель станет первым шагом на пути создания самолета, работающего на электричестве. Предварительно, по словам Дутова, выпуск первого 50-местного полностью электрического регионального самолета запланирован на 2035 год.
https://rg.ru/2018/11/29/smozhet-li-iskusstvennyj-intellekt-zamenit-pilota.html
Андрей Дутов, генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», доктор технических наук:
— Мировая аэрокосмическая индустрия стоит на пороге глобальных перемен. Появляются новые, прорывные решения, которые кардинально изменят облик отрасли. Какой самолет олицетворит действительно революционный технологический рывок? Мы убеждены: электрический. Почему?
По нашим оценкам, общий потенциал повышения эффективности от использования традиционных технологий в авиастроении к 2030 году не превысит 35-40 процентов от сегодняшнего уровня. И по авиадвигателям, и по аэродинамике практически достигнут потолок. Так что действительно нужен скачок, сопоставимый с переходом от винтовой к реактивной авиации. И электрические самолеты — это одно из наиболее очевидных направлений прорыва.
Самолет на электрической тяге будет абсолютно экономичным и на 30-40 процентов менее шумным, чем традиционный. И здесь принципиальный момент: во многих странах запрещены ночные полеты. Электролет для региональных линий, который, как планируется, будет создан в 2030-х годах, откроет «ночной авиарынок». А это увеличение парка самолетов на 40 процентов!
Национальный исследовательский центр «Институт им. Н.Е. Жуковского», куда сегодня входят ЦАГИ и ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»), разрабатывает ключевые технологии, которые будут положены в основу такого самолета. Компанией «Суперокс» по заданию Фонда перспективных исследований уже создан 500-киловаттный электрический двигатель: это уникальная электромашина, основанная на высокотемпературной сверхпроводимости, благодаря которой снимаются физические ограничения для повышения мощности. Сейчас в ЦИАМ создается стенд гибридной силовой установки, включающей этот двигатель.
Электрический демонстратор в рамках контракта с минпромторгом должен полететь в 2020 году. Необходимо решить огромное количество сопутствующих технологических проблем: хранение энергии на борту, передача и доведение ее до двигателя, переделка бортовых систем с учетом того, что основным источником энергии будет не реактивный двигатель, а источник питания… Важно отработать весь комплекс. Поэтому демонстратор — необходимое звено в технологической цепи — от фундаментальных явлений к конкретному образцу. Мы отстаиваем эту идеологию.
На основе отработанных технологий планируется приступить к созданию серийного электрического двигателя для самолета на 9-19 пассажиров. А в планах — к 2035 году получить 50-местный региональный самолет с гибридной силовой установкой.
Создание инновационной электрической технологии в авиастроении даст толчок развитию и других отраслей: включая судостроение, производство железнодорожной и автомобильной техники. Электричество нужно везде, энергия нужна везде. Все остальное, даже если мы говорим о сверхзвуковом деловом самолете, это традиционные технологии, доведенные до какого-то нового совершенствования.
Но я хочу подчеркнуть: сегодня вопрос не только в том, на чем летать, а вопрос — куда летать. Есть региональная политика государства. Президент говорит: надо развивать Дальний Восток, развивать Арктику и т.д. Тот же «региональщик» должен делаться не просто из красивых идей и форм, а исходя из максимальной экономической эффективности для страны. В мире произошла консолидация рынка авиастроения — две фирмы заняли больше 90 процентов. Они выпускают свою номенклатуру. Поэтому возникает вопрос: либо строить транспортную систему, исходя из предложенного вида техники, либо искать иной путь.
Андрей Дутов (справа) и Кирилл Сыпало: Какой самолет олицетворит действительно революционный технологический рывок? Мы убеждены: электрический.
Опережающий научно-технический задел должен быть не по отношению к конкретной машине, а к транспортной системе в целом. Надо четко понимать: мы можем сегодня сделать красивый самолет, весь «с иголочки». А у нас хватит денег на модернизацию аэродромной сети, чтобы летал он именно туда, где прежде всего ждут крылатого «работягу»? Нужно сразу делать самолет, который садился бы на любую полосу, с гарантированным уровнем безопасности. Это совершенно другие технологии, другие подходы. Основа — создание самолета под заданную стоимость жизненного цикла и требования транспортной системы. Просто делать «в воздух», чтобы конкурировать с «Боингом» и «Аэрбасом», — время прошло.
Перспективы
На вопросы «РГ» отвечает генеральный директор ЦАГИ, член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.
Кирилл Иванович, какие проекты определяют облик гражданской авиации будущего?
Кирилл Сыпало: Его скорее определяют уже не конструкторские решения или технологии, а те ограничения, которые накладывают международные стандарты. И в первую очередь, нормы ИКАО по безопасности полетов и экологии: они все жестче. Кроме того, свои требования диктует необходимость постоянного увеличения экономичности воздушного транспорта.
Фото: предоставлено пресс-службой ОАК
Новый гражданский самолет МС-21-300 впервые приземлился в темноте
Отсюда и основные перспективы. Это переход на альтернативные источники энергии, прежде всего — электрическую. Это нетрадиционные компоновки — такие, как «летающее крыло» с вынесенными в верхнюю часть двигателями для экранирования шума. Это различные комбинированные силовые установки, интегрированные в конструктивно-силовую схему самолета… Но авиация никогда не уходила от своего основного тезиса: быстрее, выше, дальше. И поэтому на повестке дня — сверхзвуковые самолеты, возможный переход к гиперзвуковым скоростям. Это, конечно, вопрос послезавтрашнего дня, но основные проработки идут уже сейчас.
А над какими концепциями абсолютно новых самолетов работают сегодня ученые?
Кирилл Сыпало: Здесь можно выделить несколько направлений. Повысить экономичность мы можем за счет не только двигательной установки, но и оптимизации аэродинамического облика. Например, новый МС-21 имеет уникальные характеристики именно с точки зрения аэродинамики. Прежде всего крыла, благодаря чему на 8-10 процентов превосходит конкурентов — «Боинг-737», А-320. И такая борьба будет идти постоянно.
Но когда мы говорим про революционные прорывы, это так или иначе связано с достижениями фундаментальной науки. Прежде всего речь идет о поиске новых концепций, позволяющих радикально улучшить существующие технико-экономические и летно-технические характеристики. Например, о задаче управления пограничным слоем.
Поясните, что это такое?
Кирилл Сыпало: Поскольку воздух вязкий, на границе его потока и профиля крыла возникает тонкий слой (несколько сантиметров при движении с дозвуковой скоростью), как бы «приклеенный» к крылу и движущийся вместе с ним. Это и есть пограничный слой. Так вот, скажем, ЦАГИ в своей программе взаимодействия с институтами Академии наук рассматривает вариант так называемой управляемой плазмы на поверхности самолета. Что, к примеру, на 10-15 процентов обеспечивает снижение аэродинамического сопротивления. Это не решение, уже готовое к внедрению. Но технология отрабатывается.
Концепция легкого сверхзвукового делового самолета. Фото: Пресс-служба ФГУП «ЦАГИ».
А что за гибридный авиадвигатель разрабатывается у нас ?
Кирилл Сыпало: Сам по себе электрический двигатель имеет предел с точки зрения скорости передвижения. Оптимально видится некое сочетание турбовинтовых реактивных и электрических двигателей на борту, чтобы одновременно увеличить экономичность, снизить экологическое воздействие на окружающую среду и летать быстро. Это то, что ожидает от авиатехники потребитель.
Гибридный авиадвигатель в природе существует. Сейчас важнее правильно понять, как его разместить в самолете. Как он интегрируется в аэродинамическую компоновку. Как должны быть выстроены бортовые системы с учетом двух принципиально разных источников энергии: один — электрический, другой — по-прежнему химический. Вот эти вопросы интересуют ЦАГИ с точки зрения проектирования летательных аппаратов.
Если мы говорим про электрический двигатель с эффектом сверхпроводимости, то это задача, которую решают в основном в ЦИАМ. Мы им помогаем. Но там задача — как раз запустить этот 500-киловаттный двигатель на летном демонстраторе.
Ваш прогноз: когда электролеты начнут возить пассажиров?
Кирилл Сыпало: Первые образцы уже есть — для малой авиации. Тем более что мощность электрических двигателей и требуемые для них источники хранения пока обладают не столь высоким КПД, как хотелось бы. Поэтому сразу возить много пассажиров на больших объемах вряд ли удастся. Первые серийные пассажирские машины на электрической тяге появятся где-то в 2025-2030 годах. Первые региональные самолеты — 2030-2035 годы. За пределами 2040-2050 годов — это уже магистральные самолеты на электрических, или комбинированных, или гибридных силовых установках. Пока видится такой технологический тренд.
https://www.aviaport.ru/digest/2019/07/19/597025.html
— Давайте перейдем к одному из направлений — электрической и гибридной тяге. На какой стадии сейчас в России создание таких силовых установок?
— Сейчас все находится на этапе демонстраторов или подготовки к их созданию. В электричестве, как это ни банально, большое значение имеет масштаб. Чем меньше объект, тем проще его поднять в воздух. В качестве примера могу привести игрушки — электрические мини-дроны, которые продаются в магазинах, их параметры тоже оптимизируются с развитием технологий. Как только возникает необходимость в большей полезной нагрузке и более длительном нахождении в воздухе, встает вопрос о массе летательного аппарата и электродвигателей. И на первое место выходит вопрос отвода тепла, потому что мощность пропорциональна кубу линейного размера, а площадь поверхности, которая рассеивает тепло, — только квадрату. То есть в определенный момент становится затруднительно отводить тепло или приходится увеличивать габариты и массу электродвигателя, тратить энергию на охлаждение. Поэтому мы изучаем возможности сверхпроводимости. И тут одними расчетами не отделаться, необходимо создавать демонстратор.
Мы работаем по двум госконтрактам, связанным с электродвижением. Первый нацелен на создание демонстратора полностью электрической силовой установки на водородных топливных элементах для легкого двухместного самолета. Совместно с ООО «Экспериментальная мастерская «Наука Софт» мы спроектировали электродвигатель, который при мощности 60 кВт (80 лошадиных сил) будет весить всего 20 килограммов. Вскоре планируем поставить его на самолет «Сигма-4» для тестового полета. В следующем году, надеюсь, финансирование этой работы продолжится, что станет шагом к тому, чтобы у нас в стране появился собственный авиационный электрический двигатель.
Если мы успешно испытаем сверхлегкий самолет, это откроет путь к созданию легких самолетов на базе электрических двигателей различной мощности: 120, 180, 240 кВт. 240 кВт (320 лошадиных сил) — это уже вертолет, способный поднять четырех человек.
Второй контракт — на создание демонстратора гибридной электрической силовой установки мощностью 500 кВт (679 лошадиных сил). В проекте много соисполнителей, основной из них — компания «СуперОкс», разрабатывающая электродвигатель на сверхпроводниках своего производства. В этом году планируем провести наземные испытания демонстратора на стенде ЦИАМ и выдать первый вариант конструкторской документации для летающей лаборатории на базе самолета Як-40. Ее макет, кстати, и будет показан на МАКСе.
Если в следующем году финансирование продолжится, то до конца 2020-го или уже в 2021-м году мы на этой лаборатории слетаем. Если полет пройдет успешно, речь пойдет о создании демонстратора самолета с гибридной силовой установкой, например, на базе L-410. Тогда уже можно будет говорить о создании полноценных коммерческих гибридных силовых установок для самолетов, это перспектива ближайших пяти лет.
Всего то прошло лет пятнадцать … и ЦИАМ занялся …. хотя конешно в случае с ВТСП схватился явно не зато . .. ну да ладно, чем бы дитя не тешилось, лишь бы труды выдавало;)
03:53 05.02.2022
ЦИАМ будет работать над гибридными двигателями для самолетов до 100 мест
МОСКВА, 5 фев – РИА Новости. Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Жуковского») планирует создать линейку гибридных и электрических двигателей для самолетов до 100 мест, в том числе конвертопланов, сообщили РИА Новости в пресс-службе ЦИАМ.
Пятого февраля 2021 года начались летные испытания летающей лаборатории Як-40ЛЛ — важного российского проекта в области гибридных силовых установок (ГСУ) для авиации. В состав установки входит первый в мире электрический авиадвигатель мощностью на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). Электродвигатель мощностью 500 киловатт, приводящий воздушный винт, дополняет два турбореактивных двигателя самолета.
«По завершении этих научно-исследовательских работ Россия вплотную приблизится к открытию опытно-конструкторских работ по созданию линейки ГСУ и ЭСУ (электрической силовой установки) для самолетов размерностью от 1 до 100 мест, в том числе для перспективных воздушных судов новых обликов: мультироторного типа, конвертопланов, вертикального взлета и посадки (аэротакси)», — говорится в сообщении.
Помимо Як-40ЛЛ, демонстратор силовой установки которого дорабатывается и во второй половине года вновь встанет на летающую лабораторию, в ЦИАМ ведутся работы по созданию полностью электрической силовой установки для сверхлегких и легких воздушных судов. Её уже показывали на летающей лаборатории «Сигма 4Э» с электродвигателем мощностью 80 киловатт и литий-ионными аккумуляторами.
В 2022 году на «Сигме-4Э» отработают электрическую часть, а в дальнейшем её сделают гибридной за счет установки водородного топливного элемента по массе сопоставимого аккумуляторной батареей. Гибридизация силовой установки позволит увеличить продолжительность полёта в 3-4 раза, а на базе топливного элемента может быть создана вспомогательная электрическая установка мощностью 30-40 киловатт, отметили в пресс-службе.
Гибридные силовые установки за счет использования энергоэффективных экологически чистых электрических технологий выгодны прежде всего для малых и региональных самолетов, уверены в ЦИАМ. Кроме того «гибриды» позволяют сохранить приемлемую весовую эффективность за счет оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.
«Для авиастроения, как и для других отраслей, характерна жесткая конкуренция за технологическое первенство, причем в глобальном масштабе. Владеешь технологией – можешь влиять на стандарты и политику в сфере гражданской авиации», — приводит пресс-служба слова гендиректора ЦИАМ Андрея Козлова.
Он отметил, что одной из задач науки и ЦИАМ в частности является исследование прорывных технологий для плавного перехода к их промышленному производству. По его словам, отраслевые предприятия проявляют большой интерес к гибридным и электрическим силовым установка, а институт готов передавать им свой опыт.
Ответить в тему:
- Главная страница
- Избранное
- Все темы
- Архив
Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.
Бесколлекторные электродвигатели для самолетов
В наличии
1 отзыв
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
3 отзыва
В наличии
В наличии
В наличии
Купить
за 96 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 99 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 96 грн.
5 000 грн.
5%
94 грн.
12 000 грн.
7%
92 грн.
25 000 грн.
10%
89 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 1842 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 1899 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 1842 грн.
5 000 грн.
5%
1804 грн.
12 000 грн.
7%
1766 грн.
25 000 грн.
10%
1709 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
В наличии
Купить
за 4996 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 5150 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 4996 грн.
5 000 грн.
5%
4893 грн.
12 000 грн.
7%
4790 грн.
25 000 грн.
10%
4635 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 8245 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 8500 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 8245 грн.
5 000 грн.
5%
8075 грн.
12 000 грн.
7%
7905 грн.
25 000 грн.
10%
7650 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 10719 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 11050 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 10719 грн.
5 000 грн.
5%
10498 грн.
12 000 грн.
7%
10277 грн.
25 000 грн.
10%
9945 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 854 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 880 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 854 грн.
5 000 грн.
5%
836 грн.
12 000 грн.
7%
818 грн.
25 000 грн.
10%
792 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 854 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 880 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 854 грн.
5 000 грн.
5%
836 грн.
12 000 грн.
7%
818 грн.
25 000 грн.
10%
792 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 679 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 700 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 679 грн.
5 000 грн.
5%
665 грн.
12 000 грн.
7%
651 грн.
25 000 грн.
10%
630 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 786 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 810 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 786 грн.
5 000 грн.
5%
770 грн.
12 000 грн.
7%
753 грн.
25 000 грн.
10%
729 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
В наличии
В наличии
Купить
за 1077 грн
У вас в истории* — | 0 грн. | ваша скидка — 0% | Купить товар за 1110 грн. |
Купи на сумму —
2 000 грн.
получи скидку — 3%
Купить товар за 1077 грн.
5 000 грн.
5%
1055 грн.
12 000 грн.
7%
1032 грн.
25 000 грн.
10%
999 грн.
* — история ваших покупок ведется с момента регистрации на нашем сайте или с момента получения скидки в одном из торговых залов нашего магазина.
ПОДРОБНЕЕ О ДИСКОНТНОЙ ПРОГРАММЕ
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
2 отзыва
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Нет в наличии
Нет в наличии
2 отзыва
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
1 отзыв
Двигатель Turnigy 2836/8 1100 KV
Арт. : D2836-8-1100
Один из самых популярных двигателей среди авиамоделистов. Для моделей весом от 800 до 1200 грамм.
Вид:
Авиамодельные
Тип:
Бесколлекторный
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
3 отзыва
Нет в наличии
Нет в наличии
Двигатель Turnigy 4250 580k
Арт.: T4250-580
Бесколлекторный двигатель Turnigy 4250 580kv для 3D-пилотажных самолетов
Вид:
Авиамодельные
Тип:
Бесколлекторный
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
Двигатель Turnigy G32 530kv
Арт. : G32-530
Бесколлекторный двигатель Turnigy G32 530kv для моделей самолетов
Вид:
Авиамодельные
Тип:
Бесколлекторный
Нет в наличии
Нет в наличии
Нет в наличии
магникс
магникс
НАСА выбирает MagniX для быстрого развития электрифицированных авиационных двигателей
Иллюстрация НАСА: усовершенствованный дозвуковой самолет с электрифицированной силовой установкой (Источник: НАСА)
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
Электрификация небес
Приложения реального мира
Электрический по дизайну
УЧИТЬ БОЛЬШЕ
Электрический дизайн
Новое поколение региональной авиации уже здесь. В сентябре 2022 года полностью электрический самолет Eviation Alice успешно завершил свой первый испытательный полет, оснащенный двумя электрическими силовыми установками MagniX magni650. Первый в мире полностью электрический пригородный самолет (9-местный плюс 2 члена экипажа), Alice представляет собой продукт «чистого листа», построенный с нуля вокруг электрического двигателя.
Электрические силовые установки MagniX также будут использоваться в самолете Faradair BEHA, гибридном электрическом самолете с чистым листом, спроектированном как 18-местный пассажирский и грузовой самолет.
Масштабируемость
УЧИТЬ БОЛЬШЕ
Масштабируемый
Наши электрические силовые установки MagniX не зависят от источника топлива и прекрасно работают с водородными топливными элементами для питания более крупных самолетов вместимостью более 40 человек. Мы гордимся тем, что являемся поставщиком универсального водородного двигателя для DHC8-Q300, который в настоящее время переоборудуется в крупнейший в мире водородно-электрический самолет.
Универсальный
УЧИТЬ БОЛЬШЕ
Универсальный
Компания magniX может предоставить вам электрические силовые установки, чтобы легко превратить ваш новый или старый региональный самолет с винтовым газовым двигателем в более экономичный, с нулевым уровнем выбросов и более тихий полностью электрический коммерческий самолет. Мы добились больших успехов, электрифицируя как DHC-2 Beaver, который стал первым полностью электрическим коммерческим самолетом, совершившим полет, так и Cessna Grand Caravan, который стал самым большим полностью электрическим коммерческим самолетом.
Наши проверенные в полете электрические силовые установки могут модернизировать ваш флот и вывести его в новую электрическую эру авиации.
Ведущие в отрасли продукты
Компания magniX разработала семейство испытанных в полете электрических силовых установок (ЭДУ) для коммерческой авиации.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
Воплощение в реальность: мы обещаем, мы делаем
Электрические силовые установки MagniX уже приводят в движение самолеты в полете
MagniX приводит в действие полностью электрический самолет Alice от Eviation для исторического первого полета
27 сентября 2022 г.
Eviation Alice успешно завершил свой первый полет, отметив историческую веху в авиации — первый в мире полностью электрический пригородный самолет с «чистым листом», построенный с нуля на основе электрической силовой установки. Alice приводится в движение двумя электрическими двигательными установками MagniX magni650 (EPU), которые являются единственными испытанными в полете электрическими двигательными установками такого масштаба.
Модифицированный Cessna — самый большой электрический самолет, совершивший полет
28 мая 2020 г.
Cessna Grand Caravan 208B, оснащенный двигателем MagniX 750HP magni500 EPU, стал самым большим в мире полностью электрическим коммерческим самолетом, поднявшимся в небо над Мозес-Лейк, штат Вашингтон.
Компания magniX претендует на первое место в области электрического самолета
10 декабря 2019 г.
Гидросамолет DHC-2 Beaver компании Harbour Air, модернизированный ЭПУ magniX magni500 мощностью 750 л.с., совершил первый в мире полет в качестве полностью электрического коммерческого самолета в Ванкувере, Канада.
Награды и признание
2021
Победитель
Следующие большие достижения в области технологий
для электрификации коротких рейсов
2020Финалист
Трофей Роберта Дж. Кольера
2020
Самая инновационная компания в энергетике
2020
Премия «Инновация года»
2020
Финалист
Идеи, меняющие мир в транспорте
2020
Финалист
Награда за выдающиеся достижения в области инноваций
2020
Список 20 поводов для празднования 2020 года
2019
19 вещей, которые сделали мир лучше в 2019 году
2019
Премия «Инновация года»
Новости
Отслеживайте обновления компании MagniX
ПРОСМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ НОВОСТЕЙ
Новости
Отслеживайте обновления компании MagniX
Свяжитесь с нами
Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Услуги | MagniX
Magni350 ЭПУ
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
магни650 ЭПУ
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
MagniDrive 100
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
магни350 ЭПУ
Непосредственно к пропеллеру
Электронный блок управления предназначен для обеспечения необходимого крутящего момента и мощности при низких оборотах, той же скорости, что и пропеллер. Это обеспечивает прямое соединение двигателя с гребным винтом, устраняя необходимость в сложной коробке передач, требующей технического обслуживания.
Конфигурируемые точки крепления
Сменные и настраиваемые точки крепления удовлетворяют различные потребности операторов и OEM-производителей.
Защита от ППП
Двигатель герметизирован с обоих концов, что снижает риск ППП и других загрязнений.
Улучшенные тепловые характеристики
EPU был разработан с использованием сложной встроенной системы жидкостного охлаждения, обеспечивающей полную производительность независимо от условий окружающей среды.
2×3-фазная архитектура
2×3-фазная архитектура обеспечивает резервирование, повышенную надежность и постепенное снижение производительности в случае возникновения неисправности.
Пример: В маловероятном случае короткого замыкания одна 3-фазная секция может быть отключена, позволяя пилоту использовать 50% полной мощности.
Электродвижущая установка (ЭДУ) magni350 представляет собой ЭДУ класса 450 л. с. / 350 кВт / 1600 Нм. Каждый EPU включает в себя двигатель magni350, 2 X magniDrive 100 и интегрированную систему управления температурным режимом с обратной связью.
Максимальная мощность ТО350 кВт
Номинальная длительная мощность280 кВт
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 1610 Н·м
Номинальный крутящий момент1410 Н·м
Сухой вес magni350 EPU 111,5 кг / 245,8 фунтов
Максимальная рабочая высота 35 000 футов
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
магни650 ЭПУ
Непосредственно к пропеллеру
EPU предназначен для обеспечения необходимого крутящего момента и мощности при низких оборотах, той же скорости, что и пропеллер. Это обеспечивает прямое соединение двигателя с гребным винтом, устраняя необходимость в сложной коробке передач, требующей технического обслуживания.
Конфигурируемые точки крепления
Сменные и настраиваемые точки крепления удовлетворяют различные потребности операторов и OEM-производителей.
Защита от ППП
Двигатель герметизирован с обоих концов, что снижает риск ППП и других загрязнений.
Улучшенные тепловые характеристики
В EPU используется сложная встроенная система жидкостного охлаждения, обеспечивающая полную производительность независимо от условий окружающей среды.
4×3-фазная архитектура
4×3-фазная архитектура обеспечивает резервирование, повышенную надежность и постепенное снижение производительности в случае сбоя.
Пример: В маловероятном случае короткого замыкания одна 3-фазная секция может быть отключена, что дает пилоту 75% полной мощности.
Электродвигатель Magni650 представляет собой ЭДУ класса 850 л.с. / 640 кВт / 3000 Нм. Каждый EPU включает в себя двигатель magni650, 4 X magniDrive 100 и интегрированную систему управления температурным режимом с обратной связью.
Максимальная мощность ТО 640 кВт
Номинальная длительная мощность 560 кВт
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 3020 Н·м
Номинальный крутящий момент2 820 Н·м
Сухой вес magni650 EPU200 кг / 440,9 фунта
Максимальная рабочая высота 35 000 футов
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
магнидрайв
Совместимость с DO178/DO254
MagniDrive 100 был разработан специально для аэрокосмических приложений, включая, помимо прочего, DO178/DO254, удары молнии, электромагнитные помехи и многое другое.
Высокий уровень защиты
Привод magniDrive 100 был разработан с несколькими дублирующими уровнями защиты как аппаратного, так и программного обеспечения.
Создан для работы на большой высоте
MagniDrive 100 был разработан для работы в условиях высокогорья без давления. Это обеспечивает высокий уровень гибкости и адаптируемости при использовании magniDrive 100.
Улучшенные тепловые характеристики
EPU был разработан с использованием сложной встроенной системы жидкостного охлаждения, обеспечивающей полную производительность независимо от условий окружающей среды.
Технология карбида кремния
MagniDrive 100 был разработан с использованием самой передовой технологии карбида кремния, обеспечивающей высокие рабочие характеристики, ожидаемые в аэрокосмических приложениях.
MagniDrive 100 — это многофункциональное высокопроизводительное решение для силовой электроники, включающее функции инвертора и контроллера двигателя. Он спроектирован как «двунаправленный», способный работать как в режиме постоянного/переменного тока для движения, так и в режиме переменного/постоянного тока для генерации. Он подходит для сетей HVDC до 800 В постоянного тока. Разработанный для работы без давления, MagniDrive 100 сочетает в себе высокие тепловые характеристики, устойчивость к электромагнитным помехам и молниезащиту для металлических и композитных конструкций. MagniDrive 100 может поддерживать как аналоговые входы дроссельной заслонки (например, для использования при модернизации), так и элементы управления Fly-By-Wire (для новых самолетов).
Выходная мощность170 кВт
MagniDrive 100 Вес12 кг / 26 фунтов
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 3020 Н·м
Номинальный крутящий момент2 820 Н·м
ИнтерфейсыCAN x4, RS485, PT1,000, датчики давления
Напряжение (HVDC)400 — 800 В
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
Компания MagniX
разработала семейство электрических двигательных установок (ЭДУ) для аэрокосмической и оборонной промышленности. Благодаря высокому уровню надежности, непревзойденной производительности и эксплуатационной практичности блоки MagniX EPU могут работать с несколькими источниками энергии, включая батареи, топливные элементы и многое другое.
Компания MagniX
разработала семейство электрических двигательных установок (ЭДУ) для аэрокосмической и оборонной промышленности. Благодаря высокому уровню надежности, непревзойденной производительности и эксплуатационной практичности, MagniX EPU могут работать с несколькими источниками энергии, включая батареи, топливные элементы и многое другое.
magni350 EPU
Непосредственно к пропеллеру
EPU предназначен для обеспечения необходимого крутящего момента и мощности при низких оборотах, той же скорости, что и гребной винт. Это обеспечивает прямое соединение двигателя с гребным винтом, устраняя необходимость в сложной коробке передач, требующей технического обслуживания.
Конфигурируемые точки крепления
Сменные и настраиваемые точки крепления удовлетворяют различные потребности операторов и OEM-производителей.
Защита от ППП
Двигатель герметизирован с обоих концов, что снижает риск ППП и других загрязнений.
Улучшенные тепловые характеристики
EPU был разработан с использованием сложной встроенной системы жидкостного охлаждения, обеспечивающей полную производительность независимо от условий окружающей среды.
2×3-фазная архитектура
2×3-фазная архитектура обеспечивает резервирование, повышенную надежность и постепенное снижение производительности в случае возникновения неисправности.
Пример: В маловероятном случае короткого замыкания одна 3-фазная секция может быть отключена, позволяя пилоту использовать 50% полной мощности.
Электродвижущая установка (ЭДУ) magni350 представляет собой ЭДУ класса 450 л.с. / 350 кВт / 1600 Нм. Каждый EPU включает в себя двигатель magni350, 2 X magniDrive 100 и интегрированную систему управления температурным режимом с обратной связью.
Максимальная мощность ТО350 кВт
Номинальная длительная мощность280 кВт
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 1610 Н·м
Номинальный крутящий момент1410 Н·м
Сухой вес magni350 EPU 111,5 кг / 245,8 фунтов
Максимальная рабочая высота 35 000 футов
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
magni650 EPU
Непосредственно к гребному винту
EPU предназначен для обеспечения требуемого крутящего момента и мощности при низких оборотах, той же скорости, что и гребной винт. Это обеспечивает прямое соединение двигателя с гребным винтом, устраняя необходимость в сложной коробке передач, требующей технического обслуживания.
Конфигурируемые точки крепления
Сменные и настраиваемые точки крепления удовлетворяют различные потребности операторов и OEM-производителей.
Защита от ППП
Двигатель герметизирован с обоих концов, что снижает риск ППП и других загрязнений.
Улучшенные тепловые характеристики
EPU был разработан с использованием сложной встроенной системы жидкостного охлаждения, обеспечивающей полную производительность независимо от условий окружающей среды.
4×3-фазная архитектура
4×3-фазная архитектура обеспечивает резервирование, повышенную надежность и постепенное снижение производительности в случае сбоя.
Пример: В маловероятном случае короткого замыкания одна 3-фазная секция может быть отключена, что дает пилоту 75% полной мощности.
Электродвигатель Magni650 представляет собой ЭДУ класса 850 л.с. / 640 кВт / 3000 Нм. Каждый EPU включает в себя двигатель magni650, 4 X magniDrive 100 и интегрированную систему управления температурным режимом с обратной связью.
Максимальная мощность ТО 640 кВт
Номинальная длительная мощность 560 кВт
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 3020 Н·м
Номинальный крутящий момент2 820 Н·м
magni650 EPU сухая масса 200 кг / 440,9фунты
Максимальная рабочая высота 35 000 футов
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
magniDrive 100
Совместимость с DO178/DO254
MagniDrive 100 был разработан специально для аэрокосмических приложений, включая, помимо прочего, DO178/DO254, удары молнии, электромагнитные помехи и многое другое.
Высокий уровень защиты
Привод magniDrive 100 был разработан с несколькими дублирующими уровнями защиты как аппаратного, так и программного обеспечения.
Разработано для работы на большой высоте
MagniDrive 100 был разработан для работы в условиях высокогорья без давления. Это обеспечивает высокий уровень гибкости и адаптивности при использовании magniDrive 100.
Advanced Thermal Performance
EPU был разработан со сложной встроенной системой жидкостного охлаждения, обеспечивающей полную производительность независимо от условий окружающей среды.
Технология карбида кремния
MagniDrive 100 был разработан с использованием самой передовой технологии карбида кремния, обеспечивающей высокие рабочие характеристики, ожидаемые в аэрокосмических приложениях.
MagniDrive 100 — это многофункциональное высокопроизводительное решение для силовой электроники, включающее функции инвертора и контроллера двигателя. Он спроектирован как «двунаправленный», способный работать как в режиме постоянного/переменного тока для движения, так и в режиме переменного/постоянного тока для генерации. Он подходит для сетей HVDC до 800 В постоянного тока. Разработанный для работы без давления, MagniDrive 100 сочетает в себе высокие тепловые характеристики, устойчивость к электромагнитным помехам и молниезащиту для металлических и композитных конструкций. MagniDrive 100 может поддерживать как аналоговые входы дроссельной заслонки (например, для использования при модернизации), так и элементы управления Fly-By-Wire (для новых самолетов).
Выходная мощность170 кВт
MagniDrive 100 Вес12 кг / 26 фунтов
Выходная скорость от 1200 до 2300 об/мин
Макс. непрерывный крутящий момент 3020 Н·м
Номинальный крутящий момент2 820 Н·м
ИнтерфейсыCAN x4, RS485, PT1,000, датчики давления
Напряжение (HVDC)400 — 800 В
Экологическая квалификацияDO-160G
Максимальное рабочее напряжение800 В постоянного тока
Минимальное рабочее напряжение 500 В постоянного тока
Жизнь | MagniX
Жизнь | магникс
Срок службы MagniX
СМОТРИ
Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Наши люди
У magniX сильная и инклюзивная культура, охватывающая не только наши коммерческие цели, но и дух наших сотрудников и сообщества, которое мы формируем вместе
Наша команда представляет собой разнообразную смесь дальновидных мечтателей, инженеров, практиков и технических экспертов, которые представляют все сферы жизни, чтобы создать лучшее будущее.
Наша команда представляет собой разнообразную смесь дальновидных мечтателей, практичных инженеров, практиков и технических экспертов, которые представляют все слои общества, чтобы создать лучшее будущее.
Наша удивительная культура пронизывает все, что мы делаем. У нас работают специалисты в своих областях, которые готовы поделиться своими знаниями.
Анжела Хасенбалг , инженер по качеству
Наша удивительная культура пронизывает все, что мы делаем. У нас работают специалисты в своих областях, которые готовы поделиться своими знаниями.
Анжела Хасенбалг , инженер по качеству
Наши ценности
Общие убеждения и поведение
Наши ценности
Общие убеждения и поведение
Каждое утро наша команда приходит на работу, увлеченная тем, что мы делаем и почему мы это делаем. Мы верим, что невозможное возможно.
Мы команда с семейным духом.
Мы работаем вместе как сплоченная команда, достигая высочайших результатов, основанных на честности, сопричастности и сотрудничестве, заботясь друг о друге.
Мы всегда в деле.
Мы преданы миссии, команде и друг другу, несмотря на трудности, с которыми мы сталкиваемся, и даже когда никто не смотрит.
Мы поступаем правильно,
даже когда это тяжело.
Мы всегда будем придерживаться самых высоких стандартов личной и профессиональной честности без компромиссов и компромиссов.
Нам любопытно.
Мы активно задаем вопросы и не боимся отвечать на вопросы других.
Мы открыты.
Мы общаемся открыто, правдиво, прямо и своевременно, демонстрируя наши успехи и неудачи.
Мы последовательны.
Мы придерживаемся наших ценностей и принципов во всех аспектах нашего взаимодействия, политик, процедур и результатов, независимо от того, кто вовлечен.
Мы команда с семейным духом.
Мы работаем вместе как сплоченная команда, достигая высочайших результатов, основанных на честности, сопричастности и сотрудничестве, заботясь друг о друге.
Мы всегда в деле.
Мы преданы миссии, команде и друг другу, несмотря на трудности, с которыми мы сталкиваемся, и даже когда никто не смотрит.
Мы поступаем правильно, даже когда это трудно.
Мы всегда будем придерживаться самых высоких стандартов личной и профессиональной честности без компромиссов и компромиссов.
Нам любопытно.
Мы активно задаем вопросы и не боимся отвечать на вопросы других.
Мы открыты.
Мы общаемся открыто, правдиво, прямо и своевременно, демонстрируя наши успехи и неудачи.
Мы последовательны.
Мы придерживаемся наших ценностей и принципов во всех аспектах нашего взаимодействия, политик, процедур и результатов, независимо от того, кто вовлечен.
Преимущества
Мы инвестируем в здоровье и счастье наших сотрудников
Оставаться здоровым
Мы покрываем 100% страховых взносов на медицинское, стоматологическое страхование и страхование зрения для членов команды и их иждивенцев.
В нашем плане медицинского страхования предусмотрены низкие франшизы, низкие максимальные суммы наличных средств и низкие доплаты за визиты по уходу.
Сбережения на будущее
Мы вносим 9,5% в 401k нашего сотрудника независимо от вклада члена команды.
Расширение вашей семьи
Мы предлагаем 3 месяца полностью оплачиваемого отпуска по уходу за ребенком или отпуска по болезни.
Свободное время
Наши сотрудники имеют право на 20 дней отпуска, начисляемых с первого дня работы в компании.
MagniX закрывает свои двери на последнюю неделю календарного года, чтобы дать всей нашей команде заслуженный отдых.
Будьте здоровы
Мы покрываем 100% страховых взносов на медицинское, стоматологическое страхование и страхование зрения для членов команды и их иждивенцев.
В нашем плане медицинского страхования предусмотрены низкие франшизы, низкие максимальные суммы наличных средств и низкие доплаты за визиты по уходу.
Сбережения на будущее
Мы вносим 9,5% в 401k нашего сотрудника независимо от вклада члена команды.
Расширение вашей семьи
Мы предлагаем 3 месяца полностью оплачиваемого отпуска по уходу за ребенком или отпуска по болезни.
Свободное время
Наши сотрудники имеют право на 20 дней отпуска, начисляемых с первого дня работы в компании.
MagniX закрывает свои двери на последнюю неделю календарного года, чтобы дать всей нашей команде заслуженный отдых.
Присоединяйтесь к нам, и вместе мы сможем создать будущее
ОНЛАЙН-ЗАЯВКА
ПОЧТА В ЗАЯВКЕ
Открытые позиции
Присоединяйтесь к нам, и вместе мы сможем создать будущее
В magniX наша блестящая команда преданных своему делу людей разрабатывает и создает технологии, формирующие будущее безэмиссионной авиации. Если вы хотите изменить мир к лучшему, подайте заявку здесь на одну из наших открытых вакансий или отправьте нам свое резюме и сообщите нам, как вы можете внести свой вклад.
ОНЛАЙН-ЗАЯВКА
ПОЧТА В ЗАЯВКЕ
Ваш браузер не поддерживает видео тег.
Наша история | magniX
Наша история | магникс
Мир стал свидетелем
перехода на электрическую авиацию
Наше видение
Стать самой надежной в мире компанией по разработке решений в области электротехники
Наша миссия
Разрабатывать и поставлять лучшие в отрасли продукты с помощью интеллектуальных инноваций и клиентоориентированности
Наше видение
Стать самой надежной в мире компанией по разработке решений в области электротехники
Наша миссия
Разрабатывать и поставлять лучшие в отрасли продукты за счет интеллектуальных инноваций и клиентоориентированности
MagniX возглавляет это изменение
История говорит нам, что достижения в области двигателей приводят к революциям в авиации. После поршневого двигателя и реактивного двигателя электродвигатель обещает открыть новую эру полета. При значительном снижении эксплуатационных расходов электрические самолеты изменят экономику путешествий, а также сократят выбросы углерода. Теперь, когда силовая установка MagniX демонстрирует доказанную способность приводить в действие целый ряд различных самолетов, мы предлагаем взглянуть на то, как начинается электрическая эра. Мы изучаем все области применения электрических технологий в авиационной отрасли, стремясь ускорить переход мира к полетам на электричестве.
Наше путешествие
MagniX построен на краеугольных камнях людей, страсти и возможностей. Наша история началась на Золотом побережье Австралии в 2005 году, когда бережливый стартап сосредоточился на двигателях с постоянными магнитами и сверхпроводящих технологиях, разработав новаторскую электрическую двигательную установку. В 2017 году мы подошли к переломному моменту. Как технологическое открытие может быть преобразовано в продукт, который окажет масштабное влияние на клиентов, устойчиво и доступно объединяя сообщества? Это был поворотный момент, когда мы переименовали компанию в magniX, и наша миссия превратилась в руководство разработкой двигателей для эпохи электрической авиации.
2005 г.
2009 г.
2015
2017
2018
2019
2020
2022
2005
Тони Гуина основывает компанию Guina Energy в Голд-Косте, Австралия.
2009
Clermont впервые объединяется с Guina Energy.
2015
Guina Energy успешно разрабатывает новаторский сверхпроводящий EPU.
Clermont завершает приобретение Guina Energy.
2017
Guina Energy переименовывается в magniX.
Первые успешные испытания прототипа Magni5 EPU.
2018
Штаб-квартира magniX переехала с Золотого побережья Австралии в Редмонд, штат Вашингтон, США.
Eviation выбирает MagniX для поставки электрической силовой установки для Alice, первого в мире полностью электрического коммерческого самолета.
2019
Успешный испытательный полет eBeaver в Ванкувере, Канада, в сотрудничестве с Harbour Air.
2020
Успешный испытательный полет eCaravan.
Universal Hydrogen называет magniX поставщиком электрической силовой установки для 40-местного водородного Dash-8.
Компания «Sydney Seaplanes» выбрала «magniX» для eCaravan STC и «Faradair» для новой конструкции BEHA на 18 человек.
2022
Первый полет Eviation Alice, первого в мире полностью электрического пригородного самолета с электрическими силовыми установками MagniX.
Наши лидеры
Познакомьтесь с нашей командой лидеров, чья страсть к расширению границ в сочетании с глубоким опытом воплощает в жизнь электрическое решение.
- Джон Саабас
председатель - Нуно Таборда
Исполнительный директор - Риона Армесмит
технический директор - Саймон Роудс
Начальник отдела продаж - Кэтлин Кай
Глава финансов
Джон Саабас
Chairman
Nuno Taborda
CEO
Riona Armesmith
CTO
Simon Roads
Head of Sales
Kathleen Kai
Head of Finance
Ваш браузер не поддерживает видео тег.
h4X утверждает, что удельная мощность в три раза выше, чем у электрических авиационных двигателей
Если и есть что-то важное, что сдерживает электрическую революцию в мире авиации, так это хранение энергии. Но есть тонна очень умных людей, бьющихся над проблемой увеличения плотности энергии батарей, и еще одна растущая фракция, работающая над тем, чтобы сделать дальнобойные, быстрозаправляющиеся силовые агрегаты на водородных топливных элементах стандартом для будущих полетов.
В любом случае, это произойдет в ближайшие десятилетия, и одна новая компания из Миннеаполиса обращает свое внимание на другой критический элемент двигательной установки. Компания h4X Technologies вырывается вперед со встроенной конструкцией электродвигателя, которая, по ее словам, может обеспечивать такую же постоянную мощность, как и некоторые из лучших двигателей на рынке, при весе, составляющем треть или меньше от общего веса.
Вес, конечно, имеет большое значение в авиации, а для электрических самолетов он удваивается. Каждый фунт, поднятый ввысь, означает уменьшение полезной нагрузки, которую вы можете нести, уменьшение диапазона, который вы получите от своей батареи или водородного бака, и, в конечном итоге, потерю денег для владельца.
В связи с тем, что малые и средние электрические самолеты начинают поступать в коммерческую эксплуатацию, а давно обещанный рост сегмента воздушных такси eVTOL навсегда не за горами, h4X видит большие возможности впереди для чудовищного снижения веса, такого как его двигатель HPDM-250. .
Конструкция электрического авиационного двигателя h4X HPDM 250
Первая версия будет весить 15 кг (33 фунта) и обеспечивать постоянную мощность 200 кВт с максимальной мощностью до 250 кВт. Это 13,3 непрерывных киловатта на килограмм, невероятная плотность мощности. Для сравнения, двигатель Magnax с осевым потоком, который мы рассмотрели в 2018 году, может похвастаться мощностью 15 кВт/кг, но это пиковая мощность; его непрерывная удельная мощность больше похожа на 7,5 кВт/кг.
И это само по себе совершенно исключительно. Двигатель, использованный Harbour Air в первом в мире коммерческом полете на электрическом самолете в прошлом году, был Magnix Magni500 — да, есть конкурирующие компании по производству электродвигателей под названием Magnix и Magnax — и удельная мощность этой штуки больше похожа на 4,2 кВт/кг.
Более того, ни один из вышеперечисленных двигателей не имеет встроенного инвертора, поэтому вам придется нести дополнительный вес – 12 кг (33 фунта) в случае системы привода Magnix. В конструкции h4X инвертор встроен в корпус шестиугольной призмы.
Максимальный КПД двигателя достигается при 20 000 об/мин, что намного быстрее, чем вращение пропеллера, поэтому h4X также может оснащаться встроенным планетарным редуктором с передаточным числом 4:1, что требует снижения веса всего в три дополнительных килограмм (6,6 фунта). Основатель и генеральный директор h4X Джейсон Сильвестр говорит нам, что команда могла бы спроектировать двигатель так, чтобы он вращался медленнее, и исключить коробку передач, но общая эффективность и удельная мощность пострадали бы.
Один блок обеспечит значительную экономию веса на небольшом электрическом самолете, но для многовинтовых самолетов, таких как eVTOLs
h4X
, все будет гораздо лучше.
Пиковая комбинированная эффективность двигателя, редуктора и инвертора h4X HPDM-250 в этой конфигурации, которая, скорее всего, будет использоваться на борту электрического самолета, составляет 92,9 процента. Это в значительной степени удар по энергоэффективности Magni500, только с гораздо более высокой выходной мощностью на единицу веса. Его непрерывная удельная мощность с редуктором на борту составляет 11,1 кВт/кг, что по-прежнему значительно превосходит конкурентов.
Как этой стартап-команде из Миннеаполиса удалось добиться такого значительного скачка плотности мощности? Сильвестр говорит нам, что это комбинация факторов, которые складываются.
«HPDM-250 был разработан, чтобы расширить границы производительности при минимальной массе системы», — говорит он. «Это продукт запатентованных инноваций во многих областях, отличающийся высочайшим уровнем интеграции на рынке. Это включает в себя оптимизацию электромагнитных характеристик, аддитивное производство, современные материалы и высокочастотную силовую электронику на карбиде кремния».
«Две инновации заслуживают особого внимания. Мы используем единую синергетическую охлаждающую рубашку для одновременного охлаждения как силовой электроники, так и двигателя. Эта интеграция уменьшает массу и объем системы. Медные катушки статора, изготовленные методом аддитивного производства, используются для увеличения коэффициента заполнения медью и улучшения непрерывности. плотность тока. Это новая технология, которая может произвести революцию в производстве двигателей, поскольку она предлагает более быструю разработку, лучшую производительность и большую гибкость конструкции».
Эти напечатанные на 3D-принтере медные катушки статора не только позволяют h4X вместить больше меди в меньшее пространство, но и очень помогают с охлаждением, позволяя HPDM-250 работать ближе к своей пиковой мощности, не выделяя неуправляемого количества тепла. А Сильвестр говорит, что аддитивное производство означает, что этот двигатель можно будет быстро прототипировать, итерировать, масштабировать до различных размеров и уровней мощности, а также настраивать в соответствии с требованиями заказчика.
Медные катушки, напечатанные на 3D-принтере, играют ключевую роль в чудовищной плотности мощности этого двигателя
ч4Х
Сильвестр говорит нам, что, несмотря на то, что компоненты плотно упакованы в конструкцию двигателя, его корпус с шестью крышками обеспечивает легкий доступ в тех редких случаях, когда вам нужно открыть его.
Замена двигателя массой примерно 50 кг (110 фунтов) на двигатель массой 18 кг (40 фунтов) принесет небольшой выигрыш в весе одновинтового самолета, но преимущества будут тем больше, чем больше двигателей будет в вашей конструкции. использует. Сильвестр считает, что эта конструкция предлагает значительные преимущества по полезной нагрузке, стоимости и дальности полета по сравнению с воздушными такси eVTOL, которые обычно используют более шести винтов. Но h4X нацелен на более крупные цели.
«В следующие пять лет мы увидим эти электронные вертикальные взлеты и посадки и небольшие электрические самолеты», — говорит Сильвестр. «Но примерно к 2030 году мы начнем наблюдать электрификацию больших коммерческих самолетов. Это действительно то, к чему вы стремитесь. авиационный сектор. Самолет, который использует распределенную силовую установку с несколькими двигателями мощностью 250 кВт, может быть, 16 или около того, вдоль каждого крыла. Вы можете себе представить, что их вес будет складываться, и именно здесь двигатель, подобный нашему, может иметь огромное значение».
Как всегда, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, поэтому мы с нетерпением ждем информации о том, как работает прототип.
«Сейчас мы занимаемся прототипированием», — говорит Сильвестр. «Мы должны протестировать его ко второму кварталу следующего года. Что касается бизнеса, мы рассчитываем получить письма о намерениях от потенциальных клиентов и сотрудничать с первыми инвесторами для расширения h4X. Мы очень много работали в скрытом режиме. .»
Тот, за кем нужно следить.
Источник: h4X
E-811 EASA TC – Pipistrel Aircraft
ОПИСАНИЕ
E-811: первый сертифицированный электрический двигатель для использования на самолетах авиации общего назначения
E-811 – первый электрический двигатель, сертифицированный для использования в Авиация Агентства авиационной безопасности Европейского Союза (EASA). Воспользуйтесь преимуществами сертифицированного электрического двигателя или ускорьте процесс разработки своего планера с двигателем, самолета UL, LSA, VLA или самолета уровня 1 Part‑23.
Двигатель Е-811 сочетает в себе электродвигатель с жидкостным охлаждением и регулятор мощности с жидкостным охлаждением. Предлагая пиковую мощность 57,6 кВт (77 л.с.) и 49.2 кВт (66 л.с.) максимальной длительной мощности, E-811 является идеальной силовой установкой для планеров с двигателями, самолетов UL, LSA и VLA, где требуется сертифицированный двигатель. Он также может быть установлен на самолетах уровня 1 части 23 и других приложениях с распределенной силовой установкой, применяя соответствующие специальные условия.
Ходовой двигатель представляет собой современный синхронный электродвигатель с постоянными магнитами с осевым потоком. Эти двигатели легче и компактнее, они также более мощные, чем двигатели с радиальным магнитным потоком, что делает их идеальными для применения в авиации. Пропеллер установлен непосредственно на роторе.
Соответствующий контроллер преобразует постоянный ток (DC) от батарей в переменный ток (AC) для двигателя. Контроллер получает команду крутящего момента по шине CAN и соответствующим образом регулирует входной ток двигателя через высоковольтную шину переменного тока двигателя. Мотор реагирует мгновенно и без задержек. Контроллер также требует 12-вольтового источника питания.
Гибкость
Направление вращения двигателя не выбирается на заводе и может быть легко адаптировано к любому конкретному применению в процессе установки. Двигатель может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки в качестве направления вращения по умолчанию.
E-811 поддерживает широкий спектр пропеллеров. На двигатель можно установить фиксированные, регулируемые с земли и электрические гребные винты с регулируемым шагом, если они совместимы с геометрией фланцев и расположением винтов (6xM8 на диаметре 75 мм). Гидравлические регуляторы не поддерживаются. Гребной винт должен иметь максимальный момент инерции 3245 кг-см 2 (7,7 фунт-фут 2 ) и весить менее 5,5 кг. Максимальная частота вращения двигателя составляет 2500 об/мин. Воздушный винт, соответствующий техническим характеристикам и ограничениям двигателя E-811, доступен для заказа или может быть специально разработан в Pipistrel.
Система охлаждения и дополнительное монтажное оборудование
Двигатель полностью охлаждается жидкостью через единый охлаждающий контур со смесью 50% воды и 50% гликоля (автомобильный класс G12+). Вход охлаждающей жидкости расположен на регуляторе мощности, затем он поступает к двигателю через промежуточный шланг охлаждающей жидкости. Выход охлаждающей жидкости расположен на двигателе.
Система охлаждения является частью установки и может быть поставлена компанией Pipistrel. В его состав входят следующие узлы: насос охлаждающей жидкости; радиатор; расширительный бак; бутылка с переливом; подводящие, отводящие и промежуточные шланги; и сама охлаждающая жидкость. Контур должен обеспечивать температуру охлаждающей жидкости на каждом компоненте менее 60°С.
Для управления выходной мощностью двигателя должна быть предусмотрена вспомогательная система управления. Это может быть обеспечено либо с помощью рычага управления двигателем, либо с помощью компьютера управления полетом, а также должна быть предусмотрена индикация в кабине, например, индикатор оборотов. Доступны различные решения, дополняющие вашу установку. Узнайте о различных вариантах, которые может предоставить Pipistrel.
Для обеспечения движущей силы двигателю требуется подача постоянного тока высокого напряжения. В зависимости от выбранной архитектуры двигатель будет получать мощность постоянного тока от источника энергии, которым могут быть батареи, подключенные через систему управления батареями (BMS), или генератор, или топливный элемент, или их комбинации. Также необходимо низковольтное (12 В пост. тока) подключение к источнику питания.
Установка дополнительного оборудования зависит от комплектации самолета. Его пригодность для двигателя Е-811 должна быть продемонстрирована в рамках сертификации типа самолета.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЬ PIPISTREL E-811
Сертификат типа EASA (№ EASA.E.234) соответствует CS-22, подраздел H, Amdt. 2 и специальное условие SC E-1 для электрического двигателя планера, LSA или VLA.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ PIPISTREL E-811-268MVLC | |
---|---|
ДВИГАТЕЛЬ – 268 МВ LC VHML | |
тип | синхронный постоянный магнит с осевым потоком |
диаметр | 268 мм (10,55 дюйма) |
ширина | 91 мм (3,58 дюйма) |
сухой вес | 22,7 кг (50 фунтов) |
Максимальная взлетная мощность (MTOP) до 90 секунд | 57,6 кВт (77 л. с.) при 2500 об/мин |
максимальная непрерывная мощность (MCP) | 49,2 кВт (66 л.с.) при 2350 об/мин |
Диапазон температур наружного воздуха | -20°C, +40°C (-4°F, 104°F) |
максимальная температура двигателя | 110°С (230°F) |
ограничение скорости | 2350 об/мин (MCP), 2500 об/мин (MTOP) |
ограничения крутящего момента | 200 Нм (MCP), 220 Нм (MTOP) |
КОНТРОЛЛЕР – h400C | |
размеры | 245 x 126 x 230 мм (9,65 x 4,96 x 9,05 дюйма) |
сухой вес | 8,1 кг (17,8 фунта), включая кабели |
максимальная температура контроллера | 70°С (158°F) |
Диапазон входного напряжения | 250–400 В постоянного тока |
максимальный ток контроллера | 311 А |
максимальный длительный ток | 226 А |
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ | |
поток охлаждающей жидкости | > 5,5 л/мин |
температура охлаждающей жидкости | |
перепад давления (во всей системе) | |
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОПЕЛЛЕРУ | |
максимальный момент инерции | 3245 кг-см 2 (7,7 фунт-фут 2 ) |
максимальная масса винта | 5,5 кг (12,1 фунта) |
максимальная скорость | 2500 об/мин |
Примечание. |